MÉTODOS RÁPIDOS DE CAMPO PARA AVALIAR ALGUMAS PROPRIEDADES FÍSICAS E QUÍMICAS DE SUBSTRATO PARA PLANTAS
Atelene Normann Kämpf Pesquisadora CNPq, Porto Alegre/RS, Brasil.
Aproveitando a crise para crescer
Na década de 1970, a elevação do custo do petróleo gerou uma forte crise energética internacional. Ao mesmo tempo, surgia a consciência ecológica e a preocupação com a natureza, especialmente em relação à exploração comercial dos recursos naturais não renováveis. A Horticultura não ficou alheia às conseqüências desses fatos, especialmente na Europa: produtores buscavam reduzir o uso do aquecimento a óleo nas estufas ao mesmo tempo que iniciavam a procura por materiais para substituir a turfa como meio de cultivo. Resultado: o conhecimento sobre o tema Substrato para Plantas ganhou significativo impulso, fortalecendo os conceitos tal como compreendidos hoje.
Decorridos mais de trinta anos desde então, ainda não foi encontrado o substituto ideal para a turfa, que continua sendo comercializada mundialmente como substrato-padrão para a produção de plantas em recipientes.
Com a crise econômica do final do século XX e início do século XXI, cresce a necessidade de reduzir custos de produção. Uma alternativa é buscar substitutos viáveis para os substratos importados.
Entretanto, a situação atual difere daquela dos anos 70: de um lado, felizmente já existe uma base de conhecimento técnico e científico sobre o tema Substrato; por outro lado, a demanda deste insumo foi multiplicada, pelo aumento da escala de produção em viveiros.
Hoje, tem-se uma idéia mais clara das características que definem a qualidade de um substrato; densidade, porosidade, retenção/liberação de água, pH, salinidade e qualidade fitossanitária são alguns dos principais itens a serem observados em materiais potencialmente úteis ao uso como substrato, além de aspectos de ordem econômica como custo de aquisição, transporte e disponibilidade.
Caracterização de materiais para uso como substrato
A forma correta e definitiva de conhecer as propriedades de um substrato ou de seus componentes isoladamente é, sem dúvida, encaminhá-lo a um laboratório específico de sua confiança, e aguardar o laudo técnico.
Análises podem ser necessárias antes, durante e/ou depois do cultivo das plantas. Em cada momento haverá objetivos e justificativas diferentes para as mesmas (Tabela 1).
Entretanto, há situações que requerem uma resposta rápida, ainda que essa não seja a absoluta ou definitiva, mas que seja suficiente para orientar rumos ou atitudes. Para tais casos, pode ser de grande valia o uso de procedimentos simples, de ordem prática, possíveis de realizar com recursos limitados, através do que chamamos “testes práticos ou expeditos”.
Tabela 1: Objetivo das análises de substratos, conforme a fase do cultivo Fases O que se busca com as análises?
Antes do cultivo:
Conhecer um produto ou um componente.
Caracterizar o efeito da mistura (interação) de componentes.
Durante o
cultivo: Monitorar as condições do substrato.
Esclarecer problemas observados no cultivo em vaso Após o
cultivo: Verificar o aproveitamento da adubação ofertada, a fim de planejar o próximo cultivo.
Os procedimentos para os referidos testes se baseiam, entre outras, em publicações de Spomer (1974, 1979), de Goh e Haynes (1977) e de Fonteno (http://www2.ncsu.edu/unity/lockers/project/hortsublab/pourthru/index.html).
Testes expeditos:
Usados como ferramentas na tomada de decisões, esses testes compreendem observações diretas (com auxílio do tato e da visão, por exemplo) e quantificações de balizamento (de referência) para alguns parâmetros, com auxílio de alguns equipamentos simples. Na Tabela 2 estão indicadas algumas das características que podem assim ser avaliadas.
Tabela 2: Algumas características que podem ser avaliadas por métodos rápidos, de campo.
Características Propriedades associadas Origem (orgânica; mineral; sintética) Faixa de pH ideal; capacidade de
tamponamento (CTC); porosidade Granulometria e poros
(micro, mesmo e macroporos)
Economia hídrica: capacidade de retenção e de liberação de água; aeração
Densidade (relação peso/volume da amostra)
Penetrabilidade das raízes; ancoramento; transporte/deslocamento dos recipientes O b se rv aç õe s d ir e ta s (v is ão e t at o)
Presença de insetos (adultos, larvas ou ovos) e propágulos de plantas invasoras
Aspectos de Fitossanidade
Relação Poros:Sólidos (P:S) Adequação ao tamanho de vaso; porosidade total
Capacidade de Retenção de Água (CRA) Necessidade de irrigação
A ná li se s d e b al iz am e nt o
Espaço de aeração (EA) Fornecimento de oxigênio e trocas gasosas no ambiente das raízes.
Os resultados dos testes expeditos nem sempre correspondem aos dados de análises em laboratórios. Entretanto, se os procedimentos forem realizados com atenção, os dados serão úteis para as condições específicas de cada produtor. A economia de tempo e trabalho, bem como as indicações que se podem abstrair dos resultados, justificam o seu uso.
Procedimentos:
Observações diretas:
Há propriedades relacionadas com a origem do material, como por exemplo, o “valor ideal” de pH: para substratos à base de materiais orgânicos a faixa de pH
recomendada é de 5,2 a 5,8, enquanto mistura à base de solo mineral geralmente exigem pH entre 6,0 e 6,5.
Esfregando-se uma pequena amostra do substrato entre os dedos polegar e indicador, é possível perceber, pela textura da amostra, se há presença de argila e/ou areia, frações geralmente associadas às funções de retenção de água e drenagem, respectivamente.
Tomando-se por referência o peso de um litro de água, é possível estimar, por comparação, se o peso de uma amostra de substrato no mesmo volume (um litro) é similar, é maior ou é menor do que o peso da água. A densidade da amostra (relação peso/volume) se relaciona com sua indicação de uso: substratos mais pesados são adequados para recipientes com plantas de grande porte (maior ancoramento e estabilidade), enquanto substratos mais leves são especiais para vasos rasos e bandejas multicelulares.
A observação visual é especialmente importante na verificação da presença de insetos, sementes de plantas invasoras e/ou objetos inertes (freqüentes em produtos compostados).
Análises de balizamento (de referência)
Relação Poros : Sólidos (adaptado de Spomer, 1979)
Princípio: deslocamento do nível da água pela inclusão de sólidos (Princípio de
Arquimedes).
Material básico: um cilindro graduado, com capacidade para 2 litros (proveta); água; amostra do material a analisar (peneirada, seca ao ar).
Procedimento: colocar 1 litro de água no cilindro graduado e após, aos poucos, 1 litro da amostra preparada. Observar quanto o nível da água na proveta vai subir.
Resultados:
Volume de sólidos (Vs) = deslocamento (aumento) do nível da água (ml). Volume de poros (Vp) = volume da amostra (1000 ml) - Vs (ml)
Relação Poros : Sólidos (P:S) = Vp/Vs; esta relação também é conhecida como “Razão de Vazios”.
Porosidade total (PT) = Vp/10 (% vol.) Observações:
1. Geralmente o volume de poros é subestimado, porque as amostras já contém certa umidade antes de serem colocadas no cilindro. No cilindro, essa umidade inicial irá deslocar o nível da água para cima, como se fosse a
fração sólida. Por isso, procura-se usar a amostra o mais seca possível (mas cuidado: há materiais que se tornam hidrófobos em baixa umidade, como a turfa).
2. Para transformar os resultados obtidos (em ml) para porcentagem do volume ocupado (%vol.), dividir o valor em ml por 10. Por exemplo: Vs= 550 ml ou 55% vol.
3. Os resultados são muito úteis para comparar o efeito de componentes em misturas (Tabela 3).
Tabela 3. Efeito do acréscimo de casca de arroz carbonizada (CAC) em um solo mineral sobre o volume de poros (Vp), o volume de sólidos (Vs) e a relação entre Vp e Vs (P:S). material Densidade g/litro Vp (ml/litro) Vs (ml/litro) Vp/Vs Relação P:S solo 1224 360 640 0,56 0,56 : 1 solo+15% CAC 1166 480 560 0,92 0,92 : 1
4. Exemplos de resultados obtidos por esse procedimento (Tabela 4) mostram valores da Relação P:S mais altos nos materiais orgânicos do que nos materiais minerais. Como tendência geral, a Relação P:S é menor que 1 em materiais minerais e maior que 2 em materiais orgânicos.
Tabela 4: Relação Poros:Sólidos em materiais de origem mineral e orgânica. Vp = volume de poros (%); Vs = volume de sólidos (%).
Amostra Vp Vs Vp/Vs Relação P:S
Brita 46 55 0,83 0,83 : 1
Areia 48 52 0,91 0,91 : 1
Casca Arroz Carbonizada 84 16 5,20 5,2 : 1
Fibra de coco 80 20 4,00 4,0 : 1
Materiais minerais: em geral, P:S < 1
Materiais orgânicos: em geral, P:S > 2
Capacidade de retenção de água (CRA) e espaço de aeração (EA)
Princípio: saturação e drenagem do substrato em vaso de 1 litro de capacidade. Material básico: vasos perfurados, com capacidade para 1 litro de volume; 1 litro de amostra, homogênea, peneirada, seca ao ar; tanque para saturação hídrica (bacia ou balde); estrado ou grade para drenagem; 1 balança (1g).
Procedimento:
a) Encher cada vaso preparado, com 1 litro de amostra, Pesar (P1).
b) Saturar as amostras por capilaridade, até que a água apareça na superfície (brilho).
c) Drenar livremente. d) Pesar (P2).
Resultados:
Capacidade de retenção de água (CRA): (P2 – P1) / 10 = CRA (% volume) Espaço de aeração (EA): PT – CRA = EA (% volume)
Observações:
1. A presença de umidade inicial na amostra, conforme anterior, também aqui representa um fator de imprecisão no resultado. Entretanto, considera-se a umidade inicial da amostra como água indisponível para as plantas. Portanto, os resultados indicam tendências da economia hídrica do material analisado.
2. O valor CRA de uma amostra está relacionada com a capacidade de drenagem da sua matriz sólida. Além da matriz, também a altura do recipiente tem efeito sobre a drenagem, como observado por Spomer, em 1974. Para demonstrar o efeito na prática, o autor usou esponja na fora de um tijolo (Figura 1), saturando a esponja e drenando-a em diferentes alturas (h). Os dados na Tabela 5 mostram que, com a drenagem, variam também os valores de CRA, relação P:S e o espaço de aeração.
Figura 1. A mesma esponja, em diferentes posições, varia na altura (h), mantendo o mesmo volume (v) (Spomer, 1974).
Tabela 5: Influência da altura do perfil sobre algumas características físicas de um meio poroso. Dados em porcentagem do volume.
Altura do perfil – posição da esponja Poros (P) Sólidos (S) P/S relação P:S CRA EA Posição A* 97 3 32 32 : 1 73 24 Posição B 97 3 32 32 : 1 61 36 Posição C 97 3 32 32 : 1 52 45
*Ver no no Quadro 3 as posições A, B e C da esponja. CRA = capacidade de retenção de água; EA = espaço de aeração
O exemplo relatado a seguir ilustra algumas das possibilidades de uso dos métodos práticos acima referidos. Observamos o efeito do acréscimo de vermiculita (Ve, 20% vol.) e de casca de arroz queimada (CAQ, 10% vol. sobre a mistura anterior) em um produto comercial à base de resíduo orgânico. As avaliações foram realizadas para acompanhar a perda de água no intervalo de alguns dias, através do peso do vaso com o substrato drenado (Tabela 4).
A. B. C.
h
vI = vII = vIII hI < hII < hIII
Tabela 6: Efeito do acréscimo de vermiculita (Ve) e de casca de arroz queimada (CAQ) em determinada mistura comercial.
Inicial (seco) Saturado Drenado na hora 24h em 48h em 84h 120h Amostras
Peso do vaso (g) + amostra + água Mistura
original (A)
575 1103 923 910 897 880 838
A + 20%Ve (B) 538 1037 922 905 883 872 864
B + 10% CAQ 496 884 804 791 764 757 750
Nas Figuras 2, 3 e 4 observa-se o efeito de Ve e de CAQ no substrato original: os dois condicionadores modificaram as características iniciais do substrato comercial em diferentes aspectos.
Figura 2: Acréscimo de vermiculita (Ve) e de casca de arroz queimada (CAQ) em uma mistura comercial: variação no peso do vaso + amostra + água (amostra saturada e drenada) ao longo de 12 dias.
0 200 400 600 800 1000 1200 v+am ostra s satu rado na h ora 24h em 4 8h em 8 4h 120h 12 d subs trato (A) A + 20% Ve (B) B + 10% CAQ
Figura 3: Acréscimo de vermiculita (Ve) e de casca de arroz queimada (CAQ) em uma mistura comercial (A): variação na retenção de água ao longo de 12 dias.
Figura 4: Acréscimo de vermiculita (Ve) e de casca de arroz queimada (CAQ) em uma mistura comercial (A): variação no volume de ar ao longo de 12 dias.
0 100 200 300 400 500 600 saturado dren. na hora 24h 48h 84h 120h 12d substrato (A) A + 20% Ve (B) B + 10% CAQ 0 50 100 150 200 250 300 350 na hora 24 h 48h 84h 120h 12d substrato (A) A + 20% Ve (B) B + 10% CAQ
Os dados mostram que tanto a vermiculita como a casca de arroz queimada causaram redução na densidade inicial do substrato comercial, visto pelo peso inicial (Tabela 4), com as amostras secas. A vermiculita aumentou a retenção de água, enquanto a CAQ reduziu esta característica, mas os dois condicionadores
reduziram o volume de aeração (EA) da mistura original. No caso de vermiculita, tal redução pode ser compreendida como conseqüência do aumento no volume de água armazenada. No caso da CAQ, entretanto, não sendo observado o aumento de água retida , levanta-se a hipótese de que as partículas finas da cinza de arroz tenham preenchido os poros da mistura original, diminuindo assim, ao mesmo tempo, os volumes de água e de ar na mistura.
Valor de pH e Salinidade (adaptado de Cavins et al., 2000)
Este método rápido é recomendado pelo Laboratório de Análises de
Substratos da Universidade Estadual da Carolina do Norte (NCSU), nos Estados Unidos (http://www2.ncsu.edu/hortsublab/), que sugere incorporar a prática nas atividades de produção como acompanhamento de rotina, para evitar perdas ou injúrias por excesso ou deficiência de nutrientes.
Para a amostragem deve se ter em conta o tamanho do cultivo, para que a amostra seja representativa de todo o lote. A recomendação mínima é de cinco vasos.
Quanto menor o recipiente, mais suscetível será a mudanças rápidas, motivo para testar com maior freqüência. Nos cultivos em bandejas multicelulares,
recomenda-se repetir os testes de duas a três vezes por semana. Procedimento:
1. Irrigar bem a planta 1 h antes do teste; se o produtor usar fertirrigação
constante, vai irrigar normalmente com a mesma solução; se usar fertirrigação 1 a 2 x/semana, irrigar com água um dia antes e também no mesmo dia, depois da adubação, tomando duas amostras.
2. Deixar drenar livremente. Após, colocar um prato sob o vaso;
3. Colocar água destilada na superfície do vaso (lentamente) e recolher o que drena (+/- 50ml) no prato;
4. Medir pH e CE em equipamentos de bolso. Checar se estão calibrados. 5. Registrar os resultados em uma planilha, para acompanhamento, procurando
Assim concluímos que, apesar das limitações inerentes aos métodos expeditos aqui apresentados, os dados obtidos podem ser úteis para compreender o comportamento de substratos em recipientes, o que justifica sua aplicação.
Referências bibliográficas:
Cavins, T.J. Information Horticulture Leaflet 590. NC State University, New 07/2000. Disponível em:
http://www2.ncsu.edu/unity/lockers/project/hortsublab/pdf/PourThru_Master_HIL.pdf
acessoem outubro de 2005.
Goh, K.M. e Haynes, R.J. Evaluation of potting media for commercial nursery production of container-grown plants: Physical and chemical characteristics of soil and soilless media and their constituents. New Zealand Jornal of Agricultural Research. Wellington. V.20, p. 363-370. 1977.
Spomer, L.A. Two classroom exercises demonstrating the pattern of container soil water distribution. HortScience, Alexandria: ASHS. v.9, n.2, p.152-153. 1974.
Spomer, L.A. Tree simple demonstrations of the physical effects of soil amendment. HortScience, Alexandria: ASHS. v.14, n.1, p.75-77. 1979.
