Cultura sem solo com reutilização dos efluentes, em estufa com controlo ambiental melhorado

Projecto nº197 - Cultura sem solo com reutilização dos efluentes, em estufa com controlo ambiental melhorado

Período de execução: 21 de Novembro de 2001 a 19 de Junho de 2005

Programa AGROMedida 8 Desenvolvimento Tecnológico e DemonstraçãoAcção 8.1 Desenvolvimento Experimental e Demonstração (DE&D)

Instituições participantes:

Faculdade de Engenharia de Recursos NaturaisUniversidade do Algarve

Prof. Doutor Mário M. F. Reis (chefe de projecto)

Prof. Doutor José G. T. Beltrão

Prof. Doutor João M. Carrasco de Brito

Prof. Doutora Lídia A. P. C. Dionísio

Prof. Doutor Júlio Osório

Prof. Doutor António A. Monteiro (Instituto Superior de Agronomia, consultor)

Centro de Hidroponia:

Engº João C. G. B. Caço (responsável pela instituição)

Eng.º Jorge Pereira

Eng.º Nelson F. S. Martins

Direcção Regional de Agricultura do Algarve:

Eng.º Téc. Agr. Armindo J. G. Rosa (responsável pela instituição)

Eng.º João M. G. Costa

Eng.º Paulo M. G. Oliveira

Eng.º Téc. Agr. José M. Baguinho de Sousa

Eng.º Margarida S. J. Costa

Eng.º Maria Isabel G. N. R. Monteiro

Eng.º Téc. Agr. Florentino G. Valente

Eng.º Téc. Agr. Vítor A. R. Pereira

This document was created with Win2PDF available at http://www.daneprairie.com.The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only.

http://www.daneprairie.com

1

Entidades financiadoras

Cultura sem solo com reutilização dos efluentes em estufa com controlo ambiental melhorado

Ficha nº 1 Introdução e objectivos do Projecto

Pro

gra

ma

AG

RO

nº

197

M

ed

ida

8 –

De

sen

vo

lvim

ento

Te

cno

lóg

ico

e D

em

on

str

ação

A

cção

8.1

– D

ese

nvo

lvim

en

to E

xp

eri

me

nta

l e

De

mon

str

ação

(D

E&

D)

Introdução: A produção hortícola em estufa, em sistemas de cultura sem solo, desenvolveu-se a partir dos anos 20, tendo entrado numa fase de grande expansão a partir dos anos 70, com o desenvolvimento da lã-de-rocha como substrato. Entretanto, novos materiais foram sendo testados como substratos de cultivo, existindo hoje uma gama diversificada de opções à disposição do agricultor. Mais recentemente, os aperfeiçoamentos

técnicos na cultura sem solo permitiram reciclar a drenagem com segurança, reduzindo o consumo de água e adubos. No País, e em particular na região do Algarve, a cultura sem solo tem vindo a expandir-se. Contudo a recuperação da drenagem é pouco utilizada, sendo quase desconhecida a sua aplicação pela maioria dos agricultores e técnicos que trabalham nesta área. O primeiro projecto de I&D onde se aplicou a reciclagem na cultura sem solo foi desenvolvido no final dos anos 90, fruto da cooperação entre a Universidade do Algarve, o Centro de Hidroponia e a Direcção Regional de Agricultura do Algarve, concretizada no Projecto PAMAF nº 6156. Simultaneamente, têm sido melhorados as características das estufas e aperfeiçoados os equipamentos de controlo ambiental, de forma a melhorar as condições de crescimento e desenvolvimento das culturas, aumentando a produtividade e a qualidade dos produtos hortícolas. Os ensaios de cultivo decorreram em estufas localizadas no Centro de Experimentação

Horto-Frutícola do Patacão da DRAALG.

Entidades responsáveis Contactos Equipa

Universidade do Algarve - Faculdade de Engenharia de Recursos Naturais Campus de Gambelas, 8005-137 Faro Tel.: 289 800939; Fax: 289 818419 e-mail: [email protected]

Prof. Doutor Mário Reis (chefe de projecto) Prof. Doutor Carrasco de Brito, Prof. Doutor José Beltrão, Prof. Doutora Lídia Dionísio, Prof. Doutor Júlio Osório, Prof. Doutor António Monteiro (consultor, I.S.A.)

Direcção Regional de Agricultura do Algarve Apartado 282 – Patacão, 8001-904 Faro Tel.: 289 870700; Fax: 289 816003 e-mail: [email protected]

Engº João Costa, Engº Téc. Agr. Armindo Rosa, Engº Paulo Oliveira Engª Isabel Monteiro, Engª Margarida Costa, Engº Téc. Agr. Baguinho de Sousa, Engº Téc. Agr. Florentino Valente, Engº Téc. Agr. Vitor Pereira

Centro de Hidroponia e Utilidades Hortoflorícolas Lda. Parque Hubel – Pechão, 8700-179 Olhão Tel.: 289 710515; Fax: 289 710516 e-mail: [email protected]

Engº João Caço, Engº Nelson Martins, Engº Jorge Pereira

2

Objectivo geral

• Testar e divulgar técnicas de cultura de hortaliças e flores em estufa, utilizando lã-de-rocha e materiais orgânicos como substratos. Este objectivo foi concretizado através das seguintes acções:

. Cultura de gerbera em substratos orgânicos em sistema aberto�

. Cultura de pimento e tomate em lã-de-rocha em sistema fechado . Reciclagem e Reutilização da drenagem, com vista á redução do impacte ambiental da cultura sem solo

. Avaliação económica dos sistemas de cultura sem solo . Regulação automatizada das condições ambientais, através do controlo de:

abertura das janelas abertura da cortina térmica

sistema de aquecimento por água quente �com acumulação de calor

. utilização de teto duplo

� . enriquecimento da atmosfera da estufa em CO2

. Medição do teor de humidade dos substratos�

. Comparação da qualidade dos produtos hortícolas de cultura sem solo com a dos obtidos em cultura no solo (tradicional e biológica)

. Edição de publicações escritas e audiovisuais, para divulgação das técnicas empregues e dos resultados alcançados

3

Figura 2 – Filtro de areia (A) e lâmpada de UV (UV)

Figura 1 – Programador de rega



Ficha nº 2 Sistema de rega e de fertilização

Pro

gra

ma

AG

RO

M

ed

ida

8 –

De

sen

vo

lvim

ento

Te

cno

lóg

ico

e D

em

on

str

ação

A

cção

8.1

– D

ese

nvo

lvim

en

to E

xp

eri

me

nta

l e

De

mon

str

ação

(D

E&

D)

– P

roje

cto

nº

19

7

Descrição do sistema O sistema de rega e fertilização foi concebido para regar culturas em lã-de-rocha em sistema fechado, isto é, com reciclagem da drenagem, e culturas em substratos orgânicos, em sistema aberto, com reutilização da drenagem na rega de outras culturas. No sistema fechado, a drenagem que não se podia reciclar era também reutilizada. Deste modo, no sistema instalado, não havia perdas, nem de água nem de nutrientes. O sistema era constituído no essencial por um programador de rega (AMI 1000, DGT Volmatic, Dinamarca) (Fig. 1), com capacidade de preparar soluções nutritivas para rega a partir de soluções concentradas de adubos, baseado no controlo da condutividade eléctrica (CE) e do pH. Este equipamento possuia a capacidade de controlar a frequência de rega por radiação solar e/ou por tempo. O sistema de bombeamento estava dimensionado para sectores de 3,5 m-3h-1 com 40 m.c.a. Toda a água utilizada era filtrada numa unidade de filtração constituída por um filtro de areia de 1 1/2” (Fig. 2 - A) e um filtro de lamelas de 1 1/2”. A solução do sistema fechado passava ainda por uma unidade de desinfecção constituída por uma lâmpada de UV (254 nm, 95 W, capaz de garantir 30 mJ cm-2) (Fig 2 - UV).








UV

A

4

Figura 3 – Reservatório de armazenamento da mistura de drenagem e água doce

Figura 4 – Charca de recolha da drenagem

Fig. 5 - Colocação dos gotejadores nos substratos orgânicos (à esquerda) e na lã de rocha (à direita)

Para a recolha e armazenamento temporário da drenagem, existiam dois depósitos: um depósito enterrado, de recolha da drenagem por gravidade (em PE, de 200 L de capacidade), e outro à superfície (Fig. 3), para armazenamento daquela drenagem, para onde a drenagem do depósito anterior era bombeada (em PE, de 3000 L de capacidade). Existia ainda uma charca (Fig. 4), com capacidade de 14 m3, revestida com filme de PVC, para a recolha

da drenagem do sistema aberto e da fracção

excluída do sistema fechado. A rega foi controlada diariamente, medindo-se o volume, a CE e o pH da solução de rega e da drenagem. A frequência de rega foi controlada por temporizador (as primeiras duas rega de cada dia) e por radiação solar. Na rega utilizaram-se gotejadores auto-compensantes e anti-drenantes de 3 Lh-1

(Supertif, Plastro). Na cultura em lã-de-rocha (Fig.5) utilizaram-se 3 gotejadores por placa de 1 m de comprimento (1 por cada duas plantas) e na cultura em substratos orgânicos utilizaram-se 5 gotejadores em cada vaso de 30L (1 por planta) Sistema fechado Controlo da drenagem a reciclar No sistema fechado, a solução drenada após cada rega era recolhida e bombeada automaticamente para o depósito de armazenagem, o qual recebia também água doce (até um nível máximo pré-determinado), de modo a existir sempre solução neste depósito. A drenagem, misturada com água doce neste depósito, constituía a base para o ciclo de rega que se seguia. Quando ocorria uma nova rega aquela mistura era bombeada, filtrada, desinfectada e eram-lhe adicionados os fertilizantes e a solução ácida de forma a obter a solução de rega com a CE e o pH desejados. Existe um limite para a reutilização da drenagem que se prende com a acumulação dos sais não consumidos nos sucessivos ciclos de rega/ drenagem. Para não regar com solução nutritiva com uma CE excessiva ou com desequilíbrio de nutrientes, convencionou-se que a CE máxima permitida no depósito de armazenamento teria um valor de aproximadamente 0,5 dSm-1 abaixo do valor de CE pretendido na solução de rega. Na prática, sempre que a CE da mistura no depósito de armazenamento excedesse 1,8 dS m-1 (os valores de CE na rega rondaram 2,3 dS m-1), a drenagem recolhida não chegava a entrar neste depósito, sendo enviada de forma automática para a charca, situação que se mantinha até o valor da CE da solução no depósito de armazenamento baixar de 1,8 dSm-1.

5

Figura 6 – Depósitos de preparação das soluções-mãe (azuis) e da solução ácida (branco)

Duração e Frequência de rega A duração de cada rega variou entre 4 e 6 minutos, equivalente a 200 a 300 mL por gotejador. A frequência de rega foi definida por horário pré-estabelecido e também por integração do valor da radiação solar. Regra geral, por dia, eram feitas duas regas fixas e regas variáveis que estavam indexadas ao valor de radiação solar acumulada. Era estabelecido o horário em que podiam ser realizadas estas regas, assim como o valor acumulado (Wh m-2) que desencadearia uma nova rega. Desta forma, a frequência das regas foi maior ou menor em função da hora do dia e das condições climatéricas (céu limpo ou nublado). O valor de radiação solar foi diariamente ajustado de forma a tentar manter uma percentagem de drenagem entre 20 e 40%. Sistema aberto A diferença deste sistema em relação ao sistema fechado residiu no facto de cada ciclo de rega ser sempre iniciado a partir de água-doce e de toda a drenagem ser canalizada directamente para a charca. A partir da charca foi efectuada a fertirrega de um pomar de citrinos. Como não havia recirculação não houve necessidade de proceder à desinfecção da água de rega. O controlo da rega foi semelhante ao empregue no sistema fechado (regas fixas e regas variáveis). Preparação das soluções nutritivas Utilizou-se água de um furo, de boa qualidade. A fertilização foi efectuada através do fornecimento de soluções nutritivas, distintas para as diferentes culturas e estádios de desenvolvimento das plantas. As soluções nutritivas eram preparadas de acordo com equilíbrios iónicos e quantidades de nutrientes optimizadas, denominadas soluções de referência (ver Fichas das culturas). As soluções nutritivas caracterizam-se principalmente por três parâmetros: o pH, condutividade eléctrica e equilíbrio iónico. Nas soluções nutritivas estão sempre todos os macronutrientes (K+, Ca +++, Mg++, NO3

-, H2PO4- e

SO4=, NH4

+) e micronutrientes (Fe, Mo, Mn, B, Cu e Zn) necessários às plantas, nas formas iónicas adequadas. Estes nutrientes são incorporados em soluções concentradas (100 a 200 vezes), designadas por soluções-mãe. Para a preparação das soluções nutritivas concentradas, recorreu-se ao uso de fertilizantes sólidos solúveis: nitrato de cálcio (CaNO3 2H2O), nitrato de potássio (KNO3), sulfato de potássio (K2SO4), sulfato de magnésio (MgSO4 7H2O), nitrato de amónio (NH4NO3) e ácido fosfórico (H2PO4

-).

Para os micronutrientes foi usado um produto comercial (Micro-Integral) que contém os elementos necessários à preparação das soluções em proporções adequadas às exigências das culturas. Estes elementos são apresentados naquele produto na norma de quelatos (7,0% de Fe-EDTA e EDDHA; 3,8% de Mn-EDTA; 0,6% de Zn-EDTA; 0,4% de Cu-EDTA, e 0,7% de B e 0,3% de Mo, ambos na forma mineral). Sempre que necessário aplicou-se Fe suplementar na forma de quelatos (EDDHSA). Para evitar reacções químicas indesejadas que podem conduzir a insolubilização de nutrientes e a formação de precipitados, é necessário preparar, no mínimo, duas soluções-mãe, em depósitos separados. Na elaboração das soluções nutritivas concentradas optou-se por utilizar tanques distintos para o sistema fechado (depósitos A e B) e o sistema aberto (depósitos C e D) (Fig. 6) o que permitiu o controlo do consumo de adubos em cada sistema de cultura. O tanque com a solução ácida (HNO3) foi utilizado em comum para os dois sistemas. Através das sondas de pH e de CE, o programador de rega controlava automaticamente a acidificação e a concentração total dos sais na solução nutritiva de rega, num processo contínuo de leitura e correcção. As soluções nutritivas foram controladas mensalmente através de análises de nutrientes completas, que serviram de orientação para as correcções às solução de referência.

7



Ficha nº 3

Automatização do controlo ambiental

Pro

gram

a A

GR

O n

º 19

7 M

edid

a 8

– D

esen

volv

imen

to T

ecno

lógi

co e

Dem

onst

raçã

o A

cção

8.1

– D

esen

volv

imen

to E

xper

imen

tal e

Dem

onst

raçã

o (D

E&

D)








Objectivo: • Divulgar o programa informático empregue nos ensaios: S – Monitor, desenvolvido pela empresa Intelmatis Lda, e configurado para o controlo ambiental de estufas pelas empresas Hubel Lda., Friavac Lda. e Intelmatis Lda. Este sistema integra uma estação meteorológica para recolha dos dados necessários ao controlo ambiental em estufas hortícolas.

Aplicações do sistema S - Monitor ao controlo ambiental em estufas:

• Controlo da temperatura na estufa, por intervalo de tempo ou por objectivo definido;

• Controlo da humidade relativa na estufa, por intervalo de tempo ou objectivo definido, tendo em conta a humidade específica do ar;

• Controlo da humidade relativa do ar, por intermédio de janelas motorizadas, desumidificador e aquecimento;

• Definição de prioridades no uso dos equipamentos: para controlo da temperatura ou controlo da humidade relativa;

• Correcção da temperatura-objectivo em função da temperatura do ponto de orvalho;

• Correcção da temperatura-objectivo em função da energia solar acumulada ao longo do dia;

• Controlo do aquecimento da água de um reservatório, por rampa de aquecimento: a) fixa, b) com objectivo definido ou c) automática (isto é, de forma a atingir a temperatura desejada à hora desejada);

8

S-Monitor - Sistema de Monitorização e Controlo Industrial

O S-Monitor é um programa informático para controlo climático nas estufas idealizado e desenvolvido, a partir de uma versão para monitorização e controlo industrial, pela firma Intelmatis Lda. que, associado a uma instalação baseada em autómatos, permite aceder à parametrização, controlar e monitorizar os parâmetros. O programa permite a análise do comportamento do sistema através de tabelas de dados, gráficos 2D ou 3D, e simulação de registos. O programa está equipado com sistema de controlo remoto por SMS que permite controlar toda a instalação à distância através de mensagens SMS, de entre outros serviços.

• Controlo do funcionamento das caldeiras de aquecimento, de forma escalonada ou não; • Definição da ordem de arranque das caldeiras; • Funcionamento de alarmes: CO elevado, vento, avaria de equipamentos, etc.; • Controlo automático, semi-automático e manual de: janelas, válvulas de mistura, cortina

térmica, bombas de circulação, desumidificador, caldeiras, etc.; • Controlo de custos: contabilização de gastos em energia eléctrica e outros combustíveis; • Sistema totalmente ampliável em sondas e equipamentos.

Características gerais do S-Monitor:

• Registo on-line da actividade do sistema: por tempo, por acção ou por ambos;

• Elaboração de gráficos 2D e 3D sobre o funcionamento do sistema;

• Criação de gráficos personalizados com dados on-line e off-line;

• Gráficos de linhas, barras, áreas, etc;

• Exportação manual e automática dos dados para Excel, ou outra folha de cálculo, para elaboração de relatórios personalizados;

• Criação automática e on-line de ficheiros em Excel com os dados obtidos a partir de variáveis da instalação;

• Parametrização do sistema por intermédio de ecrãs de design gráfico agradável e user friendly, com animações associadas a equipamentos e botões;

• Elaboração de programas horários e/ou condicionais de todos os parâmetros e botões do sistema;

• Activação, desactivação e execução de programas por SMS;

• Controlo remoto, identificação de alarmes e relatórios de funcionamento automáticos ou a pedido do utilizador via telemóvel através do envio e recepção de mensagens SMS;

• Envio automático ou a pedido (por SMS) de mensagens SMS inteligentes capazes de adaptarem o seu conteúdo em função do estado de variáveis;

• Mensagens SMS personalizáveis com conteúdo definido pelo utilizador com ou sem valores e estados de variáveis enviadas automaticamente ou a pedido por SMS;

• Personalização das ordens que teremos que enviar ao sistema para comandá-lo ou interrogá-lo por SMS;

• Controlo de acessos dos utilizadores ao sistema local e por SMS;

• Activação e desactivação de utilizadores SMS;

9

• Escolha dos dados a acompanhar por SMS; • Gestão remota por SMS: desactivação dos serviços SMS, activação e desactivação do

modo transparente, activação de aplicação externa, reinicio do S-Monitor, etc; • Envio de mensagens/ recomendações SMS aos utilizadores do sistema; • Sistema de validação de mensagens para impedir a execução de mensagens SMS

demasiado atrasadas; • Aviso por SMS de falhas e retornos de energia; • Registo de todas as mensagens SMS recebidas e enviadas; • Acerto da data e hora do computador por SMS (mesmo quando a mensagem chega

atrasada); • Impressão on-line da actividade do sistema; • Mensagens de texto e voz entre utilizadores dos diversos sistemas existentes numa rede e

entre os utilizadores de um determinado sistema; • Possibilidade de trabalhar em computadores antigos por ser possível regular o grau de

exigência do software; • Visualização do Replay de funcionamento do sistema pelos dados acumulados nos

registos; • Acesso via modem ao sistema; • Acesso via modem ao autómato que está ligado ao S-Monitor (Modo transparente); • Execução de aplicação externa para serviços diversos (ex.: aplicação de gestão remota do

computador onde está instalado o S-Monitor); • Partilha de dados entre sistemas S-Monitor (É possível partilhar valores e estados entre

sistemas e outros equipamentos baseados no S-Monitor ou compatíveis); • Funcionamento em rede: pode-se aceder aos sistemas a partir de qualquer computador

que se queira, desde que ligados em rede; • Sincronização automática e manual da data e hora de todos os computadores da rede S-

Monitor (estações locais e estações remotas).

11

Figura 1 – Caldeiras (A) e tanque de armazenamento de água aquecida (B)



Ficha nº 4 Sistema de aquecimento

Pro

gram

a A

GR

O

Med

ida

8 –

Des

envo

lvim

ento

Tec

noló

gico

e D

emon

stra

ção

Acç

ão 8

.1 –

Des

envo

lvim

ento

Exp

erim

enta

l e D

emon

stra

ção

(DE

&D

) –

Pro

ject

o nº

197

Introdução Na cultura sem solo, o aquecimento, não só do ar mas também do substrato, é muito importante. Aquecer o substrato é, simultaneamente, quase uma exigência do método de cultura, mas é também uma técnica mais fácil de aplicar do que no solo. Desenvolvendo-se as raizes num meio com menor inércia térmica que o solo, estão sujeitas a maiores amplitudes térmicas, sobretudo nos dias quentes e longos do final da Primavera e Verão, e nas noites frias e longas de Inverno. Felizmente, na cultura em substratos, a menor inércia térmica do meio em que as raizes se desenvolvem facilita o seu aquecimento reduzindo os custos necessários para obter a temperatura desejada. Descrição do sistema Utilizou-se um sistema de aquecimento por circulação de água aquecida, constituído por: • duas caldeiras a gás propano

para o aquecimento da água com potencia total de 100 kW (Fig. 1 A)

• um tanque de armazenamento da água aquecida, isolado termicamente, de 60 m3 de capacidade (Fig. 1 B)

• tubagem de circulação em PVC

• tubagem de dissipação de calor nas estufas em tubo corrugado de polietileno, com 20 mm, (3,6m de tubo por m2 de estufa). Instalaram-se 8 tubos por linha de cultura na estufa metálica (Fig. 2) e 4 tubos na estufa de madeira (Fig. 3)

• uma sonda de radiação exterior • duas sondas de temperatura do ar: interior e exterior da estufa • duas sondas de humidade do ar: interior e exterior da estufa • três sondas de temperatura da água: no tanque de armazenamento de água quente e

nas condutas de saída e de retorno • bomba eléctrica de recirculação de 20 m3 h-1 • válvula motorizada de 3 vias Além dos componentes referidos, especificos do sistema de aquecimento, instalaram-se ainda, na estufa metálica, os seguintes meios complementares para o controlo ambiental: • cortina térmica metalizada, com malha de 60% de sombreamento • janelas zenitais, uma por módulo, automatizadas, com cerca de 20% de área de

arejamento • tecto duplo, para reduzir a queda de condensação sobre as plantas (também na estufa

de madeira).








B

A

A

12

Figura 2 – Tubagem de dissipação do calor na estufa metálica (tubos verdes)

Figura 3 – Tubagem de dissipação do calor na estufa de madeira (tubos verdes)

O funcionamento do sistema de aquecimento era controlado por um sistema informatizado constituído por um “autómato” e um programa específico: “S-Monitor” (ver Fichas nº 15 e 6).

Funcionamento do sistema de aquecimento O sistema tínha dois objectivos: aquecer as estufas e, durante o dia, aproveitar os gases provenientes da combustão nas caldeiras para enriquecer a atmosfera no interior da estufa metálica em dióxido de carbono (CO2). Foram definidos os seguintes parâmetros iniciais de funcionamento do sistema: • de dia: a temperatura do ar devia manter-se entre 22 e 28 ºC e a humidade relativa não devia

baixar de 60% • de noite: a temperatura não devia baixar de 14ºC e a humidade relativa não deveria exceder

85%. • no tanque de armazenamento: temperatura da água devia estar entre 45 a 50ºC. Houve correcções pontuais destes limites. A água circulava em circuito fechado, do seguinte modo: a água era aquecida nas caldeiras e enviada para o tanque de armazenamento. Daqui era bombeada, passava pela válvula de três vias e chegava às estufas, onde passava a circular nos tubos corrugados, que dissipavam o calor para o ambiente. A água arrefecia e retornava ao tanque, provocando o arrefecimento gradual da água aí armazenada. Quando a temperatura da água neste tanque baixava do intervalo-objectivo (45 a 50ºC), reiniciava-se, ou continuava, o funcionamento das caldeiras (repondo o calor libertado nas estufas). Um sistema de segurança desligava automaticamente as caldeiras se a temperatura da água do tanque ultrapassasse 50ºC. O decréscimo de temperatura da água, entre a entrada e a saida das estufas, deve ser inferior a 3ºC, para que a distribuição de calor nas estufas seja o mais uniforme possível. No retorno, a água arrefecida podia entrar no tanque para ser novamente aquecida, ou voltar a circular nas estufas. Assim, se a necessidade de aquecimento fosse grande, a válvula de 3 vias

abria o circuito directo do tanque para a electrobomba de recirculação e a água que circulava era a mais quente disponível no momento. Se, pelo contrário, não havia grande necessidade de aquecimento, toda a água de retorno era imediatamente recirculada não chegando a reentrar no tanque. Na prática, a válvula de três vias geria a mistura de água de retorno com a água quente do tanque, de forma a que a água nos tubos corrugados, tivesse a temperatura mais adequada para atingir o objectivo de temperatura, e que este objectivo se mantivesse com o mínimo de oscilações. É muito importante que o aquecimento não seja brusco (+ de 3ºC por hora) para que os corpos

13

Quadro 1 - Temperatura média do ar na estufa (a 1,5 m de altura) e na lã-de-rocha, no ensaio de pimento.

máxima mínima

ºC ºC ºCAbril 31.2 12.2 18.2Maio 32.3 12.8 19.1Junho 31.7 15.9 21.4Julho 31.1 18.0 21.9Agosto 30.5 16.2 20.9

Média 31.4 15.5 20.7

Mês

Temperatura

1,5 m de alturasubstrato

Quadro 2 - Temperatura média do ar na estufa (a 1,5 m de altura) e na lã-de-rocha, no 1º ensaio de tomate.

máxima mínimaºC ºC ºC

Dezembro 23.9 10.9 15.8Janeiro 27.1 8.8 13.9Fevereiro 26.9 10.2 16.1Março 24.8 11.0 17.2Abril 26.0 13.0 17.9Maio 28.7 14.1 19.3Junho 31.8 17.1 21.0Julho 33.5 16.6 22.1

Média 28.2 12.9 18.3

Temperatura

1,5 m de alturasubstratoMês

sólidos, neste caso as plantas, com maior inércia térmica que o ar, aumentem a sua temperatura à mesma velocidade que o ar, e assim não ocorram fenómenos de condensação. Como se sabe, esta condensação pode acentuar doenças, como a podridão cinzenta (Botrytis cinerea). A manutenção da temperatura da água do tanque era controlada pelo programa informático, através do estabelecimento de uma “rampa de aquecimento” e de uma “rampa de arrefecimento” para minimizar o custo do aquecimento. Para aquecer a água do tanque podiam funcionar as duas caldeiras ou apenas uma, em função do cumprimento da rampa de aquecimento. Para obter CO2, durante o dia, uma das caldeira funcionava no período compreendido geralmente entre as 9 - 10h e entre as 16 - 17 h, durante o qual se aplicava os gases da combustão na estufa. A água aquecida durante este processo era armazenada no tanque, para apoiar o aquecimento durante a noite. A constituição desta reserva de água quente durante o dia, reduzia a potência de caldeiras necessária para produzir o calor suficiente para o aquecimento nocturno. A cortina térmica foi utilizada em duas situações distintas: á noite, com comando por horário, a cortina era desenrolada para reduzir as perdas de calor (radiação e convecção). De dia, a cortina permanecia recolhida para nível de radiação solar inferior a 700 Wm-2. Na Primavera - Verão este valor era suficiente para manter a cortina desenrolada às horas mais quentes do dia, período em que a ventilação não era suficiente para baixar a temperatura na estufa.

As janelas zenitais foram utilizadas juntamente com o sistema de aquecimento para controlar a temperatura e a humidade relativa. O sistema computorizado actuava em função das condições ambientais interiores e exteriores e da amplitude do desvio em relação aos objectivos programados. Assim, se o parâmetro com maior diferencial em relação ao objectivo fosse a temperatura, as janelas seriam fechadas e o aquecimento reforçado. Se fosse a humidade do ar (HR) o factor mais crítico poderiam ser tomadas duas opções distintas: aumentar a temperatura para diminuir a HR ou abrir mais a janelas para aumentar a renovação do ar. Nesta última opção, era considerada a humidade absoluta do ar exterior e avaliado efeito que este ar, ao entrar, teria sobre a atmosfera interior.

Resultados Normalmente, foi necessário apenas aquecer à noite. Durante os ensaios, conseguiu-se manter a temperatura média das mínimas do ar na estufa metálica superior a 12ºC, embora por vezes esta temperatura tenha descido abaixo de 10ºC (Quadros 1 a 4). Contudo, nunca foram visíveis nas plantas danos causados pelo frio. A baixa temperatura, por vezes observada, foi causada, não por limitação do sistema, mas pela necessidade de contenção nos custos com o aquecimento. A temperatura dos substratos manteve-se bastante mais elevada, normalmente acima de 16ºC, só

tendo descido a cerca de 14 ºC no mês de Janeiro

de 2003. (Quadros 1 e 2), o que é uma situação bastante favorável para as plantas. O eventual problema de temperatura elevada na

14

Consumo de gás propano

0,0

0,0

0,0

0,1

0,1

0,1

0,1

0,1

0,2

.

Nov Dez Jan Fev

Mês

(Kg

/m2/d

ia)

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

(Kg

/m2)

Gás- consumo diário (Kg/m2/dia)

Gás - consumo acumulado (Kg/m2)

Figura 1 - Consumo de gás no aquecimento da estufa metálica com 1170 m2 (2004-05).

lã-de-rocha durante o Verão não se observou, praticamente não se ultrapassando 22ºC de temperatura média nos meses mais quentes. O consumo de gás propano, por ex. durante o Inverno frio de 2004/05, foi de 4,7 kg m-2 (cerca de 60 gm2dia-1), tendo variado sobretudo em função da temperatura nocturna.

Conclusões: • O sistema informático permitiu controlar um elevado conjunto de variáveis e de

equipamentos, melhorando a eficiência do consumo de gás, • A recuperação de calor durante o aproveitamento do CO2 é uma técnica com interesse, • O consumo de gás apresenta acentuadas variações em função das condições

meteorológicas, justificando a aplicação de técnicas de redução das trocas de calor, por ex.: as cortinas térmicas e a boa calafetação de portas e janelas,

• Apesar do elevado custo do aquecimento, há um aumento da produtividade e melhoria da qualidade, que pode compensar este custo, tanto mais facilmente quanto mais severas as condições exteriores,

• O aquecimento constitui uma garantia de produção, condição cada vez mais decisiva para a competitividade na comercialização,

• A exploração de mercados que compensem a melhoria da qualidade deve orientar os produtores.

Quadro 3 – Temperatura média do ar na estufa (a 1,5 m de altura), no 2º ensaio de tomate.

máxima mínimaºC ºC

Novembro 29.0 13.0Dezembro 26.1 9.5Janeiro 27.5 10.2Fevereiro 26.7 10.7Março 26.6 10.5Abril 28.4 11.3Maio 28.6 12.7Junho 32.5 16.5Julho 38.3 17.2

Média 28.7 12.0

1,5 m de altura

Temperatura

Mês

Quadro 4 - Temperatura média do ar na estufa (a 1,5 m de altura), no 3º ensaio de tomate.

máxima mínimaºC ºC

Novembro 20,9 10,1Dezembro 27,1 11,9Janeiro 27,1 10,1Fevereiro 26,3 8,4Março 26,2 11,8Abril 28,7 12,1

Maio 31,2 14,4Junho 35,5 17,9

Média 28,1 11,9

1,5 m de altura

Temperatura

Mês

15

Figura 2 – Corte da sonda

Figura 3 – Caixa do logger do EnviroSCAN

Figura 1 – Sonda colocada numa placa de lã-de-rocha



Ficha nº 5 Medição da humidade nos substratos

Pro

gra

ma

AG

RO

M

ed

ida

8 –

De

sen

vo

lvim

ento

Te

cno

lóg

ico

e D

em

on

str

ação

A

cção

8.1

– D

ese

nvo

lvim

en

to E

xp

eri

me

nta

l e

De

mon

str

ação

(D

E&

D)

– P

roje

cto

nº

19

7

Introdução Na cultura sem solo, o volume disponível para a expansão das raízes é reduzido, tornando mais importante o controlo da rega, para evitar deficiência e/ou gastos escessivos de água, e de nutrientes, sobretudo nos sistema abertos. Por isso, é importante monitorizar continuamente o teor de água no substrato. Com este fim, podem-se usar diferentes tipos de sondas, entre as quais as sondas de medição da permissividade dieléctrica do meio, através da medição da capacitância. Por esta técnica, determina-se a permissividade dieléctrica do meio medindo o tempo de carga de um capacitor que utiliza o meio como dieléctrico. O volume de água no meio influencía fortemente a sua permissividade dieléctrica porque a constante dieléctrica da água (80) é muito superior à do solo (fracção orgânica e mineral: 4, ar: 1). Assim, ao variar o conteúdo de água no meio (solo ou substrato) a sonda mede a variação da capacitância através da variação da permissividade dieléctrica, o que pode ser correlacinado com a alteração do teor de água, obtendo-se o conteúdo volumétrico de água do meio Descrição do ensaio Utilizou-se o equipamento EnviroSCAN RT6 (Sentek, Austrália), que permite monitorizar a humidade do substrato, de uma forma contínua a diferentes profundidades. Este equipamento foi testado na cultura sem solo em substratos orgânicos (misturas de composto de casca de pinheiro e de composto de bagaço de uva com fibra de coco (2:1 v/v)), em cultivo de gerbera, e num substrato inorgânico (lã-de-

rocha) com cultivo de tomate (Grodan, Med 1x0,15x0,01m). Este equipamento é constituído por 3 sondas, com 1 sensor cada (Fig. 1), colocadas à profundidade de 10 cm, e inseridas dentro de um tubo de acesso (Fig. 2). O registador cronológico, logger (Fig. 3), armazena os dados de cada

sensor e pode fazer leituras com intervalos programados. Esta informação é transferida para um computador para ser interpretada a dinâmica da água no meio. O programa Windows (Microsoft, E.U.A.) do EnviroSCAN apresenta graficamente as regas e a água utilizada pelas culturas, permitindo tomar decisões precisas e em tempo real sobre quando e quanto regar. A localização das sondas nas parcelas é um dos passos mais importantes, pois é a partir destes pontos de leitura que se irá extrapolar para a restante área de cultura. Instalaram-se duas sondas nos substratos orgânicos (cultura de gerbera): uma na mistura casca de pinho:fibra de coco (CP) e outra na mistura bagaço de uva:fibra de coco (BU), e uma sonda na lã-de-rocha (LR).








16

Gráfico 1 - Leituras da sonda na mistura casca de pinho: fibra de coco (Fev. a Set.)

Nos substratos orgânicos, cada sonda foi instalada no centro de um vaso, junto a uma planta representativa. Na lã-de-rocha, ao colocar a sonda, houve o cuidado de não romper o fundo do filme plástico que envolve o substrato. Efectuaram-se 2 regas fixas por dia, e as restantes baseadas na radiação solar acumulada. Resultados Valores de referência para a rega Para cada substrato definiram-se duas referências para a condução da rega: a “linha de máximo de rega” (Full Point ou banda superior) e a “linha de limiar de stress” (Onset of Stress” ou banda inferior), de acordo com os valores máximos e mínimos observados de teor em água dos substratos (Soil Water Content). Os valores das linhas “máximo de rega” e “limiar de stress” foram cerca de 23,3% e 16% (v/v) em CP (Gráf. 1), 42 e 32% em BU (Gráf. 4) e 11 e 2% em LR (Gráf. 7). Monitorização da humidade nos substratos orgânicos Nos substratos orgânicos (estufa de madeira, cultura de gerbera), as regas controladas por radiação, começaram no dia 5 de Março de 2003, e variaram diariamente entre: 3 a 4 regas em Maio, 7 a 8 em Julho, e 4 a 5 em Setembro. Ao analisar o gráfico da sonda instalada no substrato CP (Gráf. 1), é possível definir 3 níveis de humidade no substrato, em parte consequência da evolução da estrutura do substrato, afectando a porosidade e consequentemente o valor da capacitância medida pelo equipamento Analisando um período mais curto, é possível verificar o número diário de regas (Gráf. 3). Pode-se visualizar o início e o final de cada rega, o nível de humidade no final de cada dia, a drenagem nocturna, bem como outras condições que podem levar à diminuição da humidade no substrato.

Gráfico 2 - Leituras da sonda na mistura casca de pinho: fibra de coco (1 a 28 de Julho)

Gráfico 3 - Leituras da sonda na mistura casca de pinho: fibra de coco (3 a 6 de Julho)

17

Gráfico 4 - Leituras da sonda na mistura bagaço de uva: fibra de coco (Fev. a Set.)

Gráfico 5 - Leituras da sonda na mistura bagaço de uva: fibra de coco (1 a 28 Jul.)

Gráfico 6 - Leituras da sonda na mistura bagaço de uva: fibra de coco (3 a 6 de Julho)

Na sonda instalada em BU (Fig. 4) não se conseguiram definir os diferentes níveis de humidade definidos no substrato CP ao longo do ensaio, mas puderam-se visualizar outras informações, como por exemplo, a capacidade de retenção de água deste substrato (Gráf. 4). Tal como no substrato anterior (CP), ao analisar em pormenor, é possível verificar determinadas ocorrências de uma forma mais nítida (Graf. 6). Neste caso, pode-se visualizar o período de rápida drenagem e consumo logo após a rega, e a posterior redução mais lenta da humidade, a partir da observação do declive da curva de humidade no substrato (Gráfico 6). Assim, podem-se definir, para cada período vegetativo, a hora da última rega, permitindo que o substrato permaneça com a humidade ideal durante o período nocturno, com vantagem ao nível do estado sanitário da cultura.

Figura 4 – Sonda instalada em substrato orgânico

consumo

drenagem + consumo

18

Gráfico 7 - Leituras da sonda na lã-de-rocha (Fev. a Set.)

Gráfico 8 - Leituras da sonda na lã-de-rocha (1 a 28 de Julho)

Gráfico 9 - Leituras da sonda na lã-de-rocha (3 a 6 de Julho)

Monitorização da humidade em lã-de-rocha Os resultados na lã-de-rocha sugerem uma aparente fraca capacidade de retenção de água, quer em valores absolutos, quer em relação aos substratos orgânicos (Graf. 7). De facto, a variação no teor em água, antes e depois de regar, foi em média próximo de 1 a 1,5%, enquanto que em BU foi cerca de 4 a 5%, e em CP, cerca de 2 %. Estes valores de teor em água após a rega são claramente inferiores aos valores das respectivas capacidades de retenção em água determinados por métodos adequados. Estes baixos valores de capacidade de retenção de água, determinados pelas leituras das sondas, podem ser explicados pelo facto de se ter usado para todos os substratos a mesma equação standard de calibração no

equipamento. Sendo a medida da capacitância fortemente afectada pela existência de espaços com ar no substrato e sendo os substratos normalmente bastante porosos, torna-se necessário, para obter valores de teor em água próximos dos valores reais,

usar equações de regressão adequadas a cada material. Do ponto de vista do controlo da rega (quanto e quando regar), é no entanto suficiente a visualização da variação relativa da humidade, entre o seu teor máximo e mínimo, para cada substrato e tipo de contentor.

Conclusões: O equipamento de monitorização da humidade nos substratos EnviroSCAN permitiu:

• visualizar o número e a hora das regas realmente efectuadas,

• visualizar em tempo real o respectivo estado hídrico,

• estabelecer os valores máximo e mínimo do teor em água dos substratos testados,

• definir quando e quanto regar. Com base nas linhas de referência determinadas para cada substrato, a rega pode ser conduzida de forma mais ajustada, baseada no controlo directo e em tempo real do teor de água no substrato e não em parâmetros indirectos ou de aplicação à posteriori.

19

Figura 1 – Caldeira a gás e depósito de armazenamento de água (fundo)



Ficha nº 6 Enriquecimento da atmosfera da estufa em CO2

Pro

gram

a A

GR

O n

º 19

7 M

edid

a 8

– D

esen

volv

imen

to T

ecno

lógi

co e

Dem

onst

raçã

o A

cção

8.1

– D

esen

volv

imen

to E

xper

imen

tal e

Dem

onst

raçã

o (D

E&

D)








Objectivo: • Testar o aumento da concentração de CO2 na estufa, recorrendo ao aproveitamento dos gases da combustão de caldeira a gás propano, utilizada no aquecimento.

Introdução Em condições ambientais adequadas, nomeadamente temperatura, luz, água e nutrientes, o enriquecimento da atmosfera das estufas em CO2 pode aumentar a taxa de fotossíntese. Por isso, a aplicação de CO2 pode ser uma evolução técnica natural, sempre que seja possível melhorar os restantes factores ambientais. Valores de concentração de CO2 entre 700 e 1000 ppm são normalmente indicados como adequados ao cultivo de hortícolas. Abaixo de 300 ppm, o que pode suceder quando não há arejamento e as condições são favoráveis á fotossíntese, esta diminui consideravelmente. Acima dos 1500 ppm podem ocorrer problemas de toxicidade. No período de Outono/ Inverno, com temperatura mais baixa, areja-se menos, mantendo-se as janelas mais tempo fechadas para aumentar a temperatura do ar, do que resulta uma diminuição do teor de CO2 na estufa. Para contrariar esta situação e aumentar a concentração de CO2 a níveis mais favoráveis, pode-se recorrer à sua injecção a partir de CO2 liquefeito, de queimadores de gás específicos ou, como neste trabalho, aproveitando os gases da combustão das caldeiras de aquecimento e injectando-os na atmosfera da estufa.

Material e métodos utilizados O ensaio decorreu numa estufa metálica aquecida, com cultura de tomate (2003/04 e 2004/05), no período de Outono/ Inverno. Para obter CO2 utilizou-se uma caldeira a gás propano (Fig. 1 - A, ver caixa), cujos gases de combustão eram conduzidos para a estufa. O caudal de entrada dos gases de combustão na estufa era controlado pelo programa informático “S-Monitor” que, de acordo com a concentração de CO2 na estufa, regulava a abertura da válvula (B), que controlava a entrada dos gases na estufa. Para a eficaz repartição dos gases na estufa, a tubagem principal de distribuição de CO2 dispunha de 4 saídas a 2m de altura (C), e de 1 saída junto a cada linha de cultura (D), ao nível do solo, ligadas a mangas de PVC perfuradas, ao longo das linhas de cultura. Para enriquecer a atmosfera da estufa em CO2 durante as horas de maior radiação, a caldeira funcionava entre as 9 - 10 horas até às 16 - 17 horas. Durante o funcionamento da caldeira aumentava-se o teor de CO2 na estufa e aquecia-se água, que era armazenada para empregar no aquecimento durante a noite.

Marca: SIME – Mod. RM5 Gasto Calorífico: kW max.: 43,1 Potência Útil: kW max.: 37,2 Capacidade de água: 16 L Temperatura máx. da água: 85 ºC

A

20

Para evitar acidentes, caso se libertasse monóxido de carbono (E) (por mau funcionamento da caldeira), existia um sistema de interrupção da injecção dos gases de combustão sempre que se entrava na estufa (F). Além deste, outro sistema accionava um alarme sonoro e abria as janelas automaticamente, se os níveis de monóxido de carbono na atmosfera da estufa ultrapassassem 50 ppm. Além dos registos da sonda de controlo do CO2 (G) ligada ao programa “S-Monitor”, efectuaram-se também leituras pontuais regulares do teor de CO2 na estufa (Testo 535) (H).

C

B D

F

E

H

F

G

E

Resultados Ensaio de 2003/04 Iniciou-se o aquecimento da estufa (1170 m2) em meados de Dezembro, mas só a partir de Janeiro foi possível iniciar os testes de injecção dos gases da combustão no interior da estufa. Controlou-se diariamente o nível de CO2 no interior da estufa até ao inicio de Janeiro, e 2 a 3 vezes por dia (9-10 h; 12-14 h; 16-17 h) desde esta data até aos primeiros dias de Março, altura em que se terminou o aquecimento e a injecção dos gases na atmosfera da estufa. O teor de CO2, no exterior e no interior da estufa, foi semelhante até Janeiro, com valores médios de 335 e 333 ppm respectivamente (Fig. 1). De Janeiro a Março, em consequência da

21

injecção dos gases da combustão, aumentou o teor de CO2 na estufa, alcançando-se o valor médio de 507 ppm, valor, em média, 64 ppm mais elevado que no exterior. Os valores de CO2 registados no interior da estufa, inferiores aos valores de ar livre, correspondem a medições realizadas durante períodos de trabalho no interior da estufa, alturas em que a injecção dos gases era interrompida. Ensaio de 2004/05 Neste ensaio, a estufa foi dividida ao meio, com uma cortina de filme plástico colocada no sentido das linhas de cultura, para comparar parcelas com e sem injecção de CO2.. Injectou-se CO2 desde 25 de Nov. de 2004 até 11 de Fev. de 2005. Na parcela com injecção de CO2 (Com/ CO2), o teor médio de CO2 de Dez. a Fev. (período em que aqueceu a estufa e se usaram os gases da combustão) foi de 681 ppm (Fig. 2). Este valor foi 296 ppm superior ao valor médio registado no exterior, e 250 ppm superior ao valor médio registado na parcela sem injecção de CO2 (Sem/ CO2).

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Dezembro/03 Janeiro/04 Fevereiro/04 Março/04

(CO

2 -

pp

m)

Exterior

Interior

Média noexterior

Média nointerior

I nic

io d

a in

jecção

de C

O2

Figura 1 – Valores médios diários dos níveis de CO2 no exterior e no interior da estufa (2003/04)

0

200

400

600

800

1000

1200

2 7 10 14 16 20 22 27 29 3 5 7 11 13 17 19 21 27 31 2 4 10 15 17 22 24 26 4 15 18

(CO

2 -

pp

m)

Exterior

Sem / CO2

Com / CO2

Média no Exterior

Média Sem / CO2

Média Com / CO2

Dezembro/ Janeiro/ Fevereiro/0 Março/0

Fin

al

da

ap

lica

çã

o d

e C

O2

Figura 2 – Níveis médios diários de CO2 no exterior e int. da estufa, com e sem injecção de CO2 (2004/05)

Na parcela “Sem/ CO2”, os valores registados foram superiores aos medidos no ar exterior,

devido ao facto de a divisória da estufa não ser suficientemente estanque para evitar a entrada de alguns gases proveniente da parcela com injecção de gases.

22

Exemplo de registo do funcionamento do sistema durante um dia Na Fig. 3 apresentam-se valores típicos diários do teor de CO2 na atmosfera da estufa, extraídos dos registos da sonda que regulava a entrada dos gases de combustão na estufa. Verifica-se que o nível de CO2, entre as 10h e as 17h, se situou entre 450 e 900 ppm. Nesta situação, os factores com influência nos níveis de CO2 na estufa foram: a caldeira 1, que produzia os gases com CO2; a válvula motorizada, que controlava a entrada destes gases na estufa; as janelas que, pela sua abertura, permitiam a renovação da atmosfera. No período considerado, a caldeira esteve em funcionamento e a válvula 100 % aberta. Durante a noite, a válvula motorizada encontrava-se fechada, pelo que os elevados níveis registados de CO2 terão sido originados pela respiração das plantas. Observa-se também que, durante o dia, o período de injecção do CO2 correspondeu às horas de maior radiação solar.

CO2

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00

Ja

ne

las

(0

/10

0%

) -

C0

2 A

be

rtu

ra R

M -

CO

2 (

pp

m)

- R

ad

iaç

ão

(W

/m2

)

0

1

2

3

4

Ca

lde

ira

1 (

1=

0N

/0=

OF

F)

Co2 -Valoractual

Radiacaosolar -Actual

Janelas -Aberturaactual

Co2 -Aberturaactual RM

Caldeira1 -Estadoactual

Figura 3 - Exemplo do nível de CO2 registado na atmosfera da estufa ao longo de um dia típico

A partir da suspensão da injecção dos gases de combustão, os valores do teor de CO2 no interior da estufa desceram para valores inferiores aos do ar exterior. O valor médio foi de 319 e 302 ppm respectivamente, nas parcelas que, até esta data, tinham estado sem e com injecção de CO2. Tal como no ensaio de 2003-04, valores de CO2 no interior da estufa, iguais ou inferiores aos medidos no exterior, correspondem a medições durante períodos de trabalho nas estufas, altura em que a injecção do gás era interrompida. Nesta cultura de tomate observou-se um ligeiro aumento do nº de cachos vingados nas plantas da zona enriquecida da estufa. Contudo, a produção final não apresentou diferenças, nem em peso nem em número de frutos, nas diferentes classes de qualidade do tomate.

Conclusões • Não se observaram efeitos da aplicação de CO2 na produtividade do tomate: no primeiro ano

de aplicação por o sistema não estar adaptado a esta comparação, e no segundo ano, provavelmente, pelo curto período em que foi possível aplicar CO2.

• Embora se saiba que o aumento do teor de CO2 nas estufas aumenta a produção, em condições de elevada necessidade de arejamento (para controlo da temperatura e/ou da humidade relativa do ar), o custo da aplicação de CO2 pode limitar os períodos, do dia e do ano, em que esta técnica apresente benefícios económicos.

• O enriquecimento da atmosfera da estufa em CO2 nos períodos mais frios do ano, mas com boa luz, e a conservação do calor libertado na combustão (quando se opte por este método de fornecer o CO2) constituem condições favoráveis á justificação desta técnica.

• O enriquecimento em CO2 é uma técnica cara e complexa, que só produz resultados notórios quando há uma optimização dos outros factores ambientais.

23



Ficha nº 7 Substratos testados: lã de rocha e materiais orgânicos

Pro

gra

ma

AG

RO

nº

197

M

ed

ida

8 –

De

sen

vo

lvim

ento

Te

cno

lóg

ico

e D

em

on

str

ação

A

cção

8.1

– D

ese

nvo

lvim

en

to E

xp

eri

me

nta

l e

De

mon

str

ação

(D

E&

D)

Lã de rocha

Utilizou-se lã de rocha (Med Grodan) em placas, com 1m de comprimento, 0,15m de largura e 0,1m de altura, envoltas em PE branco/negro. São placas plurianuais, de fibras horizontais. As propriedades físicas da lã de rocha indicam-se no quadro seguinte:

Plantaram-se 3 cubos (com duas plantas) por placa, (2,2 plantas m-2).

Entidades responsáveis Contactos Equipa Universidade do Algarve - Faculdade de Engenharia de Recursos Naturais

Campus de Gambelas, 8005-139 Faro Tel.: 289 800939; Fax: 289 818419 e-mail: [email protected]






(% v/v)

Capacidade de arejamento 14,9

Capacidade de retenção de água 77,8 Água dificilmente utilizável 4,0

Água total 81,8

Espaço poroso total 96,7 Densidade aparente 0,065

24

Substratos orgânicos

Testaram-se quatro materiais-base: bagaço de uva �

compostada e não compostada, e casca de pinheiro � compostado e não compostado. Cada um dos materiais foi misturado com fibra de coco na proporção de 2:1 (v/v), obtendo-se 4 substratos, com a propriedades abaixo indicadas:

Os substratos foram colocados em vasos de 30 L, �

em poliestireno, com 5 plantas de gerbera por contentor (6,6 plantas m-2)

Substrato com: bagaço de uva casca de pinheiro não compostado compostado não compostada compostada

Densidade real 1,53 1,54 1,51 1,52

Densidade aparente 0,219 0,204 0,156 0,157

Espaço poroso total 85,7 86,8 89,7 89,7 Contracção após secagem (% v/v) 35,7 33,3 20,2 36,9

Capacidade de arejamento (% v/v) 10,4 53,5 43,7 57,9

Água facilmente utilizável (% v/v) 7,9 6,7 30,0 8,2 Água de reserva (% v/v) 1,7 1,4 1,5 1,4

Água dificilmente utilizável (% v/v) 65,7 25,3 14,6 22,2

Água útil (% v/v) 9,6 8,1 31,5 9,7 Água total (% v/v) 75,3 33,4 46,1 31,9

pH 6,15 5,97 4,53 4,31

Condutividade eléctrica (dS m-1) 0,63 1,04 0,28 1,37 Matéria orgânica (% p/p) 88,3 86,7 91,6 89,9

25

Figura 1 – Lâmpada de radiação UV

Figura 2 - Charca



Ficha nº 8 Reciclagem e reutilização da drenagem

Pro

gra

ma

AG

RO

M

ed

ida

8 –

De

sen

vo

lvim

ento

Te

cno

lóg

ico

e D

em

on

str

ação

A

cção

8.1

– D

ese

nvo

lvim

en

to E

xp

eri

me

nta

l e

De

mon

str

ação

(D

E&

D)

– P

roje

cto

nº

19

7

Introdução Uma das vantagens da cultura sem solo é a relativa facilidade de recuperar a água e os nutrientes que se perdem na cultura no solo, podendo chegar a constituir importantes fontes de poluição ambiental. A drenagem que ocorre normalmente, pode e deve ser recuperada, pois é uma quantidade apreciável de água e de nutrientes. Esta recuperação pode-se realizar através da reciclagem na preparação de nova solução nutritiva, ou da reutilização na rega de outras culturas. Na cultura em substratos estes estão em sacos ou vasos de volume reduzido, sendo normalmente fácil a instalação de um sistema de recolha da drenagem até um ponto de tratamento. Este ponto de recolha deve ser um depósito opaco á luz, evitando a proliferação de organismos que prejudiquem o funcionamento do sistema de rega. Em alternativa uma charca vulgar pode ser suficiente. A desinfecção da drenagem, necessária para a reciclagem, pode-se realizar por tratamento térmico, ozonização, produtos químicos, filtração lenta ou por radiação ultra violeta. A comprovação da eficácia da lâmpada pode fazer-se através da contagem de microrganismos na solução em circulação. Reciclagem A drenagem das culturas em lã-de-rocha foi reciclada. O volume da drenagem reciclada dependeu da sua CE, pois é necessário deixar um “intervalo” entre o valor da CE na drenagem e o valor máximo desejado na rega, de forma a poder adicionar novos nutrientes com o equilíbrio iónico desejado. Este intervalo foi de aproximadamente 0,75 dS m-1. A mistura: água doce e drenagem que foi reincorporada na rega, foi armazenada num depósito opaco (ver Ficha 2) e foi previamente filtrada (filtros de areia e de lamelas) e desinfectada por radiação UV (254 nm, 95 W, capaz de garantir 30 mJ cm-2) (Fig. 1). Quando a CE da mistura: água-doce e drenagem ultrapassava o limite máximo estabelecido, a drenagem, vinda da cultura, era rejeitada e enviada directamente para uma charca de recolha, para posterior reutilização. Reutilização A drenagem das culturas em substratos orgânicos e parte da drenagem das culturas em lã-de-rocha, foi reutilizada. Normalmente, a drenagem pode ser aplicada directamente na rega de outras culturas ou diluída para baixar a condutividade eléctrica. Com água doce de boa qualidade e com a cultura a ser bem conduzida, a drenagem terá um adequado

equilíbrio iónico e não necessitará de ser corrigida com adição de fertilizantes. Para evitar a contaminação do solo com agentes patogénicos é preferível não utilizar a água de drenagem para rega de culturas botânicamente afins. A drenagem a reutilizar foi recolhida numa numa charca vulgar, impermeabilizada (Fig.2). Esta drenagem foi aplicada sem qualquer correcção na fertirrega de um pomar de citrinos.








26

Contagem de bactérias

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

14-e

ne-03

21-e

ne-03

28-e

ne-03

4-fe

b-03

11-fe

b-03

18-fe

b-03

25-fe

b-03

4-m

ar-0

3

11-m

ar-03

18-m

ar-03

25-m

ar-03

1-ab

r-03

8-ab

r-03

15-a

br-03

22-a

br-03

29-a

br-03

6-m

ay-0

3

13-m

ay-03

20-m

ay-03

27-m

ay-03

3-ju

n-03

10-ju

n-03

17-ju

n-03

24-ju

n-03

Data

Antes da lâmpada de UV

Após a lâmpadaFuro

nº ufc mL-1

Percentagem de eliminação

média: 21%

Limpeza da

lâmpada

Instalação de

filtro de areia

Contagem de fungos

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

14-e

ne-03

21-e

ne-03

28-e

ne-03

4-fe

b-03

11-fe

b-03

18-fe

b-03

25-fe

b-03

4-m

ar-0

3

11-m

ar-03

18-m

ar-03

25-m

ar-03

1-ab

r-03

8-ab

r-03

15-a

br-03

22-a

br-03

29-a

br-03

6-m

ay-0

3

13-m

ay-03

20-m

ay-03

27-m

ay-03

3-ju

n-03

10-ju

n-03

17-ju

n-03

24-ju

n-03

Data

Antes da lâmpada de UV

Após a lâmpada

Furo

nº ufc mL-1 Percentagem de eliminação

média: 29%

Limpeza da

lâmpada

Instalação de

filtro de areia

Figura 3 - Contagem de microrganismos em 2003

Quadro 1 - Balanço da solução nutritiva aplicada e da drenagem Rega Evapotranspiração Drenagem (A+B) reciclagem (A) reutilização (B)

cultura ano L m-2

dia-1

L m-2

dia-1

% L m-2

dia-1

% L m-2

dia-1

% L m-2

dia-1

%

pimento 2002 2,6 1,5 57 1,1 42 0,4 14 0,7 28 tomate 2003 3,8 2,2 59 1,6 42 1,1 30 0,5 11 2004 3,4 1,8 52 1,6 47 0,8 24 0,8 24 2005 3,4 2,0 60 1,3 39 1,1 33 0,3 7 média tomate 3,5 2,0 57 1,5 43 1,0 29 0,5 14

média geral 3,0 1,8 57 1,3 43 0,7 22 0,6 21

Quadro 2 – Reaproveitamento da drenagem Drenagem (A+B) reciclagem (A) reutilização (B)

cultura ano L m-2

dia-1

L m-2

dia-1

% L m-2

dia-1

%

pimento 2002 1,1 0,4 36 0,7 64 tomate 2003 1,6 1,1 69 0,5 31 2004 1,6 0,8 51 0,8 49 2005 1,3 1,1 84 0,3 19

média tomate 1,5 1,0 66 0,5 34

Resultados Nas culturas realizadas em sistema fechado, pimento e tomate, a drenagem representou 42 a 47% da solução nutritiva fornecida na rega e foi toda recuperada (Quadro 1). Esta recuperação dividiu-se, em média, em cerca de metade para reciclagem e metade para a reutilização. Contudo o desempenho foi bastante diferenciado nas duas espécies cultivadas. Assim, no pimento a reciclagem e a reutilização atingiram respectivamente 14 e 28% do volume da solução fornecida na rega, enquanto que no tomate a reciclagem e a reutilização atingiram 29 e 14% daqueles valores (em média nas três culturas realizadas) (Quadro 1). Drenagem reciclada Nas culturas em lã-de-rocha, em sistema fechado, reciclou-se 36 a 84% da drenagem (Quadro 2), sendo a restante misturada com a drenagem das culturas em substratos orgânicos, e finalmente toda reutilizada. No entanto, houve grande diferença entre as espécies cultivadas. Na cultura de pimento reciclou-se 36% da drenagem sendo a restante enviada para a charca para reutilização. No tomate, pelo contrário, 66% da drenagem ocorrida foi enviada para reciclagem e a restante foi para reutilização. Com a lâmpada de radiação ultra-violeta empregue, verificou-se uma elevada variação na eficácia de desinfecção. Os resultados evidenciaram a exigência de limpeza frequente (Fig. 3), e mesmo assim nem sempre atingia o objectivo pretendido. Por exemplo, durante a cultura de 2002-03, a percentagem média de eliminação de bactérias e fungos foi de 21 e 29% respectivamente. Nota-se imediatamente após cada limpeza uma maior diferença na contagem à entrada e à saída do elemento que contém a lâmpada.

27

Figura 4 - Pomar de citrinos onde se reutilizou a drenagem

Drenagem reutilizada A drenagem recolhida na charca foi proveniente da cultura em substratos orgânicos em sistema aberto e das culturas em lã-de-rocha em sistema fechado. Na cultura em sistema aberto, a drenagem representou 54% do volume de solução nutritiva aplicada à cultura. Nas culturas em sistema fechado a parte da drenagem que foi reutilizada variou entre 19 e 64% da drenagem total nessas culturas (Quadro 2), pois a restante era reciclada. Toda a solução recolhida na charca foi usada na fertirrega de um pomar de citrinos com 1,4 ha. De Abril de 2003 a Junho de 2004, contabilizou-se a drenagem reutilizada na fertirrega de 1,4 ha de citrinos, obtida de uma área total se culturas em substratos de 2150 m2. Durante aquele período, a drenagem foi reutilizada sem qualquer correcção. O volume de drenagem aplicado correspondeu a 0,95 L de solução por m2 e por dia, no período considerado. Esta solução apresentou um equilíbrio iónico aceitável, relativamente às exigências dos citrinos, embora com um ligeiro excesso em magnésio, teores adequados em fósforo, e um pouco deficitária em azoto e potássio.

Conclusões • Tanto a reciclagem como a reutilização da drenagem

foram soluções de fácil aplicação.

• Na reciclagem, para se obter a desinfecção da solução é necessário garantir: uma adequada filtragem da solução, adequada potência da lâmpada (para obter uma radiação superior a 30 mJ cm-2), e ainda a constante limpeza da lâmpada.

• Na reutilização, pode ser necessário ajustar a solução recolhida, compensando os nutrientes que possam estar deficitários em relação às exigências das culturas, como o azoto ou o potássio.

29



Ficha nº 9 Cultura de pimento em lã-de-rocha

Pro

gram

a A

GR

O n

º 19

7 M

edid

a 8

– D

esen

volv

imen

to T

ecno

lógi

co e

Dem

onst

raçã

o A

cção

8.1

– D

esen

volv

imen

to E

xper

imen

tal e

Dem

onst

raçã

o (D

E&

D)








Objectivos: • Testar a cultura com reciclagem da solução nutritiva • Testar a poda pelo método “holandês” (ver caixa), em alternativa à não

realização de poda • Comparar com a qualidade da produção em solo

Caracterização do ensaio: Cultivar : ‘Genil’ (Fitó, Espanha) Substrato: lã-de-rocha (Grodan, Med 1x0,15x0,1m) Modo de cultivo: com reciclagem (sistema fechado) N.º de utilizações da lã-de-rocha: 1ª utilização N.º de plantas/ placa: 6 Distância entre linhas: 2,25 m Distância na linha: 1,20 m Densidade de plantação: 2,22 plantas/m2 Área /parcela: 5,4 m2 N.º de plantas /parcela: 12 N.º de repetições/parcela: 4 Sementeira: 2 plantas/cubo de lã-de-rocha Data de plantação: 15/04/2002 Início da produção: 03/06/2002 Final da produção – 12/08/2002 Nº de colheitas: 10

Método “holandês”: Na poda pelo método “holandês” procura-se obter 3 a 4 lançamentos por m2. Para isso, limpam-se os lançamentos até á denominada zona da cruzeta. Nesta zona deixam-se 2 lançamento para continuação do desenvolvimento vegetativo e os restantes para frutificação. Em cada um dos lançamentos de crescimento vai-se deixando um lançamento para crescimento e os restantes para frutificação, ficando cada planta com 2 eixos de crescimento.

Resultados

Consumo de solução nutritiva e recuperação da drenagem No período de Abril a Agosto, foram aplicados, em média, 2,6 L de água m-2 dia-1, dos quais: • 1,5 L (57%) foram utilizados pela planta, • 0,4 L (14%) foram reciclados na fertirrega da cultura, • 0,7 L, (28%), foram reutilizados na fertirrega de um pomar de citrinos.

aplicada

às plantas

(L/m2/dia) (L/m2/dia) % (aplicada) (L/m2/dia) % (aplicada) (L/m2/dia) % (aplicada) (L/m2/dia) % (aplicada)

Abril 1,6 0,6 41 0,9 59 0,5 29 0,5 31

Maio 1,9 1,1 61 0,7 39 0,3 14 0,5 25

Junho 2,8 1,5 53 1,3 47 0,7 27 0,6 20

Julho 3,2 1,9 61 1,3 39 1,2 37 0,1 2

Agosto 3,8 2,3 60 1,5 40 1,1 30 0,4 10

Total 2,6 1,5 57 1,1 43 0,7 28 0,4 14

Mês

Solução nutritiva

consumida drenada

pelas plantas Total não recuperada recuperada

30

Equilíbrio da solução nutritiva

A preparação da solução nutritiva com recurso à reciclagem de uma parte da drenagem é mais difícil do que a partir de água-doce. As soluções de referência seguidas foram as seguintes: Data N NO3 NH4 H2PO4 K Ca SO4 Mg Cl Na HCO3 Fe Mn B Cu Zn Mo CE pH 2002 mmol/L µmol/L dS/m 17Abr 16,2 15,3 0,95 1,77 4,56 5,07 1,77 2,16 2,43 1,61 0,50 39,8 21,1 28,9 3,48 4,31 0,95 2,2 5,5 06Jun 15,7 14,8 0,91 1,78 5,31 4,96 1,24 1,11 2,43 1,61 0,50 31,3 14,2 21,8 2,80 3,31 0,61 2,1 5,5 04Jul 13,4 12,7 0,75 1,71 5,8 4,45 1,81 1,11 2,43 1,61 0,50 30,6 11,8 19,4 2,56 2,97 0,49 2,0 5,5 21Jul 13,4 12,7 0,75 1,71 5,8 4,45 1,81 1,11 2,43 1,61 0,50 25,7 11,8 19,4 2,56 2,97 0,49 2,0 5,5

Registaram-se algumas diferenças entre os teores médios de nutrientes das soluções nutritivas de referência e os conseguidos nas soluções nutritivas aplicadas, sendo de destacar o seguinte: • a maioria dos nutrientes apresentou valores inferiores aos da solução de referência, excepto: HCO3, Na, Cl, Mg, Ca, e Cu. • as diferenças mais acentuadas em relação à solução de referência registaram-se nos elementos Na, Cl, e Cu, com valores superiores, e no K, H2PO4 e B com valor inferiores.

Valores médios dos teores de macro-nutrientes e de micro-nutrientes das soluções de referência (Valor de referência) e dos resultados das análises de controlo das soluções nutritivas (Valor da análise). 193,2

852,0

1,1

13,5

33,0

215,0

110,0

64,0

121,0

68,0

37,5

205,7

859,2

15,1

170,8

209,3

189,3

159,1

32,9

86,3

37,0

30,5

0,0 100,0 200,0 300,0 400,0 500,0 600,0 700,0 800,0 900,0 1000,0

N

NO3

NH4

H2PO4

K

Ca

SO4

Mg

Cl

Na

HCO3

Ma

cro

nu

trie

nte

s

mg/litro

Valor da análise Valor de referência

1,3

0,6

0,1

0,4

0,2

1,8

0,8

0,2

0,2

0,2

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0

Fe

Mn

B

Cu

Zn

Mic

ron

utr

ien

tes

mg/litro

Valor da análise Valor de referência

31

P ro d u ç ã o a c u m u la d a d e p im e n to ( 'G e n il', 2 0 0 2 )

0 ,0 0

0 ,5 0

1 ,0 0

1 ,5 0

2 ,0 0

2 ,5 0

3 ,0 0

3 ,5 0

4 ,0 0

3 -J u n

1 0 -J u n

1 7 -J u n

2 4 -J u n

1 -J u l

8 -J u l

1 5 -J u l

2 2 -J u l

2 9 -J u l

5 -A g o

1 2 -A g o

D a ta d e c o lh e ita

P e s o

(k g m-2

)

N P c o m erc ia l izá v e l P c o m erc ia l izá v e lN P T o ta l P T o ta l

As plantas podadas apresentaram maior número de frutos com necrose apical, e maior nº total de frutos incomerciais

Produçãoa, b Incomercial Comercial Total nº peso nº peso nº peso Podadas 16,3** 1,32** 16,2*** 1,89*** 32,4 3.22* Não podadas 8,7** 0,74** 21,6*** 2,75*** 30,3 3.49* com necrose apical Podadas 13,0** 1,14** Não podadas 5,3** 0,51**

a Produção: em peso, expressa em kg m-2; em nº, número de frutos por m2. b Análise de variância. Diferenças significativas para: * p ≤ 0,05, ** p ≤ 0,01, ***. ≤ 0,001.

Produtividade

As produções obtidas foram consequência do curto ciclo cultural (o possível no primeiro ano de ensaios do projecto), sendo a mais elevada, 3,50 kg m-2, obtida nas plantas não podadas (NP)

Variação do pH e CE da rega e da drenagem • O pH da solução nutritiva manteve-se dentro dos limites estabelecidos, mas aumentaram na drenagem. • CE: a partir do mês de Junho foi necessário diminuir os valores da condutividade na solução nutritiva. Os valores registados na drenagem foram sempre superiores aos observados na solução nutritiva aplicada

CE pH CE pH

Abril 2.06 6.38 2.10 7.01

Maio 2.00 6.81 3.04 8.64

Junho 1.95 4.66 3.05 7.69

Julho 1.77 5.74 2.49 6.96

Agosto 1.01 6.96 1.55 8.21

Média 1.83 5.95 2.62 7.71

Mês

Solução nutritiva

aplicada às plantas drenada total

32

Qualidade do pimento

• A poda não afectou o tamanho, o peso e os parâmetros de qualidade: teor de matéria seca, firmeza e teor de sólidos solúveis totais (ºBrix) (Quadro 1). • Os frutos obtidos na cultura em solo, por produtores da região, apresentaram maior comprimento, diâmetro e peso, mas o teor de matéria seca, firmeza e teor de sólidos solúveis totais não apresentou diferenças significativas relativamente aos obtidos na cultura em lã-de-rocha. Quadro 1 – Características dos frutos produzidos em lã-de-rocha e no solo (valores das médias seguido do erro padrão entre parênteses) Cultura em lã-de-rocha Cultura no solo Podadas Não podadas Solo Sig. Comprimento (mm)a 98,7 (1,55)b 97,3 (1,42)b 112,9 (2,01)a 0,000 Diâmetro (mm) 72,3 (1,28)b 73,8 (0,95)b 78,0 (1,18)a 0,001 Matéria seca (%) 8,99 (1,08) 7,68 (0,588) 10,5 (1,81) 0,316 Firmeza 1,50 (0,041) 1,53 (0,044) 1,44 (0,046) 0,344 SST (ºBrix) 5,19 (0,099) 5,09 (0,077) 4,93 (0,167) 0,317 Peso médio (g) 120,9 (3,84)b 123,1 (2,90)b 160,9 (5,46)a 0,000 a

Na mesma linha, os valores seguidos da mesma letra não são estatisticamente diferentes para p ≤0,05

Conclusões: • Apesar do ciclo cultural ter sido mais curto que o habitual, observaram-se diferenças significativas na produção segundo os dois sistemas de condução, sendo a produção, total e comercial, maior nas plantas não podadas. • Nas plantas não podadas a ocorrência de necrose apical foi menor. • A poda não afectou a qualidade do pimento, expressa pelas variáveis: comprimento, diâmetro e peso médio dos frutos, teor de matéria seca, firmeza da polpa e teor de sólidos solúveis totais. • Os pimentos produzidos em lã-de-rocha foram de menor tamanho, mas de qualidade idêntica (em teor de matéria seca, firmeza da polpa e teor de sólidos solúveis totais) aos obtidos no solo.

33



Ficha nº 10 Cultura de tomate: 1ª cultura (2002 - 2003)

Pro

gram

a A

GR

O n

º 19

7 M

edid

a 8

– D

esen

volv

imen

to T

ecno

lógi

co e

Dem

onst

raçã

o A

cção

8.1

– D

esen

volv

imen

to E

xper

imen

tal e

Dem

onst

raçã

o (D

E&

D)








Objectivos: • Testar a cultura de tomate ‘Daniela’ em estufa aquecida, em lã-de-rocha, com reciclagem. • Testar a aplicação foliar de cálcio na redução da necrose apical. Modalidades: 1: testemunha.(sem aplicação de cálcio) 2: Naturamin-Ca® 3: Naturquel-Ca® 4: Natursal® 5: Nitrato de cálcio Ajustou-se a diluição dos produtos comerciais (ver caixa) de forma a obter soluções com o equivalente a 0,52 g de CaO/L de água • Comparar a qualidade de tomate produzido em cultura sem solo em lã-de-rocha e em cultura convencional no solo.

Técnica cultural: Cultivar: ‘Daniela’ (Hazera, Israel) Substrato: lã-de-rocha (Grodan, Med

1x0,15x0,1m) Distância entre linhas de placa: 2,25 m Distância entre placas na linha: 1,20 m N.º de utilizações da lã-de-rocha: 2ª N.º de plantas/ placa: 6 Densidade de plantação: 2,22 plantas/m2 Área /parcela: 5,4 m2 N.º de plantas/parcela: 12 N.º de repetições/parcela: 4 Sementeira: 2 pl/cubo de lã-de-rocha Data de plantação: 17 de Dez. de 2002 Início da produção: 23 de Abril de 2003 Final da produção: 31 de Julho de 2003

Soluções nutritivas utilizadas durante a cultura: Data N NO3 NH4 H2PO4 K Ca SO4 Mg Cl Na HCO3 Fe Mn B Cu Zn Mo CE pH mmol/L µmol/L dS/m 1Dez02 17,3 16,0 1,28 1,78 5,01 4,99 1,35 1,38 2,40 1,96 0,50 37 14 22 3 3 0,6 2,2 5,5

14Fev03 16,2 15,6 0,63 1,77 5,59 4,82 1,29 1,35 2,40 1,95 0,50 35 13 21 3 3 0,6 2,2 5,5 26Mar03 15,1 14,5 0,57 1,80 5,87 4,59 1,98 1,72 2,40 1,96 0,50 32 12 20 3 3 0,5 2,2 5,5 17Abr03 12,2 10,3 1,90 1,37 3,38 6,18 3,95 1,53 3,41 2,30 0,50 35 5 55 2 2 0,1 2,1 5,5 14Mai03 12,0 11,1 0,94 1,51 4,76 4,53 2,46 1,94 3,85 3,04 0,50 23 6 14 2 6 0,2 2,1 5,5 17Jun03 12,3 11,4 0,96 1,77 4,61 4,60 2,23 1,93 3,86 3,04 0,50 23 6 14 2 6 0,2 2,1 5,5

Natursal® : Contém Ácidos (trihidroxiglutárico, glucónico, glutárico, etc,), com 18% p/v de CaO, 1,4% p/v de MgO e 21,1% p/v de ácidos polihidroxicarboxílicos (2,8mL/L de água). Naturquel-Ca®– Contém Hexa/Heptagluconatos, com 13% p/v de CaO, agentes quelatantes (ácidos hexa/heptagluconicos estáveis com pH entre 4-9) (4mL/L de água). Naturamin-Ca® – Contém aminoácidos e Ca, com: 16,5% p/v de aminoácidos livres, 13% p/v de CaO; 0,8% p/v de N orgânico; 7% p/v de N nítrico; 6,5% de matéria orgânica (4mL/L de água). Nitrato de cálcio – Adubo sólido solúvel com: 15% p/p de N; 27;5% p/p de CaO (0,52 g/L de água).

34

Resultados: Consumo de solução nutritiva O balanço da solução aplicada à cultura mostra que, no período de Dezembro a Junho, foi aplicada em média 3,8 L de solução nutritiva/ m2 dia, da qual: • 2,2 L (58,6%) foi evapotranspirada, • 1,1 L (30,1%) foi reciclada • 0,5 L (11,3%) foi reutilizada na fertirrega de pomar de citrinos (Quadro 1, Fig. 1).

Valores de pH e CE da rega e drenagem O pH e a CE medidos durante o ciclo cultural mantiveram-se dentro dos limites previamente estabelecidos, apresentando a drenagem, em ambos os parâmetros, valores superiores aos medidos na solução nutritiva fornecida na rega (Quadro 2). Equilíbrio da solução nutritiva A fertirrega com incorporação de parte da drenagem dificulta o reequilíbrio das soluções nutritivas. Registaram-se diferenças entre os valores médios das soluções nutritivas de referência e os valores médios obtidos nas análises efectuadas às soluções aplicadas à cultura, sendo de realçar os seguintes aspectos: • A maioria dos elementos apresentou valores superiores em relação à “Solução de referência”, excepto em: Mg, H2P04, N03, Cu e Mn. • As diferenças mais acentuadas registaram-se no S04 e B, com valores claramente superiores, e no H2P04, com valor claramente inferior (Fig. 3).

0

10

20

30

40

50

60

70

Dezembro Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho

Meses

SN

ap

licad

a(%

)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

SN

ap

licad

a(L

/m2 )

% SN consumidapelas plantas

% SN drenadanão recuperada

% SN drenadarecuperada

SN consumidapelas plantas

SN aplicada àcultura

SN drenada nãorecuperada

SN drenadarecuperada

Figura 1 – Solução nutritiva (valores acumulados)

Quadro 1 – Solução nutritiva aplicada à cultura e drenagem

aplicada

às plantas


Dezembro 0,4 0,1 23,1 0,3 76,9 0,1 16,3 0,2 60,6

Janeiro 0,5 0,3 65,5 0,2 34,5 0,1 15,9 0,1 18,6

Fevereiro 2,0 1,2 60,4 0,8 39,6 0,2 11,7 0,6 27,9

Março 2,9 1,9 66,3 1,0 33,7 0,6 20,0 0,4 13,7

Abril 4,5 2,5 55,9 2,0 44,1 0,9 19,0 1,1 25,1

Maio 5,7 3,1 54,2 2,6 45,8 0,8 13,8 1,8 32,0

Junho 6,2 3,4 54,6 2,8 45,4 0,4 5,8 2,5 39,6

Julho 5,9 3,8 65,0 2,0 35,0 0,2 3,7 1,8 31,3

Total 3,8 2,2 58,6 1,6 41,4 0,4 11,3 1,1 30,1

Mêspelas plantas Total não recuperada

Solução nutritiva

consumida drenada

recuperada

Quadro 2 – Valores de pH e CE da rega e drenagem

C E pH C E pH

D ezem b ro 2.25 5.91 2.04 7.28

Jan eiro 2.13 5.62 1.98 7.47

F evereiro 2.10 5.97 1.85 8.29

M arço 2.21 6.01 3.32 8.37Abril 2.09 5.97 3.09 7.48M aio 2.18 5.26 3.25 6.35Jun h o 2.14 5.82 3.31 6.05Ju lh o 1.49 6.92 2.55 7.69

M éd ia 2.06 5.93 2.74 7.36

MêsS olução nutritiva

aplicada às p lantas drenada tota l

198,59

814,47

18,84

163,33

189,93

198,07

212,16

39,40

108,39

54,63

30,50

183,48

711,00

29,50

88,24

190,00

238,50

405,90

39,15

143,00

67,45

50,00

0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 800,00 900,00

N

NO3

NH4

H2PO4

K

Ca

SO4

Mg

Cl

Na

HCO3

(mac

ro-n

utr

ien

tes)

(mg/litro)

Valor Base Valor Análise

1,74

0,52

0,26

0,15

0,26

1,99

0,48

0,41

0,12

0,37

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50

Fe

Mn

B

Cu

Zn

(mic

ro-n

utr

ien

tes)

(mg/litro)

Valor Base Valor Análise

Figura 3 – Comparação dos valores médios de referência das soluções nutritivas (Valores Base) e dos valores médios registados nas análises efectuadas às soluções nutritivas aplicadas às culturas (Valores Análise).

35

Qualidade As análises físico-químicas aos frutos da cultura em lã-de-rocha e do solo (modo convencional) indicam valores semelhantes (Quadro 5). Os frutos da cultura em lã-de-rocha apresentaram menor % de humidade, valores mais elevados de pH, ºBrix, acidez total, cinzas, índice de maturação e nitratos.

Quadro 3 – Produção de tomate ‘Daniela’ Produçãoa, b comercializável Produção Classe Extra Classe I Classe II Total total Tratamentosd nº peso nº peso nº peso nº peso nº peso Testemunha 23,7 3,38 52,8a 6,45 51,7ab 5,78 128 15,6 141 16,3 Naturamin-Ca 20,3 3,11 51,4a 6,39 46,6b 5,48 118 15,0 133 15,9 Naturquel-Ca® 18,3 2,65 43,8b 5,58 53,6a 6,05 116 14,3 136 15,9 Natursal 20,7 3,13 53,0a 6,44 52,3a 5,91 126 15,5 140 16,2 CaNO3 21,2 3,17 51,4a 6,60 46,1b 5,19 119 15,0 130 15,4 a Produção: em peso, expressa em kg m-2; em nº, número de frutos por m2. b *Resultado da Análise de variância multivariada e teste de Duncan (na mesma coluna, os valores seguidos da mesma letra não são estatisticamente diferentes para p ≤ 0,05)

Quadro 4 – Produção incomercializável, sem e com necrose apical Produçãoa, b Incomercial c s/ NA c/ NA Total incomercial nº peso nº peso nº peso Testemunha 8,4b 0,42 4,10 0,30 12,6b 0,72b Naturamin-Ca 12,6b 0,67 2,50 0,20 15,1ab 0,88b Naturquel-Ca® 16,6a 1,31 4,08 0,27 20,7a 1,58a Natursal 9,4b 0,43 3,83 0,25 13,3b 0,69b CaNO3 10,0b 0,48 1,35 0,12 11,4b 0,59b a Produção: em peso, expressa em kg m-2; em nº, número de frutos por m2. b *Resultado da Análise de variância multivariada e teste de Duncan (na mesma coluna, os valores seguidos da mesma letra não são estatisticamente diferentes para p ≤ 0,05). c s/NA, sem necrose apical; c/NA, com necrose apical. d

Produtividade As modalidades testadas não afectaram a produção comercializável, que variou entre 14,3 Kg/m2 (Naturquel-Ca) e 15,6 Kg/m2 (testemunha) (Quadro 3). Em média, a produção incomercializável representou 5,6% da produção total. A análise à produção incomercializável não demonstra a esperada influência positiva dos produtos comerciais testados na ocorrência da necrose apical (NA, Quadro 4). Em média, a produção incomercializável com NA foi muito reduzida, cerca de 1,4% da produção total (em peso). O peso e o nº de frutos com NA foi idêntico em todas as modalidades. Na produção incomercializável sem NA, o peso foi também idêntico, e o nº de frutos foi superior com alguns dos produtos comerciais.

Quadro 5 –Análises físico-químicas aos frutos de cultura sem solo (lã-de-rocha) e no solo

Humidade º Brix Acidez total Cinzas Mat. seca Índice de Nitratos

(%) (%) (g/cm3) (%) (%) Maturação (mg/Kg)

Cultura sem solo 93,20 5,08 5,13 0,39 0,53 6,82 13,15 324,00Cultura no solo 94,58 4,64 4,32 0,36 0,51 5,43 12,06 300,00

pHModo de produção

36

Provas organolépticas Os valores médios da avaliação pelo painel de provadores foram bastante semelhantes. Na escala de 1 (Mau) a 5 (Muito bom), as características exteriores e as da polpa situaram-se entre 3 (satisfatório) e 4,1 (bom) (Quadro 5). Os parâmetros consistência da pele e sabor (doce e ácido) foram, em ambas os modos de produção, classificados entre 2 (Medíocre) e 3 (Satisfatório) e a aceitabilidade geral foi considerada satisfatória (3) em ambos os casos

Quadro 5 – Resultadosa das provas organolépticas ao tomate produzido em estufa sem solo (lã-de-rocha) e no solo (modo convencional)

Relação

polpa/semente

Cultura sem solo 3,4 3,6 3,2 3,0 3,1

Cultura no solo 3,5 3,4 3,6 3,6 3,0

Características interiores

Modo de Produção aspecto cor aspecto cor

Características exteriores

Pele Sabor AceitabilidadeCarnudo Suculento Farináceo Consistência Consistência Doce Ácido Estranho Geral

Cultura sem solo 3,2 3,2 3,9 3,7 2,1 2,6 2,7 N 3,0Cultura no solo 3,5 3,7 4,1 3,4 2,4 2,7 2,5 N 3,0

PolpaModo de Produção

a Valores médios das classificações do painel de provadores, segundo uma escala de 1 a 5 (1: mau, 2: medíocre, 3: satisfatório, 4: bom, 5: muito bom).

Cultura sem solo (lã-de-rocha)

Cultura no solo (modo convencional)

Conclusões • A produção comercializável foi cerca de 50% superior à média regional em lã-de-rocha • Neste ensaio, os produtos testados para a redução da necrose apical não apresentaram efeitos positivos em relação à não aplicação de qualquer suplemento de cálcio, evidenciando a importância das condições ambientais na ocorrência deste acidente fisiológico. • De uma forma global, praticamente não se podem referenciar diferenças de qualidade entre o tomate obtido em lã-de-rocha e o obtido no solo.

37




Pro

gram

a P

O A

GR

O n

º 19

7 M

edid

a 8

– D

esen

volv

imen

to T

ecno

lógi

co e

Dem

onst

raçã

o A

cção

8.1

– D

esen

volv

imen

to E

xper

imen

tal e

Dem

onst

raçã

o (D

E&

D)








Objectivos: • Testar a cultura de tomate de duas cultivares, ‘Zinac’ e ‘Sinatra’, cultivadas em

lã-de-rocha (3ª utilização), com reutilização das soluções drenadas. • Avaliar as possíveis vantagens da cultura em ambiente enriquecido, durante o

dia, com CO2 proveniente da queima de Gás propano utilizado no aquecimento da estufa.

• Avaliar a qualidade dos frutos obtidos em culturas segundo o método de produção biológica (Biológico), no solo segundo o método tradicional (Solo) e sem solo em lã-de-rocha (Hidroponia).

Técnica cultural: Cultivares: ‘Zinac’ (Ruitter Seeds, Holanda) e ‘Sinatra'(Sluis & Groot (Syngenta), Holanda) Substrato: lã-de-rocha (Grodan, Med 1x0,15x0,1m) Distância entre linhas de placa: 2,25 m Distância entre placas na linha: 1,20 m N.º de utilizações da lã-de-rocha: 3ª N.º de plantas/ placa: 6 Densidade de plantação: 2,22 plantas/ m2 Área /parcela: 5,4 m2 N.º de plantas/parcela: 12 N.º de repetições/parcela: 4 Sementeira: 2 plantas/cubo de lã-de-rocha Data de plantação: 24 de Novembro de 2003 Início da produção: 9 de Março de 2004 Final da produção: 15 de Julho de 2004

Soluções nutritivas utilizadas durante a condução da cultura:

N NO3 NH4 H2PO4 K Ca SO4 Mg Cl Na HCO3 Fe Mn B Cu Zn Mo CE

ms/cm

03-11-2003 15,09 14,49 0,59 1,77 5,21 4,67 1,44 1,38 2,40 1,96 0,50 38,53 15,44 23,07 2,92 3,49 0,67 2,10 5,5007-01-2004 17,29 16,54 0,76 1,79 6,28 5,39 2,06 1,38 2,40 1,96 0,50 49,71 19,58 27,28 3,33 4,09 0,87 2,40 5,5017-05-2004 12,47 12,06 0,41 1,82 7,59 3,88 3,20 1,85 2,40 1,96 0,50 39,90 14,48 22,09 2,82 3,35 0,62 2,20 5,50

Data pHµmol/Lmmol/L

38

Resultados: Consumo de solução nutritiva O balanço da solução aplicada à cultura mostra que, no período de Novembro a Julho, foi aplicada, em média, 3,42 L de solução nutritiva/m2 dia, da qual:

• 1,79 L (52%) foi evapotranspirada • 0,82 L (24%) foi reciclada • 0,82 L (24%) foi reutilizada na

fertirrega de pomar de citrinos (Quadro 1, Fig. 1).

Valores de pH e CE da rega e drenagem Os valores de pH e de CE registados durante o ciclo cultural mantiveram-se dentro dos limites previamente estabelecidos, apresentando as soluções drenadas, em ambos os parâmetros, valores superiores aos medidos na solução nutritiva fornecida na rega (Quadro 2). Equilíbrio da solução nutritiva Registaram-se diferenças entre os valores previstos nas soluções nutritivas de referência e os valores medidos nas soluções fornecidas à cultura, sendo de realçar os seguintes aspectos: • A maioria dos elementos analisados

apresentou valores superiores em relação à “Solução de referência”, excepto em: HCO3, K, H2P04, Cu e Mn.

• Em relação à solução de referência, as diferenças mais acentuadas registaram-se no Zn e Na, com valores claramente superiores, e no H2P04 e Cu, com valores inferiores (Fig.3).

0

10

20

30

40

50

60

Novembro Dezembro Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho

Meses

SN

ap

lica

da

(%)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

SN

ap

lica

da

(L/m

2)










aplicada

às plantas


Novembro 0,61 0,22 37 0,39 63 0,02 3 0,37 61

Dezembro 0,52 0,31 59 0,21 41 0,10 19 0,12 22

Janeiro 1,42 0,85 60 0,56 40 0,08 6 0,48 34

Fevereiro 2,17 1,21 56 0,96 44 0,24 11 0,71 33

Março 3,29 2,03 62 1,26 38 0,23 7 1,03 31

Abril 4,63 2,76 60 1,88 40 1,28 28 0,60 13

Maio 4,90 2,58 53 2,32 47 0,84 17 1,48 30

Junho 6,39 2,77 43 3,62 57 2,18 34 1,44 23

Julho 5,39 2,16 40 3,23 60 2,59 48 0,64 12

Total 3,42 1,79 52 1,63 48 0,82 24 0,82 24

Mês

Solução nutritiva

consumida drenada


Quadro 2 – Valores de pH e CE da rega e drenagem

CE pH CE pH

Novembro 2.15 6.63 1.91 7.72

Dezembro 2.21 5.95 2.11 7.63

Janeiro 2.51 5.59 2.36 7.39

Fevereiro 2.13 5.61 2.63 7.11

Março 2.00 6.00 3.22 7.24

Abril 2.02 5.75 2.94 6.95

Maio 2.01 5.59 2.92 6.69

Junho 2.00 5.62 2.78 6.05

Julho 2.04 5.91 2.83 5.59

Média 2.11 5.76 2.71 6.92

Mês

Solução nutritiva

aplicada às plantas drenada total

239,5

1002,0

17,1

75,5

199,0

286,5

352,5

44,1

137,4

81,5

21,3

209,3

890,5

10,6

175,7

248,0

185,9

214,4

36,9

85,2

45,1

30,5

0,0 200,0 400,0 600,0 800,0 1000,0

N

NO3

NH4

H2PO4

K

Ca

SO4

Mg

Cl

Na

HCO3

ma

cro

-nu

trie

nte

s

(mg/litro)

Valor Análise Valor Base

4,0

0,6

0,5

0,1

0,4

2,4

0,9

0,3

0,2

0,2

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

Fe

Mn

B

Cu

Zn

mic

ro-n

utr

ien

tes

(mg/litro)

Valor análise Valor base

Figura 3 – Comparação dos valores médios de referência das soluções nutritivas (Valores Base) e dos valores médios registados nas análises efectuadas às soluções nutritivas aplicadas às culturas (Valores Análise).

39

Quadro 4 – Escalonamento da produção por calibres (%) e peso médio dos frutos (g)

Produtividade As produções obtidas foram superiores às registadas no ano anterior (‘Daniela’), situando-se a produção comercializável entre 17,6 e 18 kg m-2. (Quadro 3). A cv. ‘Sinatra’ foi a mais produtiva. Os frutos da cv. ‘Sinatra’ apresentaram o maior peso médio (174 g). Em ambas as cv. a maior produção, foi no calibre 67-82 mm (Quadros 3, 4 e Fig. 4), mas a cv. ‘Zinac’ apresentou a maior produção nas Classes I e Extra.

Quadro 3 – Produção de tomate ‘Zinac’ e ‘Sinatra’ Produçãoa, b Comercial Extra I II Total comercial Total nº peso nº peso nº peso nº peso nº peso Zinac 14,4* 2,89 34,5 6,12 71,4* 8,78 121,2 17,8 148,6* 19,7 Sinatra 9,6* 2,32 30,8 6,14 65,6* 9,91 106,0 18,4 131,1* 20,4 a Produção: em peso, expressa em kg m-2; em nº, número de frutos por m2. b *Resultado da Análise de variância univariada: *, diferenças significativas entre cv., para p < 0,05

Peso

Peso do % Peso do % Peso do % Peso do % Peso do % Peso do % médio do

fruto do peso fruto do peso fruto do peso fruto do peso fruto do peso fruto do peso fruto

(g) total (g) total (g) total (g) total (g) total (g) total (g)

Zinac 0 0,0 112 30,3 156 34,3 185 34,4 290 1,0 0 0,0 147

Sinatra 43 0,3 120 19,4 159 20,5 204 46,9 283 11,9 365 1,0 174

Modalidades

>102 mm82 - 102 mm67 - 82 mm57 - 67 mm47 - 57 mm<47 mm

Quadro 5 – Resultados das análises físico-químicas ao tomate de estufa obtido em agricultura na cultura em lã de rocha e na cultura em solo (modo convencional e biológico)

Cultura cv. pH ºBrix

(%)

Acidez total (g ác. citríco kg-1)

Cinzas

(%)

M. seca

(%)

Índice de maturação

Nitratos (mg kg-1)

Lã de Zinac 4,28 4,75 3,97 0,40 5,66 12 148 rocha Sinatra 4,13 5,17 5,06 0,43 5,92 10 176 média 4,21 4,96 4,52 0,42 5,79 11 162 Biológico Zinac 4,18 4,66 3,92 0,45 6,00 12 148 Sinatra 4,04 5,11 4,32 0,47 6,55 12 188 média 4,11 4,89 4,12 0,46 6,28 12 168 Solo Zinac 4,20 4,67 5,08 0,48 5,77 9 128 Sinatra 4,11 5,02 5,47 0,44 6,09 9 164 média 4,16 4,85 5,28 0,46 5,93 9 146

Qualidade: comparação da qualidade do tomate produzido em lã de rocha e no solo (segundo os modos convencional e biológico) Durante a época de colheita, analisou-se o tomate em 5 momentos, entre 12/4 e 30/6/2004. As diferenças foram relativamente reduzidas, destacando-se na cultura sem solo o valor um pouco mais baixo de matéria seca, mas intermédio em nitratos e mais elevado no ºBrix (Quadro 5).

0

50

100

150

200

250

300

350

400

<47 mm 47 - 57 mm 57 - 67 mm 67 - 82 mm 82 - 102 mm >102 mm

Caibres dos Frutos

Pe

so

Mé

dio

do

Fru

to

(g)

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

20,0

22,0

24,0

26,0

28,0

30,0

32,0

34,0

36,0

38,0

40,0

42,0

44,0

46,0

48,0

50,0

pesoZ pesoS %Z %S

Figura 4 – Escalonamento da produção por calibres (%) e peso médio dos frutos (g)

40

Quadro 6 –Resultados das provas organolépticas ao tomate de estufa obtido em cultura em lã de rocha e em cultura no solo (modos convencional e biológico) Características exteriores Características interiores Cultura cv. aspecto cor aspecto cor relação polpa/

semente Lã de Zinac 3,8 3,6 3,3 3,3 3,0 rocha Sinatra 3,9 3,5 3,5 3,3 3,3 média 3,9 3,6 3,4 3,3 3,2 Biológico Zinac 3,2 3,1 3,2 3,6 3 Sinatra 2,2 2,6 3,1 3,3 3,8 média 2,7 2,9 3,2 3,5 3,4 Solo Zinac 3,5 3,3 3,3 3,3 2,8 Sinatra 3,6 3 3,5 3,3 3 média 3,6 3,2 3,4 3,3 2,9

Polpa Pele Sabor Aceitabilidade Cultura cv. carnuda suculenta farinácea consistência consistência doce àcido estranho geral Hidroponia Zinac 3,5 3,4 4,2 3,5 3,2 3,2 3,4 não 3,4 Sinatra 3,4 3,1 2,9 3,2 3,3 2,9 3,1 não 3,1 média 3,5 3,3 3,6 3,4 3,3 3,1 3,3 3,3 Biológico Zinac 3,1 3,4 3,5 3,4 2,8 2,9 3,3 não 2,8 Sinatra 3,8 2,8 2,7 2,9 2,8 2,9 2,9 não 2,5 média 3,5 3,1 3,1 3,2 2,8 2,9 3,1 2,7 Solo Zinac 3,2 3,3 3,7 3,4 3,2 4,2 3,1 não 3,3 Sinatra 3,3 3,1 3 3,3 3,2 2,9 3,1 não 3 média 3,3 3,2 3,4 3,4 3,2 3,6 3,1 3,2

Provas organolépticas Os valores da média ponderada da avaliação do painel de provadores foram bastante semelhantes. Na escala de 1 (mau) a 5 (muito bom), as características avaliadas situaram-se entre 2,7 (satisfatório) e 3,9 (bom) (Quadro 6). De destacar que a cultura em lã de rocha apresentou normalmente os valores mais altos, nomeadamente no aspecto exterior, cor, consistência da polpa, sabor ácido e aceitabilidade geral.

Conclusões • A produção comercializável foi cerca de 80% superior à média regional em lã de rocha. • As diferenças de qualidade do tomate produzido, relativamente ao obtido em solo pelos

métodos convencional e biológico, são reduzidas, aliás, com vantagens para a cultura em lã de rocha em algumas das variáveis de qualidade analisadas.

Lã de rocha Solo (convencional)

Solo Modo biológico

41


Cultura sem solo com reutilização dos efluentes, em estufa com controlo ambiental melhorado


Pro

gram

a P

O A

GR

O n

º 19

7 M

edid

a 8

– D

esen

volv

imen

to T

ecno

lógi

co e

Dem

onst

raçã

o A

cção

8.1

– D

esen

volv

imen

to E

xper

imen

tal e

Dem

onst

raçã

o (D

E&

D)








Objectivos:

• Testar a cultura de tomate de duas cultivares, ‘Zinac’ e ‘Sinatra’, cultivadas em lã-de-rocha (4ª utilização), com reutilização das soluções drenadas.

• Avaliar o efeito do enriquecimento da atmosfera da estufa, durante o dia, com CO2 proveniente da combustão de gás propano nas caldeiras de aquecimento.

Técnica cultural: Cultivares: ‘Zinac’ (Ruitter Seeds, Holanda) e ‘Sinatra '(Sluis & Groot (Syngenta), Holanda) Substrato: lã-de-rocha (Grodan, Med 1x0,15x0,1m) Distância entre linhas de placa: 2,25 m Distância entre placas na linha: 1,20 m N.º de utilizações da lã-de-rocha: 4ª N.º de plantas/ placa: 6 Densidade de plantação: 2,22 plantas/m2 Área /parcela: 5,4 m2 N.º de plantas/parcela: 12 N.º de repetições/parcela: 4 Sementeira: 2 plantas/cubo de lã-de-rocha Período de aquecimento e aplicação de CO2: 25/11/2004 a 11/02/2005 Data de plantação: 22 de Novembro de 2004 Início da produção: 21 de Março de 2005 Final da produção: 15 de Junho de 2005

Situações em estudo O estudo decorreu numa estufa metálica com 1170m2, dividida a meio por uma cortina de filme de PE de 100µm, colocada no sentido das linhas de cultura. Em cada uma destas parcelas testou-se a cultura de duas cultivares de tomate, com e sem enriquecimento em CO2.

Soluções nutritivas utilizadas durante a condução da cultura:

N NO3 NH4 H2PO5 K Ca SO4 Mg Cl Na HCO3 Fe Mn B Cu Zn Mo CE

ms/cm

17-11-2004 16,01 15,32 0,68 1,72 6,16 5,07 2,18 1,38 2,40 1,96 0,50 38,50 14,56 22,18 2,83 3,36 0,63 2,30 5,50

11-02-2005 18,49 17,66 0,84 2,14 7,66 5,74 3,11 1,90 2,40 1,96 0,50 47,49 17,69 25,35 3,14 3,81 0,78 2,70 5,50

Data pHµmol/Lmmol/L

42

Resultados: Consumo de solução nutritiva No período de Novembro a Junho, foi aplicada, em média, 3,36 L de solução nutritiva/m2 dia, da qual:

• 2,02 L (60%) foi evapotranspirada • 1,09 L (33%) foi reciclada • 0,25 L (7%) foi reutilizada na

fertirrega de pomar de citrinos (Quadro 1, Fig. 1).

Valores de pH e CE da rega e drenagem O pH e a CE registados nas soluções nutritivas durante o ciclo cultural, foram respectivamente superior (pH) e inferiores (CE) aos limites previamente estabelecidos (Quadro 2). Tal como nos ensaios anteriores a drenagem apresentou, em ambos os parâmetros, valores superiores aos registados nas soluções aplicadas à cultura Equilíbrio da solução nutritiva O valor registado da CE na mistura de drenagem e água doce - com base na qual se preparava a solução nutritiva - foi 0,75 dSm-1 abaixo do valor desejado na rega, garantindo-se assim a adição da quantidade de sais equivalente a esta diferença (Quadro 2).

0

10

20

30

40

50

60

70

Novembro Dezembro Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho

Meses

SN

ap

licad

a

(%)

0

100

200

300

400

500

600

700

800

SN

ap

licad

a

(L/m

2)










aplicada

às plantas


Novembro 0,45 0,02 5 0,43 95 0,02 6 0,40 89

Dezembro 0,52 0,28 54 0,24 46 0,09 17 0,15 29Janeiro 1,44 0,92 63 0,53 37 0,07 5 0,45 31Fevereiro 2,72 1,67 61 1,05 39 0,15 5 0,90 33Março 3,35 1,89 56 1,47 44 0,15 5 1,32 39Abril 5,39 3,39 63 2,01 37 0,55 10 1,46 27Maio 5,54 3,81 69 1,73 31 0,28 5 1,45 26Junho 7,38 3,49 47 3,89 53 0,71 10 3,18 43

Total 3,36 2,02 60 1,34 40 0,24 7 1,09 33

Mês

Solução nutritiva

consumida drenada


Quadro 2 - Valores de pH e CE da rega e drenagem

CE pH CE pH CE pH

Novembro 23-30 0,95 7,51 2,19 6,54 1,67 7,64

Dezembro 01-31 1,38 7,14 2,18 6,57 1,89 7,34

Janeiro 01-31 1,64 7,02 2,91 5,81 3,21 7,02

Fevereiro 01-28 2,21 6,71 3,12 5,82 4,93 6,38

Março 01-31 2,24 6,55 2,66 5,74 4,14 5,98

Abril 01-30 1,75 6,64 2,32 5,89 3,90 5,87

Maio 01-31 1,79 6,77 2,28 6,21 4,01 6,29

Junho 01-15 1,93 6,71 2,41 5,84 3,31 6,31

Total 23/11 - 15/06 1,80 6,83 2,55 6,02 3,54 6,52

(*) - Solução drenada e reciclada, corrigida com água da rede, a partir da qual se preparava a solução nutritiva a aplicada às

plantas

Mês

Solução nutritiva

aplicada às plantas drenada totalDias

Solução recuperada (*)

(drenados + água da rede)

Sistema de aquecimento a gás propano Durante o ensaio gastou-se 4,7 Kg m-2 de gás propano, o que corresponde a um consumo médio diário de 60 g m-2 (Fig. 2). O consumo diário variou com a temperatura mínima nocturna do ar, que de Novembro a Fevereiro apresentou o valor médio 10,1 ºC.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

.

Nov Dez Jan Fev

Mês

(g/m

2/d

ia)

-1,0

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

(Kg

/m2)

Gás- consumo diário (g/m2/dia)

Gás - consumo acumulado (Kg/m2)

Figura 2 – Consumo de gás no aquecimento da estufa

43

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª 9ª 10ª 11ª 12ª 13ª

(Ciclo Cultura l - Sema nas)

Co

mp

rim

en

to (

cm

)

Sinatra S/CO2

Zinac S/CO2

Sinatra C/CO2

Zinac C/CO2

Figura 4 – Comprimento das plantas nas modalidades em estudo

Crescimento e floração Até à 13ª semana após a plantação (11 Fev. 2005), efectuou-se aquecimento e injecção de CO2, observando-se em ambas as cultivares, um crescimento ligeiramente maior na parcela com injecção de CO2 (Fig. 4). Até aquela data, as plantas apresentavam entre 6 e 8 cachos florais vingados. O número médio de cachos vingados (Fig. 5) até aquela data na parcela com CO2 foi estatisticamente superior (6,94 versus 6,59), mas a produção final não foi afectada (Quadro 4).

Enriquecimento da atmosfera da estufa em dióxido de carbono (CO2) De final de Novembro a meados de Fevereiro, período em que se aqueceu a estufa e aplicou CO2, metade da estufa “Com/CO2“, conseguiu-se manter o teor de CO2 durante o dia bastante acima do valor no exterior, atingindo-se em média 681 ppm (Fig. 3).

0

200

400

600

800

1000

1200

2 7 10 14 16 20 22 27 29 3 5 7 11 13 17 19 21 27 31 2 4 10 15 17 22 24 26 4 15 18

(CO

2 -

pp

m)

Exterior

Sem / CO2

Com / CO2

Dezembro/ Janeiro/ Fevereiro/0 Março/0

Fin

al

da

ap

lic

aç

ão

de

CO

2

Figura 3 – Valores dos níveis de CO2 no exterior e interior da estufa, com e sem injecção de CO2

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

04-01-05 12-01-05 19-01-05 26-01-05 02-02-05 09-02-05 16-02-05 23-02-05 02-03-05

( Data )

( N

º d

e C

ac

ho

s V

ing

ad

os )

Sem CO2

Com CO2

Figura 5 – Vingamento dos cachos, nas parcelas “C/ CO2“ e “S/ CO2”

44

Quadro 5 – Distribuição da produção por classes (Z, ‘Zinac’; S, ‘Sinatra’)

Total Comercializável

S/ CO2 Z

S/ CO2 S

c/ CO2 Z

c/ CO2 S 169 15185 140 180 197

168 152

76 120 161 178 156 140

91 139 181 191

77 128 159 175 156 140

gr/fruto gr/fruto gr/fruto gr/fruto

Classe II Classe I Classe Extra

gr/fruto

Modalidades

Produção

Incomercializável Comercializável TOTAL

gr/fruto

Produtividade Não houve diferenças significativas na produção final, quer em peso quer em número de frutos por classe. Como exemplo, apresentam-se os valores da produção comercializavel das duas cv., com e sem enriquecimento da atmosfera da estufa em CO2 (Quadro 3). A aplicação de CO2, não se reflectiu na produção (Quadro 4).

Quadro 3 – Produção comercializável por cultivar e tratamento Cultivar kg m-2 Com CO2 Sinatra 12,2 Zinac 13,0 Sem CO2 Sinatra 13,0 Zinac 12,2

Quadro 4 – Produção comercializável por tratamento e cultivar kg m-2 Tratamento Sem CO2 12,6 Com CO2 12,6 Cultivar Sinatra 12,6 Zinac 12,6

Conclusões • Neste ensaio, a produtividade do tomate, apesar de superior à média regional, foi inferior à obtida nos

dois anos anteriores, o que se pode atribuir à redução do período de aquecimento aliado a um Inverno bastante frio, e ao facto de ser a 4ª utilização das placas de lã-de-rocha.

• Demonstrou-se a viabilidade técnica do enriquecimento da atmosfera da estufa em CO2 utilizando os gases de combustão das caldeiras a gás, conservando-se este calor, libertado durante o dia, para o aquecimento nocturno.

• Apesar do dispositivo experimental instalado para o ensaio, não foi possível obter informação positiva relativamente ao interesse da aplicação de CO2. Embora se tenham observado diferenças significativas no nº de cachos vingados até meados de Fevereiro, este aumento de 5,2% no nº de cachos vingados é por si só pouco relevante face ao custo do investimento. Tanto mais que não foram detectadas diferenças a nível da produção final. É de admitir, contudo, que a continuação da aplicação de CO2, tendo em conta as baixas temperaturas que se continuaram a verificar depois de 15 de Fevereiro, poderiam ter melhorado acentuadamente aquela diferença até alcançar um nível economicamente justificável.

45



Ficha nº 13 Cultura de gerbera em substratos orgânicos

Pro

gra

ma

AG

RO

nº

197

M

ed

ida

8 –

De

sen

vo

lvim

ento

Te

cno

lóg

ico

e D

em

on

str

ação

A

cção

8.1

– D

ese

nvo

lvim

en

to E

xp

eri

me

nta

l e

De

mon

str

ação

(D

E&

D)

Objectivo: Testar a produtividade da gerbera em substratos preparados à base de resíduos orgânicos e avaliar a sua utilização, em alternativa aos substratos importados. Introdução A gerbera é largamente cultivada em Portugal, em estufa, para produção de flor cortada ao longo do ano. Contudo a elevada sensibilidade da gerbera às doenças do solo e a exigência de solos bem drenados contribui para a elevada mortalidade de plantas quando cultivada directamente no solo. A cultura da gerbera em substrato tem por isso grande interesse. Caracterização do ensaio: Cultivares: 4 cv. de gerbera Substrato: 4 substratos orgânicos Modo de cultivo: com reutilização da drenagem

(rega de citrinos) Duração da cultura: 2 anos N.º de plantas por vaso de 30L: 5 Distância entre linhas-duplas: 1,5 m Densidade de plantação: 6,6 pl/m

2

N.º de plantas /parcela: 10 plantas N.º de repetições: 4 repetições Data de plantação: 22/05/2002 Início da produção: 15/07/2002 Final da produção – 06/07/2004 Nº de colheitas: 200

Substratos Testaram-se quatro substratos preparados com casca de pinheiro (compostada e não compostada) e bagaço de uva (compostado e não compostado). Cada um destes materiais foi misturado com fibra de coco na relação 2:1 (v/v). Cultivares de gerbera Utilizaram-se 4 cultivares de gerbera: 'Junkfrau', 'Monika', 'Venice' e 'Lady’ (600 plantas por cultivar). Colheu-se duas vezes por semana, contando-se o nº de flores produzidas, e calibraram-se nas classes I, II e Extra. Estufa Cultivou-se numa estufa em madeira, coberta com PE térmico de 200µm, com teto duplo interior em PE de 100 µm e sistema de aquecimento com água quente em tubos corrugados de PE.








46

Quadro 2 - Média dos valores de CE e do pH verificados na rega e drenagem dos substratos com casca de pinheiro e bagaço de uva

Casca de pinheiro Bagaço de uva

rega drenagem rega drenagem Meses

CE dS m

-1

pH CE dS m

-1

pH CE dS m

-1

pH CE dS m

-1

pH

Jun. 02 - Set02 1,4 6,5 1,5 5,6 1,4 6,2 1,5 6,7

Out. 02 - Mar03 1,7 6,5 2,1 6,0 1,7 5,9 2,1 7,6

Abr. 03 - Set03 1,7 6,4 2,1 5,8 1,7 6,4 1,9 6,3

Out. 03 - Mar. 04 1,7 6,2 2,1 5,8 1,8 6,2 2,1 5,9

Abr. 04 - Julh, 04 1,8 6,5 2,3 5,2 1,8 6,6 2,3 4,8

Rega e fertilização Regou-se com 1 gotejador auto-compensante e anti-drenante por planta, de 2,2 L h-1. O controlo da rega foi manual e automático. A primeira rega (manual) ocorria próximo do nascer do Sol e as seguintes (automáticas) em função da energia solar acumulada. A solução nutritiva foi corrigida ao longo do tempo. A drenagem foi reutilizada na rega de citrinos. Soluções nutritivas de referência empregues durante a cultura CE pH mmol L

-1 µmol L

-1

dSm-1

NO3- NH4

+ H2PO4

2- K

+ Ca

2+ SO4

2- Mg

2+ Cl

- Na

+ HCO3

- Fe Mn B Cu Zn Mo

17-4-02 1,4 5,5 9,9 0,6 1,4 0,1 4,6 0,8 1,5 2,4 1,6 0,5 33 18 25 3 4 1

6-6-02 1,6 5,5 10,0 1,0 1,8 3,7 3,6 1,2 1,3 2,4 1,6 0,5 22 11 19 2 3 0

4-7-02 1,6 5,5 8,6 0,9 1,7 5,2 2,8 1,7 1,4 2,4 1,6 0,5 46 6 38 2 4 0

21-7-02 1,6 5,5 10,2 0,9 1,7 4,0 3,2 1,0 1,4 2,4 2,0 0,5 44 5 37 2 4 0

9-12-02 1,7 5,5 11,5 1,9 1,7 4,2 3,2 1,0 1,4 2,4 2,0 0,5 46 5 38 2 4 0

14-2-03 1,7 5,5 11,5 1,9 1,7 4,2 3,2 1,0 1,4 2,4 2,0 0,5 46 5 38 2 4 0

3-11-03 1,8 5,5 10,7 2,4 1,7 4,1 3,8 2,6 1,4 2,4 2,0 0,5 45 6 35 2 5 0

7-1-04 2,4 5,5 16,5 0,8 1,8 6,3 5,4 2,1 1,4 2,4 2,0 0,5 50 20 27 3 4 1

17-5-04 1,8 5,5 10,7 2,4 1,7 4,1 3,8 2,6 1,4 2,4 2,0 0,5 51 6 35 2 5 0

Principais resultados Rega e drenagem Durante os dois anos de cultura, a quantidade de solução nutritiva aplicada variou entre 2,2 L m-2 dia-1 (Out02 a Mar03) e 6,0 L m-2 dia-1 (Abr a Jul04). A percentagem de drenagem variou entre 28% (Jun a Set02) e 69% (Abr a Set 03) (Quadro 1). Variação do pH e CE da rega e da drenagem

A CE da drenagem manteve-se sempre superior ao da rega apesar da elevada % de drenagem. (Quadro 2). O pH da drenagem de CP foi sempre inferior ao da rega; mas no BU foi superior no

início da cultura e só a partir de Abril de 2003 (já no 2º ano de cultivo) foi inferior. A drenagem dos substratos com bagaço de uva manifestou uma elevada concentração em potássio (7,1 meq L-1) mesmo 7 meses após o início da cultura relativamente ao observado nas misturas com casca de pinheiro (4,5 meq L-1).

Quadro 1- Média dos valores de volumes de água verificados na rega e drenagem dos substratos com casca de pinho (CP) e bagaço de uva (BU)

CP BU

rega drenagem rega drenagem Períodos

(L dia-1

m-2

) L dia-1

m-2

) % (L dia-1

m-2

) (L dia-1

m-2

) %

Jun 02 - Set02 2,7 1,0 32,8 2,8 0,8 28,0

Out02 - Mar03 2,2 1,2 53,9 2,3 1,2 47,6

Abr03 - Set03 5,5 3,3 60,5 5,6 3,9 69,1

Out03 - Mar04 2,5 1,4 57,4 2,5 1,5 59,4

Abr04 - Jul04 5,8 3,7 63,1 6,0 3,9 64,9

47

Indicado Obtido (nº flores) 1º ano 2º ano Junkfrau 210-230 82 145 Lady 190-210 135 124 Monika 140-160 112 206 Venice 230-250 187 163

Produtividade A produção durante os dois anos de cultura apresentou uma variação diferente segundo as cultivares e os substratos (Fig. 1). As cultivares testadas manifestaram diferente grau de plasticidade relativamente ao substrato de cultivo. Assim, Venice produziu bem nos quatro substratos, enquanto a produção de Junkfrau foi baixa em todos. Monika e Lady produziram melhor em casca de pinheiro não compostada. A produção no 2º ano melhorou em duas das cultivares, Monika e Junkfrau, justificando-se o prolongamento do seu ciclo. Dos substratos testados, o que apresentou globalmente melhores resultados foi a casca de pinheiro não compostada. A compostagem, no caso do bagaço de uva, melhorou o seu desempenho como substrato. Figura 1 - Produção comercializável de gerbera nos diferentes substratos com bagaço de uva (BUnC e BUC) e casca de pinheiro (CPC e CPnC), compostados e não compostados.

Analisando valores médios, a produção por cv., nos diferentes substratos, variou entre 82 e 206 flores comercializáveis, nos dois anos de cultura �

Produçao comercializável anual de gerbera, obtida durante dois anos de colheita

(para cada substrato e cv: 1º ano, barra superior; 2º ano, barra inferior)

-40 10 60 110 160 210 260 310

Junkfrau

Lady

Monika

Venice

Junkfrau

Lady

Monika

Venice

Junkfrau

Lady

Monika

Venice

Junkfrau

Lady

Monika

Venice

CP

CC

Pn

CB

UC

BU

nC

Su

bstr

ato

e C

ult

ivar

Número de flores colhidas por m2

Produçao média de

referência:

Junkfrau: 210-230

Lady: 190-210

Monica: 140-160

Venice: 230-250

Junkfrau Lady Monica Venice

48

Indicado Obtido (%) 1º ano 2º ano Junkfrau 210-230 37 66 Lady 190-210 68 62 Monika 140-160 75 135 Venice 230-250 78 68

Comparando os substratos, verifica-se que a produção média por substrato variou entre 81 e 216 flores comercializáveis por m2 �

Comparou-se em percentagem, a produção obtida com a produção indicada pelos produtores das

plantas. Verificou-se que a produção média de cada cultivar de gerbera (testada nos diferentes substratos), se situou entre 37 e 78% no primeiro ano, e entre 66 e 135% no segundo, daquele valor médio

Conclusões:

• O facto de os substratos orgânicos não serem quimicamente inertes pode dificultar o controlo de variáveis como o pH e a CE do meio, mas pode também constituir uma vantagem, pois permite reduzir a incorporação de determinados nutrientes na preparação da solução-mãe. Por exemplo, o bagaço de uva liberta quantidades apreciáveis de potássio, reduzindo a quantidade deste elemento a adicionar à solução-mãe. Para beneficiar dos nutrientes libertados pelos materiais orgânicos é obrigatório controlar a solução drenada com maior frequência pois o risco de progressivo desequilibro é maior.

• Os resultados obtidos sugerem que os materiais estudados apresentam suficiente qualidade para utilização como componentes de substratos na cultura de gerbera, sendo necessário uma maior atenção na regulação do pH das misturas com bagaço de uva.

Bagaço de uva Casca de pinheiro não compostado compostado não compostado compostado

1º ano 113 150 172 81 2ºano 112 159 216 133

49



Ficha nº 14 Exemplo de calculo da rentabilidade da cultura sem solo de tomate

em estufa, em sistema fechado

Pro

gra

ma

AG

RO

M

ed

ida

8 –

De

sen

vo

lvim

ento

Te

cno

lóg

ico

e D

em

on

str

ação

A

cção

8.1

– D

ese

nvo

lvim

en

to E

xp

eri

me

nta

l e

De

mon

str

ação

(D

E&

D)

– P

roje

cto

nº

19

7

Introdução No exemplo apresentado, considerou-se a utilização contínua das estufas com a cultura de tomate, sendo os encargos económicos e os rendimentos obtidos referentes a um período de 12 meses (2 culturas consecutivas). Analisaram-se 2 situações: uma unidade de produção com 1 ha e outra com 3 ha. Considerou-se 3 ha a área mínima com capacidade para o eventual mercado de exportação, pois esta dimensão garante, aproximadamente, um volume semanal de produção suficiente para carregar um semi-reboque. Além disso, rentabilizam-se mais facilmente os equipamentos como o sistema de rega e de fertilização e de controlo ambiental, entre outros. Este exemplo de cálculo da rentabilidade baseou-se nos dados recolhidos durante os 3 anos de ensaios realizados no Projecto e na experiência do Centro de Hidroponia (grupo Hubel) no acompanhamento técnico de agricultores. Tipificação das condições Foram consideradas estufas, equipamentos e técnicas de cultivo, tanto quanto possível, semelhantes às empregues nos ensaios do Projecto, nomeadamente: Preparação de terreno

• Despedrega e nivelamento (1% de declive) da área de instalação das estufas; revestimento do solo com plástico (filme ou tecido), de dupla face (preto e branco) ou branco, com valas impermeabilizadas para a recolha da drenagem.

Estufas

• Estufas metálicas, multicapela, com módulos de 8 m de largura, paredes laterais com 3,5 m de altura e cerca de 80 m de comprimento. Ventilação zenital em todos os módulos e ventilação lateral em todo o perímetro, para atingir uma percentagem de ventilação superior a 20%. Corredor central de serviço e as entradas com ante-câmara.

• Cobertura em filme de PE térmico de 200 µm, ou material equivalente, e as janelas isoladas com rede anti insecto (malha 2210).

• Estufas com um murete perimetral para facilitar a colocação/substituição do plástico nas paredes laterais. Os topos de cada módulo cobertos com material em placa em substituição do filme.

• A estrutura capaz de suportar ventos até 140 km h-1 e uma carga mínima de 10 kg m-2








50

Condicionamento ambiental

• Sistema de aquecimento por circulação de água quente em tubos corrugados de PE, com capacidade de manter a temperatura no interior da estufa 10 a 15ºC superior à do exterior, com caldeiras a gás propano (a potência das caldeiras será aproximadamente de 800 a 1000 KW por ha de estufa).

• Capacidade de recuperação do CO2 da combustão do gás e a sua distribuição homogénea na estufa, através de mangas de distribuição adequadas.

• Para a utilização do CO2, proveniente da queima do gás durante o dia, é instalado um tanque isolado termicamente com a capacidade mínima de 100 m3 por cada ha de estufa, onde se acumula a água

aquecida durante o funcionamento das caldeiras (a água aquecida armazenada no tanque reduz a potência necessária de caldeiras durante a noite).

• Instalação de um programa informático de controlo ambiental para medir e gerir parâmetros como: a humidade relativa, a temperatura e a concentração de CO2.

• Instalação de cortina térmica. Substrato

• Preferência por substrato conhecido: lã-de-rocha (Med

Grodan) de 65 kg m-3, em placas revestidas por PE branco, com 1m de comprimento, 0,15m de largura e 0,1m de altura.

Sistema de rega

• Cabeçal de rega e fertilizacão com controlo de CE e pH.

• Rega localizada com emissores autocompensantes e antidrenantes (mínimo de 12500 emissores por ha, para dotação mínima de 1,25 mm h-1).

Sistema de reciclagem e reutilização da drenagem

• Sistema de recolha da drenagem para efectuar a sua reciclagem na mesma cultura, ou a sua reutilização na fertirrega de outras culturas, como

pomares ou culturas hortícolas. • Sistema com capacidade para armazenar a drenagem até à sua

reciclagem ou reutilização.

• Para reciclar, a drenagem é filtrada - filtro de areia, filtro de lamelas - com posterior desinfecção por radiação ultra-violeta.

• A drenagem não reciclada é acumulada numa charca para reutilização noutras culturas.

Mão de obra

• Estimou-se a necessidade para a produção em 5 UHT. Material vegetal

• Plantas de tomate em cubos de sementeira de lã-de-rocha para instalação de duas culturas, a 0,36€ a unidade (em viveiros nacionais custam entre 0,30€ e 0,45€ por unidade).

51

Cálculo da rentabilidade

Para 1 ha de estufas Para 3 ha de estufas

Vida útil Valor Amortizações Valor Amortizações

anos € anuais € anuais

Armazém agrícola 100 m2 (máquinas e equipamentos) 50 15 000,0 € 300,0 € 45 000,0 € 900,0 €

Casa para furo 30 m2

50 5 000,0 € 100,0 € 5 000,0 € 100,0 €

Furo artesiano 150 m 50 7 500,0 € 150,0 € 7 500,0 € 150,0 €

Preparação de terreno 13 2 500,0 € 192,3 € 7 500,0 € 576,9 €

Estufas metálicas automatizadas - Estrutura 13 138 000,0 € 10 615,4 € 412 500,0 € 31 730,8 €

Estufas metálicas automatizadas - Cobertura 2,5 12 500,0 € 5 000,0 € 37 500,0 € 15 000,0 €

Cobertura do solo 5 5 000,0 € 1 000,0 € 15 000,0 € 3 000,0 €

Caminhos de betão dentro de estufas - 300 m 13 5 000,0 € 384,6 € 15 000,0 € 1 153,8 €

Caminhos agrícolas - 150 m 13 2 500,0 € 192,3 € 7 500,0 € 576,9 €

Cerca para toda a área e portada 20 5 000,0 € 250,0 € 15 000,0 € 750,0 €

Subtotal 198 000,0 € 18 184,6 € 567 500,0 € 53 938,5 €

Baixada eléctrica 10 2 500,0 € 250,0 € 2 500,0 € 250,0 €

Distribuição de potência na propriedade 10 5 000,0 € 500,0 € 15 000,0 € 1 500,0 €

Tractor agrícola de 50 CV 10 25 000,0 € 2 500,0 € 25 000,0 € 2 500,0 €

Reboque 3 m 10 3 750,0 € 375,0 € 3 750,0 € 375,0 €

Porta paletes acoplavel ao tractor 10 2 000,0 € 200,0 € 2 000,0 € 200,0 €

Pulverizador de 1000 L (eléctrico, autónomo) 10 5 000,0 € 500,0 € 5 000,0 € 500,0 €

caixas para tractor (1 ou 2) 10 1 000,0 € 100,0 € 2 000,0 € 200,0 €

1 camião ligeiro com caixa aberta 10 25 000,0 € 2 500,0 € 25 000,0 € 2 500,0 €

Vários utensílios manuais 10 2 000,0 € 200,0 € 5 000,0 € 500,0 €

Cortina térmica 10 60 000,0 € 6 000,0 € 180 000,0 € 18 000,0 €

Sistema de aquecimento para + 15º C 10 75 000,0 € 7 500,0 € 225 000,0 € 22 500,0 €

Aproveitamento e distribuição de CO2 10 17 000,0 € 1 700,0 € 50 000,0 € 5 000,0 €

Electrobomba submersível de (10 e 15 CV) 10 5 000,0 € 500,0 € 7 500,0 € 750,0 €

Cabeçal de fertirrega e filtragem 10 12 500,0 € 1 250,0 € 20 000,0 € 2 000,0 €

Tanque Genap 200 m3

10 5 000,0 € 500,0 € 12 500,0 € 1 250,0 €

Sistema de rega 10 10 000,0 € 1 000,0 € 30 000,0 € 3 000,0 €

Recolha e tratamento da drenagem 10 25 000,0 € 2 500,0 € 75 000,0 € 7 500,0 €

Substrato (lã de rocha) 2 4 200,0 € 2 100,0 € 12 500,0 € 6 250,0 €

Subtotal 284 950,0 € 30 175,0 € 697 750,0 € 74 775,0 €

TOTAL 482 950,0 € 48 359,6 € 1265 250,0 € 128 713,5 €

Plantas (sementes + viveiro) 6 000,0 € 18 000,0 €

Adubos (sólidos solúveis ou líquidos) 5 000,0 € 15 000,0 €

Fitofarmacos (Insecticidas, fungicidas, herbicidas, etc...) 3 000,0 € 9 000,0 €

Mão de Obra (5 U.H.T. / ha) 35 000,0 € 100 000,0 €

Contribuições e seguros (máquinas e pessoal) 5 000,0 € 15 000,0 €

Gastos gerais (Luz, combustíveis, telefone etc..) 5 000,0 € 15 000,0 €

Combustível para aquecimento 25 000,0 € 75 000,0 €

Conservação e reparação de benfeitorias ( 4%) 7 920,0 € 22 700,0 €

Conservação e reparação de equipamentos (5%) 14 247,5 € 34 887,5 €

Imprevistos 10% 28 495,0 € 30 458,8 €

TOTAL 134 662,5 € 335 046,3 €

Juros e encargos bancários - 4% do total 19 318,0 € 50 610,0 €

Amortização Anual 48 359,6 € 128 713,5 €

TOTAL DE DESPESAS ANUAIS 202 340,1 € 514 369,7 €

Encargos

anuais

Custos directos

Diversos

Aquecimento

Rega

Cálculo da

amortização

anual

Edifícios,

construções e

melhoramentos

fundiários

Máquinas e

equipamentos

Resultados Os resultados nas Tab. 1 e 2 reflectem os encargos descriminados na avaliação económica e a produção de tomate obtida durante um período consecutivo de 12 meses nas duas explorações: uma com 1 ha de estufas e a outra com 3 ha. Conforme esperado, o cálculo da rentabilidade evidencia alguma vantagem económica para a exploração de maior dimensão. Tabela 1 - Rendimento líquido obtido por ha e ano, na exploração com 1 ha de estufas, para diferente produtividade e preço médio de venda do tomate.

Com o preço médio de 0,50€ por kg, o resultado económico é positivo para uma produtividade média anual do tomate, entre 30 e 32,5 kg m-2 (cerca de 15 a 16,3 kg m-2 em cada cultura). Com um preço superior, de 0,75€ por kg, o resultado económico já é positivo mesmo com uma produtividade de 27,5 kg m-2 (cerca de 13,8 kg m-2 por cultura).

Produtividade (soma de 2 culturas)

Rendimento económico (€) para o preço médio de venda do tomate durante a campanha de (€/Kg):

(kg m-2) 0,50 0,75 1,00 1,25

25,0 -39 840 -14 840 47 660 110 160

27,5 -23 590 3 910 72 660 141 410

30,0 -7 340 22 660 97 660 172 660

32,5 8 910 41 410 122 660 203 910

35,0 25 160 60 160 147 660 235 160

37,5 41 410 78 910 172 660 266 410

40,0 57 660 97 660 197 660 297 660

42,5 73 910 116 410 222 660 328 910

45,0 90 160 135 160 247 660 360 160

47,5 106 410 153 910 272 660 391 410

50,0 122 660 172 660 297 660 422 660

52

Produtividade (soma de 2 culturas)

Rendimento económico (€) para o preço médio de venda do tomate durante a campanha de (€/Kg):

(kg m-2) 0,50 0,75 1,00 1,25

25,0 -8 957 16 043 78 543 141 043

27,5 7 293 34 793 103 543 172 293

30,0 23 543 53 543 128 543 203 543

32,5 39 793 72 293 153 543 234 793

35,0 56 043 91 043 178 543 266 043

37,5 72 293 109 793 203 543 297 293

40,0 88 543 128 543 228 543 328 543

42,5 104 793 147 293 253 543 359 793

45,0 121 043 166 043 278 543 391 043

47,5 137 293 184 793 303 543 422 293

50,0 153 543 203 543 328 543 453 543

Recorde-se que, nos ensaios do Projecto, a produtividade média por cultura variou entre 12 a 18 kg m2 (correspondente a cerca de 24 a 36 kg m-2 por ano).

Tabela 2 - Rendimento líquido obtido por ha e ano, na exploração com 3 ha de estufas, para diferente produtividade e preço médio de venda do tomate.

Na Tab. 2 apresentam-se os resultados na exploração com 3 ha de estufas. Nestas condições, com um preço médio de 0,50€ por kg e uma produtividade entre 25 e 27,5 kg m-2 (12,5 a 13,8 por cultura), já o resultado económico é positivo (valor inferior ao necessário na exploração de 1 ha). Com um preço de venda superior, de 0,75€ por kg, a produtividade média de 25 kg m-2 (12,5 kg m-2 por cultura) já origina um resultado económico positivo.

Conclusões

• Considerando: as condições descriminadas no estudo económico; a produtividade obtida durante os ensaios do projecto e os preços médios reais de venda do tomate atingidos nos últimos anos, a cultura em lã-de-rocha apresentou rentabilidade económica.

• O cálculo apresentado não dispensa a avaliação criteriosa do investimento em cultura sem solo, em cada situação concreta.

53



Ficha nº 15 Controlo ambiental com o S - Monitor®

Pro

gram

a A

GR

O

Med

ida

8 –

Des

envo

lvim

ento

Tec

noló

gico

e D

emon

stra

ção

Acç

ão 8

.1 –

Des

envo

lvim

ento

Exp

erim

enta

l e D

emon

stra

ção

(DE

&D

) –

Pro

ject

o nº

197

Objectivos: • Testar o programa informático “S-Monitor” no controlo ambiental de estufas,

considerando algumas variáveis com influência na cultura de tomate, como: temperatura, humidade relativa do ar, radiação solar e concentração de CO2.

Temperatura do ar No controlo da temperatura da estufa, durante o dia, actuou-se ao nível da abertura das janelas e da cortina térmica (A). Durante a noite o sistema de aquecimento foi o factor com maior influência na temperatura, complementado com a cortina térmica. Para a normal frutificação do tomate procurou-se manter a temperatura entre um máximo de 30-35ºC e um mínimo de 10-13ºC. Nem sempre foi possível cumprir estes valores de referência para a temperatura. Por exemplo, ocorreram períodos em a temperatura nocturna na estufa desceu de 13ºC porque, por limitações económicas, se limitou durante este ensaio a quantidade de gás a gastar no aquecimento, evitando contudo descer de 10ºC. Por outro lado, como outro dos objectivos do ensaio era estudar a influência do enriquecimento da atmosfera da estufa em CO2 na produção, mantiveram-se as janelas fechadas no período diurno, sempre que possível. Deste facto resultou um aumento considerável de temperatura diurna, procurando-se contudo que não ultrapassasse 30 ºC.

Humidade do ar O valor ideal de humidade relativa do ar situa-se habitualmente entre 55 e 60%. A programação do S – Monitor efectuou-se tendo como objectivo evitar níveis de humidade muito baixos, inferiores a 50%, ou muito elevados, acima dos 85 a 90%. A humidade do ar foi controlada pelo arejamento e pelo aquecimento. Em complemento dispôs-se, com carácter experimental, de um desumidificador (B). A acção do desumidificador foi importante, principalmente durante o período nocturno, altura em que funcionava o aquecimento para elevar a temperatura na estufa. Nestas condições acentuava-se a condensação na face interior do plástico do tecto, com o consequente gotejamento sobre as plantas. Para evitar esta situação, muito negativa para as plantas, instalou-se um “duplo tecto” (C) para que a condensação não caísse sobre as plantas.








A

B

54

Radiação solar

O tomate responde bem a condições de elevada luminosidade. Apesar do duplo tecto na estufa, a redução de intensidade luminosa não pareceu ter afectado a cultura. O programa “S-Monitor” permitia actuar em função da radiação solar medida, através do uso de sondas de radiação ao ar livre (D). A entrada da radiação na estufa podia ser regulada com a cortina térmica, o que acontecia sempre que a radiação exterior era muito elevada. A partir de Maio aumentou-se o sombreamento da estufa por meio de aplicação de cal no exterior do tecto, para reduzir a temperatura interna.

Tecto da estufa (exterior)

Duplo Tecto da estufa (interior)

Figura 1 – Tecto duplo: as setas indicam o sentido de escoamento da condensação sobre a superfície do plástico do tecto interno.

Concentração de CO2 Para aumentar o crescimento das plantas, a concentração de CO2 na estufa deverá situar-se acima do valor normal no ar livre (cerca de 340 ppm), podendo chegar a 1000 ppm. Nos ensaios realizados, o enriquecimento da atmosfera da estufa em CO2 foi efectuado com o aproveitamento dos gases de combustão de gás propano nas caldeiras de aquecimento (E). Para controlar o nível de CO2 actuou-se: no funcionamento das caldeiras, num registo motorizado que regulava a passagem dos gases da caldeira para a estufa (F), nos registos de regulação manual da conduta principal situados no interior da estufa (G), e na abertura das janelas.

B

E

F

G

C

D

55

Programação O S-Monitor permite controlar as condições ambientais na estufa de acordo com as condições existentes, as exigências da cultura e os objectivos a atingir. Apresentam-se alguns exemplos da programação efectuada durante os ensaios realizados no decurso do Projecto. Estes exemplos de programação foram sendo modificados conforme necessário. Programa 0 – Este programa inclui todas as condições programadas que interessa manter activas. Deve ser executado no final do dia de trabalho (16h30 - 17h30), para que se possa repor qualquer condição que nesse dia, excepcionalmente, se tenha alterado. Este programa também prepara as condições para a noite relativamente ao aquecimento. Normalmente, estipula-se uma rampa de aquecimento para a água do depósito de armazenamento (Tanque) para que, cerca das 22-23 horas, esta tenha atingido uma temperatura entre 35 a 40ºC. As caldeiras são colocadas em modo Automático-ON e é escalonado o seu funcionamento. Este procedimento efectua-se no período Inverno - Primavera, pois, quando as temperaturas nocturnas sobem desactiva-se a função de aquecimento. O registo motorizado (que regula a passagem de CO2 para a estufa) fica com uma abertura de 0% (porque se fecha a entrada de CO2 na estufa devido à ausência de luz) e em Automático-OFF. As janelas são programadas para se manterem fechadas. Coloca-se a cortina térmica em Automático-OFF e Desenrolar, isto para que a cortina desenrole e exerça a sua acção de limitação das perdas de calor. A abertura da válvula motorizada de três vias fica em Automático-ON para permitir o aquecimento (circulação de água quente nas tubagens corrugadas nas linhas de cultura) de forma a atingir o valor de temperatura pretendido e reforça-se a ordem de funcionamento das caldeiras. Acções a executar:

Bombas - Automatico=On Caldeira 1 - Automatico=On Caldeira 2 - Automatico=On CO2 - Abertura manual=0,0% CO2 - Automatico=Off Estufa - Controlo HR=On Estufa - Controlo temperatura=On Estufa - Ctrl. HR por limites=On Estufa - Ctrl.T. por limites=On Estufa - HR Prioridade manual=Off Estufa - HR maxima=75,0% Estufa - HR minima=65,0% Estufa - T. Prioridade manual=Off Estufa - Temperatura maxima=15,0°C

Estufa - Temperatura minima=13,0°C Ecra termico - Automatico=Off Ecra termico - Enrolar=Off Janelas - Abertura manual=0,0% Janelas - Automatico=Off Tanque - Atingir objectivo em=8,0 horas Tanque - Controlo temperatura=On Tanque - Delta T automatico=On Tanque - Escalonar caldeiras=On Tanque - Objectivo=40,0°C Tanque - Tolerancia de delta T=1,0ºC/hora Valvula - Abertura manual=0,0% Valvula - Automatico=On Valvula - Numero de pulsos=50,0 pulsos

Programa 1 – Desliga a caldeira nº 2 às 22h (esta tinha um funcionamento ruidoso e o ensaio decorria próximo de zona residencial). A caldeira nº 1 continua a funcionar em automático, ou seja, apenas enquanto a temperatura no Tanque (depósito de água aquecida) estiver abaixo do objectivo Temperatura do Tanque. Altera-se o objectivo de temperatura do tanque para 30 ºC e diminuiram-se os valores das temperaturas máxima e mínima

Caldeira 2 - Automatico=Off Caldeira 2 - Ligar manualmente=Off Estufa - Temperatura maxima=13,0°C Estufa - Temperatura minima=11,0°C

Tanque - Atingir objectivo em=8,0 horas Tanque - Controlo temperatura=On Tanque - Delta T automatico=On Tanque - Objectivo=30,0 °C

Programa 2 – Às 24h faz-se a actualização da informação sobre radiação solar, para se poder obter o valor acumulado durante 24 horas. Com este programa o registo de dados passa a zero, iniciando-se o registo do dia seguinte.

Reset - Energia solar=On

56

Programa 3 – Pelas 5h aumentam-se os valores-limite da temperatura do ar, pois neste período verifica-se normalmente a temperatura mais baixa do dia no exterior. Tenta-se garantir o funcionamento da caldeira nº1, para que a temperatura no interior da estufa não atinja valores inferiores a 10ºC.

Estufa - Temperatura máxima=15,0°C Estufa - Temperatura mínima=13,0°C

Programa 4 – Pelas 7h altera-se o estado da cortina térmica e da caldeira nº 2, preparando as condições para o período de luz. Em dias frios, esta caldeira funciona de manhã para apoiar a caldeira nº 1 na manutenção da temperatura no interior da estufa. Caldeira 2 - Automatico=On Ecra termico - Automatico=Off

Ecra termico - Enrolar=On Tanque - Escalonar caldeiras=On

Programa 5 – Pelas 9h alteram-se os valores de temperatura e humidade para o dia. Caldeira 1 - Automatico=On Caldeira 2 - Automatico=Off Caldeira 2 - Ligar manualmente=Off Estufa - HR maxima=70,0% Estufa - HR minima=60,0%

Estufa - Temperatura maxima=27,0°C Estufa - Temperatura minima=25,0°C Janelas - Abertura maxima=30,0% Janelas - Automatico=On Valvula - Automatico=Off

Programa 6 – Pelas 9:01h são exportados os registos das últimas 24 horas (ficheiro de texto), para uma pasta criada para o efeito.

Exportar os registos das últimas 24 horas Programa 7 – Pelas 9:04h são apagados os registos da base de dados, com o objectivo de optimizar a prestação do S-Monitor.

Apagar todos os registos Programa 8 – Pelas 19:30h o desumidificador entra em funcionamento a cada 3 horas. O S-Monitor ligará o desumidificador cada 3h, começando às 19:30:00 e terminando às 07:30:00 (Condição necessária). Executará as seguintes acções:

Desumidif. - Automatico=Off Desumidif. - Ligar manualmente=On

Programa 9 – Pelas 21:30h o desumidificador pára o seu funcionamento Actuará quando: às 09:00:00 (Condição necessária) e a cada 3h, começando às 21:30:00 e terminando às 09:30:00 (Condição suficiente) Executará as seguintes acções:

Desumidif. - Automatico=Off Desumidif. - Ligar manualmente=Off

57

Visualização da informação recolhida A informação relativa ao estado de funcionamento dos equipamentos de controlo ambiental e aos valores das variáveis controladas pode ser representada em gráficos. Em baixo apresenta-se uma simulação do aspecto de um gráfico que incluísse todas as variáveis registadas pelo sistema S-Monitor. É óbvio que o uso prático destes gráficos obriga a incluir nos gráficos, não todas, mas apenas as variáveis adequadas em cada situação a analisar. Alguns resultados da utilização do S - Monitor

Baseados nos registos das variáveis pelo “S-Monitor”, é possível acompanhar a evolução das condições climáticas e o estado de funcionamento dos equipamentos de controlo, elementos de apoio às decisões de técnicos e agricultores.

Condições na estufa: Humidade relativa do ar e Temperatura Valores médios • Foi possível manter a humidade relativa do ar (HR interior) dentro dos limites pré-estabelecidos,

actuando sobre a abertura das janelas (Janelas-Abertura) e o desumidificador (Desumidificador) (Fig.2)

-100,0

0,0

100,0

200,0

300,0

400,0

500,0

600,0

9:00 21:00

Rad

iaçã

o(w

/m2)

- V

álvu

la(0

/100

%)

- B

om

ba(

0/1)

- C

ald

eira

s(0/

1) -

E

crã(

0/10

0%)

- P

rio

rid

ades

(0/

1) -

Jan

elas

(0/1

00%

)

0,0

100,0

200,0

300,0

400,0

500,0

600,0

700,0

Tem

per

atu

ra (

ºC)

- H

R (

%)

- W

(g/K

g)

Radiação solar

Ecra termico

Temp. - Obj. minimo

HR exterior

Hum. especifica interior (Wi)

Hum. especifica exterior (We)

Cald 1 - Est act OFF

Cald 1 - Est act OFF (min/h)

Cald 1 - Est act ON (h)

Tanque - Temp.

Tanque - Obj. Temp.

CO2 - Abertura RM

Temp. - Obj. maximo

Temp. interior

Valvula aquecimento

HR - Obj. maximo

HR interior

HR - Obj. minimo

CO2

Temperatura exterior

Estufa - Temperatura no tecto

Janelas - Abertura

Cald 2 - Est actual OFF

Cald 2 - Est act OFF (min/h)

Cald 2 - Est act ON (h)

Simulação do aspecto de um gráfico que incluísse todas as variáveis registadas pelo sistema S-Monitor.

58

• Os valores da temperatura do ar no interior da estufa (Temp.interior), situaram-se também,

quase sempre, dentro dos intervalos pré-estabelecidos (Fig.3). Os desvios registados ocorreram entre as 5h e as 12h, com temperatura ligeiramente inferior ao programado, e entre as 17h e as 19h, com temperatura superior. Estes períodos coincidem com os momentos em que se alteram os objectivos da temperatura no S-Monitor (Temp.Obj.maximo e Temp.Obj.minimo). Devido à inércia térmica, a temperatura da água no tanque não é suficientemente elevada para, de forma rápida, elevar ou baixar a temperatura na estufa, apesar da variação de abertura da válvula de aquecimento (Válvula –aquecimento). Esta situação era esperada e não pôs em causa os objectivos a atingir. A temperatura do ar também foi influenciada

ESTUFA

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00

Des

um

idif

icad

or

ON

(m

in/h

) -

Tem

per

atu

ra (

ºC)

- H

R (

%)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Jan

elas

(0/

100%

) -

Vál

vula

(0/

100%

) -

Ecr

ã té

rmic

o (

0/10

0%)

HR interior

HR exterior

HR - Obj. maximo

HR - Obj. minimo

DesumidificadorON

Janelas - Abertura

Figura 2 - Valores médios da humidade relativa (HR) e condição dos equipamentos com influência nas condições climáticas da estufa no período invernal

ESTUFA

0

5

10

15

20

25

30

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00

Des

um

idif

icad

or

ON

(m

in/h

) -

Tem

per

atu

ra (

ºC)

- H

R (

%)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Jan

elas

(0/

100%

) -

Vál

vula

(0/

100%

) -

Ecr

ã té

rmic

o (

0/10

0%)

Temp. - Obj.maximo

Temp. - Obj.minimo

Temp. interior

Temperaturaexterior

Janelas - Abertura

Ecra termico

Valvulaaquecimento

Figura 3 - Valores médios da temperatura (Temp) e condição dos equipamentos com influência nas condições climáticas da estufa no período invernal.

59

pela abertura/ fecho das janelas (Janelas – Abertura) e logicamente pela temperatura exterior (Temp. exterior). A cortina térmica (Ecr.-Térmico), contribuiu para manter a temperatura interior dentro dos valores programados, visto que, durante o dia reduz a radiação solar incidente nas plantas, baixando a temperatura, e durante a noite, reduz a saída de radiação térmica, diminuindo e retardando o decréscimo da temperatura na estufa. Valores de um dia frio Nos dias frios ocorreram situações extremas, durante as quais os meios empregues, controlados pelo “S-Monitor”, nem sempre tiveram capacidade para manter as condições pré-estabelecidos na programação (Fig. 4 e 5). • Para controlo da humidade do ar no interior da estufa (HR interior), podia-se actuar sobre a

abertura das janelas (Janelas-Abertura) e o desumidificador (Desumidificador), estando a humidade no interior da estufa dependente da humidade no exterior. Nestas condições, num “dia frio”, sendo a humidade no exterior baixa durante o dia, os equipamentos disponíveis não permitiam ao “S Monitor” manter a HR interior dentro do intervalo pré-estabelecido, visto que o desumidificador não podia aumentar a humidade, e o fecho das janelas não era suficiente para manter um alto nível de humidade (HR Obj.maximo e HR Obj.minimo). Durante a noite, o programa dava prioridade à temperatura (Tem. interior), razão pela qual as janelas (Janelas – Abertura) se mantiveram fechadas, ainda que a humidade no exterior fosse mais alta.

• Os valores da temperatura do ar no interior da estufa (Temp.interior) situaram-se quase sempre

abaixo do intervalo pré-estabelecido (Temp.Obj.maximo e Temp.Obj.minimo) (Fig. 5). Durante o dia, os equipamentos disponíveis podiam, se fosse essa a opção, manter a temperatura ao nível programado. Porém, por questões de economia de combustível, o aquecimento só foi programado para a noite, e o fecho das janelas não foi suficiente para manter a temperatura no nível desejado. No período nocturno constatou-se que em noites muito frias, teria sido necessário aumentar a temperatura da água armazenada no tanque (Tanque-Obj.Temp.). No dia analisado, a válvula do Tanque de armazenamento (Válvula – aquecimento) actuou de acordo com o programado. A temperatura do ar foi também condicionada pela abertura das janelas (Janelas – Abertura) e pela temperatura exterior (Temp. exterior). A cortina térmica (Ecrã Térmico) contribuiu para manter a temperatura dentro dos valores programados, mantendo-se, recolhida durante o dia, e desenrolada durante a noite para reduzir as perdas por radiação.

ESTUFA

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00

Des

um

idif

icad

or

(1=

ON

/0=

OF

F)

- T

emp

erat

ura

(ºC

) -

HR

(%

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Jan

elas

(0/

100%

) -

Vál

vula

(0/

100%

) -

Écr

ã té

rmic

o (

0/10

0%)

HR interior

HR exterior

HR Obj. maximo

HR Obj. minimo

Desumidificador

Janelas - Abertura

Figura 4 - Valores de variáveis e condição dos equipamentos com influência nas condições climáticas da estufa, observados durante um dia frio, no período invernal.

60

Variação da temperatura da água armazenada (destinada ao aquecimento da estufa): Valores médios • O programa “S-Monitor” manteve a temperatura da água no tanque (Tanque Temp.) dentro dos

objectivos (Tanque – Obj. Temp.) (Fig. 6). A caldeira nº 1 (Cald 1 – ON) funcionou 30 a 35 min por hora, para fornecer CO2 e aquecer a água no Tanque, sendo se necessário, reforçado o aquecimento com a caldeira nº2 (Cald 2 – ON). A partir das 16h, e com um incremento acentuado até às 18 h, o aquecimento foi reforçado com a caldeira nº 2 (Cald 2 – ON), de modo a alcançar os objectivos definidos para a temperatura da água no Tanque (Tanque – Obj. Temp.). Após alcançar a temperatura pretendida, as caldeiras iam alterando o seu estado de funcionamento no sentido de manter os valores programados.

TANQUE

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00

Tem

per

atu

ra(º

C)

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

Cal

dei

ras

ON

(m

in/h

)

Tanque - Obj.Temp.

Tanque -Temp.

Cald 1 ON

Cald 2 ON

Figura 6 - Valores médios de variáveis e condição dos equipamentos com influência na temperatura da água do tanque para aquecimento da estufa, no período invernal.

ESTUFA

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00

Des

um

idif

icad

or

(1=

ON

/0=

OF

F)

- T

emp

erat

ura

(ºC

) -

HR

(%

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Jan

elas

(0/

100%

) -

Vál

vula

(0/

100%

) -

Écr

ã té

rmic

o (

0/10

0%)

Temp. Obj. maximo

Temp. Obj. minimo

Temp. interior

Temp. exterior

Janelas - Abertura

Ecra termico

Valvulaaquecimento

Figura 5 - Valores de variáveis e condição dos equipamentos com influência nas condições climáticas da estufa, observados durante um dia frio, no período invernal.

61

Dia frio • Em princípio, com as duas caldeiras a funcionar, seria possível manter os limites pré-

estabelecidos (Fig. 7). Todavia, em virtude da caldeira nº2 ser demasiado ruidosa, havia necessidade de a desligar durante a noite, entre as 23h e as 7h.

• Os objectivos para a temperatura da água no Tanque (Tanque – Obj. Temp) foram alcançados pelas 19h. A partir das 23h, quando a caldeira nº 2 (Caldeira 2) foi desactivada, a temperatura da água, desceu progressivamente, para valores abaixo do programado, apesar da caldeira nº1 (Caldeira 1) funcionar em contínuo.

• Durante o dia, coincidindo com as horas de maior radiação solar (em que a actividade fotossintética é mais elevada), em geral entre as 9h e as 17h, manteve-se a caldeira nº1 em funcionamento para utilizar os gases da combustão no enriquecimento da atmosfera da estufa em CO2.

Variação da concentração de CO2 na atmosfera da estufa Valores médios • No período de maior radiação (Radiação solar) o nível de CO2 (superior a 450 ppm) foi

assegurado pela caldeira nº1 (Cald 1 ON) (Fig. 8). O registo de passagem dos gases manteve-se aberto (CO2 Abertura RM). As janelas mantiveram uma abertura entre 10 e 30% (Janelas Abertura) durante alguns períodos, para controlar a temperatura e a humidade relativa do ar, o que permitia a saída de CO2, levando a que a sua concentração baixasse no interior da estufa. À noite não se aplicou CO2, pelo que os valores de concentração de CO2 observados se podem atribuir à respiração das plantas.

TANQUE

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00

Tem

per

atu

ra(º

C)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

Cal

dei

ras

(1=

ON

/ 0=

OF

F)

Tanque - Obj.Temp.

Tanque -Temp.

Caldeira 1

Caldeira 2

Figura 7 - Valores de variáveis e condição dos equipamentos com influência na temperatura da água do tanque para aquecimento da estufa, observados durante um dia frio, no período invernal.

62

Valores de um dia normal • A concentração de CO2 foi regulada pela abertura do registo (CO2 – Abertura RM), pelos registos

de regulação manual da conduta principal situada no interior da estufa e pelo funcionamento da caldeira nº 1 (Caldeira 1) e pela abertura das janelas (Janelas – Abertura). O teor de CO2 variou conforme esperado (Fig. 9), não atingiu os valores inicialmente pretendidos (cerca 1000 ppm), devido a alguns factores como, por exemplo, a necessidade de manter alguma abertura das janelas para controlo da temperatura e humidade.

CO2

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

750

800

850

900

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00

Jan

elas

(0/

100%

) -

C02

Ab

ertu

ra R

M (

0/10

0%)

- C

O2

(pp

m)

- R

adia

ção

(W

/m2)

0

1

2

3

4

Cal

dei

ra 1

(1=

0N /

0=O

FF

)

CO2

Radiacaosolar

Janelas -Abertura

CO2 -AberturaRM

Caldeira 1

Figura 9 - Valores de variáveis e condição dos equipamentos com influência na concentração de CO2 no interior da estufa, observados durante um dia normal, no período invernal.

CO2

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

550

600

650

9:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00

CO

2 A

ber

tura

RM

(0/

100%

) -

Jan

elas

(0/

100%

) -

CO

2 (p

pm

) -

Rad

iaçã

o (

W/m

2)

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

Cal

dei

ra O

N (

min

/h)

CO2

Radiaçãosolar

Janelas -Abertura

CO2 -Abertura RM

Cald 1 ON

Figura 8 - Valores médios de variáveis e condição dos equipamentos com influência na concentração de CO2 no interior da estufa no período invernal.

Índice das Fichas Técnicas

Ficha n.º 1 Introdução e objectivos 1

Ficha n.º 2 Sistema de rega e de fertilização 3

Ficha n.º 3 Automatização do controlo ambiental 7

Ficha n.º 4 Sistema de aquecimento 11

Ficha n.º 5 Medição da humidade nos substratos 15

Ficha n.º 6 Enriquecimento da atmosfera da estufa em CO2 19

Ficha n.º 7 Substratos: lã de rocha e materiais orgânicos 23

Ficha n.º 8 Reciclagem e reutilização da drenagem 25

Ficha n.º 9 Cultura do pimento (2002) 29

Ficha n.º 10 Cultura do tomate: 1ª cultura (2002 a 2003) 33



Ficha n.º 13 Cultura de gerbera 45

Ficha n.º 14 Exemplo de cálculo da rentabilidade da cultura sem

solo de tomate em estufa, em sistema fechado 49

Ficha n.º 15 Controlo ambiental com o S-Monitor 53

Coordenação e execução: Reis, M., Rosa, A., Silva, R. e Caço, J. Faro, 2005

Cultura sem solo com reutilização dos efluentes, em estufa com controlo ambiental melhorado

Technology

Transcript of Cultura sem solo com reutilização dos efluentes, em estufa com controlo ambiental melhorado