Técnicas de gestão de operações no campo

Fundamentos do manejo da solução nutritiva: como pensar e medir CE, pH e oxigênio dissolvido

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No cultivo sem solo, a própria água em contato com as raízes é o ambiente de cultivo. Se CE, pH ou oxigênio dissolvido saírem do equilíbrio, mesmo que o produtor adicione fertilizante, a planta não consegue absorvê-lo.

O que o iniciante precisa entender primeiro não é decorar números. É entender o que cada indicador representa: a CE como referência da concentração de fertilizante, o pH como condição que determina a facilidade de absorção dos nutrientes e o oxigênio dissolvido como base que sustenta a respiração das raízes.

Neste artigo, organizo os pontos que devem ser observados no manejo da solução nutritiva, os fundamentos de CE, pH e oxigênio dissolvido, a forma de pensar a água bruta e a renovação da solução nutritiva, e o procedimento de verificação quando surgem problemas.

O que se deve fazer no manejo da solução nutritiva

Diferentemente do cultivo em solo, a planta absorve os nutrientes necessários apenas a partir da “solução nutritiva”, na qual os nutrientes estão dissolvidos em água. Como não existe o efeito tampão proporcionado pelo solo, o estado da solução nutritiva se reflete diretamente no crescimento da cultura. Em poucas palavras, o objetivo do manejo da solução nutritiva é manter a absorção de água e a respiração das raízes preservando o melhor balanço nutricional possível.

Os principais elementos a serem manejados são cinco: CE (referência da concentração de fertilizante), pH (grau de acidez ou alcalinidade), oxigênio dissolvido (quantidade de oxigênio necessária para a respiração das raízes), temperatura da solução nutritiva e estado de higiene. Eles influenciam uns aos outros. Por exemplo, quando a temperatura da solução nutritiva sobe, a quantidade de oxigênio dissolvido diminui e, com a intensificação da proliferação de microrganismos, o pH passa a oscilar mais facilmente. Esses cinco elementos funcionam em conjunto: se apenas um deles for negligenciado, por mais precisos que sejam os demais, a cultura não se desenvolverá normalmente.

A qualidade da água bruta também importa

A qualidade da água bruta não é algo que se ajuste no dia a dia, mas influencia o sucesso do manejo da solução nutritiva. Os três principais itens a verificar são dureza, pH e cloro.

Águas de dureza elevada contêm muitos íons de cálcio e magnésio, e isso precisa ser considerado no momento de projetar a solução nutritiva. O pH da água da rede pública varia de uma região para outra, e quando se utiliza uma água fortemente alcalina, a quantidade de regulador a ser adicionada aumenta. O cloro presente na água da rede pode prejudicar as raízes, mas esse cloro pode ser removido deixando a água em repouso por cerca de um dia ou usando um filtro de carvão ativado. Conhecer as características da água bruta antes de iniciar o cultivo sem solo permite reduzir o trabalho do manejo diário.

Manejo da CE (condutividade elétrica)

CE é a abreviação de “Electrical Conductivity” (condutividade elétrica) e é o indicador que mostra a concentração de íons na solução nutritiva (principalmente íons provenientes de sais de fertilizantes). Quando a água contém componentes além do fertilizante (como minerais oriundos da água bruta), esses componentes também se refletem no valor de CE.

A água pura praticamente não conduz eletricidade, mas, quando íons provenientes de fertilizantes e outras fontes se dissolvem, ela passa a conduzir. Quanto maior a concentração de fertilizante, maior o valor de CE; portanto, ao medir o quanto a corrente flui pela água, é possível inferir indiretamente a concentração de fertilizante na solução nutritiva. A unidade da CE é geralmente expressa em “mS/cm” ou “dS/m”, e essas duas unidades são equivalentes.

Entretanto, o valor de CE indica apenas a quantidade total de fertilizante: não é possível julgar o equilíbrio nem a identidade de cada nutriente. Mesmo que alguns componentes estejam em excesso e outros em falta, somente o valor total de CE pode parecer estar dentro da faixa normal. Além disso, soluções nutritivas com balanços diferentes podem apresentar o mesmo valor de CE. Apesar de ser uma medida simples de obter, esse é o limite da CE.

Como ajustar o valor de CE

Para aumentar a CE, adiciona-se fertilizante à solução nutritiva; para reduzi-la, dilui-se com água pura ou se troca uma parte da solução nutritiva. O responsável pelo manejo deve medir a CE diariamente e fazer ajustes quando houver anomalias.

Quanto maior a escala do cultivo, mais difícil é manter o monitoramento humano contínuo, e por isso a automação por sensores e equipamentos de controle é indispensável.

Problemas comuns no manejo da CE

A tabela a seguir lista problemas comuns relacionados ao valor de CE e suas medidas correspondentes.

Manejo do pH (potencial hidrogeniônico)

O pH (potencial hidrogeniônico) é o indicador da intensidade da acidez ou alcalinidade de uma solução aquosa. É expresso em valores de 0 a 14: 7 é neutro, abaixo de 7 é ácido e acima de 7 é alcalino. No cultivo sem solo, o pH afeta diretamente a solubilidade dos nutrientes e sua absorção pela planta.

Cada nutriente tem uma faixa de pH em que é mais facilmente absorvido. Micronutrientes como o ferro e o manganês são mais bem absorvidos em ambiente ácido; cálcio e magnésio são mais bem absorvidos em ambiente alcalino; e o fósforo é mais bem absorvido em pH próximo do neutro. A maioria das culturas absorve nutrientes com a maior eficiência em pH entre 5,5 e 6,5, e fora dessa faixa determinados nutrientes se tornam insolúveis e deixam de estar disponíveis para a planta.

Por que o pH varia durante o cultivo

No cultivo sem solo, o pH oscila com o passar do tempo. Os principais fatores são cinco: absorção iônica seletiva pela planta, atividade microbiana, forma química do nitrogênio contido no fertilizante, qualidade da água e variação de temperatura.

A forma química do nitrogênio, em particular, costuma passar despercebida como fator: quando o nitrogênio amoniacal é absorvido pela planta, o pH da solução nutritiva cai; quando o nitrogênio nítrico é absorvido, ele sobe. Além disso, com o aumento da temperatura, a atividade microbiana se intensifica e acelera as variações de pH. Quando a amplitude de variação é pequena, dificilmente isso se torna um problema, mas, quando o pH se afasta muito da faixa adequada, o dano à cultura é grande.

Quando o pH está baixo demais (acidez forte), ocorrem toxicidade por metais pesados, como alumínio e ferro, inibição da absorção de cálcio, magnésio e fósforo, e danos às raízes. Quando o pH está alto demais (alcalinidade forte), micronutrientes como ferro, manganês, cobre e zinco se tornam insolúveis, levando ao amarelecimento das folhas (clorose) e a um crescimento deficiente.

Métodos de manejo do pH

Para a medição do pH, o medidor digital de pH é o instrumento básico, sendo o mais preciso e confiável. Em medições simples de emergência também se pode usar fita teste, mas a precisão é baixa e não é adequada para o manejo diário.

O ajuste de pH é feito com reguladores específicos. Para elevar o pH, podem ser usados solução de carbonato de potássio (que eleva o pH de forma suave, com efeito adicional de fornecer potássio), hidróxido de potássio (forte) e bicarbonato de sódio (com efeito tampão). Para reduzi-lo, podem ser usados ácido fosfórico (com efeito adicional de fornecer fósforo), ácido nítrico (com efeito adicional de fornecer nitrogênio) e ácido cítrico (ajuste suave).

Ao usar reguladores, adicione pequenas quantidades de cada vez, medindo a cada passo, e evite mudanças bruscas. Reguladores ácidos devem ser obrigatoriamente diluídos antes do uso.

O ideal é não usar regulador de pH

Quando se utiliza regulador de pH, apenas certos componentes contidos nele aumentam na solução nutritiva, o que pode desequilibrar a composição. Por isso, antes de recorrer a reguladores, o ideal é controlar o pH em alguma medida ajustando o próprio balanço de fertilizantes da solução nutritiva. Esse tipo de conhecimento prático de campo é abordado também em outros materiais.

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Manejo do oxigênio dissolvido

O oxigênio dissolvido (OD; em inglês, DO – Dissolved Oxygen) é a quantidade de moléculas de oxigênio (O₂) dissolvidas na água, geralmente expressa em “mg/L” ou “ppm”.

No cultivo sem solo, como as raízes ficam imersas na água, a planta utiliza o oxigênio dissolvido para os seguintes fins: produção de energia pela respiração celular nas raízes, absorção ativa de nutrientes (especialmente cálcio e fósforo), crescimento e metabolismo das raízes, e manutenção da resistência a patógenos. Quando o oxigênio dissolvido é insuficiente, a função das raízes cai, e essa queda de função afeta o crescimento da planta como um todo.

Quando o oxigênio dissolvido falta, raízes saudáveis, de cor branca ou creme, mudam para tons marrons ou pretos, observa-se a estagnação do alongamento radicular e a morte da ponta das raízes. O quadro pode chegar a atraso de crescimento, murcha e amarelecimento das folhas, sintomas de deficiência de cálcio e podridão radicular.

A concentração ideal de oxigênio dissolvido para o cultivo sem solo é de 5 mg/L ou mais e, de preferência, em torno de 8 mg/L. Os principais fatores que reduzem o oxigênio dissolvido são a temperatura (quanto maior, menor a solubilidade), o total de sais dissolvidos (quanto maior a CE, menor a concentração de oxigênio dissolvido), os microrganismos (que consomem o oxigênio da água) e o aumento da demanda por oxigênio conforme o estágio de crescimento da planta. No verão, especialmente, é preciso muita atenção.

Como aumentar o oxigênio dissolvido

Em instalações de cultivo sem solo de grande porte, o método mais comum é a “aeração em cascata”, em que a água é deixada cair de uma altura para incorporar ar. Esse método tende a manter baixo o consumo adicional de eletricidade e, como a quantidade de oxigênio incorporado é proporcional à vazão, é adequado para operação de longo prazo. Quando aumentar a área de superfície da queda d’água ou o volume de circulação não é suficiente, a aeração por borbulhamento (sistema de difusores) também é eficaz. Esta última é fácil de adotar mesmo em cultivos de pequena escala.

Renovação da solução nutritiva quando há problemas

Quando ocorrem distúrbios de crescimento ou doenças no cultivo sem solo, uma das medidas mais eficazes é a “renovação da solução nutritiva”. Em sistemas circulantes de cultivo sem solo, trocar a solução nutritiva por uma nova permite resolver muitos problemas de uma vez só.

Quando se mantém a mesma solução nutritiva por longos períodos, como a planta absorve seletivamente cada nutriente, o balanço se desloca: alguns ficam em falta e outros em excesso. Os micronutrientes, em particular, são difíceis de manejar e tendem a sair de equilíbrio com facilidade. Além disso, substâncias alelopáticas, ácidos orgânicos e resíduos exsudados pelas raízes se acumulam e prejudicam a função radicular. Além disso, com a instabilização do pH, o uso de reguladores aumenta, e, como resultado, o balanço da solução nutritiva se deteriora ainda mais, alimentando um ciclo vicioso.

Com a renovação da solução nutritiva, esses problemas podem ser resolvidos em conjunto. É possível repor os nutrientes em falta, eliminar os componentes em excesso e remover as substâncias alelopáticas ao mesmo tempo, com efeito adicional de limpeza das tubulações e dos tanques de cultivo.

Ciclo de renovação da solução nutritiva e quando realizá-la

Para prevenir problemas, a renovação periódica da solução nutritiva é eficaz. Em sistemas circulantes de cultivo sem solo, o intervalo de referência é, em geral, de uma vez a cada 2 a 3 meses, mas isso deve ser ajustado conforme o cultivo, a densidade de plantas e a estação. Hortaliças folhosas, de crescimento rápido, consomem nutrientes rapidamente e exigem renovação mais frequente; no verão, a atividade microbiana fica mais intensa e a deterioração se acelera.

Além da renovação periódica, considere antecipar a renovação da solução nutritiva quando observar os sinais a seguir.

Conclusão

A essência do manejo da solução nutritiva está em manter, por meio dos três indicadores CE, pH e oxigênio dissolvido, “um ambiente em que as raízes consigam funcionar normalmente”. Eles parecem indicadores independentes, mas, na prática, influenciam uns aos outros através da temperatura, da atividade microbiana e do balanço de fertilizantes.

No dia a dia, o ponto de partida é medir CE e pH todos os dias no mesmo horário e acompanhar as tendências de variação. Variações bruscas nos valores são sinais de alteração na planta; julgar não apenas pelos números, mas em conjunto com o estado das raízes e com a aparência das folhas, ajuda a detectar problemas precocemente.

Do ponto de vista do gerenciamento de risco no longo prazo, em vez de aumentar a dependência de regulador de pH, é mais eficaz incorporar ao plano renovações periódicas da solução nutritiva, a cada 2 a 3 meses. A renovação da solução nutritiva é, ao mesmo tempo, uma medida de resposta a problemas e um meio preventivo de eliminar de uma só vez os problemas acumulados.

Lista de verificação simples para o manejo de CE/pH

Modelos de registro do manejo da solução nutritiva

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