Orientadores: Roberto Testezlaf, Edson Eiji Matsura

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola

Resumo: A subirrigação tem potencial para reduzir as perdas de água e nutrientes em sistemas de produção de mudas cítricas por permitir a recirculação e o reuso da solução nutritiva (SN), promover economia de fertilizantes e reduzir o seu descarte inadequado no meio ambiente. O objetivo desse...

Resumo: A subirrigação tem potencial para reduzir as perdas de água e nutrientes em sistemas de produção de mudas cítricas por permitir a recirculação e o reuso da solução nutritiva (SN), promover economia de fertilizantes e reduzir o seu descarte inadequado no meio ambiente. O objetivo desse experimento foi estabelecer o manejo hídrico e nutricional para produção de porta-enxertos (PE) de limão Cravo em tubetes, na fase de sementeira, usando mesas de subirrigação automatizadas por sensores capacitivos para monitoramento da umidade e controle da irrigação. Os tratamentos testados foram quatro conteúdos volumétricos de água (CVA) do substrato para acionamento da irrigação (0,12; 0,24; 0,36 e 0,48 m3 m-3), três concentrações de nutrientes na SN (25%, 50% e 75% da recomendação de adubação para PE em tubetes) e um tratamento adicional (sistema de produção do viveirista, com irrigação manual por chuveiro), arranjados no delineamento experimental inteiramente casualizado em esquema fatorial 4×3+1, com três repetições. A automação foi realizada conectando-se sensores capacitivos a um sistema de controle computacional formado por data logger, multiplexador e controladores de saídas, que acionavam bombas submersas de irrigação de acordo com valores de CVA estabelecidos como tratamentos. Ao longo do período experimental, houve monitoramento do CVA e do número de acionamentos da irrigação. Semanalmente, realizou-se a reposição e medição do volume total de SN aplicado, determinação de pH e condutividade elétrica (CE) dos substratos, avaliação da presença de pragas e doenças e do índice de área foliar (IAF). Aos 0, 30, 60 e 90 dias após o início do experimento, realizaram-se amostragens para análises de macro e micronutrientes nas plantas, substratos e SN, e determinação da altura das plantas, diâmetro de caule, massa seca de parte aérea e das raízes e área foliar total (AFT). Ao final do experimento, realizou-se análise fitopatológica para detecção de Phytophthora spp. no substrato e na SN, avaliação da diagnose nutricional visual e das perdas na produção, aparecimento de algas, determinação nas folhas das plantas da concentração intracelular de CO2 (Ci), transpiração (E), condutância estomática (gs), fotossíntese líquida (A) e da eficiência do uso da água (E.U.A.). Os resultados indicaram que os sensores foram eficientes no monitoramento da umidade e controle da subirrigação, sendo que os tratamentos com maior valor de CVA apresentaram maior umidade e número de acionamentos da irrigação (p < 0,0001). Houve aumento de aproximadamente 100% no volume total de SN aplicada à medida que se elevaram os valores de CVA a cada 0,12 m3 m-3 (p < 0,0001), decréscimo do pH e aumento da CE no substrato dos tratamentos com maior concentração de SN e maior CVA para acionamento da irrigação (p < 0,0001). As plantas apresentaram aumentos significativos do IAF, altura, diâmetro de caule, massa seca de parte aérea e das raízes e área foliar total (AFT) (p < 0,0001) à medida que os níveis de SN e CVA aumentaram. Houve resposta significativa aos diferentes tratamentos de SN e CVA de acionamento para concentração de nutrientes no substrato e na SN dos reservatórios de 121 L e para o teor de nutrientes na parte aérea e sistema radicular. Os tratamentos com CVA de 0,12 m3 m-3 promoveram a morte de diversas plantas por estresse hídrico. Os valores de Ci, E, gs, A e E.U.A. foram significativamente maiores nas plantas com maiores concentrações de SN e valores de CVA (p < 0,001). O tratamento com a concentração de SN 50% e CVA de 0,48 m3 m-3 promoveu maior crescimento em altura, diâmetro, massa seca e área foliar total dos PE de Limão Cravo. A subirrigação permitiu a antecipação no período de transplantio para realização da enxertia, possibilitando um ciclo de cultivo extra no viveiro por ano. O período de retorno da substituição do sistema convencional de irrigação manual por chuveiros obtido somente com o valor economizado pela redução do uso de mão de obra, redução da concentração de SN para 50% e eliminação do descarte de fertilizantes foi de 5,6 anos

Abstract: Subirrigation has the potential to reduce water and nutrients losses in citrus seedlings production systems due to the nutrient solution (NS) recirculation and reuse, promoting fertilizer savings and the reduction of its improper disposal into the environment. The objective of this study...

Abstract: Subirrigation has the potential to reduce water and nutrients losses in citrus seedlings production systems due to the nutrient solution (NS) recirculation and reuse, promoting fertilizer savings and the reduction of its improper disposal into the environment. The objective of this study was to establish the water and nutritional management for Rangpur lime rootstock production in cone-tainers at the sowing stage, using subirrigation benches automated by capacitance sensors to monitor moisture and control irrigation. The applied treatments were four substrate volumetric water content (VWC) to trigger irrigation (0.12, 0.24, 0.36 and 0.48 m3 m-3), three nutrient concentrations of the NS (25%, 50% and 75% of the fertilizer recommendation for citrus rootstocks production) and an additional treatment (nursery production system with manual irrigation using a shower), in a completely randomized experimental design with three replications in a 4×3+1 factorial. Automation was accomplished by a capacitance sensor connected to a data logger, a multiplexer and relay drivers, which were plugged to submersible pumps. The irrigation was performed according to the VWC thresholds. Throughout the experiment, we monitored VWC and the number of irrigations. Weekly, we replenished the tanks and measured the total volume of NS applied, and determined the substrate pH and electric conductivity (EC), the presence of pests and diseases and the leaf area index (LAI). At 0, 30, 60 and 90 days after the experiment starting, we sampled plants, substrates and NS for macro and micronutrients analyzes, and determined plant height, stem diameter, shoots and roots dry mass and total leaf area (LA). At the end of the experiment, we performed phytopathological analysis to detect Phytophthora spp. in the substrate and NS, diagnosed visual symptoms of nutritional deficit, assessed the production losses, counted the number of benches contaminated with algae, and determined the leaf intracellular concentration of CO2 (Ci), transpiration (E), stomatal conductance (gs), net photosynthesis (A) and water use efficiency (WUE). The results indicated that the sensors were effective to monitoring the substrate moisture and controlling subirrigation, and the treatments with highest VWC had higher moisture and number of irrigations over time (p < 0.0001). There was an increase of approximately 100% in the total volume of water applied as VWC values increased 0.12 m3 m-3 (p < 0.0001), a decrease in substrate pH and an increase in the substrate EC in treatments with higher substrate concentration of NS and higher VWC to trigger irrigation (p < 0.0001). The plants showed significant increases of LAI, height, stem diameter, shoots and roots dry mass and LA as the levels of NS and VWC increased (p < 0.0001). There were significant responses to different treatments of NS and VWC to trigger irrigation in the concentration of nutrients in the substrate and in the NS of 121 L tanks, and in the nutrient content in shoots and roots. Treatments with VWC of 0.12 m3 m-3 promoted the death of several plants by drought. The values of Ci, E, gs, A and WUE were significantly higher in plants with higher concentrations of NS and VWC thresholds (p < 0.001). Treatment with NS concentration of 50% and VWC of 0.48 m3 m-3 promoted higher plant height, stem diameter, dry mass, and total leaf area of Rangpur lime rootstocks. Subirrigation permitted the anticipation of transplant for grafting, allowing another cultivation cycle in the nursery during the year. The payback period for the replacement of the manual overhead system by subirrigation only with the savings obtained for the labor elimination to perform irrigation, the reduction in the NS concentration of 50%, and the elimination of the fertilizer disposal was 5.6 years