Alterações nas propriedades físicas de substratos para cultivo de tomate cereja, em função de sua reutilização

Effects of the reutilization of substrates on its physical properties on growing cherry tomato

PESQUISA

Alterações nas propriedades físicas de substratos para cultivo de tomate cereja, em função de sua reutilização

Effects of the reutilization of substrates on its physical properties on growing cherry tomato

Carolina Fernandes; José Eduardo Corá; Leila T Braz

UNESP, Via de acesso Prof. Paulo Donato Castellane, s/n, 14884-900 Jaboticabal-SP; E-mail: [e-mail]; [e-mail]; [e-mail]

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações nas propriedades físicas de substratos em função de sua reutilização para o cultivo do tomateiro do grupo cereja, cultivar Sindy. O delineamento experimental adotado foi em parcelas subdivididas com os sete substratos (nas parcelas) e três épocas de caracterização física dos substratos (nas subparcelas). As parcelas foram agrupadas em blocos casualizados, com quatro repetições. Os sete substratos resultaram da combinação de diferentes proporções volumétricas de três componentes: areia, bagaço de cana-de-açúcar e casca de amendoim. As propriedades físicas dos substratos avaliadas foram submetidas à análise de variância, sendo as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. A reutilização do substrato composto por partes iguais dos três componentes promoveu aumento da densidade seca e do volume de água facilmente disponível, e redução da porosidade total, do espaço de aeração e do volume de água remanescente.

Palavras-chave:Lycopersicon esculentum, areia, bagaço de cana-de-açúcar, casca de amendoim, cultivo sem solo.

ABSTRACT

The objective of this work was to evaluate the effects of the reutilization on the physical properties of different types of substrate used to grow cherry tomato, at Jaboticabal, São Paulo State, Brazil (21º14'05" S, 48º17'09" W). We used the split-plot experimental design with complete randomized blocks and four replications. In the plots were placed seven types of substrates, and in the subplots, three periods of physical characterization of the substrates. The seven substrates were prepared with different combinations of three materials: sand, crushed sugarcane and peanut bark. The physical properties evaluated were submitted to variance analysis and the averages were compared by the Tukey test, at 5% probability level. The reutilization of the substrate prepared with equal parts of the three components promoted the increase of bulk density and easily available water content, and the decrease of total porosity, aeration space, and remaining water content.

Keywords:Lycopersicon esculentum, sand, crushed sugarcane, peanut bark, soilless growth.

A crescente demanda por hortaliças de alta qualidade e ofertadas durante o ano todo tem contribuído para o investimento em novos sistemas de cultivo, que permitam produção adaptada a diferentes regiões e condições adversas do ambiente (Carrijo et al., 2004). No Brasil, nota-se um crescente interesse dos produtores pelo cultivo de hortaliças em substratos.

A avaliação da qualidade de um substrato baseia-se na sua caracterização física e química. Dentre as propriedades físicas, destacam-se a distribuição do tamanho das partículas, a densidade e a curva de retenção de água. A composição granulométrica, que representa a distribuição do tamanho das partículas, tem influência determinante no volume de ar e água retidos pelo substrato (Ansorena, 1994). A densidade, que expressa a relação entre a massa e o volume ocupado pelas partículas que formam o substrato, pode se alterar em função do manejo, conseqüentemente, as demais propriedades físicas do substrato também podem ser modificadas. A determinação da curva de retenção de água para um substrato é importante, porque fornece dados sobre o volume de água em determinadas tensões (De Boodt & Verdonck, 1972). A partir desses valores, pode-se calcular porosidade total, espaço de aeração, água facilmente disponível, água tamponante e água remanescente.

A reutilização de substratos caracteriza-se como uma possibilidade de reduzir o custo de produção, uma vez que dispensa a aquisição de novos substratos. Além disso, pode-se conseguir um menor impacto ambiental, uma vez que a reutilização possibilita a redução do volume de substrato descartado após o cultivo.

Algumas pesquisas têm evidenciado resultados econômicos positivos com a reutilização de substratos por dois ou mais cultivos consecutivos, sem reduzir a produção e a qualidade de hortaliças (Baevre, 1981; Baevre & Guttormsen, 1984; Verlodt et al., 1985; Andriolo et al., 1999; Celikel & Caglar, 1999; Reis et al., 2001). Entretanto, deve-se avaliar as alterações nas propriedades físicas dos substratos reutilizados, para que o manejo da irrigação, nos cultivos sucessivos, possa ser modificado em função das propriedades físicas dos substratos reutilizados.

Baevre & Guttormsen, (1984) observaram que a reutilização do substrato não alterou significativamente a porosidade total, mas reduziu o volume de poros maiores e aumentou o volume de poros menores. A reutilização do substrato por cinco anos proporcionou aumento da densidade, diminuição da porosidade total, aumento do conteúdo de água e diminuição do espaço de aeração (Verlodt et al., 1985). Os autores relacionaram essas alterações físicas com o aumento linear da decomposição do substrato em função dos anos de cultivo.

A decomposição de substratos orgânicos promove a redução no tamanho das partículas, conseqüentemente, no tamanho dos poros formados pelas mesmas (Ansorena, 1994). De acordo com Andriolo et al. (1999), a vida útil de um substrato orgânico é determinada, principalmente, pela velocidade das reações de decomposição, que modificam a granulometria do material e, conseqüentemente, a proporção entre as fases sólida, líquida e gasosa.

Vários são os materiais utilizados como substratos para plantas, tais como, turfa, areia, isopor, espuma fenólica, argila expandida, perlita, vermiculita, casca de arroz, casca de pínus, fibra da casca de coco, serragem, entre outros. Entretanto, Carrijo et al. (2004), ressaltam que a caracterização de produtos encontrados nas diferentes regiões do país é fundamental para reduzir o custo de produção de hortaliças em substratos.

Devido às atividades agrícolas desenvolvidas na região de Jaboticabal, bagaço de cana-de-açúcar e casca de amendoim são resíduos disponíveis em grande quantidade, apresentando, portanto, potencial para serem utilizados na composição de substratos.

O objetivo deste trabalho foi avaliar as alterações nas propriedades físicas de sete substratos, compostos por areia, bagaço de cana-de-açúcar e casca de amendoim, em função de sua reutilização, para o cultivo do tomateiro do grupo cereja, cultivar Sindy.

MATERIAL E MÉTODOS

Foram realizados dois cultivos do tomateiro do grupo cereja, cultivar Sindy, em casa de vegetação, no Setor de Olericultura e Plantas Aromático-Medicinais, na UNESP em Jaboticabal. O clima, segundo a classificação de Köppen, é do tipo Aw com transição para Cwa. A casa de vegetação foi construída em estrutura metálica, do tipo teto em arco, com 3 m de pé-direito, 30 m de comprimento e 8 m de largura, coberta com filme de polietileno transparente, aditivado contra raios ultravioleta, com 150 mm de espessura, e as laterais protegidas com telas de polipropileno preto com 50% de sombreamento. A temperatura e a umidade relativa do ar, no interior da casa de vegetação, foram obtidas por meio de um termohigrógrafo com registro contínuo dos valores. O aparelho foi instalado em abrigo de madeira, a 1,0 m de altura, no centro da casa de vegetação. Durante o primeiro cultivo, as médias mensais para a temperatura máxima diária, nos meses de fevereiro, março, abril e maio foram, respectivamente, 39, 36, 33 e 29 ºC; para a temperatura mínima diária, 21, 18, 15 e 11 ºC; para a umidade relativa do ar máxima diária, 93, 95, 97 e 99%; e para a umidade relativa do ar mínima diária, 37, 38, 39 e 40%. Durante o segundo cultivo, as médias mensais para a temperatura máxima diária, nos meses de julho, agosto, setembro, outubro e novembro foram, respectivamente, 33, 33, 35, 36 e 38 ºC; para a temperatura mínima diária, 11, 11, 13, 14 e 16 ºC; para a umidade relativa do ar máxima diária, 98, 98, 96, 95 e 94%; e para a umidade relativa do ar mínima diária, 40, 40, 39, 38 e 37%.

O delineamento experimental adotado foi em parcelas subdivididas com sete substratos (nas parcelas) e três épocas de caracterização física dos substratos (nas subparcelas). As parcelas foram agrupadas em blocos casualizados, com quatro repetições. A unidade experimental foi representada por dois vasos, contendo uma planta por vaso. Os vasos utilizados foram de plástico de cor marrom, com capacidade para 5 L, com 25 cm de diâmetro de boca, 17 cm de diâmetro de fundo, 18 cm de altura e 8 furos na base.

Os substratos resultaram da combinação de diferentes proporções volumétricas de areia (A), bagaço de cana-de-açúcar (BC) e casca de amendoim (CA). A areia utilizada foi a conhecida comercialmente como areia média. O bagaço utilizado foi o resíduo fibroso resultante da extração do caldo dos colmos da cana-de-açúcar. A casca de amendoim utilizada foi moída e passada em peneira com abertura de 6 mm x 18 mm. Os substratos testados foram: S₁ = A; S₂ = 2/3 A + 1/3 BC; S₃ = 2/3 A + 1/3 CA; S₄ = 2/3 A + 1/6 BC + 1/6 CA; S₅ = 1/2 A + 1/2 BC; S₆ = 1/2 A + 1/2 CA e S₇ = 1/3 A + 1/3 BC + 1/3 CA.

Para cada componente dos substratos, determinou-se a densidade seca (Ds), segundo Hoffmann (1970), citado por Backes (1988) e a distribuição do tamanho de partículas (granulometria), utilizando-se peneiras de 4,0; 2,0; 1,0; 0,5; 0,25 e 0,125 mm de abertura. Os valores da densidade seca foram: 1.691 kg m^-3 para a areia, 58 kg m^-3 para o bagaço de cana-de-açúcar e 186 kg m^-3 para a casca de amendoim. A distribuição do tamanho de partículas dos componentes dos substratos encontra-se na Tabela 1.

Posteriormente, os componentes foram misturados nas diferentes combinações e a granulometria dos substratos (Tabela 1) foi determinada como descrito anteriormente.

Procedeu-se, então, ao preenchimento dos vasos com os diferentes substratos. No centro de cada vaso, foi colocado um anel volumétrico de PVC com aproximadamente 285 cm³ (7,2 cm de diâmetro e 7,0 cm de altura), conforme apresentado na Figura 1, com o objetivo de determinar densidade seca, porosidade total (PT), espaço de aeração (EA), água facilmente disponível (AFD), água tamponante (AT) e água remanescente (AR), segundo De Boodt & Verdonck (1972), nas três épocas de caracterização física dos substratos.

As épocas de caracterização física dos substratos foram: C₀ = antes do primeiro cultivo, C₁ = após o primeiro cultivo e C₂ = após o segundo cultivo.

Antes do transplantio das mudas para o primeiro cultivo, os vasos já preenchidos com os diferentes substratos foram alocados na casa de vegetação e irrigados, durante uma semana, a fim de promover a acomodação natural das partículas dos substratos e uniformizar a umidade dos substratos dentro do vaso. Depois desse período, realizou-se a primeira determinação das propriedades físicas dos substratos (C₀). Porém, como a casa de vegetação não comportava o número de vasos necessários para realizar essa caracterização, reproduziu-se essa fase em laboratório. Para tanto, foram utilizados 35 vasos (cinco replicações de cada um dos sete substratos), que foram preenchidos com os diferentes substratos, conforme descrito anteriormente. Diariamente, os 35 vasos receberam, manualmente, o mesmo volume de água que os vasos alocados na casa de vegetação receberam, via irrigação. Após uma semana, os 35 vasos foram desmontados e os anéis volumétricos foram cuidadosamente retirados dos vasos, conforme apresentado na Figura 2, para a determinação das propriedades físicas dos substratos, antes do primeiro cultivo (C₀).

Para o primeiro cultivo, todos os vasos foram preenchidos com os diferentes substratos até então não utilizados. Após o primeiro cultivo, uma metade dos vasos foi utilizada para posterior caracterização física dos substratos. A outra metade dos vasos, utilizada no primeiro cultivo, foi utilizada no segundo cultivo. Para isso, os substratos não foram removidos dos vasos. Somente a parte aérea da planta, proveniente do primeiro cultivo, foi retirada, cortando-se a haste próximo à superfície do substrato, deixando-se o sistema radicular. Para a determinação das propriedades físicas dos substratos, após o primeiro (C₁) e segundo cultivo (C₂), os vasos foram desmontados, e os anéis volumétricos foram cuidadosamente retirados dos vasos, conforme apresentado na Figura 2.

As variáveis avaliadas foram submetidas à análise de variância, e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados demonstraram que houve diferenças significativas nas propriedades físicas dos sete substratos, exceto para o volume de água tamponante. Entretanto, somente o substrato S₇ (1/3 A + 1/3 BC + 1/3 CA) apresentou alterações nas propriedades físicas em função da sua utilização nos dois cultivos (Tabela 2).

Os valores da densidade seca dos substratos (Ds) decresceram com a diminuição do volume de areia e o aumento de bagaço de cana-de-açúcar (BC) e/ou de casca de amendoim (CA) (Tabela 2), porque os valores de densidade seca dos componentes BC (58 kg m^-3) e CA (186 kg m^-3) foram menores, quando comparados com a densidade seca da areia (1.691 kg m^-3).

Os valores da porosidade total dos substratos (PT) aumentaram com a diminuição do volume de areia e o aumento de bagaço de cana-de-açúcar (BC) e/ou de casca de amendoim (CA) (Tabela 2), possivelmente em decorrência da redução na quantidade de partículas menores, provenientes do componente areia, e aumento na quantidade de partículas maiores, provenientes dos componentes BC e CA. A areia apresentou predominância de partículas com diâmetro entre 0,125 mm e 0,50 mm, o bagaço de cana-de-açúcar com diâmetro maior que 0,25 mm e a casca de amendoim com diâmetro entre 1,00 e 4,00 mm (Tabela 1).

O maior valor do espaço de aeração (EA) e o menor valor da água facilmente disponível (AFD) foram observados no substrato com 1/3 A + 1/3 BC + 1/3 CA (Tabela 2), provavelmente, por causa da sua granulometria. Esse substrato apresentou a maior porcentagem de partículas com diâmetro maior que 1,0 mm e a menor porcentagem de partículas com diâmetro entre 0,25 mm e 1,0 mm (Tabela 1). De acordo com Richards et al. (1986) e Abad et al. (2004), partículas com diâmetro maior que 1,0 mm formam poros responsáveis pelo armazenamento de ar e partículas com diâmetro entre 0,25 mm e 1,0 mm formam poros responsáveis pelo armazenamento de água facilmente disponível às plantas.

Comparando-se as épocas de caracterização física do substrato S₇, antes (C₀) e depois do primeiro cultivo (C₁), observou-se que o valor da densidade seca (Ds) aumentou e proporcionou a redução da porosidade total (PT) (Tabela 2). Os volumes do espaço de aeração (EA) e da água remanescente (AR) diminuíram, e o volume da água facilmente disponível (AFD) aumentou. Assim, durante o primeiro cultivo, constatou-se a redução do volume total de poros e a alteração no tamanho dos poros do substrato S₇. Esses resultados corroboram com aqueles obtidos por Verlodt et al. (1985), que observaram aumento da densidade, diminuição da porosidade total, aumento do volume de água e diminuição do volume de ar no substrato reutilizado por cinco anos.

Comparando-se as épocas de caracterização física do substrato S₇, antes (C₁) e depois do segundo cultivo (C₂), observou-se redução do EA e aumento da AFD (Tabela 2). Assim, durante o segundo cultivo, constatou-se apenas a alteração no tamanho dos poros do substrato S₇. Esses resultados corroboram com aqueles obtidos por Baevre & Guttormsen (1984), que observaram redução do volume de poros maiores e aumento do volume de poros menores, sem, entretanto, alterar a porosidade total do substrato reutilizado.

A redução do volume total de poros do substrato S₇, observada durante o primeiro cultivo, pode ter sido provocada pela irrigação, que promoveu a movimentação das partículas do substrato, fazendo com que as menores ocupassem os espaços formados entre as maiores. Além disso, o desenvolvimento do sistema radicular do tomateiro também pode ter promovido o arrastamento das partículas do substrato. Essa movimentação e acomodação das partículas promoveram o adensamento do substrato e, conseqüentemente, a redução da porosidade total. Porém, durante o segundo cultivo, não se observou redução do volume total de poros, possivelmente porque a relação entre massa e volume do substrato S₇ acondicionado no vaso estabilizou-se durante o primeiro cultivo.

A alteração no tamanho dos poros do substrato S₇, observada durante os dois cultivos, pode ter sido provocada pela decomposição do bagaço de cana-de-açúcar e da casca de amendoim, reduzindo o tamanho das partículas desses componentes. Assim, as partículas maiores, que proporcionavam a formação de poros maiores, responsáveis pelo armazenamento de ar, reduziram de tamanho e passaram a formar poros menores, responsáveis pelo armazenamento de água.

A redução do volume de água remanescente (AR) do substrato S₇, observada durante o primeiro cultivo, pode ter sido provocada pelo desenvolvimento de raízes finas entre as partículas do substrato, promovendo o aumento do diâmetro dos poros. Assim, reduziu o volume de poros responsáveis pelo armazenamento de água remanescente e aumentou o volume de poros responsáveis pelo armazenamento de água facilmente disponível.

Ao contrário do substrato S₇ (1/3 A + 1/3 BC + 1/3 CA), os demais substratos não apresentaram alterações nas propriedades físicas em função da utilização nos dois cultivos (Tabela 2). Possivelmente, por possuir maior volume de poros, quando comparado aos demais, o substrato S₇ foi mais suscetível ao adensamento. Além disso, o substrato S₇ apresentou a maior proporção volumétrica de bagaço de cana-de-açúcar (BC) e de casca de amendoim (CA), somando 67% do volume total, quando comparado aos substratos S₅ (1/2 A + 1/2 BC) e S₆ (1/2 A + 1/2 CA), com 50% de BC ou CA, e aos substratos S₂ (2/3 A + 1/3 BC), S₃ (2/3 A + 1/3 CA) e S₄ (2/3 A + 1/6 BC + 1/6 CA), com 33% de BC e/ou CA. Provavelmente, a decomposição também tenha ocorrido nos substratos com menor proporção volumétrica de BC e/ou CA, porém, até o final do segundo cultivo, a intensidade da decomposição não foi suficiente para promover alterações significativas no tamanho das partículas e, conseqüentemente, no tamanho dos poros formados, como observado para o substrato S₇.

Concluindo, a reutilização do substrato composto por partes iguais de areia, bagaço de cana-de-açúcar e casca de amendoim promoveu aumento da densidade seca e do volume de água facilmente disponível, e redução da porosidade total, do espaço de aeração e do volume de água remanescente.

AGRADECIMENTOS

Ao CNPq, pela concessão da bolsa de doutorado.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em 05 de abril de 2005; aceito em 10 de fevereiro de 2006

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  25 Ago 2006
• Data do Fascículo
  Mar 2006

Histórico

• Recebido
  05 Abr 2005
• Aceito
  10 Fev 2006