Como maximizar a absorção de nutrientes | Hidroponia Portugal - Loja Oficial
Como maximizar a absorção de nutrientes
O que acontece no sistema radicular é muitas vezes esquecido, incapaz de ser observado ou facilmente medido e, como resultado, maximizar a absorção de nutrientes é algo que muitos produtores não dão muita importância. No entanto, a absorção de nutrientes impulsiona o crescimento e o desenvolvimento e é influenciado por toda uma série de fatores, e não apenas aqueles na própria zona da raiz. Embora a absorção de nutrientes no solo e na hidroponia siga processos semelhantes, o que difere é o volume da zona radicular e o ambiente geral. No solo, as raízes são amplamente livres para expandir e explorar um volume potencialmente ilimitado, enquanto na hidroponia, as zonas radiculares são severamente restritas e a água e os nutrientes são fornecidos e reabastecidos continuamente ou em intervalos frequentes. Isso coloca uma pressão considerável no manuseamento da zona radicular limitada e baixa capacidade tampão em hidroponia para fornecer as condições ideais necessárias para a absorção máxima de nutrientes.
O processo de absorção dos iões dos nutrientes
Os nutrientes podem atingir o sistema radicular difundindo-se através do substrato devido a um gradiente de concentração, sendo transportados passivamente através da solução nutritiva diretamente para a superfície da raiz, ou por raízes crescendo em direção a elas.
À medida que o sistema radicular absorve os iões dos nutrientes, a concentração de um determinado elemento começa a diminuir na superfície de absorção da raiz. Isso cria um gradiente de concentração entre o sistema radicular e o ambiente radicular, que por sua vez faz com que os elementos minerais se difundam em direção à superfície radicular. Na hidroponia, podemos acelerar esse processo trazendo nutrientes regularmente para a superfície da raiz por meio de irrigação frequente ou uso de sistemas de cultura em solução, onde o nutriente é continuamente passado pelo sistema radicular. Há, no entanto, uma troca em sistemas baseados em substrato; aumentar a taxa de frequência de irrigação para repor os níveis de nutrientes ao redor das raízes não deve saturar demais o meio, pois isso reduz o oxigénio necessário para a saúde das raízes e a rápida absorção de nutrientes. Na hidroponia, apesar de os nutrientes serem frequentemente entregues diretamente à superfície da raiz por meio de irrigação, as raízes ainda se expandem através do substrato para aceder mais à humidade e elementos nutrientes contidos no meio, particularmente na base dos recipientes de cultivo onde a solução nutritiva é drenada ou mantida na reserva.
Os iões dos nutrientes são absorvidos pelas raízes principalmente nas regiões que contêm os pêlos radiculares; no entanto, algumas regiões de raízes mais antigas também podem absorver nutrientes. Uma vez que os iões tenham sido absorvidos pelas raízes, eles podem mover-se entre as células transportadas no fluxo de água, ou por difusão através do espaço extracelular da parede celular, ou atravessando o citoplasma. Os iões são absorvidos pelas células da raiz por transporte ativo ou passivo. O transporte passivo é a favor de gradientes de potencial eletroquímico, enquanto o transporte ativo requer uma entrada de energia.
Uma vez dentro da planta, os elementos minerais e a água em que são transportados são levados dentro do sistema vascular dos vasos do xilema e do floema. O transporte de longa distância à volta da planta e das raízes aos brotos ocorre principalmente nos vasos do xilema, no entanto, os elementos podem ser transferidos do xilema para o floema por um processo ativo para permitir a distribuição destes em diferentes tecidos. O transporte de elementos minerais no xilema é impulsionado pela pressão da raiz e pela perda de água por transpiração da folhagem da planta. Durante o dia, quando os estômatos estão abertos e a transpiração está a ocorrer, isso leva o xilema a transportar iões nutrientes da raiz para a parte aérea. À noite este processo é controlado através da pressão da raiz. Portanto, quaisquer fatores ambientais que afetem a pressão radicular e as taxas de transpiração, por sua vez, afetam o transporte de nutrientes nos vasos do xilema. Esses fatores são amplos e incluem humidade, níveis de luz, temperatura, níveis de humidade e CO2.
Tamanho e saúde da raiz
O tamanho do sistema radicular determina a área de superfície radicular disponível para absorção dos iões dos nutrientes, e quaisquer fatores como Pythium ou outros patógenos radiculares, que danificam ou restringem excessivamente o crescimento radicular, limitarão a absorção de nutrientes. Nesses casos, as deficiências de nutrientes minerais são frequentemente observadas nas folhas devido à falta de células radiculares funcionais, o que significa que a planta é incapaz de absorver nutrientes suficientes, apesar de ser regularmente fornecida com uma solução nutritiva totalmente equilibrada. Para altas taxas de absorção de nutrientes, o sistema radicular requer não apenas uma falta regular de nutrientes essenciais, mas também humidade e oxigénio suficientes para o funcionamento saudável das raízes. A humidade é fornecida através da solução nutritiva e oxigénio suficiente para a respiração das raízes é mantido através do espaço poroso oxigenado nos substratos e oxigénio dissolvido na solução nutritiva e aquele que se difunde na água à volta das raízes. Um substrato bem oxigenado ou atenção à manutenção dos níveis de oxigénio dissolvido na cultura da solução, combinados com a prevenção de irrigação excessiva e saturação da zona da raiz, podem garantir que haja oxigénio suficiente disponível para a saúde da raiz e absorção máxima de iões.
Luz, temperatura e humidade
A duração e a intensidade dos níveis de luz também impulsionam a absorção de nutrientes na hidroponia. A luz controla a abertura dos estômatos na superfície da folha e isso determina a taxa de transpiração que afeta a absorção passiva, transporte e distribuição dos iões minerais.
Pouca luz pode se tornar um fator significativo na limitação da taxa de absorção e transporte de nutrientes dentro da planta. A alta luz não apenas estimula a procura e a absorção de nutrientes das plantas, mas também produz a energia necessária para a respiração das raízes e a absorção ativa. Por essas razões, os produtores hidropónicos em climas de alta luz ou sob níveis de luz no verão ajustam as suas formulações de nutrientes para permitir maiores taxas de absorção de certos elementos. Muitas culturas beneficiam-se do ajuste das proporções de nutrientes e EC sob diferentes condições de luz e a execução de formações de verão ou inverno é uma prática padrão na produção hidropónica comercial.
A temperatura da zona radicular também influencia a absorção de minerais por meio de seus efeitos na taxa de respiração radicular, pressão radicular e crescimento radicular. O aumento da temperatura da zona da raiz aumenta a respiração da raiz e produz mais energia para o crescimento da raiz e a absorção ativa de iões, até um ponto em que as temperaturas se tornam muito altas e danificam as células da planta. O aumento da temperatura da raiz para níveis ótimos de 24 C demonstrou aumentar a quantidade de P, K, Mg, Ca, Fe e Mn em tomates hidropónicos. Um dos problemas mais comuns relacionados à temperatura para algumas plantas é o efeito de condições subótimas da zona radicular que restringem a absorção de ferro e induzem a clorose do ferro. Esse tipo de clorose férrica geralmente resolve-se à medida que as temperaturas aquecem na primavera.
Os níveis de humidade, como temperatura e luz, influenciam a taxa de transpiração, a absorção subsequente de nutrientes e o transporte através da planta. A alta humidade reduz o déficit de pressão de vapor do ar ao redor dos estômatos e retarda a transpiração, o que, por sua vez, restringe a absorção e transporte de nutrientes das raízes para a parte aérea. A absorção e o transporte de cálcio para as pontas das folhas e pontas jovens em desenvolvimento são particularmente restritas pela falta de transpiração. Distúrbios como a podridão da extremidade das flores e queimaduras nas pontas são frequentemente o resultado. A transpiração pode ser promovida com o uso de boas taxas de ventilação e circulação de ar pela superfície foliar. Ventiladores horizontais de fluxo de ar (HAF) posicionados corretamente numa cultura hidropónica podem ajudar na remoção da camada limite de ar que se forma perto da superfície da folha, removendo o excesso de humidade enquanto estimula a fotossíntese e a transpiração. Isso, por sua vez, promove o transporte de nutrientes e a absorção de iões do sistema radicular.
Condutividade elétrica (CE) e o pH
A condutividade elétrica (CE) e o pH são fatores mais amplamente conhecidos que influenciam a absorção de nutrientes na hidroponia. O pH afeta a disponibilidade de muitos iões para absorção. A maioria dos sistemas hidropónicos tende a aumentar naturalmente o pH ao longo do tempo e isso pode reduzir a disponibilidade de alguns elementos se não for controlado. O pH em sistemas hidropónicos geralmente é recomendado para ser mantido na faixa de 5,6 a 6,2, que é ideal para a maioria dos elementos. Os níveis de CE também são importantes. Não apenas a concentração de cada elemento deve ser suficiente para responder à procura da planta e não se tornar deficiente na zona radicular, níveis de CE muito altos podem induzir danos à salinidade e restringir a absorção pelo sistema radicular.
Alguns estudos mostraram que as rizobactérias promotoras de crescimento podem fornecer um impulso direto ao crescimento das plantas, fornecendo às culturas nitrogénio fixado, fitohormonas, ferro que foi raptado por sideróforos bacterianos e fosfato solúvel. No entanto, é provável que a maioria das bactérias associadas às raízes que desempenham um papel benéfico no crescimento de plantas hidropónicas o façam produzindo a hormona vegetal auxina como ácido indol-3-acético (IAA). Estudos mostraram que a inoculação de sistemas hidropónicos e diferentes espécies de plantas com essas bactérias leva ao aumento do crescimento radicular e à formação aprimorada de raízes laterais e pêlos radiculares, o que pode ser pelo menos parcialmente atribuído ao IAA bacteriano. Isso resulta em numa maior tolerância ao stress da planta e à melhor capacidade de absorver água e nutrientes.
Embora as bactérias benéficas possam ajudar na absorção de nutrientes, elas não precisam necessariamente ser introduzidas artificialmente num sistema. Embora um novo sistema hidropónico possa começar com muito pouco em termos de vida microbiana, assim que a humidade e uma fonte de carbono orgânico (plantas) estiverem presentes, a inoculação começa naturalmente. A microflora desenvolve-se rapidamente após o plantio de uma cultura num sistema hidropónico e consome exsudatos vegetais, compostos na solução nutritiva e materiais vegetais mortos com a composição de microespécies afetadas por fatores ambientais e pela fonte de nutrientes. Na maioria dos sistemas hidropónicos as espécies de microflora residente benéfica mais comumente encontradas são Bacillus spp. Gliocladium spp, Trichoderma spp e Pseudomonas spp.
A absorção de nutrição na hidroponia é impulsionada e promovida por muitos fatores que estão sob o nosso controlo - otimizar formulações de nutrientes, níveis de EC e pH, temperaturas da zona radicular, oxigénio e níveis de humidade à volta das raízes desempenham um papel na maximização da absorção de nutrientes. O ambiente da planta aérea também desempenha um papel com humidade, temperatura, luz e transpiração, todos estimulando a absorção de minerais da raiz quando controlados nos níveis corretos para a cultura que está a ser cultivada.
A manutenção de um sistema radicular saudável com o uso de bactérias benéficas é uma área mais recente de promoção da absorção de nutrientes que mostrou uma promessa considerável para os produtores hidropónicos que também vale a pena investigar.