Composição e manejo da solução nutritiva visando a diminuição do teor de nitrato nas folhas de alface hidropônica

Takahashi, Hideaki W; Hidalgo, Paulo C; Fadelli, Laércio; Cunha, Magda E T da

doi:10.1590/S0102-05362007000100002

Resumos

As hortaliças folhosas têm elevada capacidade de acumular nitrato nas folhas e pecíolos, mas o consumo excessivo de nitrato pode ser prejudicial à saúde humana. Determinou-se a melhor combinação de doses e fontes de N e época de fornecimento na solução nutritiva para obter diminuição do teor de nitrato em folhas de alface, cv. Vera. Os tratamentos foram (T1) 210 mg L-1 de N como nitrato (N-NO3-) do transplante à colheita; (T2) 189 mg L-1 (90%) de N-NO3- associado com 21 mg L-1 (10%) de N como amônio (N-NH4+); (T3) 210 mg L-1 de N-NO3- até 24 dias após transplante e substituição por 189 mg L-1 de N-NO3- e 21 mg L-1 de N-NH4- até o final do ciclo; (T4) 210 mg L-1 de N-NO3- até o 24º dia e redução para105 mg L-1 de N-NO3- no final do ciclo e (T5) 210 mg L-1 de N-NO3- até o 24º dia do transplante e redução para 52,5 mg L-1 de N-NO3- no final do ciclo. Os melhores resultados foram obtidos com os tratamentos 2 e 3, obtendo teores de nitrato na parte aérea de 1.756 a 1.920 mg kg-1 na matéria fresca e produtividade equivalente ao tratamento 1. A redução de nitrato em solução nutritiva no final do ciclo não reduziu o teor de nitrato em folhas.

Lactuca sativa; cultivo hidropônico; fontes de nitrogênio

The edible vegetables have a high capacity to accumulate nitrate in the leaves and stem. The excessive consumption of nitrate can be harmful to human health. The best combination of doses and sources of N and supply time were determined in the nutritious solution to reduce the nitrate concentration in cv. Vera leaves of lettuce. The treatments were (T1) 210 mg L-1 of N as nitrate (N-NO3-) from transplantation to harvest; (T2) 189 mg L-1 (90%) of N as nitrate (N-NO3-) associated with 21 mg L-1 (10%) of N as ammonium (N-NH4+); (T3) 210 mg L-1 of nitrate until the 24th day and substitution for 189 mg L-1 of nitrate and 21 mg L-1 N-NH4+ until the end of the cycle; (T4) 210 mg L-1 of N-NO3- until the 24th day of the transplant and reduction to 105 mg L-1 of N-NO3- until the end of the cycle; (T5) 210 mg L-1 of N-NO3- until the 24th day of the transplant and reduction to 52,5 mg L-1 of N-NO3- until the end of the cycle. The best results were obtained with the treatments T2 and T3, with levels of nitrate in the edible part varying from 1,756 to 1,920 mg kg-1 in the fresh matter and equivalent yield to the treatment 1. The reduction of nitrate in nutritious solution in the end of the cycle did not reduce the quantity of nitrate in leaves.

Lactuca sativa; hydroponic cultivation; nitrogen sources

PESQUISA

Composição e manejo da solução nutritiva visando a diminuição do teor de nitrato nas folhas de alface hidropônica

Nutrient solution control in order to decrease nitrate content in leaves of hydroponic lettuce

Hideaki W Takahashi^I; Paulo C Hidalgo^II; Laércio Fadelli^I; Magda E T da Cunha^I

^IUEL, Depto. Agronomia, C. Postal 6001, 86051990 Londrina-PR

^IIEMATER, C. Postal 386, 86300-000 Cornélio Procópio-PR; E-mail: hwilson@uel.br

RESUMO

As hortaliças folhosas têm elevada capacidade de acumular nitrato nas folhas e pecíolos, mas o consumo excessivo de nitrato pode ser prejudicial à saúde humana. Determinou-se a melhor combinação de doses e fontes de N e época de fornecimento na solução nutritiva para obter diminuição do teor de nitrato em folhas de alface, cv. Vera. Os tratamentos foram (T1) 210 mg L^-1 de N como nitrato (N-NO₃^-) do transplante à colheita; (T2) 189 mg L^-1 (90%) de N-NO₃^- associado com 21 mg L^-1 (10%) de N como amônio (N-NH₄⁺); (T3) 210 mg L^-1 de N-NO₃^- até 24 dias após transplante e substituição por 189 mg L^-1 de N-NO₃^- e 21 mg L^-1 de N-NH₄^-até o final do ciclo; (T4) 210 mg L^-1 de N-NO₃^-até o 24º dia e redução para105 mg L^-1 de N-NO₃^- no final do ciclo e (T5) 210 mg L^-1 de N-NO₃^- até o 24º dia do transplante e redução para 52,5 mg L^-1 de N-NO₃^- no final do ciclo. Os melhores resultados foram obtidos com os tratamentos 2 e 3, obtendo teores de nitrato na parte aérea de 1.756 a 1.920 mg kg^-1 na matéria fresca e produtividade equivalente ao tratamento 1. A redução de nitrato em solução nutritiva no final do ciclo não reduziu o teor de nitrato em folhas.

Palavras-chave: Lactuca sativa, cultivo hidropônico, fontes de nitrogênio.

ABSTRACT

The edible vegetables have a high capacity to accumulate nitrate in the leaves and stem. The excessive consumption of nitrate can be harmful to human health. The best combination of doses and sources of N and supply time were determined in the nutritious solution to reduce the nitrate concentration in cv. Vera leaves of lettuce. The treatments were (T1) 210 mg L^-1 of N as nitrate (N-NO₃^-) from transplantation to harvest; (T2) 189 mg L^-1 (90%) of N as nitrate (N-NO₃^-) associated with 21 mg L^-1 (10%) of N as ammonium (N-NH₄⁺); (T3) 210 mg L^-1 of nitrate until the 24^th day and substitution for 189 mg L^-1 of nitrate and 21 mg L^-1 N-NH₄⁺ until the end of the cycle; (T4) 210 mg L^-1 of N-NO₃^- until the 24^th day of the transplant and reduction to 105 mg L^-1 of N-NO₃^- until the end of the cycle; (T5) 210 mg L^-1 of N-NO₃^- until the 24^th day of the transplant and reduction to 52,5 mg L^-1 of N-NO₃^- until the end of the cycle. The best results were obtained with the treatments T2 and T3, with levels of nitrate in the edible part varying from 1,756 to 1,920 mg kg^-1 in the fresh matter and equivalent yield to the treatment 1. The reduction of nitrate in nutritious solution in the end of the cycle did not reduce the quantity of nitrate in leaves.

Keywords: Lactuca sativa, hydroponic cultivation, nitrogen sources.

O interesse pelo cultivo em sistema hidropônico vem crescendo nos últimos anos no Brasil. A hidroponia apresenta algumas vantagens como economia de água, automação, produção durante o ano todo, controle da nutrição das plantas e qualidade do produto colhido (Furlani et al., 1999). A alface produzida nesse sistema tem obtido remuneração de 35 a 50% superior à cultivada no sistema convencional, mesmo em mercados tradicionais como as CEASAS (Junqueira, 1999).

O nitrogênio tem importante função na planta como componente de aminoácidos e proteínas; é absorvido principalmente como nitrato e em menor proporção como amônio, tendo o primeiro também a função de regulador osmótico no vacúolo (Blom-Zandstra, 1989). Períodos de alta luminosidade, como na primavera e no verão, induzem maior atividade da enzima redutase do nitrato, consequentemente reduzindo a quantidade de nitrato pela incorporação em aminoácidos e proteínas. No inverno, se houver alta disponibilidade de N associada a pouca luminosidade com baixa fotossíntese, o nitrato se acumula no vacúolo da célula e pode atingir níveis elevados (Blom-Zandstra & Lampe, 1985).

A produção de hortaliças folhosas em hidroponia exige alguns cuidados com a nutrição, podendo ocorrer maior acúmulo de nitrato nas plantas do que no processo convencional de cultivo (Bennini et al., 2002). As hortaliças têm diferentes capacidades para acumular nitrato, sendo espinafre, alface, rúcula, almeirão, nabo, rabanete e beterraba as que têm maiores possibilidades de apresentarem teores elevados em algumas condições de cultivo; folhas e pecíolos têm maior capacidade de acumular nitrato que inflorescências e frutos (Lorenz, 1978).

O nitrato consumido em excesso pode ser prejudicial à saúde, podendo levar à formação de nitrito e causar inibição do transporte de oxigênio no sangue. Outros compostos que podem ser formados são as aminas secundárias como nitrosaminas, N-nitrosodimethilamina que são potencialmente cancerígenas (Fine et al., 1977; Craddock, 1983).

A maior quantidade de nitrato consumido pela população provém do consumo de hortaliças, representando 72 a 94% do total ingerido (Sheng Minghzu, 1982). Dados da organização mundial de saúde preconizam que a ingestão diária aceitável de nitrato é de 3,65 mg kg^-1 de massa corpórea (Escoín-Peña et al.,1998). A legislação européia define limites para o teor de nitrato na matéria fresca dos vegetais a serem consumidos pela população, sendo 4500 mg kg^-1 para inverno e 3000 mg kg^-1 para verão os limites para nitrato em cultivos sob ambiente protegido, e 2500 mg kg^-1 o limite de nitrato para o cultivo em campo aberto (Anon, 1997). A legislação brasileira não define teores de nitrato em vegetais consumidos pela população, e tampouco seus teores são monitorados nos vegetais comercializados, apesar da importância desse no sistema de produção.

É possível reduzir o acúmulo de nitrato em partes comestíveis de hortaliças com estratégias como aumentar a intensidade luminosa, colher durante ou logo após um período de alta luminosidade, atrasar a época de colheita, utilizar cultivares com menor capacidade para acumular nitrato, reduzir as doses de nitrato aplicadas durante o ciclo ou no final do ciclo, colocar parte da adubação como amônio e aplicar cloro (Van der Boon et al., 1990; McCall & Willumsen, 1998; Fernandes et al., 2002).

O objetivo deste trabalho foi avaliar soluções nutritivas distintas quanto à concentração de N e relação nitrato-amônio para diminuir o teor de nitrato em folhas de alface, cv. Vera.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi instalado em 17/01/04, em área experimental da UEL, em hidroponia, em casa de vegetação com teto em arco de 6 m de largura e 15 m de comprimento, coberta com polietileno de baixa densidade de 100 micrômetros de espessura. Foi empregado o sistema de hidroponia denominado fluxo laminar de nutrientes (NFT), com recirculação de nutrientes, composto por uma bancada de 5 tubos de PVC para hidroponia, com espaçamento de 25 cm.

Para cada tratamento foi utilizado um conjunto composto por um reservatório, um conjunto moto bomba de ¼ CV (184 W) e tubulação de sucção, recalque, retorno e cultivo. Os reservatórios de cimento amianto, impermeabilizados, com capacidade de 50 L de capacidade e 40 L úteis foram parcialmente enterrados em areia. O recalque subterrâneo em tubos de PVC com retorno de parte da vazão ao reservatório foi por tubos perfurados para melhorar a aeração e diminuir a temperatura da solução.

A circulação da solução nutritiva foi processada de forma independente em cada tratamento, sendo os cinco conjuntos conectados e sincronizados por um temporizador funcionando de forma contínua das 10 às 17 horas e de forma intermitente no restante do período com 10 minutos de pausa e 10 minutos de circulação da solução.

A alface crespa cultivar Vera foi semeada em 23/12/03 em bandejas de isopor com 288 células contendo substrato comercial Plantmax^®. As mudas foram transplantadas em 17/01/04, aos 20 dias da emergência com 2 a 3 pares de folhas para solução hidropônica com produtos "puro para análise", com as seguintes concentrações em mg L^-1: N-210; P-31; K-191; Ca-200; Mg-48; S-69,4; Fe-2; Zn-0,04; Mn-0,5; B-0,5; Cu-0,015 e Mo-0,09.

O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, com cinco tratamentos e cinco repetições, seis plantas por parcela, sendo as quatro plantas centrais utilizadas para avaliação das características.

Os tratamentos avaliados foram (T1) solução nutritiva (SN) com 210 mg L^-1 de N como nitrato em todo ciclo; (T2) SN com 189 mg L^-1 de N na forma de NO₃^- e 21 mg L^-1 de N na forma de amônio em todo ciclo; (T3) SN com 210 mg L^-1de N na forma de NO₃^- até o 24º dia, substituída por SN com 189 mg L^-1 de N-NO₃^- e 21 mg L^-1 de N como NH₄⁺ até o final do ciclo.; (T4) SN com 210 mg L^-1 de N-NO₃^- até o 24º dia substituída por SN com 105 mg L^-1 de N na forma de NO₃^- no restante do ciclo; (T5) SN com 210 mg L^-1 de N na forma de NO₃^- até o 24º dia substituída por 52,5 mg L^-1 de N na forma de NO₃^-no restante do ciclo.

Foram monitoradas as temperaturas da solução nutritiva às 8 horas e às 14 horas em todos os tratamentos e a temperatura do ar no interior da estufa. Os níveis de solução nos reservatórios foram completados para 40 L, duas vezes ao dia. Em seguida o pH era corrigido para valores de 6,2±0,2, com ácido clorídrico ou hidróxido de sódio. A condutividade elétrica (CE) da solução foi monitorada uma vez ao dia e corrigida em todos os tratamentos sempre que houvesse depleção de 20% no valor da CE inicial, mesmo que ocorresse em apenas um dos tratamentos.

Após 34 dias do transplante, as plantas foram colhidas e separadas em parte aérea e raiz para a determinação da matéria fresca, lavadas com água corrente e secas em estufa com circulação de ar forçada a 55ºC até peso constante e determinado o peso da matéria seca. A parte aérea foi moída para a determinação de nitrato, conforme metodologia descrita por Cataldo et al. (1975).

As médias dos tratamentos de matéria fresca e seca da parte aérea e raiz e o teor de nitrato da parte aérea foram comparadas pelo teste de Tukey.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados deste experimento, com média geral de 301 g de matéria fresca por planta, são superiores aos obtidos por Bennini et al. (2002) em 32 amostras de alface comercial hidropônica coletadas em Londrina-PR, que foi de 271 gramas. Os tratamentos 2 e 3, contendo amônio em solução, apresentaram os menores valores de matéria seca de raiz e da parte aérea (Tabela 1). A presença de amônio em solução proporciona um maior declínio de pH em soluções nutritivas, especialmente em altas temperaturas (Kafkafi, 1990) e, no caso dos tratamentos 2 e 3, influenciou a produção de matéria seca da raiz e parte aérea. Mesmo com duas correções diárias de pH houve maior diminuição de pH, entre as correções nos tratamentos 2 e 3 em relação aos tratamentos com nitrato em solução.

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A matéria fresca da parte aérea, que é a parte comercializável, não apresentou diferenças entre os tratamentos 1, 2, 3 e 5 (Tabela 1).

O teor médio de nitrato de 2314 mg kg^-1 (Tabela 2) é superior à média geral de 1588 mg kg^-1 encontrada por Bennini et al. (2002) em 32 amostras de alface hidropônica comercial, porém abaixo do limite máximo de 2500 mg kg^-1 de nitrato em folhas, admitido pela legislação européia, com exceção do tratamento 4, que apresentou média de 3024 mg kg^-1. O emprego de filme de polietileno (leitoso) com 50% de transparência, visando reduzir a temperatura, pode ter influenciado o aumento do teor de nitrato na parte aérea em todos os tratamentos.

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Sabe se que uma das maneiras para se reduzir o teor de nitrato na planta é a diminuição de sua disponibilidade em solução, porém isto não ocorreu neste experimento. Os tratamentos 4 e 5, com menores concentrações de N-NO₃^- em solução nos últimos 10 dias do final do ciclo, não apresentaram redução do teor de nitrato na parte aérea. O tratamento 4 apresentou o maior teor de nitrato, pois houve concentração do mesmo em função do menor acúmulo de matéria fresca neste tratamento.

Economakis et al. (1997), trabalhando com concentrações de 50, 100 e 150 mg L^-1 de N como nitrato em solução nutritiva, não obtiveram diferenças de produtividade e teor de nitrato na parte aérea da alface. Reinink & Eenink (1988) mostraram em experimento com cultivares de alface em soluções contendo 96, 161 e 189 mg L^-1 de N-NO₃^-haver baixa correlação entre teor de nitrato no caule, na raiz e matéria fresca da planta e concluíram que o conteúdo de nitrato é complexo e influenciado por diversos mecanismos fisiológicos.

Schoubeck et al. (1991), reduzindo o nitrato na solução nutritiva em 57% por quatro semanas antes da colheita, não obtiveram diminuição significativa no teor de nitrato nas folhas e nem na produção de matéria fresca da alface.

A substituição de 10% do N como amônio (N-NH₄⁺) por todo o ciclo (T2) ou por 10 dias no final do ciclo (T3) foi efetiva na redução de nitrato na parte aérea da alface (Tabela 2). Houve redução significativa no teor de nitrato nas partes comestíveis, com 1920 mg kg^-1 (T2) e 1756 mg kg^-1 (T3). Da mesma forma o trabalho de Van der Boon et al. (1990) mostrou redução do teor de nitrato em folha de alface com o uso de nitrato associado com amônio em solução hidropônica. Fernandes et al. (2002) conseguiram redução do teor de nitrato em folhas das cultivares Regina e Grandes Lagos com a utilização de 190,4 mg L^-1 de N em solução nutritiva, sendo 21,9% como amônio em relação à utilização exclusiva de nitrato, com valor máximo de 1700 mg kg^-1 de nitrato na matéria fresca. Os valores de nitrato em folhas obtidos por Fernandes et al. (2002) são similares aos tratamentos 2 e 3 deste experimento.

O consumo diário aceitável de nitrato preconizado pela Organização Mundial de Saúde, de 3,65 mg kg^-1 de massa corpórea por dia (Escoin-Peña et al. 1998), que equivale a 237,25 mg para uma pessoa de 65 kg. No caso deste experimento, uma pessoa com essa massa poderia consumir 78 g de alface por dia com 3024 mg kg^-1 de nitrato (T4) ou 135 g da alface com 1756 mg kg^-1 de nitrato nas folhas (T3).

Conclui-se que a utilização de 10% do N total da solução nutritiva como amônio, por todo o ciclo ou no final do ciclo, foi efetiva na redução do teor de nitrato nas folhas de alface, cv. Vera, sem prejuízo da matéria fresca. Por outro lado, a redução da concentração de nitrato na solução nos 10 dias do final do ciclo não reduziu o teor nitrato nas folhas.

Recebido para publicação em 20 de julho de 2005; aceito em 27 de janeiro de 2007

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Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
08 Out 2007
Data do Fascículo
Mar 2007

Histórico

Aceito
27 Jan 2007
Recebido
20 Jul 2005

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