Características dos substratos para Horticultura: composição e características dos constituintes individuais dos substratos (Parte II / II)

Características dos substratos para Horticultura: composição e características dos constituintes individuais dos substratos (Parte II / II)

Por: Luís Miguel Brito,
Isabel Mourão,
Centro de Investigação de Montanha (CIMO)/Escola Superior Agrária - Instituto Politécnico de Viana do Castelo

Composição dos substratos

O substrato pode ser formado de matéria-prima de origem mineral, orgânica ou sintética, de um só material ou mistura de diversos materiais. Os materiais orgânicos mais utilizados como substratos ou como componentes para substratos incluem turfa, casca de árvore triturada, serradura e fibra de coco e os materiais de origem mineral incluem vermiculite, perlite e pedra-pomes (Kampf, 2000).

Os substratos mais utilizados em viveiros de placas alveoladas podem agrupar-se quanto aos materiais constituintes, em dois grupos: substratos orgânicos e substratos minerais. Os substratos minerais, com algumas excepções, apresentam baixo nível de actividade química, de poder tampão e de capacidade de retenção de água e de nutrientes, pelo que a rega e a fertilização têm ser bastante precisos (Reis, 2007).

As pressões ambientalistas têm levado a uma substituição da turfa por compostos orgânicos, mas somente nos substratos destinados ao mercado amador. A substituição da turfa por cascas de árvores, pedra-pome (pumice), fibra de coco, argilas expandidas, vermiculite, cinasite, perlite e lã-de-rocha por parte dos produtores profissionais, na última década, deve-se, à performance destes materiais para determinados fins específicos.

Outras matérias-primas também são consagradas no uso em misturas para compor substratos para plantas, como a casca de arroz (in natura, carbonizada ou queimada), poliestireno expandido, espuma fenólica, areia, sub-produtos da madeira como serrim e fibra de madeira, compostos de resíduos domésticos urbanos e compostos de restos de poda, solo mineral e vermicomposto (Verdonck, 1984; Fonteno, 1996; Burger et al., 1997; Schie, 1999; Kämpf, 2000).

Turfa

Os substratos designados por “turfa” são normalmente mistura de turfas de diferente qualidade (exemplo, turfa negra e turfa loira), que é função da sua origem, a qual pode ser bastante distinta. As turfas, ou as suas misturas mais correntes utilizadas em horticultura, têm pH ácido, densidade baixa, retêm muita água facilmente utilizável (sendo esta a sua característica mais importante e que determina a sua ampla utilização na constituição de substratos para propagação de plantas) e têm uma capacidade de arejamento variável. Podem apresentar-se isentas de patogéneos, em função da zona de extracção e do posterior manuseamento. Podem constituir bons substratos e ser muito úteis para misturar com outros materiais, melhorando a mistura final. No entanto, podem contrair-se excessivamente ao secar. Devem utilizar-se já humedecidas e manter sempre esta condição devido à dificuldade de se re-hidratarem caso se deixem secar durante o cultivo (Reis, 2007). As misturas para mottes são constituídas por 70 a 90% de turfa negra (Fig. 1), para garantir a coesão do material e podem incluir a maioria ou a totalidade dos nutrientes necessários durante o viveiro. O espaço poroso, o qual pode ser ocupado por ar e/ou água, é normalmente muito mais elevado nos substratos do que nos solos, alcançando com frequência, por exemplo nas turfas, 80% a 90% ou até valores superiores (Rivière, 1980).

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A turfa é um material vegetal que se decompôs na presença de um baixo teor de oxigénio. Nestas condições (anaerobiose) a decomposição bacteriana foi muito lenta e frequentemente a turfa é retirada de turfeiras com muitos milhares de anos, localizadas nos países frios do norte da Europa e do Continente Americano. Existe também turfa em países tropicais mas esta tem origem em depósitos geralmente mais recentes, e encontra-se menos decomposta. A turfa de diferentes origens varia muito em função do tipo de vegetação que a originou, do estado de decomposição e do seu teor em minerais. Toda a turfa tem uma elevada capacidade de retenção de água, baixo nível em nutrientes disponíveis e um baixo valor de pH (3-4,5). A turfa sphagnum é a mais comum, a sua densidade aproxima-se de 110g L-1, possui uma capacidade de retenção de água 15 a 30 vezes superior ao seu peso seco, e de 75% a 80% da sua porosidade total, e contém um baixo teor de azoto (0,6-1,4%). Tem uma CTC média de 180 meq/100 g. Este tipo de turfa tem origem geralmente no Canadá, Irlanda e Alemanha.

Para elevar o pH de uma turfa serão necessários, aproximadamente 240 g de calcário m-3 de turfa por cada 0,1 unidades de pH. A quantidade de calcário dolomítico não deverá ser superior a 2,4 kg m-3 para se evitarem desequilíbrios nutricionais com o potássio.

Cascas de árvores

As cascas de árvores são uma alternativa à turfa porque conferem propriedades semelhantes às misturas na formulação de substratos. A casca de árvores é um material barato mas que tem de ser triturado/moído, e crivado (< 2-3 cm) (Fig. 2) e compostado (4-6 meses) porque a casca fresca possui taninos, resinas, fenóis, terpenos e outros compostos que podem ser fitotóxicos. A elevada temperatura durante a compostagem também reduz a presença de patógeneos e de sementes de infestantes, para além de diminuir os riscos de imobilização de azoto nos substratos. A casca de árvores retém pouca água, mas a sua capacidade de retenção de água pode aumentar com a diminuição do tamanho das suas partículas (tem capacidade para reter água em 60% da sua porosidade total.). Contribui para uma boa drenagem do substrato, possui elevada CTC, e um valor de pH baixo a neutro (pH (H2O): 4-7). A casca de árvores mais utilizada na formulação de substratos é a de pinheiro que possui uma densidade muito variável e dependente da granulometria (130-450 g L-1) e uma CTC de 50-55 meq/100 g.

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Serradura

A serradura necessita de uma compostagem prévia, sobretudo a serradura de madeira de folhosas. Pode apresentar boas propriedades físicas, de acordo com a granulometria e pode degradar-se rapidamente, mas é um bom material para incluir em misturas.

Fibra de coco

A fibra de coco que é utilizada na horticultura é oriunda do fruto do coqueiro (Coco nucifera) (Fig. 3). É um resíduo derivado da indústria de processamento do coco, sendo constituído do mesocarpo espesso fibroso de cor acastanhada (Martinez, 2002). As fibras podem ser compostadas, secas e comprimidas em blocos para facilitar o transporte, sendo re-hidratadas quando utilizadas como substrato. O nível de salinidade da fibra de coco é muito variável podendo ocorrer níveis tóxicos de cloreto, potássio e sódio, necessitando de pré-lavagem antes de sua utilização. A fibra de coco pode ser utilizada como substituta da turfa ou em combinação com esta, pois depois de processada apresenta propriedades similares às da turfa.

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A fibra de coco possui textura variada, conforme a espessura das partículas, o que influencia as relações de equilíbrio do conteúdo de ar e água, que são essenciais para o cultivo das plantas. Possui elevada porosidade, boa capacidade de retenção de água facilmente disponível para as raízes (tem capacidade para reter água em 70-80% da sua porosidade total) e elevada capacidade de arejamento. Tem uma facilidade para re-hidratar igual ou superior à turfa. Quanto às propriedades químicas, o conteúdo de sais pode ser variável e a CTC, de média a alta, não sendo um substrato quimicamente inerte. O grau de decomposição deste material é reduzido, e possui uma relação C/N alta devido aos elevados teores de lenhina e hemicelulose que possui (Martinez, 2002). O seu pH é baixo (5,5 - 6,5). Tem baixos teores em nutrientes excepto de fósforo e potássio.

Casca de arroz

É moderadamente resistente à decomposição, melhora o arejamento da mistura e retém pouca água. É aconselhado não exceder 25% (v/v) por causa do seu alto teor em manganês (Mn) e para não reduzir a capacidade de retenção de água da mistura (Fig. 4). As sementes de plantas espontâneas que podem vir misturadas na casca de arroz representam um problema.

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Vermiculite

A vermiculite é um silicato hidratado de magnésio, ferro e alumínio, que existe em grandes depósitos nos EUA e na África do Sul. É um material com uma estrutura tipo mica que expande quando aquecida a temperaturas superiores a 1000 °C (Fig. 5).

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Depois de processada fica com uma densidade muito baixa (< 120 g L-1) e possui uma elevada porosidade e elevada CTC (80-85 meq/100 g). É insolúvel em água mas pode absorver água numa quantidade cinco vezes superior ao seu próprio peso. Tem capacidade para reter água em 60 - 65% da sua porosidade total. Tem pH neutro ou ligeiramente alcalino (6,3-7,8) e elevada CTC e por isso consegue reter uma grande quantidade de nutrientes. A vermiculite utilizada na horticultura pode ter uma granulometria grosseira (2-3 mm), média (1-2 mm) ou fina (0,75-1 mm). A vermiculite grosseira é a mais utilizada nos substratos para crescimento de plantas e a média e a fina em substratos para germinação, designadamente para cobrir as sementes nas placas alveolares. A estrutura da vermiculite é frágil e quando comprimida não pode ser novamente expandida. Por isso, é importante que a vermiculite não seja comprimida durante o seu manuseamento nem seja misturada com grandes quantidades de materiais pesados como a areia.

Perlite

A perlite é um material de origem vulcânica do tipo dos silicatos, retirado das lavas. O minério bruto é esmagado e aquecido aproximadamente a 760 °C provocando a vaporização da água do seu interior e a expansão das partículas como uma esponja (Fig. 6). É muito leve (80-100g L-1) e pode reter 3 a 4 vezes o seu próprio peso em água (tem capacidade para reter água em 50% da sua porosidade total). Tem pH neutro (6,5-7,5), uma CTC muito baixa (3-4 meq/100 g) e não contém nutrientes.

É muito utilizada para aumentar a drenagem e o arejamento dos substratos (a sua porosidade é muito elevada ˜ 93%) e para misturar com a turfa em substratos para propagação por estaca. As propriedades da perlite variam com a sua granulometria, porque as partículas menores têm grande capacidade de retenção de água e as maiores contribuem para o arejamento em misturas com materiais finos.

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Pedra-pomes e lã de vidro

Pedra-pomes ou púmice é uma rocha vulcânica de muito baixa densidade, formada quando gases e lava formam um colóide que por arrefecimento solidifica sob a forma de uma rocha esponjosa. A pedra-pomes tem boa capacidade de retenção de água e boa drenagem.

A lã de vidro é produzida de rochas basálticas ou outros minerais liquefeitos a elevadas temperaturas e transformada em fibras. As fibras são aglomeradas em cubos ou blocos, ou em grânulos de que se fazem nódulos para serem utilizados nos substratos. Os grânulos possuem elevada porosidade e têm facilidade em re-hidratar rapidamente. A lã de vidro é ligeiramente alcalina e quase não tem CTC ou nutrientes.

Areia

A areia é um material frequentemente utilizado na formulação de substratos para germinação de sementes, designadamente para aumentar a capacidade de drenagem do substrato (Fig. 7). A areia deve ser crivada e lavada antes de ser utilizada nas misturas e deve possuir uma dimensão entre 0,5 e 1 mm nos substratos para germinação e entre 1 e 2 mm para os substratos destinados ao enraizamento de estacas. A areia das praias pode conter um excesso de sais e tem de ser bem lavada antes de ser utilizada. Partículas de cascalho (5 mm) têm sido utilizadas com sucesso em substratos para enraizamento de estacas e em misturas para vasos. Quer a areia quer o cascalho possuem elevada densidade (1000-1700 g L-1) e dificultam o transporte das plântulas para o local definitivo no campo.

As misturas utilizadas como substratos hortícolas podem incluir uma pequena percentagem de areia, ou de solo, na sua preparação. Esta mistura, embora não melhore o arejamento e reduza o espaço poroso total da mistura, pode ter interesse, por exemplo, por facilitar de humedecimento dos materiais orgânicos da mistura. No entanto, nos viveiros comerciais que empregam equipamentos sensíveis e caros para o enchimento e sementeira, as partículas minerais são abrasivas das peças destes equipamentos, o que leva a evitar a inclusão de areia ou solo na composição dos substratos aí empregues (Reis, 2007).

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Utilização de compostos nos substratos

As crescentes limitações na exploração da turfa, por razões ambientais, tornam indispensável a procura de materiais orgânicos alternativos para produzir substratos para as plantas. Os produtos resultantes da compostagem de resíduos sólidos urbanos (RSU) têm sido frequentemente experimentados como componentes de misturas com turfa e cascas de pinheiro, designadamente para a produção de substratos para utilização em vasos. Entre os problemas que têm limitado a utilização de elevadas proporções de compostos de RSU nestas misturas, destacam-se os elevados valores de condutividade eléctrica, de pH e de metais pesados, a baixa porosidade e as grandes variações nas propriedades físico-químicas destes materiais (Raviv, 1998; Spiers and Fietje, 2000; Vavrina, 1995). No entanto, tem sido sugerida a possibilidade de substituírem a turfa nos substratos até concentrações de 30% e mesmo, em determinadas situações, até 50% em volume.

O trabalho de investigação sobre a utilização de compostos de resíduos de jardins e outros RSU separados na origem, como componentes dos substratos, tem crescido em toda a União Europeia, apesar da grande variabilidade que estes materiais apresentam e a sua elevada densidade aparente em comparação com a turfa. Os problemas mais frequentemente referidos para este tipo de compostos relacionam-se com a consistência, armazenamento, imobilização do azoto e a necessidade de métodos padrão para definir a sua qualidade. Se houver melhorias na qualidade e disponibilidade destes materiais, e a pressão para reduzir a exploração de turfa continuar, então é de esperar que ocorra um forte incremento na utilização destes compostos na formulação de substratos para as plantas. Por outro lado, a melhoria na selecção dos materiais originais para compostagem e do próprio processo de compostagem, que se tem verificado recentemente, e a necessidade de reduzir o depósito de resíduos biodegradáveis nos aterros, de acordo com a directiva europeia dos aterros (EU 1999/31), contribuirá para este propósito.

Apesar dos compostos de casca de pinheiro serem os mais utilizados para substituir parcialmente a turfa nos substratos, estes materiais têm a desvantagem de contribuírem para a imobilização do azoto do substrato durante a sua decomposição. Em contrapartida, os compostos de resíduos verdes podem disponibilizar azoto e outros nutrientes durante a decomposição.

Os RSU bem compostados e bem maturados podem ser aceites como componentes de misturas para vasos. Estes materiais devem ser triturados em tamanhos entre 1 e 2 cm e crivados para ficarem mais homogéneos. Os compostos e materiais vegetais verdes exigem algum esforço de preparação mas disponibilizam nutrientes, em particular micronutrientes, aumentam a CTC e podem contribuir para corrigir o pH dos substratos. Apesar da recomendação de não ultrapassar 30% (v/v) nas misturas este valor depende muito da qualidade do composto. Alguns compostos, com elevada CE, não deverão ser incorporados em mais de 10% (v/v), outros, com baixa CE, poderão constituir o substrato só por si. A sua heterogeneidade é um problema para a generalização do seu emprego, obrigando à definição de materiais e tecnologia a usar com o objectivo de obter compostos de qualidade uniforme (Reis, 2007).

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Uma vantagem dos compostos de resíduos orgânicos (Fig. 8) resulta do facto de possuírem propriedades biológicas vantajosas para substituir parcialmente a turfa na formulação de substratos. Existe na literatura a evidência de que os compostos podem estimular a proliferação de antagonistas a organismos fitopatogénicos, ajudando a controlar algumas doenças do sistema radicular. O efeito supressivo dos compostos tem sido estudado, por exemplo, sobre o fungo Pythium ultimum (Brito et al., 2002) que se encontra presente em quase todos os solos aráveis e que infecta as sementes de uma grande variedade de culturas. Este fungo pode causar a podridão da semente ou a podridão da raiz, e a morte súbita das plantas jovens. Os meios de luta contra esta doença passam pela utilização de fungicidas que podem causar poluição ambiental e são tóxicos para quem os aplica. Por isso, torna-se necessário encontrar métodos alternativos e mais seguros para evitar a utilização de fungicidas no combate a esta doença.

Apesar do efeito supressivo ser eliminado com temperaturas superiores a 60 °C, durante o processo de compostagem, porque os microrganismos benéficos não toleram temperaturas tão elevadas, normalmente, este efeito regressa com a recolonização do composto, durante a fase de maturação.

Características dos substratos em função da sua utilização

Os substratos são formulados em função do uso – germinação, enraizamento, crescimento das culturas a que se destinam e do recipiente onde vão ser utilizados. Os substratos podem ser classificados em diferentes formas que variam com os desígnios do produtor ou da referência técnica. Por exemplo, o Centre for Alternative Land Use (CALU), da Universidade de Bangor (Irlanda do Norte), considera os seguintes tipos de substratos:

Substratos para usos múltiplos

Podem ser utilizados para sementeira, enraizamento de estacas ou crescimento de plantas em vasos. Contêm um teor equilibrado de nutrientes.

Substratos para germinação de sementes

Possuem um teor de nutrientes baixo e são especialmente utilizados para a germinação de sementes e o enraizamento de estacas (Fig. 9, 10).

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Substratos para vasos

Suportam o crescimento das plantas pelo menos durante seis semanas sem fertilizantes adicionais. Por isso, será necessário fertilizar após esse período. São utilizados para transplantar plantas de vasos menores ou para envasar plantas provenientes de estacas bem enraizadas (Fig. 11).

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Substratos para plantas ericáceas

São utilizados para o crescimento de plantas ericáceas ou que exijam um pH ácido. São também utilizados em misturas com materiais alcalinos para descer o pH do substrato final. Destinam-se a plantas como as azáleas, camélias, hidranjas ou rododendros.

Substratos para vasos ou cestos suspensos

Contêm um teor de nutrientes superior aos substratos para multiusos ou aos substratos para vasos. Possuem geralmente um agente molhante e um material em grânulos com grande capacidade de absorção de água. São utilizados para grandes densidades de plantação pelo que necessitam de disponibilizar muita água e nutrientes (Fig. 12).

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Substratos para plantação

São utilizados para misturar com solo para a plantação de árvores, arbustos, roseiras e mesmo ericáceas. São muito ricos em nutrientes.

Substratos para plantas de casa

Para as plantas de casa são preferíveis aos substratos para multiusos ou aos substratos para vasos porque têm melhor arejamento devido à adição de materiais como perlite, vermiculite ou areia, consoante o fabricante. Podem ter um material para absorver água disponível.

Substratos especiais

São formulados em função da sua utilização para plantas como cactos, orquídeas ou bonsai. Possuem geralmente muito boa drenagem e incorporam aditivos especiais com funções próprias como casca de árvores ou argila expandida. Têm um equilíbrio adequado de nutrientes em função das plantas a que se destinam. Para o modo de produção biológico existem substratos para produção em bancada de, por exemplo, micro-verdes para salada (Fig. 13).

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Substratos para crescimento em sacos

São livres de pragas e doenças do solo ou do substrato e fornecem uma boa estrutura e um teor de nutrientes equilibrado para um crescimento saudável. São utilizados para culturas hortícolas como tomate, pepino e pimento, ou para o crescimento de outras culturas como alface, curgetes, feijão de trepar, etc., ou flores de corte.

Bibliografia

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