A importância do CO2 em Hidroponia
O dióxido de carbono (CO2) é um requisito essencial para a fotossíntese, facto este que, pode ser facilmente esquecido pelos produtores. Sendo inodoro, invisível e apenas uma pequena fração da nossa atmosfera, o CO2 geralmente não recebe a mesma atenção que nutrientes, luzes e outros fatores de crescimento de plantas.
O uso do enriquecimento de CO2 para aumentar a produtividade, a qualidade e as taxas de crescimento na produção hidropónica é, no entanto, amplamente utilizado na horticultura comercial de estufa e tem um potencial ainda maior em espaços de cultivo fechados. Embora o simples bombeamento de CO2 adicional possa parecer uma opção direta, o uso dessa tecnologia é um pouco mais complexo para maximizar seu potencial e minimizar os problemas.
Enriquecimento de CO2
Os níveis ambientais de CO2 no ar são um pouco mais de 400 ppm (ou 0,04% em volume); no entanto, o tecido vegetal contém uma média de 45% de carbono proveniente inteiramente de CO2. Ao aumentar os níveis de CO2 ao redor da superfície da folha, acima dos níveis ambientais, a taxa de fotossíntese aumenta até o ponto em que é atingido outro fator, como a velocidade com que as enzimas vegetais funcionam.
Essencialmente, a transferência de CO2 do ar circundante para os centros de reação nos cloroplastos foliares depende tanto da diferença de concentração entre o ar e esses locais, quanto da resistência bioquímica intermediária em vários tecidos foliares. Isso significa que, embora o enriquecimento de CO2 melhore a fotossíntese, chega um momento em que novos aumentos não ocorrerão e os danos às plantas se tornarão uma possibilidade. Determinar esse nível ideal de enriquecimento de CO2 para uma planta ou estágio de crescimento específico é onde a aplicação de CO2 precisa de uma reflexão cuidadosa.
O enriquecimento de dióxido de carbono tornou-se mais popular nos últimos tempos com os produtores hidropónicos, usando uma gama de opções de baixa e alta tecnologia para aumentar os níveis de CO2. Os métodos mais comuns de gerar CO2 incluem a queima de combustíveis de hidrocarbonetos e o uso de CO2 comprimido e engarrafado. Produtores menores com um espaço de cultivo muito limitado podem usar gelo seco (CO2 sólido e muito frio), que liberta CO2 à medida que "derrete" em condições quentes.
A fermentação ou a decomposição da matéria orgânica (compostagem e fungos) ainda são formas eficazes, mas menos precisas, de aumentar os níveis de CO2 através de processos naturais. Qualquer que seja o método usado para gerar CO2, os níveis devem ser monitorizados regularmente, com um medidor de CO2 portátil ou como parte do sistema de controlo ambiental na área de cultivo.
Níveis de enriquecimento
Se o enriquecimento de CO2 for aplicado, a determinação do nível correto é tão importante para este elemento gasoso quanto para os níveis de nutrientes. Os benefícios e os níveis de enriquecimento de CO2 dependem da colheita, mas a maioria das plantas responde bem a níveis na faixa de 500 a 1.500 ppm. Abaixo de 200ppm, o CO2 começa a limitar severamente o crescimento das plantas, mas mais de 2.000ppm de CO2 tornam-se tóxicos para muitas plantas.
Mais de 4.000 ppm é um risco para os seres humanos. Um excesso de CO2 causará danos às culturas na forma de toxicidade do CO2, que é frequentemente diagnosticada como deficiências minerais ou sintomas de doenças. Toxicidade leve ao CO2 pode causar atraso no crescimento ou sintomas do tipo envelhecimento da folha, enquanto níveis excessivos podem causar danos nas folhas, como clorose (amarelecimento), necrose (morte do tecido da folha), ondulação e / ou espessamento das folhas.
Existe um debate sobre qual o nível de enriquecimento é ideal para cada cultura, sob várias condições diferentes de cultivo; no entanto, o uso mais económico de CO2 é no enriquecimento de culturas para níveis acima do ambiente, mas não mais que 1.200 ppm. A maioria dos produtores comerciais enriquece dentro da faixa de 600 a 800 ppm, onde é comum um aumento no crescimento e rendimentos entre 20 e 30%.
Embora o enriquecimento de CO2 seja amplamente utilizado em culturas frutíferas como tomate, capsicum e pepino, ele pode beneficiar uma ampla variedade de espécies vegetais. Hortas internas com plantas ornamentais, em vasos e com flores também respondem ao enriquecimento de CO2 com taxas de crescimento e área foliares aumentadas, taxas de floração aumentadas, rupturas mais laterais, floração anterior, maior número de flores, queda de flores reduzida e aumento do diâmetro das flores. Melhora a cor das folhas e reduziu o tempo até a maturidade. O dióxido de carbono também ajuda no desenvolvimento das raízes em estacas e clones em muitas espécies e pode ser aplicado através do enriquecimento do ar ou através do uso de névoa carbonatada.
Eficiência do CO2
Para aproveitar ao máximo o enriquecimento de CO2, outros fatores de crescimento precisam ser considerados e manipulados. O enriquecimento de dióxido de carbono produzirá os melhores resultados em termos de crescimento de plantas, aumento de produtividade e redução do tempo de maturação, onde houver luz alta para alimentar níveis rápidos de fotossíntese.
Se a luz é insuficiente ou baixo do ponto de saturação da luz para a colheita, os níveis de CO2 aumentado não podem ser totalmente utilizados pelas plantas. A temperatura também desempenha um papel no uso eficiente de CO2. Sob condições de alta luz e enriquecimento de CO2, as temperaturas podem correr mais altas do que normalmente, e isso maximiza o efeito de CO2 adicional.
Estudos demonstraram que, para as plantas de tomate, um nível triplo de enriquecimento de CO2 aumentará a fotossíntese líquida em cerca de 50%, tanto na luz opaca quanto na brilhante, mas se a temperatura das folhas também for aumentada (para 30°C), o aumento na fixação líquida de CO2 pode chegar a 100% em luz brilhante. Isso significa que, embora o aumento do CO2 num sistema hidropónico interno aumente as taxas de crescimento, deve-se considerar ao mesmo tempo a manipulação de outros fatores ambientais de luz e temperatura, se o valioso CO2 for usado com o mais alto grau de eficiência.
Outro fator muitas vezes esquecido é a distribuição de CO2 em torno das plantas. Simplesmente libertar ou gerar CO2 para enriquecimento na área de cultivo geralmente não é suficiente para obter a taxa máxima de fotossíntese, a menos que isso seja direcionado e circule sobre as superfícies das folhas. Uma camada limite antiga de ar húmido, empobrecida em CO2 devido à fotossíntese, pode se formar diretamente ao redor da superfície da folha e isso requer remoção e reposição frequentes.
Qualquer que seja a fonte de geração de CO2 que esteja sendo usada, é vital que a atmosfera enriquecida seja completamente misturada, para que o valioso CO2 seja entregue às superfícies da planta para absorção e assimilação. Pequenos ventiladores de mistura podem ser usados para circular suavemente o ar para longe da fonte de geração de CO2 e em direção à colheita.
Para monitorizar esse processo, os medidores de CO2 portáteis são úteis para verificar os níveis dentro e ao redor do dossel, e não apenas no ponto de libertação do CO2. Manter uma verificação dos níveis de CO2 dentro de uma pequena área de cultivo é de vital importância, independentemente da fonte de CO2 usada. Pode ser difícil avaliar quanto CO2 as plantas estão absorvendo e, em ambientes de cultivo bem fechados, a acumulação de CO2 pode ocorrer e causar danos às plantas.
CO2 e aclimatização
O enriquecimento de CO2 é, sem dúvida, uma grande ferramenta promotora de crescimento para produtores hidropónicos, no entanto, possui limitações e riscos.
As plantas têm a capacidade de se ajustar e se adaptar ao aumento dos níveis de CO2, de modo que, com o tempo, aclimatação ocorre. Quando o enriquecimento de CO2 é introduzido pela primeira vez em uma safra, há um rápido aumento na fotossíntese e no crescimento, mas, à medida que o crescimento das plantas continua, o efeito do aumento dos níveis de CO2 se torna cada vez menor, de modo que, quando a colheita é concluída, os rendimentos gerais eram não é tão alto quanto o aumento do rendimento inicial.
Numerosos estudos relataram esse efeito com plantas cultivadas continuamente em altos níveis de CO2, com uma taxa fotossintética que tende a diminuir com o tempo. Se uma cultura cultivada em níveis elevados de CO2 receber repentinamente apenas CO2 ambiente, ela se recuperará novamente às taxas normais de fotossíntese em cinco dias.
Alguns produtores tentaram impedir essa aclimatação das culturas a altos níveis de CO2, fornecendo apenas CO2 de forma intermitente ou evitando o uso de enriquecimento de CO2 até que um estágio vital do desenvolvimento, como flores ou frutos, seja atingido quando o aumento do fotoassimilado é alcançado. mais valioso para os rendimentos. Estudos demonstraram que o problema da aclimatação do CO2 pode ser reduzido ou eliminado se a planta tiver fortes "pias" para o assimilado produzido nas folhas.
Essas pias para assimilar incluem tecidos em rápido desenvolvimento, como brotos, flores e frutas. Plantas com pouca força de afundamento geralmente acabam acumulando carboidratos nas folhas sob enriquecimento de CO2, o que, por sua vez, provoca aclimatação e redução da fotossíntese. Apesar da questão da aclimatação das plantas a altos níveis de CO2, limitando o potencial aumento geral do crescimento, as plantas enriquecidas com CO2 ainda produzem taxas fotossintéticas mais altas do que aquelas cultivadas nos níveis ambientais de CO2.
O enriquecimento de dióxido de carbono é uma ferramenta que vale a pena para cultivadores de interior e de estufa, comprovada em uma ampla gama de espécies de culturas para aumentar as taxas de crescimento e a produtividade. No entanto, como na maioria das técnicas de alta tecnologia, requer monitorização, atenção aos detalhes e consideração cuidadosa do efeito nos processos bioquímicos. Se o CO2 deve ser usado com a máxima eficiência, taxas de aplicação corretas, ajustes à luz e temperatura, tempo de enriquecimento e consequências da aclimatação do CO2 precisa.
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