MARC VAN IERSEL E STEPHANIE BURNETT

UNIVERSIDADE DA GEÓRGIA

A irrigação manual é trabalhosa e repetitiva, por isso é uma das primeiras tarefas da estufa que deve ser automatizada. Embora automatizar a irrigação seja fácil, os sistemas automatizados não são necessariamente eficientes no uso da água. Muitos produtores usam temporizadores para controlar a irrigação, mas os temporizadores não levam em conta as mudanças diárias no uso de água pelas plantas, causadas por flutuações naturais nos níveis de temperatura, luz e umidade. Além disso, o uso de água pelas plantas aumenta à medida que elas crescem. Isso torna difícil obter uma irrigação eficiente usando um temporizador. Dada a crescente pressão sobre os recursos hídricos em muitas partes da América do Norte, o setor de estufas precisa avançar para sistemas de irrigação mais eficientes.

Os sensores de água do solo oferecem novas oportunidades promissoras para automatizar a irrigação da estufa de acordo com a necessidade da planta. Trabalhamos extensivamente com as sondas EC-5 , que são pequenas o suficiente para caber em um vaso de 4", e descobrimos que essas sondas medem com precisão o conteúdo volumétrico de água de substratos sem solo. Integramos as sondas EC-5 em um sistema de irrigação automatizado que possibilita irrigar as plantas com base no uso real de água da planta.

Os sensores garantem que as plantas nunca sofram estresse por seca

A ideia básica por trás do uso de sensores de água no solo para controlar a irrigação é simples: quando as plantas usam água, elas a retiram do substrato, de modo que o conteúdo de água do substrato diminui. Os sensores de água do solo detectam essas mudanças e podem ser usados para abrir uma válvula de irrigação quando o conteúdo de água do substrato cai abaixo de um ponto de ajuste determinado pelo usuário. Isso resulta em aplicações frequentes de pequenas quantidades de água, e a frequência da irrigação é ajustada automaticamente com base na taxa de esgotamento da água do substrato. Essa abordagem de irrigação substitui automaticamente a água que é usada pelas plantas ou perdida por evaporação e garante que as plantas nunca sejam expostas ao estresse da seca. Ao irrigar com a quantidade de água realmente necessária para as plantas, o uso da água e a lixiviação podem ser bastante reduzidos. Isso minimiza a poluição sem usar sistemas de irrigação de reciclagem caros ou grandes lagoas para capturar o escoamento.

Isso realmente funciona?

Para testar essa abordagem de irrigação e determinar a quantidade de água que as petúnias precisam para um bom crescimento, nós as cultivamos em níveis de água no substrato que variavam de 5 a 40%. A irrigação foi controlada com sondas EC-5 no substrato, que foram conectadas a um registrador de dados. Durante os primeiros nove dias após o transplante das mudas, todos os substratos foram mantidos bem irrigados para permitir que as plantas se estabelecessem. Depois disso, nosso sistema de irrigação manteve o conteúdo de água do substrato (tratamentos variando de 5 a 40%) por 20 dias e, em seguida, as plantas foram colhidas.

Nosso sistema de irrigação funcionou muito bem durante todo o estudo (Figura 1). Assim que o conteúdo de água do substrato em um determinado recipiente secou até o ponto de ajuste da irrigação, nosso sistema de irrigação automatizado começou a irrigar essa bandeja. O conteúdo de água do substrato geralmente era mantido um pouco acima do ponto de ajuste.

Um ponto de ajuste de água do substrato mais alto para irrigação resultou em regas mais frequentes. Embora a quantidade de irrigação tenha aumentado com o aumento dos níveis de água do substrato, não houve lixiviação em nenhum dos tratamentos. Mesmo a maior planta recebeu apenas 650 mL (cerca de 21 fl. oz.) de água durante os últimos 20 dias do experimento. O uso diário de água no tratamento com o maior uso de água variou de apenas 15 a 20 mL/planta/dia (pouco mais de uma colher de sopa!) quando as plantas eram pequenas a 45 mL/planta/dia (3 colheres de sopa) no final do experimento.

O crescimento das plantas aumentou com o aumento do teor de água do substrato, mas houve pouca diferença entre os tratamentos de 25, 30, 35 e 40% (Figura 2 à esquerda, 3). Como o crescimento da planta foi altamente correlacionado com a quantidade de água que as plantas receberam (Figura 2 à direita), o controle da irrigação com base no conteúdo de água do substrato pode ser um método viável para controlar o crescimento de plantas que se alongam rapidamente.

Como os produtores podem usar isso?

Várias marcas de sistemas de controle de estufas podem medir as sondas EC-5 e podem ser usadas para automatizar a irrigação com base nessas medições. Os produtores devem verificar com o fabricante do sistema de controle para ver se ele pode medir essas sondas. Para os produtores que preferem um controlador autônomo, colaboramos com a Brower Electronics Laboratories (Pittsboro, NC) para desenvolver um controlador que pode irrigar as plantas quando o conteúdo de água do substrato cai abaixo de um ponto de ajuste determinado pelo produtor. Esse controlador também permite que os produtores definam a duração da irrigação e um período de tempo mínimo entre as irrigações subsequentes.

Os produtores que não estão prontos para mudar a irrigação para sondas de água do solo podem obter informações valiosas sobre as necessidades de água das plantas usando as sondas EC-5 com um medidor portátil ou registrador de dados da METER. O medidor portátil permite que os produtores coloquem sensores em alguns de seus vasos e meçam periodicamente o conteúdo de água do substrato. Um registrador de dados pode enviar dados sem fio para o seu computador, o que permite monitorar as alterações no conteúdo de água do substrato em tempo real por meio de exibições gráficas. O uso dessa tecnologia daria aos produtores uma ideia muito melhor de quanta água as plantas precisam e ajudaria a tomar melhores decisões de irrigação.

Melhorar a qualidade da planta

Parece que, em um futuro próximo, os produtores poderão automatizar a irrigação usando sensores para regar as plantas com eficiência e melhorar a qualidade das plantas. A tecnologia está disponível no momento, e as diretrizes para seu uso estão sendo desenvolvidas. Mas, o que vem a seguir? No futuro, desejamos ter uma melhor compreensão de como o uso da água muda dependendo da localização de uma cultura na estufa (por exemplo, proximidade de almofadas de resfriamento ou ventiladores), do número de plantas cultivadas e de fatores ambientais. Um novo desenvolvimento interessante é que as sondas 5TE mais recentes podem medir a CE do substrato e o conteúdo de água. Isso pode permitir que os produtores controlem a irrigação e a fertilização simultaneamente.

Marc van Iersel é professor de floricultura na Universidade da Geórgia ([email protected]). Para obter mais informações, visite o site de automação de irrigação de Marc van Iersel: www.hortphys. uga.edu/irrigationcontrol.html

Stephanie Burnett é professora assistente de floricultura na Universidade do Maine; [email protected]

Agradecemos à Fred C. Gloeckner Foundation pelo financiamento de nossa pesquisa.

Aprenda os fundamentos da medição da umidade do solo

A umidade do solo é mais do que apenas saber a quantidade de água no solo. Aprenda os princípios básicos que você precisa conhecer antes de decidir como medi-la. Neste webinar de 20 minutos, descubra:

• Por que a umidade do solo é mais do que apenas uma quantidade
• Teor de água: o que é, como é medido e por que você precisa dele
• Potencial hídrico: o que é, como é diferente do teor de água e por que você precisa dele
• Se você deve medir o conteúdo de água, o potencial hídrico ou ambos
• Quais sensores medem cada tipo de parâmetro