SUBSTRATO AGRÍCOLA

ESALQ – USP

DEPARTAMENTO DE PRODUÇÃO VEGETAL

PIRACICABA - SP

Em 1958/59, um tomaticultor da região de Salto (SP)

inventou o copinho de jornal para produção de mudas

de tomate. Para substrato foi feita uma mistura a base

de terra. A composição básica do substrato era:

17 latas de 20L de terra argilosa peneirada

17 latas de 20L de terra arenosa peneirada

17 latas de 20L de esterco de curral curtido e peneirado

1 kg de superfosfato simples

500 g de sulfato de amônia

300 g de cloreto de potássio

2 kg de calcáreo dolomítico ou

2,0 a 2,5 do adubo 4-14-8

2 kg de calcáreo dolomítico

MUDANÇA NA RELAÇÃO FÍSICA ENTRE

RAÍZES E SUBSTRATO, DEVIDO AO

RECIPIENTE

1. O pequeno volume do recipiente leva a alta concentração de

raízes, conseqüentemente a demanda por suprimento de alta O²

e remoção rápida do CO².

2. A quantidade grande de água necessária para sustentar a alta

taxa de crescimento, normalmente encontrada em condições

protegidas, precisa estar disponível dentro de um restrito volume

de substrato.

3. A profundidade pequena do recipiente, com sua porção

Superior com baixa tensão, provoca drenagem baixa, com o risco

de alagamento, especialmente em condições amenas.

4. A alta freqüência de rega pode provocar lixiviação do substrato

especialmente se for numa estrutura aberta. Bunt (1961)

SUBSTRATO

Substrato é o meio que serve de suporte às plantas e onde

desenvolvem as raízes das mudas produzidas em viveiros

de espécies ornamentais, olerícolas, frutíferas e silvícolas

(Grolli, 1991)

Como substrato entende-se o produto usado em

Substituição ao solo, para produção vegetal (Atelene N.

Kämpf, 2000)

SUBSTRATO segundo Abad Berjon e Nogueira

Murray(1998) O termo SUBSTRATO aplica-se, em Horticultura,

a todo material sólido destinado ao solo in situ,

natural, sintético ou residual, mineral ou orgânico,

que colocado em recipiente, em forma pura ou

misturada, permite a ancoragem do sistema radicular,

desempenhando o papel de suporte para as plantas.

O substrato pode intervir (material quimicamente

ativo) ou não (material inerte) no complexo processo

da nutrição mineral das plantas.

Entende-se por CULTIVO SEM SOLO aquele sistema

no qual a planta desenvolve o seu sistema radicular

em um meio (sólido ou líquido) confinado em um

espaço limitado e isolado, fora do solo.

Porque usar um substrato

. Pode ser usado em recipientes

. Pode ser transportado

. Pode ser melhorado

. Pode ser facilmente manuseado

. Pode se armazenado

. É mais adequado ecologicamente

OUTROS NOMES

misturas

misturas artificiais

compostos

meios de germinação, enraizamento

terra, quando originado do solo

OBJETIVOS DE UM SUBSTRATO

FÍSICOS – melhorar a textura, estrutura, erodibilidade, drenagem

e aeração; aumentar a capacidade de retenção d’água disponível

às plantas.

QUÍMICOS – fornecer nutrientes em formas prontamente

disponíveis ou gradativamente pela intemperização ou

decomposição, aumentar a CTC e reduzir o impacto deletério de

contaminantes.

BIOLÓGICOS – prover de M.O. os microorganismos desejáveis

e permitir a esterelização para eliminar os indesejáveis.

OUTROS – permitir mudanças da acidez, alcalinidade, salinidade,

e toxicidade; servir de suporte para as plantas

Fonte: Jim, C.Y. Comm.Soil Sci.Plant Anal. 27:2049, 1996

FUNÇÕES DO

SUBSTRATO

Prover água

Suprir nutrientes

Permitir troca gasosa para as raízes

Suporte para as plantas

MISTURAS COM TERRA

VANTAGENS

- nutrição mais fácil

- deficiência com micronutrientes é raro

DESVANTAGENS

- dificuldade na obtenção de solo adequado que não provoque

toxicidade após a esterelização a vapor

- continuidade de suprimento

- controle de qualidade difícil

- o solo precisa ser secado e esterelizado antes do uso

- a mistura torna-se pesada e de difícil manuseio

- torna-se mais caro para se preparar

- destruição irreparável da camada arável

- contaminação de pragas, doenças e plantas daninhas

MISTURA SEM TERRA

VANTAGENS

- maior grau de padronização, com menor variação entre os

lotes sucessivos

- não necessita de esterilização

- mais barato para se preparar

- mais leve

- maior controle do crescimento das plantas através do

controle

dos nutrientes e água

DESVANTAGENS

- controle de nutrientes é mais difícil

- maior dependência da nutrição líquida

- ausência de capacidade tampão geral, ou seja, as misturas

sem

solo parecem mostrar mudanças rápidas nos níveis gerais de

nutrientes

MATERIAIS USADOS COMO

SUBSTRATO

A. Orgânicos

Turfa, esfagno, Hypnum, serrapilheira

Casca de árvore (pinus, eucalipto, etc)

Restos de culturas (casca de amendoim, de arroz,

de café, bagacilho, torta de filtro, casca de cacao

Pó-de-serra, maravalhas e cavados de madeira

Lixo tratado, restos de limpeza de plantas

Lodo de esgoto

Esterco, material orgânico

Observação: todo material orgânico deve ser bem compostado

antes de ser usado

B. MATERIAIS MINERAIS areia (0,02 – 2,0 mm), cascalho (> 2,0 mm), argila

(< 0,02 mm)

terra (condenado)

origem rochosa (vermiculita, perlita, púmice)

lã de rocha

C. OUTROS MATERIAIS flocos de isopor (4 a 12 mm), bolinhas de isopor

espuma de poliuretano, espuma fenólica

sucatas – plásticos em geral, pneu, vidro, ete

outros materiais, como biossólidos residuais, resíduos

industriais,

públicos, podem ser usados, desde que analisados caso a caso

e

que tenham legislação normatizando o seu uso.

DENSIDADES APARENTES DE ALGUNS

MATERIAIS

. Solo limo-argiloso – 1,0 g/cm³

. Esfagno canadense:vermiculita (1:1, v/v) – 0,15 g/cm³

. Húmus de casca de pinus: esfagno canadense:areia

(1:1:1) – 0,41 g/cm³

. Solo areno-limoso:esfagno canadense:areia (1:1:1) –

1,11 g/cm³

. Espuma fenólica – 0,01 g/cm³

Fonte: Milks, Fonteno e Larson. J.Am.Soc.Hort.Sci> 114:

53 – 56, 1989.

CARACTERÍSTICAS DE UM

SUBSTRATO PARA PLANTAS

1. Ter corpo e firmeza

2. Possuir boa capacidade de retenção de água

3. Boa capacidade de arejamento

4. Boa capacidade de drenagem

5. Livre de organismos nocivos

6. Não deve ser salino

7. Não deve conter substâncias tóxicas

8. Permita a esterilização química e física

9. Ser uniforme em toda a extensão

10. Ser de manuseio fácil

11. Não deve ser muito alcalino ou ácido

12. Ser reproduzido economicamente

13. Ser encontrado facilmente

14. Sem cheiro desagradável

15. Não atraia insetos indesejáveis

16. Não conter microorganismos nocivos à planta ou pessoa

17. Facilite o manuseio

18. Facilite a limpeza

19. Possibilite o armazenamento

20. Seja leve

21. De fácil inserção de micro-estacas

22. Seja legal e registrado devidamente

23. Possua um responsável legal

NÃO É POSSÍVEL QUE ALGUM SUBSTRATO TENHA

TODAS ESTAS QUALIDADES. MAS, QUE TENHA O

MAIOR NÚMERO POSSÍVEL DELAS.

CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DAS

MISTURAS

1. % da fase sólida

2. Densidades aparente, real e das partículas

3. Porosidade total

4. Capacidade de ar

5. espaço poroso preenchido com água

6. Granulometria

A porosidade total ocupada pela água, sob diferentes tensões, pode

ser classificada em (de Boodt):

1. Volume de água gravitacional. 2. Volume de água facilmente

accessível. 3. Volume de água tampão. 4. Volume de água de difícil

acesso.

Quando a mistura atinge a saturação em água, diz-se que está na

Capacidade de recipiente(em contraposição à capacidade de campo)

RETENÇÃO DA UMIDADE PELA

TERRA MELHORADA COM AREIA E

VERMICULITA

TENSÃO, EM

ATMOSFERA

% DE RETENÇÃO DE UMIDADE

terra:areia (3:1)(v/v)

terra:vermiculita:areia (2:2:1)(v/v/v)

Saturação

0,333

0,666

1,000

4,000

7,750

28

15

8

7

6

4

47

24

10

9

6

4 Fonte: Dunhan,,C.W. 1967. Proc. Amer.Soc.Hort.Sci.90: 462-466

PARA DESENVOLVIMENTO

DE UM SUBSTRATO

Objetivo

a) Cultivado em vaso

Material disponível e quantidade

Mercado

Estrutura de apoio

b) Produção de Mudas

c) Para Canteiros

Tempo para desenvolvimento e

pesquisa

Local de produção

Capital

PARA DESENVOLVIMENTO

DE UM SUBSTRATO

Métodos para Formulação

de Substrato

1) Método Empírico – mistura pura e simples

dos componentes

2) Método experimental de misturas básicas e

testes biológicos

3) Método de POKORNY (1993) – Análises

químicas e físicas + necessidades da cultura,

faz-se as combinações dos componentes

com a ajuda do computador

4) Método BROWN e POKORNY (975) e

POKORNY e HENRY (1984) –

Baseado no estudo da densidade de cada

mistura retida em cada peneira

5) Método ELIZABETE SALVADOR (2000)

Métodos para Formulação

de Substrato

Materiais Simples Utilizados nas Misturas:

- Areia

- Casca de arroz carbonizada

- Casca de pinus

- Húmus de minhoca

- Perlita

- Turfa convencional

- Turfa cultivada

- Vermiculita

- Torta de filtro Oliver

- Casca de eucalipto

Desenvolvimento de Substrato

Método de Elizabete Salvador

Foram

feitas 136

misturas

Análises Físicas de Algumas

Misturas

Água

Misturas Porosidade Espaço de Facilmente Disponível

(%) aeração (%) Disponível (%) (%)

CP 77,5 24,8 18,1 20,1

VE 79,3 26,6 16,4 18,0

HU 77,7 26,3 17,6 19,8

TU 78,8 27,5 17,2 19,7

CE 73,3 14,6 21,5 25,1

TV 75,6 18,7 19,7 21,9

CH 74,1 17,0 18,6 17,8

TC 77,0 20,6 16,1 17,8

HV 76,6 21,9 16,4 19,9

Análises Físicas do Substrato

de Areia: Vermiculita

Densidade Porosidade Espaço de Água (%)

(g.cm-3) Total (%) Aeração %

Facilmente disponível

Disponível

0,15 87,5 57,8 8,9 11,1

0,35 83,3 40,6 10,4 13,1

0,55 77,6 26,9 16,4 18,8

0,75 75,1 19,5 17,4 19,8

0,95 72,6 12,8 23,7 26,0

Qualidade Comercial de Gloxinas

Cultivadas em Substratos de

Diferentes Densidades

Tratamento Plantas Plantas Plantas

Especiais Comuns Fracas

0,15 g.cm3 54,29% 20,00% 25,71%

0,35 g.cm3 60,00% 17,14% 22,86%

0,55 g.cm3 94,29% 5,71% 0,0%

0,75 g.cm3 88,57% 2,86% 8,57%

0,95 g.cm3 80,00% 11,43% 8,57%

Qualidade Comercial de Gloxinas

Produzidas em Substratos Diferentes

SUBSTRATOS CLASSE DE PLANTAS(%)

ESPECIAIS COMUNS FRACAS

CP 0 32 68

VE 71 27 2

HU 21 21 58

TU 16 32 52

TE 27 43 30

CP – Casca de pinus: húmus de minhoca: perlita VE – Vermiculita:

humus de minhoca: perlita HU – Turfa convencional: casca de

eucalipto TU – Turfa cultivada: casca de arroz carbonizada TE -

Testemunha (usado pelo produtor)

Qualidade Comercial de Lysianthus

Cultivado em Substratos de

Densidades Diferentes

Densidade Classes de plantas (%)

g.cm-3 Especial Comum segunda

0,15 20 60 20

0,35 50 30 20

0,55 20 80 0

0,75 80 20 0

0,95 60 40 0

Qualidade Comercial de Lisianthus

Cultivado em Diferentes Substratos

SUBSTRATOS CLASSE DE PLANTAS(%)

ESPECIAL COMUM SEGUNDA

TV 90 10 10

CH 0 10 90

TC 80 20 0

TE 90 10 0

TV – Turfa cultivadora: vermiculita

CH – Casca de pinus: húmus de minhoca

TC – casca de eucalipto: turfa convencional: areia

TE – Testemunha

Algumas Regras Básicas

Para se Fazer uma Mistura

1) O volume da mistura é menor que a soma

dos volumes dos componentes da mistura.

2) A mistura de 3 componentes é superior a de

dois componentes.

3) A argila não deve passar de 17% do volume

total.

4) O componente orgânico não pode ser

facilmente decomponível.

5) Um dos componentes deve possuir alta capacidade de retenção de água.

6) Se um dos componentes é areia ou vermiculita,

a sua participação não deve ser superior a 50%.

7) A maioria dos materiais orgânicos é hidrófoba.

8) Sempre que possível, deve ser usado materiais

leves.

Algumas Regras Básicas

Para se Fazer uma Mistura

9) A vermiculita ou perlita pode substituir o

esterco.

10. É sempre interessante que um dos

componentes seja orgânico. No mínimo, 1/3

do volume da mistura deve ser derivado do

húmus de alta qualidade ou material

semelhante

Algumas Regras Básicas

Para se Fazer uma Mistura

11. Nem sempre é fácil fazer com que os

componentes se misturem e permaneçam

como tal, neste caso, o umedecimento

leve ajuda a resolver o problema.

12. A mistura deve ter excelentes

características físicas, onde a relação

umidade/ar deve chegar próximo a 50/50

em volume.

Algumas Regras Básicas

Para se Fazer uma Mistura

ADUBAÇÃO NO SUBSTRATO

- Substrato e/ou soluções nutritivas desbalanceados podem

causar deficiência de certos elementos:

excesso de NH4 causa deficiência de Ca, Cu, Mg

excesso de NO3 causa deficiência de K

excesso de Ca causa deficiência de P,K,Fe, Mn,

NH4,Zn,B,Cu

excesso de P causa deficiência de Fe e/ou Mn

- A faixa de disponibilidade de nutrientes, conforme o pH,

deve ser obedecida

- A relação entre os nutrientes deve ser considerada:

N:K:Mg:: 1:!:1:0,5

Mn:Cu:: 1:2 ou 1:5

Fe:Cu:: 10:1

a. todos os nutrientes necessários durante o período de

produção da muda

b. todo o P necessário para o período de produção de muda

c. baixos níveis de K e N, para permitir que a muda atinja o

estágio cotiledonar antes das adubações de cobertura

iniciarem

d. não usar adubos em pó ou soluções nutritivas concentradas

em substrato seco

e. as soluções nutritivas devem ser usadas para controlar o

crescimento das mudas. O tipo de solução nutritiva

depende da espécie, adubação feita na base, freqüência e

manejo adotados

O QUE O SUBSTRATO DEVE

CONTER

ADUBAÇÃO MÍNIMA PARA

SUBSTRATO

1. Calcáreo dolomítico para achar o nível de pH

desejado

2. Superfosfato

3. Mistura de micronutrientes

4. Agente molhante ser for o caso

5. N e K suficiente para as primeiras semanas

PADRÕES FÍSICO-QUÍMICOS DE

SUBSTRATOS AGRÍCOLAS

Espaço poroso total – 85% (De Boodt & Verdonck, 1972)

Água facilmente disponível – 20 – 30% ( De Boodt & Verdonck)

Capacidade de tampão hídrico – 4 a 10% (De Boodt &

Verdonck)

Relação porcentual de ar – água- 1:1 , a uma sucção hídrica

entre 10 a 20 cm (Verdonck et al, 1974)

Espaço após a drenagem – 5 a 120% (Conover, 1967 e Furuta,

1969)

pH – 5,5 a 6,5 (pasta saturada) (Conover & Poole, 1974,

Walters et al, 1970)

Sais solúveis ou EC - < 22,3 mS/cm (pasta saturada) (Warncke

1983)

Professor Titular

KEIGO MINAMI

Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz

Departamento de Produção Vegetal

Universidade de São Paulo

Avenida Pádua Dias, 11,

Piracicaba - SP

CEP 13418-900

Caixa Postal 09

Tel. 0**19-3429-4190 Ramal 216

Fax 0**19 – 3429 – 4116

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E-mail: kminami@esalq.usp.br

Agradece a Presença de Todos