Biofertilizante como solução nutritiva para produção de alface
hidropônica no Alto Sertão paraibano
Biofertilizer as a
nutrient solution for hydroponic clay production in Paraíba
Alto Sertão, Brazil
El biofertilizante como solución nutritiva para la producción de lechuga hidropónica paraiba no Alto
Sertão, Brasil
Francisco de Sales Oliveira Filho1; Carlos Alberto Lins
Cassimiro2; Paloma da Silva Sousa3; Lidiana
Vitória Calisto Alencar4; Selma dos Santos Feitosa5; Edvanildo Andrade da Silva6
Recebido: 08/03/2019; Aprovado:
17/12/2019
Resumo: O uso de sistemas hidropônicos por agricultores familiares do
semiárido paraibano permite uma produção continuada de hortaliças frente às
limitações hídricas, típico desta região, contudo, o difícil acesso e o alto
custo dos fertilizantes minerais é um fator limitante
desta prática. Neste sentido, objetivou-se avaliar o potencial do uso de biofertilizante anaeróbio bovino na substituição dos
fertilizantes minerais, no cultivo de alface do grupo crespa cv. Cristina. O
trabalho foi conduzido em casa de vegetação, instalada no Instituto Federal da
Paraíba, Campus Sousa. Avaliaram-se quatro doses fertilizantes minerais mais biofertilizantes: Bio+0%; Bio+25%; Bio+50%, Bio+75% com quatro
repetições, em blocos casualizados. Foram avaliadas as
variáveis massas de matérias secas das folhas e total, o número total de folhas,
área foliar e produtividade. A redução das doses de fertilizantes minerais comprometeu
o crescimento e consequentemente a produção de alface, onde a máxima produção
da parte comercial, foi de 43,0 g planta ̵¹, sendo obtida com o tratamento de 75% da combinação das
doses de fertilizantes minerais mais biofertilizante.
Palavras-chave: Lactuca sativa L.,
Organomineral, Hidroponia.
Resumen: El uso de sistemas hidropónicos
por parte de agricultores familiares en la región semiárida de Paraíba
permite una producción continua
de vegetales en vista de las limitaciones de agua, típicas
de esta región, sin
embargo, el difícil acceso
y el alto costo de los fertilizantes minerales es un factor limitante de esta práctica. En este sentido, el objetivo fue evaluar el potencial del uso de biofertilizantes
anaeróbicos bovinos en la sustitución de fertilizantes minerales,
en el cultivo de lechuga del grupo crespa cv.
Cristina El trabajo se realizó
en un invernadero,
instalado en el Instituto
Federal de Paraíba, Campus Sousa. Se evaluaron cuatro dosis de fertilizantes minerales más biofertilizantes: Bio + 0%; Bio + 25%; Bio + 50%, Bio + 75% con cuatro repeticiones,
en bloques aleatorios. Se evaluaron las variables
materia seca y masa foliar
total, número total de hojas, área foliar y productividad. La reducción en las dosis
de fertilizantes minerales comprometió
el crecimiento y consecuentemente la producción de lechuga, donde la producción máxima de la parte comercial, fue 43.0 g
planta plant, obteniéndose con el tratamiento
del 75% de la combinación de las dosis de fertilizantes minerales
más biofertilizante .
Palabras clave: Lactuca sativa L.,
organomineral, hidroponía.
INTRODUÇÃO
A alface (Lactuca sativa L.) é a olerícola mais difundida
no mundo, sendo sua comercialização responsável por significativa influência
econômica e social, constituindo-se a mais popular dentre as folhosas (LIN et
al., 2013; VALERIANO
et al., 2016). A alface de maior ênfase econômica é a do grupo crespa,
tendo preferência de 70% no mercado brasileiro, seguida pela americana (15%),
lisa (10%) e romana (SUINAGA et al., 2013). No Brasil a área cultivada de
hortaliças é de aproximadamente 837 mil ha, com volume de produção em torno de
63 milhões de toneladas (CNA, 2016).
Dentre os modelos de produção de hortaliças existentes
no território nacional, o cultivo hidropônico tem sido largamente difundido
entre os pequenos e médios produtores agrícolas, uma vez que possibilita o
alcance de altas produtividades, ciclos mais curtos, além de menor demanda de
água, de insumos agrícolas e de mão de obra, sendo o sistema de fluxo laminar
de nutrientes o mais utilizado (PAULUS et al., 2012). Contudo, os elevados
índices de produtividade atingidos em sistemas hidropônicos estão diretamente
relacionados ao consumo de fertilizantes minerais industrializados, os quais
são de alto custo e de difícil acesso (DIAS et al., 2014), sobretudo aos
pequenos olericultores, os quais se encontram espacialmente distantes dos
grandes centros comerciais de insumos agrícolas dificultando à obtenção do
produto.
Os fertilizantes minerais disponíveis para sistemas hidropônicos e/ou
convencionais são oriundos de fontes limitadas, sendo parte destes extraídos de
minas, como o fósforo e o potássio, ou derivados do petróleo. Segundo Furlani (2008), a exemplo da maioria dos fertilizantes
nitrogenados, cujas principais características são as altas concentrações de elementos
nutrientes e o elevado grau de pureza e de solubilidade, pré-requisitos
necessários para o sucesso deste sistema.
Os usos indiscriminados de fertilizantes minerais, além dos inúmeros
prejuízos ambientais, podem levar a escassez precoce em muitas das reservas
naturais, de parte dos elementos essenciais à agricultura, sedo necessário, com
isso, o desenvolvimento de estudos de fontes alternativas de fertilizantes, que
sejam capazes de substituir em parte ou totalmente os fertilizantes minerais (COSTA
et al., 2006; OLIVEIRA FILHO, 2014).
É importante destacar que o uso de fertilizantes orgânicos é
justificado não somente pelos aspectos relacionados à reciclagem de nutrientes em
agroecossistema, mas também pela redução dos custos
com o preparo das soluções nutritivas (DIAS et al., 2014; MONTEIRO FILHO et
al., 2014).
Trabalhos com ênfase no uso de biofertilizantes
na composição de solução nutritiva para sistemas hidropônicos no cultivo de
alface têm sido realizados (COSTA et al., 2006; RIBEIRO et al., 2007; DIAS et
al., 2014; MONTEIRO FILHO et al., 2014) contudo, diante da complexidade destes
preparados, existe um largo caminho a se percorrer para construção de
informações concretas e confiáveis, que possibilite efetividade e segurança do
seu uso. Neste sentido, objetivou-se avaliar o potencial de uso de biofertilizante anaeróbio, a base de esterco bovino, na
redução e/ou eliminação de fertilizantes minerais industrializados no cultivo
de alface hidropônico do grupo crespa cv. Cristina.
MATERIAL E
MÉTODOS
O experimento foi conduzido no setor de Agroecologia
do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba (IFPB),
Campus Sousa, unidade São Gonçalo (6º 46’ S, 38º 12’ W e 220m), em ambiente
protegido do sol, coberto com tela de sombreamento, com 50% de interceptação de
luz.
A
temperatura média da região referente ao período de execução do experimento
(Figura 1) foi de 28 °C, com máxima média de 34 e mínima média de 23 °C, já para a umidade relativa do ar, constou a média de 60%, com
máxima de 85 e mínima 81%. O valor médio da evapotranspiração foi de 321,10 mm,
com base em medições realizadas ao longo da condução do experimento.
Figura 1. Temperatura e umidade relativa do ar máxima e mínima
de Sousa, Paraíba, durante o período de outubro a novembro de 2018.
Fonte: INMET
(2018)
Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados (DBC), cujos
tratamentos corresponderam a cinco formulações de solução nutritiva contendo biofertilizante líquido (Bio) a
base de esterco bovino e diferentes percentagens da recomendação de
fertilizantes minerais (FM) para o cultivo de alface hidropônico (T1
= Bio+0%FM; T2 = Bio+25%FM; T3 = Bio+F50%FM; T4
= Bio+F75%FM; com quatro repetições, totalizando 16 unidades experimentais, onde
cada unidade continha 35 plantas.
O biofertilizante foi
produzido por fermentação anaeróbia a partir da diluição de esterco bovino
fresco em água na proporção 1:1, por um período de 65 dias. Depois de preparado
o biofertilizante, procedeu-se com a análise química
no Laboratório de Análise de Solo, Água e Planta do IFPB, Campus Sousa (Tabela
1). Para composição da solução nutritiva o biofertilizante
foi adicionado em um depósito com capacidade de 270 Litros, na proporção de
30%. Os nutrientes minerais foram calculados com base na proposta de Furlani (2008), estimando-se a quantidade de fertilizantes
minerais necessária para 270 L, tomando como referência para 100% de
fertilizantes minerais e, a partir deste, calculou-se os demais percentuais (25,
50 e 75%).
Tabela 1. Análise química do biofertilizante
anaeróbio a base de esterco bovino no Laboratório de Análise de Solo, Água e
Planta do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba,
Campus Sousa |
|||||
CE |
Umidade |
pH |
N |
P |
K |
dS m‑¹ % H2O --------------------------- g kg-¹------------------- |
|||||
5,73 |
98,74 |
7,1 |
35,5 |
17,89 |
53,9 |
As fontes de fertilizantes minerais utilizadas foram:
Nitrato de Cálcio, Nitrato de Potássio, Fosfato de Potássio, Fosfato de
Magnésio, para o fornecimento dos macronutrientes, e de Fe - EDTA e um coquetel
de micronutrientes, preparados com Ácido Bórico, Cloreto de Manganês, Cloreto
de Cobre, Sulfato de Zinco e Molibidato.
Para o preparo da solução nutritiva foi realizada a
diluição das fontes de macronutrientes com exceção do Nitrato de Cálcio, a fim
de evitar a formação de compostos insolúveis com fosfato e sulfatos. O Nitrato
de Cálcio foi diluído separadamente e adicionado à solução, seguido da
introdução dos micronutrientes. O pH da solução foi mantido na faixa de 6,0 e
6,5, ao longo de todo o cultivo e a condutividade elétrica foi utilizada como
base para reposição dos nutrientes, ao longo do ciclo da cultura da alface.
As mudas de alface crespa, cv. Cristina foram
produzidas em material inerte, em bandejas de 180 células. O transplante para o
berçário hidropônico ocorreu aos 25 dias após o plantio, e para os perfis
permanentes aos 14 dias após o primeiro transplantio. Para substituição da espuma
fenólica para a fixação das mudas nos perfis, foi utilizado copos descartáveis com
capacidade de 50 mL, com orifícios de 2 mm para a passagem do caule.
A estrutura hidropônica constou com 16 unidades
experimentais. Cada Tratamento contando com um sistema hidropônico NFT (técnica
do fluxo laminar de nutrientes) independente. Constituindo-se de um
reservatório plástico com capacidade para 270 L de solução nutritiva, uma
eletrobomba de circulação e quatro perfis hidropônicos, confeccionados a partir
de tubos de PVC, de 75 mm diâmetro comercial, 3 m de comprimento e orifícios
com 4,5 cm de raio, espaçados em 30 cm e três perfis hidropônicos (berçário),
confeccionados com tubos de PVC de 50 mm de diâmetros, 3 m de comprimento e
orifícios de 2,5 cm, espaçados em 20 cm. O controle da circulação da solução
nutritiva foi realizado com o auxilio de um
temporizador programado para acionar a eletrobomba a cada 15 minutos durante
todo o período do experimento.
Aos 39 dias após a emergência, realizaram-se as coletas
do material vegetativo para as avaliações dos parâmetros morfológicos que constituíram
de massa de matéria seca da folha (MMSF), massa de matéria total (MMST), número
de folhas (NF) e área folia (AF) estimada pelo método dos discos (BENINCASA,
2003) e a produtividade foi estimada da relação da produção em função da área
ha-1. As plantas de alface foram seccionadas em raiz e parte aérea
para posterior submissão à secagem em estufa com circulação de ar na
temperatura de 65ºC, por 72 horas, para obtenção da massa de matéria seca.
Os dados foram submetidos à análise de variância a partir
do teste de F ao nível de 5% de probabilidade, sendo às médias das variáveis
comparadas pelo teste de Tukey a 5%. Foi utilizado o programa estatístico
SISVAR versão 5.7 (FERREIRA, 2014).
RESULTADOS E
DISCUSSÃO
Com base nas diferentes formulações de fertilizantes
organominerais, pode-se observar influência significativa (p<0,01) para os
parâmetros de produtividade (PRO), massa de matéria seca da folha (MMSF), massa
de matéria seca total (MMST) e não significativo (p>0,05) para o NF. Para o índice
de crescimento AF, foi observado diferença (p<0,05) de incremento de fotossintatos, que é o composto orgânico primacial para o
desenvolvimento vegetativo (KERBAUY, 2008) em função das formulações de
fertilizantes organominerais.
A Produção da parte comercial (PROD) foi
significativamente afetada pelo efeito das diferentes formulações de
fertilizantes organominerais nas soluções nutritivas
(p<0,01), Como observado na figura 3, o T4 expressou maior produção
da parte comercial (43,0 g planta ̵¹) quando comparado com os demais tratamentos. O ínfimo valor dessa variável pode ter sido
acarretado pela baixa disponibilidade de nutrientes da solução nutritiva, possivelmente
pela baixa disponibilidade de nitrogênio (N) que é um macronutriente
fundamental para as plantas, onde possui função estrutural nas plantas e
contribui na formação de aminoácidos, proteínas, enzimas, coenzimas, vitaminas
e nos pigmentos presentes nas moléculas de clorofila, exercendo uma certa
influência no crescimento, desenvolvimento e produtividade das culturas (TAIZ; ZEIGER, 2017)
Figura 3. Produção da parte comercial das plantas de alface
crespa, cv. Cristina, em sistema hidropônico,submetidas a diferentes formulações de
fertilizante organomineral
Observado o valor de venda
unitário da alface baseada em seu peso médio, comercializados na feira livre do
bairro da Prata em Campina Grande, Paraíba, seguem-se os seguintes padrões:
Plantas com peso inferior a 75 g = R$ 0,75; Plantas com peso entre 75 e 100 g =
R$ 1,25; Plantas com peso entre 101e 150 g = R$ 1,50; Plantas com peso superior
a 150 g = R$ 2,00 (SILVA, 2016). Diante das informações supracitadas, os valores
obtidos para a produtividade da alface nessa pesquisa são considerados inferiores
baseados no comercio regional, indicando uma insuficiência produtiva da técnica
agrícola com biofertilizante não enriquecido
Em trabalho com
cultivo sucessivo de alface, a média de produção da parte comercial encontrada foi
de 239 g planta-1 em sistemas de manejo de cobertura morta e fontes
de adubação (ZIECH et al., 2014). Já Mógor e Câmara (2007) ao trabalhar com a alface cv.
Verônica, cultivada sobre diferentes manejos de cobertura com palha de aveia
preta, foi obtido na parte comercial valores médios de 188 g planta-¹.
Os baixos valores de produção observados no experimento em
questão quando comparado com outras técnicas de manejo podem ser atribuídos aos
baixos teores de elementos da solução nutritiva como a lenta liberação destes,
pelo biofertilizante, uma vez que culturas de ciclo curto, como a alface, exigem
nutrição mineral prontamente disponível (DIAS et al., 2009).
Resultados similares foram observados por Dias et al. (2014)
que ao estudarem o comportamento de plantas de alface em sistema hidropônico
sob diferentes formulações de solução nutritiva, constatou que o uso isolado de
biofertilizante ou deste com baixa adição de
fertilizantes minerais não foi capaz de proporcionar um índice de produção
satisfatório.
De forma oposta, Silva (2010) obteve resultado
satisfatório ao trabalhar com variedades de alface em sistema hidropônico com
uso de solução nutritiva a base de biofertilizante,
onde o ponto máximo de peso da parte
comercial foi: variedade Verônica com 188,165 g planta-1, seguida
pela variedade Thaís com produção de 184,448 g planta-1 e Vanda com
produção de 174,209 g planta-1.
Outro fator que pode ser atribuído a baixa produção da
alface (43,9 g planta-1) é a deficiência de fósforo decorrente da
redução do fertilizante mineral, pois esse mineral é peça chave no desenvolvimento
vegetal, atuando na respiração enzimática, nos cromossomos, sendo indispensável
para a divisão celular (ARNON, 1940).
Devido o trabalho ter sido conduzido em sistema hidropônico,
tendo a água como agente de sustentação e promotora das relações nutricionais
com a rizosfera das plantas, o fósforo pode ter ficado indisponível pelo fato
do mesmo só poder ser fixado em ligações insolúveis. Ao qual esse processo é
dependente da vida microbiana do meio, que é bastante estimulada em estrutura
do tipo solo (PRIMAVESI; PRIMAVESI, 2018), sendo o
sistema hidropônico no devido estudo, um ambiente que dificulta a vida
microbiana dificultando a biocenose entre os organismos causando deficiência
nutritiva, o que justifica a utilização de fertilizantes minerais.
O T5 (Bio+100%FM) foi totalmente perdido, não proporcionou
condições adequadas para o crescimento plantas de alface, acarretando murcha
excessiva das folhas, deformação das raízes, modificações anatômicas e
senescência da parte aérea, antes do ponto de colheita aos 24 dias após o
transplantio, indicando que esse comportamento está relacionado ao desbalanço
nutricional da solução, ocasionado pela combinação entre os fertilizantes minerais
e o biofertilizante.
Os parâmetros foliares expressão possíveis indicativos
do rendimento dos vegetais (BENINCASA, 2003). Com base na figura 4, não nota-se
diferença estatística (p>0,05) do NF das plantas em função dos tratamentos
aplicados. Observa-se que o aumenta da composição nutritiva não proporcionou
ganhos no número de folhas.
Resultado semelhante foi observado por Sousa et al.
(2014), onde doses e tipos de biofertilizantes aplicados na cultivar de alface Elba não influenciou
significativamente na variável no número de folhas. Porém é notado
comportamento crescente das folhas à medida que se aumentaram as concentrações
de biofertilizantes, ocasionando melhor resposta para
o parâmetro na maior dose aplicada (C6= 50 g. Planta -¹), superando essa as
demais concentrações em 14,35%, 9,58%, 8,90%, 8,90%, e 0,52% respectivamente. Resultado
similar é encontrado por Dias et al. (2009) ao trabalhar com produção de alface
em sistema hidropônico com solução nutritiva e biofertilizante,
onde o número de folhas é reduzido à medida que se diminui o percentual (95,59;
90,67; 81,35 e 62,76%) de fertilizantes minerais da solução nutritiva.
Figura 4. Número de folhas das plantas de alface em sistema hidropônico NFT,
submetidas a diferentes formulações de fertilizante organomineral.
A ínfima quantidade e folhas observadas no estudo
podem ser atribuídas à deficiência de enxofre (S), onde esse macronutriente é
essência para a assimilação clorofiliana e como agente coenzimático,
geralmente o conteúdo de enxofre do ar, da chuva e da matéria orgânica bastando
para boas colheitas (PRIMAVESI; PRIMAVESI, 2018). O fato de utilizar-se
fertilizante orgânico em sistema hidropônico não significa que os benefícios da
matéria orgânica vão ser pronunciados, pois falta a esta à estrutura
granulométrica para garantir a vida microbiana responsável pela mobilização de
nutrientes.
A área foliar (Figura 5) constitui o sítio de produção
de compostos orgânicos essenciais para o crescimento e desenvolvimento vegetal,
pois é o principal ponto onde se processa a energia luminosa para síntese de
carboidratos através da fotossíntese (TAIZ; ZEIGER, 2016; PEIXOTO et al. 2011).
Figura 5. Área
foliar (AF) de plantas de alface em
sistema hidropônico NFT, submetidas a diferentes formulações de
fertilizante organomineral, na solução nutritiva.
Para essa variável, constatou-se uma maior influência
(p<0,05) do T4, cuja média da área foliar alcançada foi de 792,48 cm2,
valor este 123% superior a menor média observada com a aplicação do T1, cuja
formulação da solução nutritiva foi preparada sem fertilizantes minerais.
A formulação de biofertilizante
+ fertilizante mineral não proporcionou decréscimo da área foliar à medida que
se adicionava mais soluto na água, inferindo-se que o meio não foi salinizado
ao ponto de prejudicar a cultura. Percebendo uma padronização da variável,
associado à baixa PROD, não se pode afirmar o desenvolvimento considerável da
área foliar do T4, pois o ponto máximo de desenvolvimento vegetativo da alface
neste trabalho é inferior aos padrões vegetativos da alface aceitos no mercado.
Paulus
et al. (2012) ao avaliar o crescimento, o
consumo hídrico e a extração de nutrientes, por alface (Lactuca sativa L.)
em sistema hidropônico NFT (fluxo laminar de nutrientes), com a utilização de
águas salinas no preparo da solução nutritiva, observou-se redução linear da
área foliar com o aumento a salinidade.
Menezes Junior et al.
(2004) ao trabalhar com avaliação nutricional da alface cultivada em “NFT” com soluções
nutritivas de origem química e orgânica constatou que os tratamentos com teores
mais elevados de manganês proporcionaram maior área foliar das alfaces. O autor
observou que o tratamento químico e o orgânico receberam as mesmas doses
nutricionais, contudo os teores de manganês foram inferiores no segundo caso,
atribuindo a sua fitodisponibilidade,
onde pode ter sido influenciada por reações de complexação e indisponibilização
do elemento nas partículas orgânicas em suspensão.
O
manganês normalmente aparece correlacionado a deficiência de zinco, esses dois
metais se manifestam conjuntamente, sendo a presença desse mineral bem
acentuado em ambientes de terras submersas ou muito úmidas (PRIMAVESI; PRIMAVESI,
2018) que é o caso do sistema hidropônico.
Diante do uso de biofertilizante
na hidroponia e dos baixos valores de matéria seca que influenciam na
produtividade, a fitoindisponibilização, hipotéticamente, poderia ser superada somente quando os nutrientes
essências fossem adicionados em quantidades superiores
à capacidade de complexação.
Com relação a variável Massa de matéria seca da folha
e total (Figura 6 A, B), observa-se significância (p<0,01) e uma redução na
estrutura carbônica da alface à medida que se reduz o fertilizante mineral na
solução com biofertilizante. Dias et al. (2009),
identificou decréscimo de fitomassa da alface quando
ocorrido substituição de fertilizante mineral por orgânico, contudo
Oliveira et al. (2010) afirmara que substâncias orgânicas, tal como a urina de
vaca pode fornecer aumento no teor de matéria seca da alface, mesmo com baixas
doses.
Figura 6. Massa de matéria seca da folha (MSF) e
total (MST) de plantas de alface crespa,
cv. Cristina, em sistema hidropônico NFT, submetidas a diferentes formulações de fertilizante organomineral
O uso de biofertilizante com
baixas quantidades de fertilizantes minerais não foram capazes de suprir a
demanda nutricional das plantas de alface, o que pode estar relacionado baixa
concentração de elementos minerais em fertilizantes orgânicos, em geral, bem
como sua lenta disponibilização para cultura. Segundo Sousa et al. (2014) a matéria seca
pouco influi sobre a massa verde da alface, que é a parte comercial, sendo a
água a principal promotora do incremento de peso fresco.
Ribeiro (2007), também trabalhou com doses crescentes
de biofertilizante 10, 20, 40, 60 e 80% de biofertilizante) com fertilizante mineral e observou os
melhores resultados, para variável MMSF para o tratamento com 10% biofertilizante, e explica que todas as demais combinações se
equipararam-se estatisticamente. Este resultado indica que a substituição
parcial dos fertilizantes minerais em até 60% é compensatória, em termos de
produção, contudo acima deste valor, o acúmulo de massa é comprometido.
Os valores médios obtidos
nesse estudo para as variáveis MMSF e MMST não estão de acordo com os padrões
para o cultivo de alface com boa qualidade e parâmetros comerciais (BRUM et
al., 2011; LUZ et al., 2006).
O aproveitamento dos
nutrientes minerais depende de diversos fatores, como troca-adsorção, microvida, PH, microclima (RUSSEL, 1961). A presença e
ausência de elementos nutritivos e sua quantidade equiparam-se em grau de
importância, como explica a Leio do mínimo (LIEBIG, 1862). Mas essa lei não é
tudo. As ligações dos compounds são muito mais complexas, pois as
relações reciprocas entre os nutrientes são responsáveis pelo problema da nutrição
vegetal.
CONCLUSÃO
A utilização de biofertilizante anaeróbico de esterco bovino sem
enriquecimento, associado à solução nutritiva não proporciona desenvolvimento
satisfatório da alface crespa Cristina na região Nordeste.
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