O que é hidroponia? Como funciona, vantagens, desvantagens e culturas

O que é hidroponia?

A hidroponia é uma forma de cultivar plantas sem solo, alimentando as raízes com uma solução nutritiva à base de água que contém todos os minerais de que a cultura precisa. As raízes ficam diretamente nessa solução ou crescem em um substrato inerte, como lã de rocha, fibra de coco ou perlita, que sustenta a planta, mas fornece pouca ou nenhuma nutrição por si só.

Assim, a definição mais simples de hidroponia é "cultivo sem solo com uma solução nutritiva manejada". A palavra vem de raízes gregas que significam água e trabalho e foi popularizada na década de 1930 por William Gericke, da Universidade da Califórnia, que cultivou tomateiros de grande porte em solução aquosa e cunhou o termo. Hoje, a agricultura hidropônica vai de um balde de 5 galões em uma varanda a estufas de vários hectares e fábricas de plantas totalmente fechadas.

O que significa "cultivado hidroponicamente" em um rótulo?

Quando um produto é descrito como cultivado hidroponicamente, isso significa que a planta passou seu ciclo de vida em um sistema sem solo, recebendo água e minerais dissolvidos pelas raízes, em vez de obtê-los do solo do campo. A maioria dos alimentos hidropônicos vendidos em supermercados é composta por alface, ervas aromáticas, tomates, pepinos, pimentões e morangos, geralmente cultivados em estufas ou fazendas em ambientes internos.

Como funciona a hidroponia?

As plantas não precisam do solo em si. Elas precisam de água, oxigênio nas raízes, nutrientes minerais, luz, dióxido de carbono e temperatura adequada. O solo é apenas uma forma de fornecer água e nutrientes. A hidroponia o substitui por um sistema que fornece esses insumos diretamente e em quantidades medidas.

Se você desenhasse um diagrama de hidroponia para quase qualquer sistema, ele conteria os mesmos componentes:

• Um reservatório (tanque ou recipiente) que armazena a solução nutritiva.
• Um método de fornecimento: uma bomba, gotejadores, uma fina lâmina de solução em um canal, uma bandeja inundada, bicos de nebulização ou simplesmente raízes suspensas dentro do tanque.
• Uma zona radicular: vasos telados, canais, baldes, blocos de substrato ou placas flutuantes que sustentam as plantas.
• Fornecimento de oxigênio: bombas de ar e pedras difusoras, quedas de água ou drenagem periódica para que o ar alcance as raízes.
• Instrumentos de monitoramento: no mínimo, um medidor de EC e um medidor de pH; em fazendas maiores, um controlador hidropônico automático que dosa nutrientes e ácido.
• Luz: luz solar em uma estufa ou luzes de cultivo LED em ambientes internos.

Em um sistema com recirculação (fechado), a solução drena de volta para o reservatório e é reutilizada. Em um sistema sem recirculação (aberto), cada aplicação passa pelo substrato uma única vez, e a solução drenada é descartada ou reutilizada em outro local.

O ciclo da hidroponia, passo a passo

1. Germinação das sementes. As sementes germinam em plugs de espuma, cubos de lã de rocha ou pequenas bandejas mantidas úmidas com água sem adição de nutrientes ou uma solução diluída.
2. Transplante. Quando as raízes aparecem através do plug, as mudas são transferidas para vasos telados, canais, blocos de substrato ou baldes.
3. Nutrição. O sistema fornece solução nutritiva continuamente ou por meio de um temporizador.
4. Monitoramento. O produtor verifica a EC (concentração de nutrientes), o pH, a temperatura da água e o nível da solução, normalmente todos os dias em um sistema pequeno e continuamente, com sensores, em um sistema comercial.
5. Reposição e troca. Adiciona-se água conforme as plantas a absorvem; toda a solução é substituída ou reequilibrada a cada poucas semanas, ou conforme os resultados das análises.
6. Colheita e limpeza. Após a colheita, os canais, as bandejas e os tanques são limpos antes do próximo cultivo.

Quais são os principais tipos de sistemas hidropônicos?

Existem seis métodos hidropônicos comuns, além de vários híbridos. Nosso guia completo de tipos de sistemas hidropônicos os compara em detalhes; a tabela abaixo apresenta uma visão geral rápida.

Variantes da hidroponia em águas profundas, como o RDWC (cultivo em águas profundas com recirculação), conectam vários baldes a um reservatório para que a solução seja compartilhada e mais fácil de manejar. Uma instalação hidropônica em um balde de cinco galões é, essencialmente, uma única unidade de DWC ou gotejamento, por isso é uma forma popular de aprender hidroponia antes de ampliar a escala.

Do que as plantas precisam em um sistema hidropônico?

Solução nutritiva

A nutrição hidropônica deve fornecer todos os elementos essenciais: nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e enxofre, além de ferro, manganês, zinco, cobre, boro e molibdênio em pequenas quantidades. Os produtores comerciais geralmente preparam duas soluções concentradas (A e B) para que o cálcio não precipite com sulfatos e fosfatos. A concentração é medida pela condutividade elétrica (EC). As folhosas normalmente são cultivadas em cerca de 0.8–1.8 mS/cm, e as culturas de frutos, como o tomate, em cerca de 2.0–3.5 mS/cm, dependendo da fase, do clima e da variedade.

pH

A maioria das culturas hidropônicas cresce melhor com pH de cerca de 5.5–6.5, dentro da faixa mais ampla de 5.0–7.0 indicada pela Penn State Extension para hortaliças. Fora dessa faixa, ferro, fósforo e cálcio ficam menos disponíveis, mesmo quando estão presentes. Nosso guia de nutrientes hidropônicos, EC e pH aborda formulações e valores-alvo por cultura.

Oxigênio e temperatura

As raízes respiram. A água quente retém menos oxigênio dissolvido, por isso a maioria dos produtores procura manter a temperatura da solução em torno de 18–22 °C. Alguns adicionam pequenas doses de peróxido de hidrogênio (H2O2) aos reservatórios hidropônicos como oxidante, mas ele também prejudica microrganismos benéficos e deve ser dosado com cuidado; boa aeração, tanques limpos e temperatura correta são mais importantes.

Substratos de cultivo

Os substratos fixam a planta e amortecem as variações de umidade. As opções comuns são lã de rocha, fibra de coco, perlita, grânulos de argila expandida e plugs de espuma. Cada um mantém um equilíbrio diferente entre água e ar; consulte nosso guia de substratos para cultivo hidropônico.

Luz

Nas estufas, o sol faz a maior parte do trabalho, com iluminação suplementar no inverno. Em ambientes internos, as luzes LED para hidroponia são hoje o padrão porque são eficientes e operam em temperaturas mais baixas do que os tipos antigos de lâmpadas. O sistema de iluminação hidropônica costuma ser o maior consumidor de eletricidade em uma fazenda interna, por isso a eficiência das luminárias e o fotoperíodo merecem planejamento cuidadoso.

Quais são as vantagens e desvantagens da hidroponia?

Vantagens e benefícios da hidroponia

• Eficiência no uso da água. Os sistemas com recirculação perdem água principalmente pelas plantas, e não por drenagem profunda ou evaporação do solo descoberto, por isso podem usar apenas uma fração da água consumida pelo cultivo no campo para a mesma cultura.
• Crescimento mais rápido e uniforme. As raízes recebem nutrientes e oxigênio sem precisar buscá-los no solo, por isso as folhosas frequentemente chegam ao ponto de colheita mais cedo e de forma mais uniforme.
• Maior produtividade por metro quadrado. O espaçamento adensado e as disposições verticais, como estantes, torres e paredes hidropônicas, aproveitam melhor a área de piso.
• Independência de localização. As culturas podem ser produzidas em terrenos não agricultáveis, coberturas, galpões e contêineres de transporte, perto do comprador.
• Menos pragas de solo e plantas daninhas, o que geralmente reduz o uso de defensivos agrícolas e herbicidas.
• Controle preciso da nutrição, o que torna a qualidade mais consistente entre os lotes.

Desvantagens e pontos negativos da hidroponia

• Maior custo inicial com estruturas, canais, bombas, controladores e, em ambientes internos, iluminação e controle climático.
• Dependência de energia. Em NFT e aeroponia, uma falha na bomba pode causar estresse nas raízes em poucas horas; alimentação elétrica de reserva e alarmes valem o investimento.
• Capacitação e monitoramento. EC, pH e temperatura da água exigem atenção regular, e os erros afetam todas as plantas ao mesmo tempo.
• Risco de doenças transmitidas pela água. Em um sistema com recirculação, um patógeno radicular pode se espalhar rapidamente pela solução compartilhada.
• Limitações de culturas. Grandes culturas de campo, como grãos e a maioria das culturas de raízes, raramente oferecem retorno financeiro na hidroponia.

Então, a hidroponia é saudável? As hortaliças cultivadas hidroponicamente são, de modo geral, comparáveis em valor nutricional às cultivadas no solo; a qualidade depende mais da variedade, da luz, do manejo nutricional e do frescor na venda do que da presença de solo. A possibilidade de certificar produtos hidropônicos como orgânicos depende das regras de cada país, e essas regras variam.

Como a hidroponia se compara ao cultivo no solo?

O que você pode cultivar com hidroponia?

Quase qualquer planta pode ser cultivada hidroponicamente, mas a viabilidade econômica favorece culturas hidropônicas de ciclo rápido e alto valor:

• Folhosas: alface, espinafre, couve, pak choi e rúcula. São adequadas para NFT, DWC e estantes verticais.
• Ervas aromáticas: manjericão, hortelã, coentro, salsa e cebolinha.
• Culturas de frutos: tomate, pepino, pimentão e berinjela, normalmente em blocos de substrato irrigados por gotejamento ou em baldes holandeses (Dutch buckets) em estufa.
• Morangos: em calhas elevadas, estruturas em A e sistemas verticais.
• Microverdes e brotos.
• Forragem hidropônica: cevada ou trigo, como "capim hidropônico", germinados em bandejas para alimentação animal.
• Flores e mudas, frequentemente iniciadas em bancadas de fluxo e refluxo.

Árvores frutíferas não são práticas na hidroponia em escala comercial. A chamada árvore hidropônica ou "árvore espacial" geralmente é uma torre vertical que acomoda muitas plantas pequenas ao redor de uma coluna central.

Como começar a cultivar com hidroponia?

Seja para montar um kit hidropônico de mesa ou planejar um negócio de hidroponia, as mesmas etapas se aplicam:

1. Escolha primeiro a cultura e o mercado. A cultura determina o sistema, o espaçamento e o clima.
2. Escolha um sistema adequado à cultura. NFT ou DWC para folhosas, cultivo em substrato com gotejamento para culturas de ramas e fluxo e refluxo para propagação.
3. Analise sua água. A EC, a alcalinidade e o teor de sódio da água de abastecimento determinam a formulação de nutrientes e a necessidade de filtragem ou osmose reversa.
4. Planeje a iluminação e o clima. Estufa ou ambiente interno, ventilação, aquecimento, resfriamento e desumidificação.
5. Dimensione as bombas e tubulações para o layout completo, com capacidade de reserva e alimentação elétrica de emergência.
6. Comece em pequena escala e registre tudo, depois amplie quando a EC, o pH e a produtividade estiverem consistentes.

Os produtores comerciais geralmente compram canais, estantes e equipamentos de dosagem de empresas especializadas em hidroponia, em vez de montá-los com peças de lojas de materiais de construção, porque materiais de grau alimentício, inclinações corretas e resistência aos raios UV são importantes em escala comercial. Nossa linha de canais, bancadas e substratos hidropônicos atende a sistemas NFT, DWC, de baldes holandeses (Dutch buckets) e de maré, e um sistema hidropônico personalizado com PLC acrescenta dosagem e controle automáticos. Para produção totalmente interna, uma fábrica de plantas hidropônica vertical para folhosas integra estantes, iluminação e controle climático.

A Mars Vertical Farm tem 20+ anos de experiência na fabricação de equipamentos hidropônicos em Xangai e exporta para produtores de todo o mundo. Se você está planejando um projeto, informe sua cultura, o tamanho do local e a meta de produção, e nossos engenheiros sugerirão um layout de sistema e um orçamento.

Fontes

• Biblioteca Nacional de Agricultura do USDA: Hidroponia
• Serviço de Extensão da Penn State: sistemas hidropônicos e princípios de nutrição de plantas
• Serviço de Extensão da Universidade de Illinois: materiais de apoio sobre hidroponia