Programa “Conexão Ciência” sobre cultivo de hortaliças em ambiente protegido

Solo ou substrato? O caso da condutividade elétrica

O cultivo protegido de hortaliças, inclusive de tomate cereja, em solos apresenta uma série de especificidades que o diferenciam muito do cultivo em campo aberto. Uma das principais diferenças é que em cultivo protegido há pouca ou nenhuma entrada de água de chuva. A água que entra no sistema provém quase que unicamente da irrigação, que muitas vezes é feita via irrigação localizada, como gotejamento, por exemplo. Como as doses de adubo são normalmente altas, há uma tendência de acúmulo de sais em superfície, aumentando a condutividade elétrica da solução do solo. Na verdade, independentemente das condições de solo e clima, a salinização de solos sob cultivo protegido é quase inevitável. Além dos problemas de toxidez, o excesso de salinidade pode trazer problemas físicos, biológicos e nutricionais. 

A correção destes problemas é difícil e cara. Em geral, para se corrigir o excesso de nutrientes em solos cultivados sob ambiente protegido, são necessárias lâminas de irrigação em excesso, com água de boa qualidade, para que os nutrientes sejam lavados e levados para longe do sistema radicular, processo que chamamos de lixiviação. Para que essa técnica seja realmente eficiente, a irrigação em excesso deveria estar associada a um sistema de drenagem. Muitas vezes não há disponibilidade de água em quantidade nem qualidade suficiente para que isto possa ser feito. Mesmo que possa ser feito, não se garante que o problema não venha a se repetir posteriormente. Além disso, cria-se o problema de disposição deste resíduo salino, caso não haja um sistema que permita o reuso da água.

A condutividade elétrica da solução do solo é geralmente mais alta do que a condutividade elétrica da água de irrigação, tendo em vista a dificuldade em se lixiviar os nutrientes no solo, devido à tortuosidade e à estreiteza dos poros do solo. Por outro lado, a maior parte dos substratos utilizados no cultivo sem solo permite uma rápida lixiviação, permitindo um melhor controle da condutividade elétrica da solução nutritiva. Assim, a condutividade elétrica da zona das raízes no cultivo em substrato pode ser mais baixa e facilmente controlável do que no solo, sob condições de irrigação semelhantes, diminuindo muito o risco por problemas de salinização.

Tópicos em manejo de nitrogênio em cultivo protegido I

É comum recomendar-se cuidado na adubação nitrogenada no cultivo protegido, seja em fertirrigação, seja em hidroponia ou mesmo em solo, para se evitar excessos que favoreçam o crescimento vegetativo (excesso de folhagem) em detrimento do crescimento reprodutivo (produção propriamente). Mas nem toda forma de nitrogênio "agirá" igualmente.

As plantas podem absorver nitrogênio em duas formas iônicas: amônio (NH4+, cátion) e nitrato (NO3-, ânion). O amônio, presente por exemplo no MAP e no sulfato de amônio, encontra-se já em uma forma quimicamente reduzida, de forma que uma vez absorvido, pode ser imediatamente usado na síntese de aminoácidos e outros compostos orgânicos. A absorção excessiva de amônio pode levar crescimento vegetativo exagerado, principalmente sob condições de baixa luminosidade.

A forma nítrica, por outro lado, deve ser reduzida a amônio antes de ser assimilada, o que retarda o crescimento vegetativo, entre outras coisas por representar um gasto energético para a planta. Assim, em termos de manejo, é recomendado dar preferência ao uso de quantidades maiores de amônio em períodos e locais de alta luminosidade ou quando há deficiência de nitrogênio e uma fonte de rápida disponibilidade é necessária.

Durante o processo de nitrificação (oxidação do amônio), há evidências de que as bactérias oxidadoras de nitrito (uma forma de N intermediária entre amônio e nitrato) sejam mais sensíveis a baixas temperaturas do que as bactérias que oxidam o amônio, havendo o risco de acúmulo de nitrito em temperaturas mais baixas. Como o nitrito é reconhecidamente tóxico para as plantas, a utilização de fontes amoniacais de nitrogênio em climas ou épocas mais frios deve ser feita com cuidado.

Interação entre nutrientes pelo uso excessivo de fertilizantes

Muitos agricultores e mesmo técnicos cometem um erro perigoso na adubação de culturas agrícolas, principalmente hortaliças - confundir uma cultura bem nutrida com uma cultura nutrida em excesso. O uso excessivo de fertilizantes, sem levar em consideração o que está disponível no solo e o que a cultura realmente necessita, tem se tornado um problema recorrente e danoso em cultivos olerícolas, inclusive de tomate, em todas as regiões do Brasil. Esse problema é ainda mais grave no cultivo protegido em solo, porque não há entrada da água da chuva para lavar o excesso de nutrientes, como pode acontecer em campo aberto.

Pelas produções mais altas de biomassa comercializável, as necessidades de nutrientes pelas hortaliças são reconhecidamente mais altas. Obviamente a aplicação de fertilizantes em uma cultura que produzirá 100t/ha deverá ser mais alta do que em uma espécie que produz 5t/ha. Deve estar muito claro, tanto para produtores quanto para técnicos, que a adubação de qualquer cultura deve ser feita criteriosamente, sob o risco de se perder dinheiro e poluir solo e água.

Qualquer recomendação de adubação ou de aplicação de corretivos deve ser feita com base em uma análise química do solo, a qual informa ao técnico a quantidade de nutrientes que o solo oferece. Se esta quantidade for menor do que a necessidade da cultura, faz-se o uso de fertilizantes. Os problemas começam a aparecer quando, apesar de o solo ter a quantidade necessária de nutrientes para as plantas, insiste-se em aplicar adubo. A aplicação de fertilizantes sem levar em conta os resultados da análise de solo e a real necessidade da cultura é mera adivinhação e uma prática impensável na agricultura moderna.

O uso excessivo de fertilizantes não é danoso apenas devido aos problemas ambientais e de perda de dinheiro. Da mesma forma que ocorre em seres humanos, o excesso de nutrientes é danoso à saúde das plantas e pode comprometer a produção da mesma forma que a falta de nutrientes. Muitos dos elementos químicos essenciais para as plantas são absorvidos na forma de íons, ou seja, na forma de elementos químicos com carga elétrica. Aqueles com carga elétrica negativa são chamados ânions, os que possuem carga positiva são os cátions. No interior das células, que é para onde vão os nutrientes, deve ser mantido um equilíbrio eletroquímico, ou seja, um equilíbrio entre a concentração de ânions e cátions.

Existem interações, sinergísticas e antagônicas, entre alguns nutrientes. Nas interações sinergísticas, a absorção de determinado elemento pode favorecer a absorção de outro, como tem sido observado entre K+ e Cl- em algumas espécies. Por outro lado, nas interações antagônica, a absorção de determinada forma de um nutriente pode dificultar a absorção de algum outro nutriente. Muito conhecida entre os técnicos que lidam com tomate é a interação antagônica que existe entre a forma amoniacal do nitrogênio (NH4+) e o cálcio (Ca2+). Como se pode observar, ambas as formas são catiônicas.

Em geral, o uso exclusivo ou excessivo da forma amoniacal de nitrogênio leva ao surgimento de sintomas de deficiência em cálcio, como a podridão apical dos frutos (fundo preto). Apesar de o cálcio estar presente no solo em formas disponíveis, a planta não o aproveita porque a célula necessita manter o equilíbrio eletroquímico - o excesso de um determinado cátion impede a absorção (ou causa a saída) de outro cátion. Por outro lado, a aplicação demasiada de formas nítricas de nitrogênio (NO3-), além de poder afetar a absorção de outros nutrientes na forma aniônica, pode levar à elevação excessiva do pH do solo, afetando negativamente a absorção de micronutrientes metálicos, como ferro, cobre, zinco e níquel, os quais podem se tornar indisponíveis em valores mais altos de pH. As calagens excessivas têm o mesmo efeito.

Outro nutriente que pode afetar a absorção de micronutrientes metálicos, se aplicado em excesso, é o fósforo. Não é raro se observar, no campo, sintomas de deficiência em zinco, apesar da aplicação do nutriente. A análise do solo em geral mostra teores muito altos de fósforo. Neste caso, a interação negativa não se dá pela manutenção do balanço eletroquímico nas células, mas provavelmente pela formação de compostos de baixa solubilidade no solo.

Pelo que foi resumidamente exposto, fica claro que, ao contrário do que se possa pensar, adubações excessivas na verdade podem levar a deficiência de nutrientes devido a interações antagônicas. Da mesma forma que não se concebe um médico receitar um medicamento sem um exame de sangue do paciente, é inconcebível um agrônomo recomendar uma adubação sem uma análise química do solo.

Cultivo Protegido e o Caribe

Estive esta semana na cidade de Campinas - SP ministrando aulas sobre manejo da fertilidade do solo para produção de hortaliças tanto em cultivo protegido quanto em campo. Apesar da presença de alguns brasileiros, o alvo pricipal do curso eram extensionistas e produtores de diversos países e do Caribe e mesmo alguns da América do Sul continental, como Suriname. Até onde sei, o curso foi financiado pelo PNUD e pela Agência Brasileira de Cooperação (ABC), com apoio da Embrapa.

Um dos pontos que mais chamei a atenção para o grupo foi a importância de basear todo o manejo da nutrição no conhecimento das necessidades nutricionais das espécies olerícolas mas principalmente no conhecimento do que o solo já tem a oferecer em nutrientes, através da análise química do solo. Muitos se surpreenderam pela importância central da análise de solo, entenderam bem os problemas que podem vir da adubação via adivinhação, mas expressaram a preocupação por muitos dos países sequer possuírem laboratórios que façam esse tipo de análise. Em um caso desses, pode-se até entender que se adube de forma empírica. Não é o caso do Brasil, onde se tem abundância de laboratórios e de técnicos.

Outra limitação comum a alguns dos países do Caribe (e sei que a alguns países da África) é a escassez de fertilizantes comerciais. Muitas vezes, o comércio local oferece apenas uma formulação NPK (15-15-15, por exemplo) para toda e qualquer situação. Torna-se muito difícil fazer um manejo racional da adubação sem fontes simples de fertilizantes, como uréia, superfosfato simples, cloreto de potássio e outros. Novamente pude ver que apesar de todas as limitações, o Brasil ainda está muito a frente de muitos países e tem muito a oferecer em termos de conhecimento e tecnologia em agricultura.

O intercâmbio de idéias e experiências com essas pessoas foi muito bom e enriquecedor, acho que para ambos os lados. Pudemos ainda visitar a Hortitec, em Holambra, excelente oportunidade para que pudessem ver o que há de mais moderno em termos de maquinário, insumos e mesmo material genético para a produção hortícola no Brasil.

Excesso de nutrientes em cultivo protegido

Um erro comum dos produtores de hortaliças em ambiente protegido é achar que planta bem nutrida é planta nutrida em excesso. É um engano com consequências potencialmente graves. Há pouco tempo fui chamado para avaliar um empreendimento agrícola no estado de Goiás onde se produz pimentão e tomate do tipo "grape" e que estava apresentando problemas com aparência de doença bem como constante queda na produção. A foto que se vê acima é de uma das estufas em que o pimentão estava com problemas. Embora talvez não seja possível visualizar-se com detalhes, havia uma grande irregularidade no stand, com plantas de todo tamanho e alguns focos de oídio e ácaro que não explicavam, no entanto, a quebra da produtividade.

Como não foi possível detectar no local uma causa provável para o problema, pedi para que o encarregado da propriedade me enviasse as análises de solo das estufas para que eu pudesse fazer uma análise da disponibilidade de nutrientes às plantas. Interessantemente, o mesmo encarregado me garantiu que mandaria as análises, mas ele não acreditava que o problema fosse esse, porque eles adubavam bastante as plantas. Esse "adubavam bastante" já me deixou de sobre-aviso.

Realmente, quando vi as análises constatei que minha desconfiança estava certa - praticamente todos os nutrientes estavam em excesso! E não era um excesso "razoável", era um excesso de toxidez mesmo. Para se ter uma idéia, as "Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes de Minas Gerais - 5ª Aproximação" consideram que um teor de fósforo de 30 ppm no solo já é alto. Pois bem, em algumas estufas, o teor de fósforo era de quase 1100 ppm!! A hortaliça estava sendo cultivada em um solo com quarenta vezes mais fósforo do que o nível já considerado alto.

O problema não é apenas de excesso, ambiental, de toxidez - o problema é de desperdício de dinheiro. O fósforo presente naquele solo é suficiente para se produzir tranquilamente pelo menos quarenta safras de hortaliças. Se se conseguir produzir duas safras por ano, são pelo menos 20 anos sem necessidade de adubação. O pior é que se continuava aplicando fósforo, principalmente na forma de MAP, um adubo com alta concentração em fósforo.

Um outro problema, talvez o predominante no caso destas estufas, é a ocorrência de interações antagonísticas entre os nutrientes, ou seja, o excesso de um nutriente atrapalhando a absorção de outro. O excesso de fósforo, por exemplo, comprovadamente pode interferir na absorção de alguns micronutrientes como o zinco. É razoavelmente comum a ocorrência de fundo preto (deficiência de cálcio) em tomate por causa do uso excessivo de sulfato de amônio - o amônio pode interferir negativamente na absorção de cálcio, mesmo que este esteja em níveis adequados no solo. 

O fósforo não era o único nutriente em excesso. Havia o dobro do cálcio necessário, alguns micronutrientes estavam até dez vezes mais altos que o teor considerado alto. Como boa parte dos micronutrientes são aplicados na forma de sulfato, o teor de enxofre estava cinco vezes mais alto do que seria necessário. Aquele solo estava na verdade uma tragédia. Os micronutrientes, como o nome já diz, não necessários em quantidades muito pequenas e qualquer excesso pode causar toxidez às plantas, principalmente se o pH está abaixo de 5,5, que era exatamente o caso destas estufas.

Ora, no caso de excesso de micronutrientes metálicos, como ferro, cobre e zinco, uma possível solução seria a elevação do pH pela aplicação de calcário (carbonato de cálcio). Como nestes solos o cálcio já estava muito alto e a relação cálcio/magnésio desequilibrada, a aplicação de calcário poderia até mesmo agravar os problemas. Em casos como este, o desequilíbrio nutricional generalizado diminui as opções que o agrônomo tem para tentar a correção, já difícil neste caso. Em um post futuro falarei de minhas recomendações para tentar corrigir os problemas comprovadamente nutricionais deste empreendimento.

Cultivo Protegido - driblando o imprevisível

Em uma entrevista concedida à revista Bravo algum tempo atrás, o poeta maranhense Ferreira Gullar filosofa, "O que faz o homem sobre a Terra? Luta para neutralizar o acaso. Eis a principal necessidade humana: driblar o imprevisível...". O poeta falava de outra coisa, mas as palavras bem serviriam para resumir a história da agricultura sobre este mundo.

O surgimento da agricultura constituiu, na história evolutiva da humanidade, um divisor de águas notável: para lá, ficaram a incerteza da coleta e da caça juntamente com a certeza da insatisfação plena do apetite; deste lado, a relativa abundância das colheitas regulares, o reconhecimento da saciedade e a possibilidade de se guardar para o futuro. O novo humano agricultor, ao poder planejar o porvir, apadrinhou o que se chama hoje de civilização. O temor ancestral da onipotente natureza levou o fraco homem a desejar de alguma forma controlá-la.

A observação sutil e continuada, ao longo de milênios, das plantas de rápido crescimento e abundantes frutos que o perseguiam em suas andanças, vicejando sempre nos monturos ao redor das moradas e nas áreas onde eventualmente se acendiam as fogueiras e se acumulavam as cinzas permitiu, após a última glaciação e sob concentrações mais altas de dióxido de carbono atmosférico, o desenvolvimento de atividades agrícolas.

A adoção das práticas de cultivo protegido é um passo à frente na tendência de controlar as variáveis ambientais e se proteger do acaso visando a otimização e maximização da produção agrícola. As origens remotas do cultivo protegido, aos politicamente corretos olhos modernos, revestem-se de uma equívoca impressão de autoritarismo, mas ao mesmo tempo de engenhosidade. Conta Plínio, o Velho, que o desejo do Imperador Tibério de comer diariamente certo tipo de pepino ao longo do ano levou os jardineiros romanos a cultivar a espécie em carrinhos recobertos com grandes placas de mica transparente, possivelmente muscovita, durante os períodos em que não era possível cultivá-la a campo.

O esforço dos jardineiros imperiais já prenunciava uma das principais finalidades do cultivo protegido moderno, o plantio das culturas, normalmente hortaliças, em períodos (ou locais) em que as condições climáticas não são adequadas ao cultivo não protegido. Nestes períodos, a oferta dos produtos no mercado é mais baixa e sua cotação mais elevada. Além das questões climáticas e mercadológicas, o plantio de hortaliças em ambientes protegidos pode evitar ataques de pragas e patógenos, reduzindo a aplicação de produtos químicos biocidas, embora no cultivo em solo a incidência de doenças possa ainda ser um problema se práticas culturais tais como a rotação de culturas não forem convenientemente adotadas.

Fertirrigação - manejo racional de água e fertilizantes

Além da aplicação de fertilizantes convencionais ao solo, em algumas culturas, principalmente hortaliças, a adubação de plantio pode ser complementada pela aplicação de fertilizantes solúveis dissolvidos na água de irrigação - esta técnica se chama de fertirrigação. No cultivo em substrato, também chamado de semi-hidropônico, a totalidade das adubações pode ser feita via fertirrigação, sem necessidade de uma adubação de plantio.

Uma das vantagens óbvias da fertirrigação é a possibilidade de se subdividir a adubação ao longo do ciclo da cultura visando otimizar a utilização dos nutrientes pelas espécies agrícolas ao disponibilizá-los no momento mais adequado. Por momento adequado, refiro-me à cronometragem de acordo com as necessidades fisiológicas da espécie. A aplicação de fertilizantes solúveis junto à água de irrigação visa então prover os nutrientes certos, nas quantidades corretas, o mais próximo possível ao estádio fisiológico em que o nutriente é mais necessário. Isto só é possível se houver disponibilidade de informação quanto à curva ou marcha de absorção de nutrientes da espécie cultivada em questão, nem sempre disponível para as condições brasileiras.

Em comparação com a adubação convencional, a fertirrigação permite ajustes finos de acordo com as fases de desenvolvimento das plantas, melhorando a eficiência no uso de fertilizantes ao minimizar as perdas. Se o método de irrigação utilizado for localizado, como o gotejamento, por exemplo, a economia de fertilizantes pode ser vantajosamente associada à economia de água.

Uma das consequência colaterais do uso de fertirrigação pode ser o menor volume de raízes, principalmente no gotejamento, já que os nutrientes, assim como a água, são aplicados muito próximos ao sistema radicular. Aliás, se a informação existir, pode-se manejar a fertirrigação localizando-a nos pontos onde há maior densidade de raízes. A aplicação precoce da fertirrigação, no cultivo em solo, pode não ser completamente benéfica ao desestimular o aprofundamento do sistema radicular, criando uma dependência excessiva por parte das plantas, potencialmente danosa na eventualidade de pane temporária do sistema de irrigação.

Quando utilizada sob ambiente protegido, como estufas, há ainda o risco quase inevitável de salinização do solo, pela mesma razão por que o sistema pode ser vantajoso: pelas menores perdas do sistema. Como em geral não há entrada de água de chuva ou qualquer excesso de água no cultivo protegido, os adubos utilizados, que em gerais são sais, acumulam-se e aumentam a condutividade elétrica da solução do solo, clássico indicador da salinização. Estes problemas têm levado um expressivo número de produtores a preferirem o cultivo em substratos.

Além de ser tóxica aos vegetais, compremetendo a produção, a salinização afeta negativamente a estrutura física do solo, por causar repulsão entre as partículas de argila e de material orgânico coloidal, impedindo a formação de agregados no solo. Desta forma, o solo sofre quase uma "compactação química", comprometendo a infiltração de água e o crescimento do sistema radicular. Se houver disponibilidade de água, isto pode ser evitado aplicando-se periodicamente lâminas de irrigação em excesso para que ocorra a "lavagem" dos sais acumulados. Idealmente, esta irrigação de lavagem deveria estar associada à drenagem adequada do lixiviado. Seriam muito interessantes também prática que favorecessem o enriquecimento do solo em matéria orgânica e, antes de tudo, a aplicação racional dos fertilizantes.

O uso inadequado da fertirrigação em cultivo protegido em solos tem sido causa constante de desequilíbrios nutricionais que comprometem, por vezes irreversivelmente, a produção agrícola. Isso ocorre em geral pela aplicação excessiva de nutrientes, sem obedecer as necessidades do solo e da cultura. Assim como a adubação convencional, o cálculo das quantidades de fertilizantes a ser aplicados via irrigação deve ser feito a partir da análise química do solo. Se realizada sem essa ferramenta e sem o conhecimento das necessidades da cultura, a fertirrigação não passará de adivinhação, o que é impensável na moderna produção de hortaliças ou de qualquer cultura.