4.4 Fisiologia Vegetal

4.4.1 Mecanismos de absorção

Entre os principais mecanismos envolvidos na nutrição vegetal, o mais importante é a absorção que, para a maioria dos nutrientes, ocorre em forma iônica após a hidrólise de sais dissolvidos na solução nutritiva.

As raízes ativas são o principal órgão da planta envolvida na absorção de nutrientes. Os ânions e catiões são absorvidos a partir da solução nutritiva e, uma vez dentro da planta, fazem com que os prótons (HSUP+/SuP) ou hidroxilos (Ohsup-/Sup) saiam o que mantém o equilíbrio entre as cargas elétricas (Haynes 1990). Este processo, mantendo o equilíbrio iónico, pode provocar alterações no pH da solução em relação à quantidade e qualidade dos nutrientes absorvidos (Fig. 4.6).

As implicações práticas deste processo para o horticultor são duas vezes: fornecer capacidade tampão adequada para a solução nutritiva (adicionar bicarbonatos, se necessário) e induzir pequenas alterações de pH com a escolha do fertilizante. O efeito dos fertilizantes sobre o pH refere-se às diferentes formas químicas dos compostos utilizados.

Fig. 4.6 Absorção de íons pelo sistema radicular de uma planta

No caso do N, por exemplo, a forma mais utilizada é o azoto nítrico (NOSub3/SubSUP-/SUP), mas quando o pH deve ser reduzido, o azoto pode ser fornecido sob a forma de azoto amónio (NHsub4/subSUP+/SuP). Esta forma, quando absorvida, induz a liberação de HSUP+/Sup e consequentemente uma acidificação do meio.

As condições climáticas, especialmente a temperatura do ar e do substrato e a umidade relativa, exercem grande influência na absorção de nutrientes (Pregitzer e King 2005; Masclaux-Daubresse et al. 2010; Marschner 2012; Cortella et al. 2014). Em geral, o melhor crescimento ocorre onde há poucas diferenças entre o substrato e a temperatura do ar. No entanto, níveis persistentemente altos de temperatura no sistema radicular têm um efeito negativo. Temperaturas sub-óptimas reduzem a absorção de N (Dong et al. 2001). Enquanto NHSub4/SubSUP+/SUP é efetivamente utilizado em temperaturas ideais, a baixas temperaturas, a oxidação bacteriana é reduzida, causando acumulação dentro da planta que pode produzir sintomas de toxicidade e danos ao sistema radicular e à biomassa aérea. As baixas temperaturas no nível da raiz também inibem a assimilação de K e P, bem como a translocação de P. Embora a informação disponível sobre o efeito de baixas temperaturas na absorção de micronutrientes seja menos clara, parece que a absorção de Mn, Zn, Cu e Mo é mais afetada (Tindall et al. 1990; Fageria et al. 2002).

4.4.2 Nutrientes Essenciais, Seu Papel e Possíveis Antagonismos

A gestão adequada da nutrição vegetal deve basear-se em aspectos básicos que são influenciados pela absorção e utilização de macro e micronutrientes (Sonneveld e Voogt 2009). Macro-nutrientes são necessários em quantidades relativamente grandes, enquanto micronutrientes ou oligoelementos são necessários em pequenas quantidades. Além disso, a disponibilidade de nutrientes para a planta no caso dos sistemas sem solo apresenta fenômenos mais ou menos consistentes de sinergia e antagonismo (Fig. 4.7).

_Nitrogênio (N) _ O nitrogênio é absorvido pelas plantas para produzir aminoácidos, proteínas, enzimas e clorofila. As formas de nitrogênio mais utilizadas para fertilização vegetal são nitrato e amônio. Os nitratos são rapidamente absorvidos pelas raízes, são altamente móveis dentro das plantas e podem ser armazenados sem efeitos tóxicos. O amónio só pode ser absorvido pelas plantas em quantidades baixas e não pode ser armazenado em quantidades elevadas porque exerce efeitos tóxicos. Quantidades superiores a 10 mg de LSUP-1/Sup inibem a absorção de cálcio vegetal e cobre, aumentam o crescimento da parte aérea em comparação com o crescimento da raiz e resultam em uma forte cor verde das folhas. Outros excessos na concentração de amônia resultam em efeitos fitotóxicos, como a clorose ao longo das margens das folhas. O excesso de fornecimento de azoto provoca um elevado crescimento vegetativo, aumento do comprimento do ciclo das culturas, forte cor das folhas verdes, baixo conjunto de frutos, alto teor de água nos tecidos, baixa lignificação tecidual e elevada acumulação de nitrato tecidual. Comumente, a deficiência de nitrogênio é caracterizada por uma cor verde pálida das folhas mais velhas (clorose), crescimento reduzido e avanço da senescência.

** Fig. 4.7** Sinergias e antagonismos de nutrientes entre íons. Os íons conectados apresentam relação sinérgica ou antagônica de acordo com a direção da seta

_Potássio (K) _ O potássio é fundamental para a divisão e extensão celular, síntese de proteínas, ativação enzimática e fotossíntese e também atua como transportador de outros elementos e carboidratos através da membrana celular. Tem um papel importante na manutenção do potencial osmótico da célula em equilíbrio e na regulação da abertura estomatal. Os primeiros sinais de deficiência se manifestam sob a forma de manchas amareladas que rapidamente necrosam nas margens das folhas mais velhas. Plantas deficientes em potássio são mais suscetíveis a quedas bruscas de temperatura, estresse hídrico e ataques fúngicos (Wang et al. 2013).

_Fósforo (P) _ O fósforo estimula o desenvolvimento das raízes, o rápido crescimento de botões e a quantidade de flores. P é absorvido muito facilmente e pode ser acumulado sem danos à planta. Seu papel fundamental está ligado à formação de compostos de alta energia (ATP) necessários para o metabolismo vegetal. As quantidades médias solicitadas pelas plantas são bastante modestas (10 a 15% das necessidades de N e K) (Le Bot et al. 1998). No entanto, ao contrário do que ocorre no solo, P é facilmente lixiviável em culturas sem solo. A absorção de P parece ser reduzida por baixas temperaturas do substrato (\ 13° C) ou com valores de pH crescentes (\ 6,5), o que pode levar a sintomas de deficiência (Vance et al. 2003). Nestas condições, o aumento da temperatura e/ou a redução do pH é mais eficaz do que as alterações adicionais dos adubos fósforos. O excesso de P pode reduzir ou bloquear a absorção de alguns outros nutrientes (por exemplo, K, Cu, Fe) (Fig. 4.7). A deficiência de fósforo manifesta-se na cor verde-violeta das folhas mais velhas, que podem seguir a clorose e necrose, além do crescimento atrofiado do ápice vegetativo. No entanto, esses sintomas são inespecíficos e dificultam a identificação de deficiências de P (Uchida 2000).

Cálcio (Ca) _ O cálcio está envolvido na formação da parede celular, permeabilidade da membrana, divisão celular e extensão. A boa disponibilidade dá à planta maior resistência a ataques fúngicos e infecções bacterianas (Liu et al. 2014). A absorção está intimamente ligada ao fluxo de água entre raízes e partes aéreas. Seu movimento ocorre através do xilema e, portanto, é particularmente influenciado por baixas temperaturas ao nível da raiz, pela redução do abastecimento de água (seca ou salinidade da solução) ou pela umidade relativa excessiva do ar. Como Ca não é móvel dentro da fábrica, as deficiências começam a partir das peças mais recentemente formadas (Adams 1991; Adams and Ho 1992; Ho et al. 1993). Os principais sintomas são o crescimento da planta sendo atrofiado, deformação das margens das folhas mais jovens, coloração verde claro ou, por vezes, clorótica de novos tecidos e um sistema radicular atrofiado sem raízes finas. As deficiências são apresentadas de diferentes formas, por exemplo, podridão apical no tomate e/ou escurecimento marginal das folhas em alface.

Magnésio (Mg) _ O magnésio está envolvido na constituição de moléculas de clorofila. É imobilizado a valores de pH inferiores a 5,5 e entra em concorrência com a absorção de K e Ca (Fig. 4.7). Os sintomas de deficiência são amarelecimento entre as veias foliares e a clorose interna das folhas basais. Como o Mg pode ser facilmente mobilizado, as plantas com deficiência de magnésio irão primeiro quebrar a clorofila nas folhas mais velhas e transportar o Mg para folhas mais jovens. Portanto, o primeiro sinal de deficiência de magnésio é a clorose interveinal em folhas mais velhas, ao contrário da deficiência de ferro onde a clorose interveinal aparece pela primeira vez nas folhas mais jovens (Sonneveld e Voogt 2009).

_Enxofre (S) _ O enxofre é exigido pela planta em quantidades comparáveis às do fósforo e, para otimizar sua absorção, deve estar presente em uma proporção 1:10 com nitrogênio (McCutchan et al. 2003). É absorvido como sulfato. As deficiências não são facilmente detectadas, pois os sintomas podem ser confundidos com os da deficiência de nitrogênio, exceto que a deficiência de nitrogênio começa a se manifestar a partir das folhas mais velhas, enquanto a do enxofre das mais jovens (Schnug e Haneklaus 2005). A nutrição S tem um papel significativo na melhoria dos danos em aparelhos fotossintéticos causados pela deficiência de FE (Muneer et al. 2014).

_Iron (Fe) _ O ferro é um dos micronutrientes mais importantes porque é fundamental em muitos processos biológicos, como a fotossíntese (Briat et al. 2015; Heuvelink e Kierkels 2016). Para melhorar a sua absorção, o pH da solução de nutrientes deve ser de cerca de 5,5—6,0, e o teor de Mn não deve ser permitido tornar-se demasiado elevado porque os dois elementos entram posteriormente em competição (Fig. 4.7). A proporção ideal de Fe-Mn é de cerca de 2:1 para a maioria das culturas (Sonneveld e Voogt 2009). Em baixas temperaturas, a eficiência de assimilação é reduzida. Os sintomas de deficiência são caracterizados pela clorose interveinal das folhas jovens para as basais mais velhas e pelo crescimento reduzido do sistema radicular. Os sintomas de deficiência nem sempre são devidos à baixa presença de Fe na solução nutritiva, mas muitas vezes são devidos à indisponibilidade de Fe para a planta. O uso de agentes quelantes garante a disponibilidade constante de Fe para a planta.

Cloro (Cl) _ O cloro tem sido recentemente considerado um micro-nutriente, mesmo que o seu conteúdo em plantas (0,2— 2,0% dw) seja bastante elevado. É facilmente absorvido pela planta e é muito móvel dentro dela. Está envolvida no processo fotossintético e na regulação da abertura dos estômagos. Deficiências, que são bastante raras, ocorrem com sintomas típicos de secagem das folhas, especialmente nas margens. Muito mais difundido é o dano devido a um excesso de Cl que leva ao encolhimento visível da planta, que é relativo às diferentes sensibilidades de diferentes espécies. Para evitar danos nas culturas, é sempre aconselhável verificar o teor de Cl na água utilizada para preparar soluções de nutrientes e escolher fertilizantes adequados (por exemplo, KSub2/Sub4/Sub em vez de KCl).

_Sódio (Na) _ O sódio, se em excesso, é prejudicial às plantas, pois é tóxico e interfere com a absorção de outros íons. O antagonismo com K (Fig. 4.7), por exemplo, nem sempre é prejudicial porque em algumas espécies (por exemplo, tomates), melhora o sabor dos frutos, enquanto em outras (por exemplo, feijão), pode reduzir o crescimento das plantas. Semelhante ao Cl, é importante conhecer a concentração na água utilizada para preparar a solução nutritiva (Sonneveld e Voogt 2009).

_Manganês (Mn) _ O manganês faz parte de muitas coenzimas e está envolvido na extensão das células radiculares e sua resistência aos patógenos. A sua disponibilidade é controlada pelo pH da solução nutritiva e pela concorrência com outros nutrientes (Fig. 4.7). Os sintomas da deficiência são semelhantes aos da Fe, exceto pelo aparecimento de áreas ligeiramente afundadas nas áreas interveinais (Uchida 2000). As correções podem ser feitas adicionando MNSOSub4/sub ou diminuindo o pH da solução nutritiva.

_Boro (B) _ O boro é essencial para a criação de frutos e o desenvolvimento de sementes. Os métodos de absorção são semelhantes aos já descritos para Ca com os quais ele pode competir. O pH da solução nutritiva deve ser inferior a 6,0 e o nível óptimo parece situar-se entre 4,5 e 5,5. Os sintomas de deficiência podem ser detectados nas novas estruturas que aparecem verde escuro, as folhas jovens aumentam muito sua espessura e têm uma consistência coriácea. Posteriormente, podem aparecer cloróticas e depois necróticas, com coloração enferrujada.

_Zinc (Zn) _ O zinco desempenha um papel importante em certas reações enzimáticas. A sua absorção é fortemente influenciada pelo pH e pelo fornecimento de P da solução nutriente.Os valores de pH entre 5,5 e 6,5 promovem a absorção de Zn. Baixa temperatura e altos níveis de P reduzem a quantidade de zinco absorvida pela planta. As deficiências de zinco ocorrem raramente, e são representadas por manchas cloróticas nas áreas interveinais das folhas, entrenós muito curtos, epinastia foliar e baixo crescimento (Gibson 2007).

_Copper (Cu) _ O cobre está envolvido em processos respiratórios e fotossintéticos. A sua absorção é reduzida a valores de pH superiores a 6,5, enquanto valores de pH inferiores a 5,5 podem resultar em efeitos tóxicos (Rooney et al. 2006). Altos níveis de amônio e fósforo interagem com Cu reduzindo a disponibilidade deste último. A presença excessiva de Cu interfere na absorção de Fe, Mn e Mo. As deficiências são manifestadas pela clorose interveinal que leva ao colapso dos tecidos foliares que parecem dessecados (Gibson 2007).

Molibdênio (Mo) _ O molibdênio é essencial na síntese de proteínas e no metabolismo do nitrogênio. Contrariamente a outros micronutrientes, está melhor disponível em valores de pH neutro. Os sintomas da deficiência começam com clorose e necrose ao longo da costela principal das folhas velhas, enquanto as folhas jovens parecem deformadas (Gibson 2007).

4.4.3 Gestão de nutrientes em relação aos requisitos das plantas

Desde o desenvolvimento de sistemas de horticultura sem solo na década de 1970 (Verwer 1978; Cooper 1979), diferentes soluções de nutrientes foram desenvolvidas e ajustadas de acordo com as preferências dos produtores (Tabela 4.4; De Kreij et al. 1999). Todas as misturas seguem os princípios da disponibilidade excessiva de todos os elementos para evitar deficiências e equilíbrio entre catiões (bivalentes) para evitar a concorrência entre catiões na absorção de nutrientes vegetais (Hoagland e Arnon 1950; Steiner 1961; Steiner 1984; Sonneveld e Voogt 2009). Comumente, a CE pode subir na zona radicular em um grau limitado. Nos tomates, por exemplo, a solução nutritiva tem tipicamente uma CE de cerca de 3 dS msup-1/sup, enquanto na zona radicular das lajes de lã de pedra, a CE pode subir para 4—5 dS msup-1/sup. No entanto, nos países do norte da Europa, para a primeira irrigação de novas lajes de lã de pedra no início do ciclo de produção, a solução de nutrientes pode ter uma CE tão alta quanto 5 dS msup-1/sup, saturando o substrato de lã de pedra com íons até uma CE de 10 dS msup-1/sup, que posteriormente será lavado após 2 semanas. Para fornecer descarga suficiente da zona radicular, em um sistema típico de laje de lã de pedra de irrigação por gotejamento, cerca de 20 a 50% da água doseada é coletada como água de drenagem. A água de drenagem é então reciclada, filtrada, misturada com água doce e completada com nutrientes para uso no próximo ciclo (Van Os 1994).

Na produção de tomate, o aumento da CE pode ser aplicado para melhorar a síntese de licopeno (promovendo a coloração vermelha brilhante dos frutos), sólidos solúveis totais (TSS) e teor de frutose e glicose (Fanasca et al. 2006; Wu e Kubota 2008). Além disso, as plantas de tomate apresentam maiores taxas de absorção para N, P, Ca e Mg e baixa absorção de K durante os estágios iniciais (vegetativos). Uma vez que as plantas começam a desenvolver frutos, a produção de folhas é abrandada, levando a uma redução nas necessidades de N e Ca, enquanto a necessidade de K aumenta (por exemplo, Zekki et al. 1996; Silber, Bar-Tal 2008). Em alface, por outro lado, um aumento da CE pode promover a doença de queimadura nas pontas durante condições de crescimento quente. Huett (1994) mostrou uma diminuição significativa no número de folhas com doença de queimadura por planta quando a CE caiu de 3,6 para 0,4 dS msup-1/sup, bem como quando a formulação de nutrientes K/Ca foi reduzida de 3, 5:1 para 1. 25:1. Na AP, o manejo dos nutrientes é mais difícil do que nos hidropônicos, uma vez que eles dependem principalmente da densidade do estoque de peixes, do tipo de ração e das taxas de alimentação.

4.4.4 Propriedades da Solução de Nutrientes

O fósforo é um elemento que ocorre em formas fortemente dependentes do pH ambiental. Na zona radicular, este elemento pode ser encontrado como íons PoSub4/SubSUP-3/SUP, HPOSub4/Subsup2-/sUP e HSub2/Subposub4/Subsup-/sup, onde os dois últimos íons são as principais formas de P tomadas pelas plantas. Assim, quando o pH é ligeiramente ácido (pH 5—6), a maior quantidade de P é apresentada em uma solução nutritiva (De Rijck e Schrevens 1997).

Potássio, cálcio e magnésio estão disponíveis para plantas em uma ampla gama de pH. No entanto, a presença de outros íons pode interferir na disponibilidade da planta devido à formação de compostos com diferentes graus de solubilidade. A um pH acima de 8,3, os íons CasuP2+/SuP e MgSup2+/Sup precipitam-se facilmente como carbonatos, reagindo com Cosub3/SubSUP2-/Sup. Também o sulfato forma complexos relativamente fortes com CasuP2+/Sup e MGSUP2+/Sup (De Rijck e Schrevens 1998). À medida que o pH aumenta de 2 para 9, a quantidade de Sosub4/SubSUP2-/Sup formando complexos solúveis com MgSup2+/Sup como MgSOsub4/Sub e com KSUP+/Sup como KSOsub4/subsup-/Sup aumenta (De Rijck e Schrevens 1999). Em geral, a disponibilidade de nutrientes para absorção de plantas a pH acima de 7 pode ser restringida devido a uma precipitação de boro, FESUP2+/SUP, MNSup2+/Sup, POSUB4/SubSUP3-/Sup, Casup2+/SUP e MgSUP2+/SUP devido a sais insolúveis e indisponíveis. Os valores de pH mais adequados da solução nutritiva para o desenvolvimento de culturas situam-se entre 5,5 e 6,5 (Sonneveld e Voogt 2009).

4.4.5 Qualidade da água e nutrientes

A qualidade da água fornecida é extremamente importante em sistemas hidropônicos e AP. Para a recirculação a longo prazo, a composição química deve ser bem conhecida e monitorizada frequentemente para evitar um desequilíbrio no fornecimento de nutrientes, mas também para evitar a acumulação de certos elementos que conduzam a toxicidade. De Kreij et al. (1999) fizeram uma visão geral das demandas químicas na qualidade da água para sistemas hidropônicos.

Antes de começar, uma análise do abastecimento de água deve ser feita nos macro e microelementos. Com base na análise, um esquema para a solução nutritiva pode ser feito. Por exemplo, se for utilizada água da chuva, deve ser dada especial atenção ao Zn quando a recolha ocorre através de calhas não tratadas. Na água da torneira, podem surgir problemas com Na, Ca, Mg, SOSub4/Sub e HCOSub3/Sub. Além disso, pode ser utilizada água de furo superficial e de furo que também pode conter quantidades de Na, Cl, K, Ca, Mg, SOSub4/Sub e Fe, mas também microelementos como Mn, Zn, B e Cu. Deve-se notar que todas as válvulas e tubos devem ser feitos de materiais sintéticos, como PVC e PE, e não contendo partes Ni ou Cu.

Muitas vezes acontece que o abastecimento de água contém uma certa quantidade de Ca e Mg; portanto, o conteúdo deve ser subtraído da quantidade na solução nutritiva para evitar o acúmulo desses íons. O HCOSub3/Sub tem de ser compensado preferencialmente por ácido nítrico, cerca de 0,5 mmol LSUP-1/Sup que pode ser mantido como tampão de pH na solução nutritiva. O ácido fosfórico e sulfúrico também podem ser usados para compensar o pH, mas ambos dão rapidamente um excedente de Hsub2/subposub4/subsup-/sup ou SOsub4/subsup2-/sup na solução nutritiva. Em sistemas AP, o ácido nítrico (HNOSub3/sub) e o hidróxido de potássio (KOH) também podem ser usados para regular o pH e, ao mesmo tempo, fornecer macronutrientes no sistema (Nozzi et al. 2018).

4.4.5.1 Gestão da Qualidade da Água

Para a formulação de soluções nutritivas, utilizam-se de preferência fertilizantes simples (granulares, em pó ou líquidos) e substâncias (por exemplo, compostos ácidos) que afetam o pH. A integração dos elementos nutritivos na solução leva em consideração os valores ótimos das quantidades de cada elemento. Isso deve ser feito em relação às necessidades da espécie e das suas cultivares, considerando as fases fenológicas e o substrato. O cálculo dos suplementos nutritivos deve ser realizado considerando as condições da água utilizada, de acordo com um rigoroso conjunto de prioridades. Na escala prioritária, o magnésio e os sulfatos estão posicionados no fundo, no mesmo nível, pois apresentam menor importância nutricional e as plantas não apresentam danos mesmo que sua presença seja abundante na solução nutritiva. Esta característica tem um feedback prático vantajoso, pois permite a exploração dos dois elementos para equilibrar a composição nutricional em relação a outros macronutrientes cuja deficiência ou excesso pode ser negativa para a produção. Como exemplo, podemos considerar uma solução nutritiva onde uma integração de apenas potássio ou apenas nitrato é necessária. Neste caso, os sais a utilizar são, respectivamente, sulfato de potássio ou nitrato de magnésio. De facto, se o nitrato de potássio ou o nitrato de cálcio mais comuns fossem utilizados, os níveis de nitrato, no primeiro caso, e de cálcio, no segundo caso, aumentariam automaticamente. Além disso, quando a análise da água utilizada mostra um desequilíbrio entre cátions e ânions, e para poder calcular uma solução nutritiva com a CE em equilíbrio, a correção dos valores da água é realizada reduzindo os níveis de magnésio e/ou sulfatos.

Os seguintes pontos fornecem diretrizes para a formulação de soluções nutritivas:

1. Definição dos requisitos das espécies e das cultivares. É necessário ter em conta o ambiente de cultivo e as características da água. Para satisfazer as necessidades das plantas em períodos quentes e com radiação intensa, a solução deve possuir um menor teor de CE e K, o que contrasta com uma maior quantidade de Ca. Em vez disso, quando a temperatura e o brilho atingem níveis sub-ótimos, é aconselhável elevar os valores da CE e K reduzindo os do Ca. É importante notar, em relação às cultivares, que existem variações substanciais, especialmente para os valores do Nosub3/subsup-/SUP, devido à diferente vigorosidade vegetativa das cultivares. Com efeito, no caso dos tomates, utilizam-se em média 15 mmol LSUP-1/SUP de Nosub3/subsup-/Sup (quadro 4.4) e, no caso das cultivares caracterizadas por baixo vigor vegetativo e em determinadas fases fenológicas (por exemplo, fixação de frutos da quarta treliça), são adotados até 20 mM LSUP-1/SUP de Nosub3/subSUP/SUP. No caso de alguns elementos como Na estarem presentes na água, a fim de reduzir o seu efeito, o que é particularmente negativo para algumas culturas, será necessário aumentar a quantidade de Nosub3/subsup-/Sup e Ca e, possivelmente, diminuir o K, mantendo a CE ao mesmo nível.

Tabela 4.4 Solução nutritiva no cultivo hidropônico de tomate, pimenta e pepino de alface (DFT) (irrigação por gotejamento de lajes de lã de pedra) nos Países Baixos (De Kreiji et al.1999)

tabela cabeça tr class=“cabeçalho” th rowspan=“2”/th THPH/th TEC/th THNHsub4/sub/th THK/th THCA/th thmg/th Thnosub3/sub/th Thsosub4/sub/th THP/th Thfe/th THMN/th Thzn/th THB/th Thcu/th THMO/th /tr tr class=“cabeçalho” th/th THDs msup-1/sup/th thmmol LSUP-1/SUP/th thmmol LSUP-1/SUP/th thmmol LSUP-1/SUP/th thmmol LSUP-1/SUP/th thmmol LSUP-1/SUP/th thmmol LSUP-1/SUP/th thmmol LSUP-1/SUP/th thmmol LSUP-1/SUP/th thmmol LSUP-1/SUP/th thmmol LSUP-1/SUP/th thmmol LSUP-1/SUP/th thmmol LSUP-1/SUP/th thmmol LSUP-1/SUP/th /tr /cabeça tbody tr class=“ímpar” TDLettuce (Wageningen UR) /td td5.9/td td1.7/td td1.0/td td4.4/td td4.5/td td1.8/td td10.6/td td1.5/td td1.5/td td28.1/td td1.5/td td6.4/td td47,0/td td1.0/td td0.7/td /tr tr class=“mesmo” TDlettuce/TD td5.8/td td1.2/td td0.7/td td4.8/td td2.3/td td0.8/td td8.9/td td0.8/td td1.0/td td35.1/td td4.9/td td3.0/td td18.4/td td0.5/td td0.5/td /tr tr class=“ímpar” TDlettuce/TD td5.8/td td1.2/td td/td td3.0/td td2.5/td td1.0/td td7.5/td td1.0/td td0.5/td td50.0/td td3.7/td td0.6/td td4.8/td td0.5/td td0.01/td /tr tr class=“mesmo” TDTomato gerativo/td td5.5/td td2.6-3.0/td td1.2/td td13.0/td td4.2/td td1.9/td td15.4/td td4.7/td td1.5/td td15.0/td td10.0/td td5.0/td td30.0/td td0.8/td td0.5/td /tr tr class=“ímpar” TDTomate vegetativo/td td5.5/td td2.6/td td1.2/td td8.3/td td5.7/td td2.7/td td15.4/td td4.7/td td1.5/td td15.0/td td10.0/td td5.0/td td30.0/td td0.8/td td0.5/td /tr tr class=“mesmo” TDpepino td5.5/td td3.2/td td1.2/td td10.4/td td6.7/td td2.0/td td23.3/td td1.5-2.0/td td1.5-2.0/td td15.0/td td10.0/td td5.0/td td25.0/td td0.8/td td0.5/td /tr tr class=“ímpar” TDpepper/TD td5.6/td td2.5-3.0/td td1.2/td td5-7/td td4-5/td td2.0/td td17.0/td td1.8-2.0/td td1.5-2.5/td td25.0/td td10.0/td td7.0/td td30.0/td td1.0/td td0.5/td /tr tr class=“mesmo” Propagação/td TDPlant td5.5/td td2.3/td td1.2/td td6.8/td td4.5/td td3.0/td td16.8/td td2.5/td td1.3/td td25.0/td td10.0/td td5.0/td td35.0/td td1.0/td td0.5/td /tr /tbody /tabela

Adotado e modificado da Vermeulen (2016, comunicação pessoal)

2. Os cálculos das necessidades de nutrientes devem ser obtidos subtraindo os valores dos elementos químicos da água dos elementos químicos acima definidos. Por exemplo, a necessidade estabelecida de Mg de pimentas (Capsicum sp.) é de 1,5 mM LSUP-1/Sup, tendo a água a 0,5 mM LSUP-1/Sup, e 1,0 mM LSUP-1/Sup de Mg deve ser adicionada à água (1,5 requisito — 0,5 abastecimento de água = 1,0).

3. Escolha e cálculo de fertilizantes e ácidos a utilizar. Por exemplo, tendo de fornecer Mg, como no exemplo do ponto 2 supra, pode utilizar-se MgSOSub4/Sub ou Mg (NoSub3/Sub) sub2/sub. Será tomada uma decisão tendo também em conta a contribuição colateral do sulfato ou do nitrato.

4.4.6 Comparação entre produção hidropônica e aquapônica

Durante seu ciclo de vida, as plantas precisam de vários macro e microelementos essenciais para o desenvolvimento regular (boro, cálcio, carbono, cloro, cobre, hidrogênio, ferro, magnésio, manganês, molibdênio, nitrogênio, oxigênio, fósforo, potássio, enxofre, zinco), geralmente absorvido a partir da solução nutriente (Bittsanszky et al. 2016). A concentração e a razão de nutrientes entre eles são as variáveis mais importantes capazes de influenciar a absorção das plantas. Nos sistemas AP, os resíduos metabólicos de peixes contêm nutrientes para as plantas, mas deve-se ter em conta, especialmente em escalas comerciais, que as concentrações de nutrientes fornecidas pelos peixes em sistemas AP são significativamente menores e desequilibradas para a maioria dos nutrientes em comparação com os sistemas hidropônicos (Nicoletto et al. 2018). Normalmente, na PA, com taxas adequadas de estocagem de peixes, os níveis de nitrato são suficientes para um bom crescimento das plantas, enquanto os níveis de K e P são geralmente insuficientes para o crescimento máximo das plantas. Além disso, o cálcio e o ferro também podem ser limitados. Isso pode reduzir o rendimento e a qualidade das culturas e, portanto, a integração dos nutrientes deve ser realizada para apoiar uma reutilização eficiente de nutrientes. As comunidades microbianas desempenham um papel crucial na dinâmica de nutrientes dos sistemas AP (Schmautz et al. 2017), convertendo amônio em nitrato, mas também contribuindo para o processamento de material particulado e resíduos dissolvidos no sistema (Bittsanszky et al. 2016). A absorção das plantas de N e P representa apenas uma fração da quantidade retirada da água (Trang e Brix 2014), indicando que os processos microbianos na zona radicular das plantas, no substrato (se presente) e em todo o sistema, desempenham um papel importante.

A composição dos alimentos para peixes depende do tipo de peixe e isso influencia a liberação de nutrientes da produção metabólica dos peixes. Normalmente, a ração de peixe contém uma fonte de energia (carboidratos e/ou lipídios), aminoácidos essenciais, vitaminas, bem como outras moléculas orgânicas que são necessárias para o metabolismo normal, mas algumas que as células dos peixes não podem sintetizar. Além disso, deve-se ter em conta que as necessidades nutricionais de uma planta variam de acordo com as espécies (Nozzi et al. 2018), variedade, estágio do ciclo de vida, duração do dia e condições climáticas e que, recentemente (Parent et al. 2013; Baxter 2015), a lei de Liebig (o crescimento das plantas é controlado pelo recurso mais escasso) foram substituídos por algoritmos complexos que consideram as interações entre os nutrientes individuais. Ambos os aspectos não permitem uma avaliação simples dos efeitos das alterações nas concentrações de nutrientes em sistemas hidropônicos ou AP.

Assim, surge a questão de saber se é necessário e eficaz adicionar nutrientes aos sistemas AP. Conforme relatado por Bittsanszky et al. (2016), os sistemas AP só podem ser operados de forma eficiente e, portanto, com sucesso, se forem tomados cuidados especiais através do monitoramento contínuo da composição química da água recirculante para concentrações e proporções adequadas de nutrientes e do componente potencialmente tóxico, amónio. A necessidade de adicionar nutrientes depende das espécies vegetais e do estágio de crescimento. Frequentemente, embora a densidade dos peixes seja ideal para o fornecimento de nitrogênio, deve-se realizar, pelo menos, a adição de P e K com fertilizantes minerais (Nicoletto et al. 2018). Em contraste com, por exemplo, a alface, os tomates que necessitam de dar frutos, amadurecer e amadurecer, necessitam de nutrientes suplementares. Para calcular essas necessidades, um software pode ser usado, como HydroBuddy, que é um software livre (Fernandez 2016) que é usado para calcular a quantidade de suplementos minerais necessários.