Respostas ecofisiológicas e de produção de alface a fertilizantes nanoparticulados empregados na solução nutritiva em sistema hidropônico comercial

Abstract

Tecnologias modernas como os fertilizantes nanoparticulados têm mostrado grande potencial na agricultura, mas com nenhum estudo aparente na produção comercial de hortaliças em sistema hidropônico. O objetivo neste estudo foi avaliar as respostas ecofisiológicas e produtivas de alfaces hidropônicas em cultivo comercial, em ambiente protegido, utilizando fertilizantes nanoparticulados à base de Ca, Cu, Mn e Zn. Para isso, foram instalados cinco experimentos em sistema hidropônico com fluxo laminar de nutrientes (NFT), em delineamento inteiramente casualizado. Nos quatro primeiros, o desenvolvimento da cultivar Vanda® foi avaliado em função de cada um dos fertilizantes nanoparticulados nas concentrações de 0,0, 39,9, 79,8, 119,7, 159,6, 239,4 e 319,2 ppm de Ca; 0,00, 0,01, 0,03, 0,06, 0,12, 0,24 e 0,47 ppm de Cu; 0,00, 0,07, 0,15, 0,29, 0,58, 1,16 e 2,33 ppm de Mn e 0,00, 0,01, 0,02, 0,05, 0,10, 0,20 e 0,40 ppm de Zn. No quinto experimento, comparou-se o desenvolvimento da cultivar em solução nutritiva contendo as melhores concentrações de todos os fertilizantes nanoparticulados (S1) àquelas contendo fertilizantes convencionais nas concentrações encontradas (S2) ou nas concentrações tradicionalmente utilizadas (S3). O crescimento das plantas de alface foi avaliado a cada 5 dias. Avaliaram-se, também, ao final dos experimentos, as trocas gasosas e os teores foliares de pigmentos fotossintéticos e de macro e micronutrientes. Os dados de crescimento foram analisados por superfície de resposta ou por efeito isolado das concentrações ou das épocas de coletas, gerando equações de regressão que permitiram estimar as concentrações associadas a 90% do crescimento máximo (C90). Dados de trocas gasosas, teores foliares de pigmentos fotossintéticos e de macro e micronutrientes foram submetidos à análise de variância e de regressão. Os resultados apontaram como C90 as concentrações de 95,60 ppm de Ca, 0,19 ppm de Cu e 0,0047 ppm de Zn; para o Mn, não houve efeito. As concentrações não afetaram o teor de pigmentos foliares nem as trocas gasosas, à exceção da redução verificada em A e em A/E com o aumento da concentração de Cu. O aumento da concentração dos nutrientes na solução nutritiva proporcionou aumento quadrático no teor de Ca na parte aérea, exponencial no de Cu e Mn, e sigmoidal no de Zn; no caso do Ca, seu aumento ainda reduziu os teores de S e de Cu na parte aérea. O aumento da concentração de micronutrientes não afetou os teores de macronutrientes na parte aérea da alface, mas o aumento da concentração de Zn aumentou o teor de Cu. Os conteúdos de N, P, K, Ca, Fe Mn e B foram afetados pelas diferentes concentrações de Cu na solução nutritiva. Não houve diferenças ecofisiológicas nem produtivas entre as alfaces produzidas pelas soluções nutritivas S1, S2 e S3. Dessa forma considera-se que é possível produzir alfaces crespas em NFT com solução nutritiva formulada à base de fertilizantes nanoparticulados ou convencionais em concentrações diferentes das tradicionais. Palavras–chave: Nutrição mineral. Concentrações de nutrientes. Fontes de nutrientes. Crescimento.

Modern technologies such as nanoparticulate fertilizers have shown great potential in agriculture, but with no apparent study in commercial production of vegetables in hydroponic system. This work was carried out to evaluate ecophysiological responses and production of hydroponic lettuces in commercial cultivation, in protected environment, using nanofertilizers based on Ca, Cu, Mn and Zn. Therefore, five experiments were set up in nutrient film technique system (NFT), in a completely randomized design. In the first four, Vanda® cultivar development was evaluated according to the concentrations of each nanofertilizer tested at concentrations of 0.0, 39.9, 79.8, 119.7, 159.6, 239.4 and 319.2 ppm of Ca; 0.00, 0.01, 0.03, 0.06, 0.12, 0.24, 0.47 ppm of Cu; 0.00, 0.07, 0.15, 0.29, 0.58, 1.16, 2.33 ppm Mn; and 0.0, 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, 0.4 ppm Zn. In the fifth experiment, the cultivar development in nutrient solution containing the best concentrations of all nanofertilizers (S1) was compared to that containing conventional fertilizers in the concentrations found (S2) or in traditionally used concentrations (S3). The growth of lettuce plants was evaluated every 5 days. At the end of the experiments, gas exchange and leaf photosynthetic pigments content and macro and micronutrients were also evaluated. The growth data were analysed either by response surface or by isolated effect of concentrations or harvest time, generating regression equations that allowed to estimate the concentrations associated with 90% of the maximum growth (C90). Gas exchange data, leaf contents of photosynthetic pigments and macro and micronutrients were analysed through analysis of variance and regression. Results indicated as C90 the concentrations of 95.60 ppm of Ca, 0.19 ppm of Cu and 0.0047 ppm of Zn; for Mn, there was no effect. Concentrations did not affect leaf pigments content nor gas exchange, except for the reduction observed in A and A/E with the increase in Cu concentration. Increase the nutrients concentration in nutrient solution provided an increase, quadratic for Ca, exponential for Cu and Mn, and sigmoidal for Zn, of its content in aerial part of plant. The increase of Ca concentrations reduced S and Cu contents in the aerial part. The increase of micronutrients concentrations did not affect macronutrients contents in lettuce aerial part, but the increase Zn concentration increased Cu content. N, P, K, Ca, Fe Mn and B contents were affected by different Cu concentrations. There were no ecophysiological and productive differences in lettuces produced by nutrient solutions S1, S2 and S3. In this way, it is considered possible to produce curly lettuces in NFT with a nutrient solution formulated based on nanoparticulate fertilizers or conventional fertilizers in concentrations different from the traditional ones. Keywords: Mineral nutrition. Nutrient concentrations. Nutrient sources. Growth.