Introdução

Fertirrigação é a aplicação de fertilizante com água de rega. Este artigo irá discutir a fertirrigação usando irrigação por gotejamento e fertilizantes comerciais que podem ser usados em sistemas orgânicos certificados. Poucas pesquisas têm sido feitas em fertirrigação orgânica, por isso muitas questões permanecem sobre as melhores práticas, benefícios e desvantagens.

Irrigação

Fertilizante pode ser aplicado usando qualquer sistema de irrigação. Na produção de hortaliças frescas, a irrigação por gotejamento é o sistema mais comum utilizado para a fertirrigação e requer o maior conhecimento para seu uso efetivo. A irrigação por gotejamento, também conhecida como micro irrigação ou irrigação por gotejamento, aplica a água lentamente, diretamente no solo ao redor da cultura. A irrigação por gotejamento geralmente utiliza menos da metade da água da irrigação suspensa e por sulcos. A eficiência com a irrigação por gotejamento excede 90%, enquanto um sistema de aspersão é entre 50 a 70% eficiente. A alta eficiência da irrigação por gotejamento é devido a (1) a água que impregna o solo antes que ele possa evaporar ou escorrer e (2) a aplicação de água somente onde ela é necessária (perto da cultura) e não sobre todo o campo. Em climas mais secos, a aplicação de água de irrigação na zona de cultivo ao invés de todo o campo ajuda a reduzir a pressão das ervas daninhas entre as fileiras. Outra vantagem da irrigação por gotejamento é que ela reduz o contato da água com o crescimento da cultura acima do solo (folhas, caules e frutos), tornando assim as condições menos favoráveis para muitas doenças. Os agricultores com recursos hídricos variáveis podem também apreciar as pressões mais baixas (8-10 psi na linha de gotejamento) necessárias para operar um sistema de irrigação por gotejamento. Um sistema de irrigação por gotejamento bem mantido e eficaz é necessário para o sucesso da fertirrigação. Consulte Sistemas de Irrigação por Gotejamento para Pequenas Fazendas de Vegetais Convencionais e Fazendas de Vegetais Orgânicos e outros recursos listados abaixo para informações sobre projeto, operação e gerenciamento de sistemas de irrigação por gotejamento.

Fertirrigação

Fertirrigação permite ao agricultor aplicar facilmente os nutrientes ao longo da estação

Todos os nutrientes na forma solúvel estão disponíveis para a absorção da planta logo após a aplicação, permitindo ao agricultor um maior controle sobre a disponibilidade de nutrientes para a cultura. Estes fatores podem levar a um uso mais eficiente de fertilizantes. Os nutrientes podem ser aplicados diariamente, semanalmente, ou com menor frequência, dependendo do plano geral de manejo de nutrientes para a cultura. Quando os nutrientes são aplicados pouco antes de serem necessários, os produtores são capazes de reduzir a perda de nutrientes da zona da raiz. Isto é particularmente importante em áreas com alta pluviosidade, e para nutrientes dissolvidos que lixiviam-se prontamente, como nitrogénio. Comparado aos métodos de aplicação de nutrientes durante a estação que requerem tratores ou tráfego pedonal, a fertirrigação reduz o potencial de compactação e é menos dependente das condições climáticas.

A fertirrigação é parte de um plano de manejo de nutrientes

Quando a fertirrigação é utilizada deve ser incluída no plano geral de manejo de nutrientes para a cultura ou campo. O total de nutrientes fornecidos pela fertirrigação mais outras aplicações de fertilizantes não deve exceder 100% da taxa de aplicação total de nutrientes planejada.

Várias unidades são utilizadas para descrever a quantidade de nutrientes aplicados ou necessários por uma cultura durante uma estação de crescimento: lb/A, lb/sq.ft., lb/planta e lb/pé de cama linear são exemplos. Quando medidas de área como acres ou pés quadrados são usadas neste contexto, a área é tipicamente considerada como sendo toda a seção cultivada do campo, não apenas a área dos canteiros ou as linhas de cultivo. No entanto, em algumas situações com canteiros permanentes ou canteiros muito espaçados, apenas a área do canteiro pode ser considerada ao calcular a quantidade de nutrientes aplicada. Em qualquer caso, é útil pensar em nutrientes aplicados através da irrigação nas mesmas unidades que os utilizados para outras aplicações de nutrientes, porque isso torna mais fácil ver como a fertirrigação se encaixa no plano geral de manejo de nutrientes. Por exemplo, um produtor de tomateiro pode saber que a cultura requererá aproximadamente 100 lb/A de azoto durante a época de cultivo, e estimar que a cultura de cobertura de leguminosas fornecerá aproximadamente 50 lb/A de azoto, e portanto, planear aplicar 50 lb/A de azoto através da fertirrigação. Esses 50 lb/A poderiam ser aplicados ao longo de muitas semanas: 10 lb/semana por 5 semanas ou 7 lb/semana (equivalente a 1 lb/dia) por 7 semanas, por exemplo.

Em alguns sistemas de produção, as taxas de aplicação de fertirrigação são descritas com base na concentração de nutrientes na solução. Por exemplo, as plântulas de tomate numa estufa podem ser fertiradas com uma solução contendo 75 ppm (partes por milhão) de azoto, ou os pac choi cultivados no campo podem ser fertirados com 150 ppm de azoto. Esta terminologia é comum na produção de recipientes e quando o fertilizante é fornecido em cada irrigação, ou quase em cada irrigação. A concentração de nutrientes não fornece informações sobre a quantidade aplicada por acre, por pé quadrado, ou por planta, a menos que o volume total de água aplicada também seja conhecido.

Aplicação de fertilizante de programação

Pesquisa mínima tem sido feita em sistemas orgânicos para determinar o melhor horário para aplicação de fertilizante através de um sistema de irrigação. Nós sabemos que é importante ter nutrientes disponíveis no solo quando a cultura precisa deles, por isso eles são tipicamente aplicados antes de serem necessários. Nós sabemos que a absorção de nutrientes geralmente é paralela ao crescimento da cultura. Com isto em mente, faz sentido ter a maioria dos nutrientes que serão necessários para a cultura no solo quando a cultura começar a crescer rapidamente, e aplicar o resto durante o período de crescimento rápido. medida que a cultura se aproxima da colheita final e/ou crescimento lento, a aplicação de nutrientes pode ser afunilada e até parar. Para planejar a aplicação de fertilizantes, pode ajudar a fazer um gráfico mostrando cada semana de produção da cultura desde o plantio até a colheita, indicar o tamanho aproximado da cultura no início de cada semana, e então programar as aplicações de fertilizantes levando em conta o tempo de crescimento da cultura. O objetivo do ajuste fino dos horários de fertirrigação para a produção orgânica fornece uma oportunidade para pesquisas nas fazendas e universidades.

Quando injetar fertilizante através da irrigação

Aplique fertilizante durante os estágios finais da irrigação; isto irá reter a maior parte do fertilizante dentro da zona de enraizamento da cultura. Dê tempo, após o final da fertirrigação, para que a água corrente atravesse o sistema e expulse quaisquer partículas remanescentes que possam entupir os emissores. Para determinar quando começar a injetar o fertilizante, várias informações são necessárias. Primeiro, determinar quanto tempo leva para a água chegar ao emissor mais afastado do ponto de injeção. Observe isto durante as primeiras aplicações de irrigação e faça uma nota. A seguir, determine quanto tempo leva para injetar a quantidade de fertilizante desejada. Isto pode ser feito através do tempo de uma injeção real, ou através de cálculos baseados no volume de solução a ser injetada e nas vazões do sistema de irrigação e da bomba. Pode ser útil monitorar o fluxo de nutrientes através da injeção de corantes alimentares naturais como um marcador. Um medidor de condutividade elétrica (EC) também pode ser usado para monitorar a solução nos emissores. Finalmente, calcule quanto tempo antes do final da irrigação para começar a injetar fertilizante adicionando:

1. tempo para a água viajar do ponto de injeção até o emissor mais distante;
2. tempo para injetar solução fertilizante;
3. tempo para o último pedaço de solução fertilizante chegar ao emissor mais distante; e
4. tempo adicional para enxaguar o sistema.

Por exemplo, suponha que leve ½ hora para que a água viaje do ponto de injeção até o emissor mais distante, e 1 hora para injetar a solução, e ½ hora para enxaguar o sistema. Então, a fertirrigação deve começar 2,5 horas antes do final do evento de irrigação: ½ hora para que a água viaje do ponto de injeção até o emissor mais distante + 1 hora para injetar a solução + ½ hora para que o último bit de solução de fertilizante chegue ao emissor mais distante + ½ hora para enxaguar o sistema. Se levar 7 horas para aplicar a quantidade desejada de água em um campo, então neste exemplo, a fertirrigação começaria 4,5 horas ( 7 – 2,5) após o início da irrigação. Consulte os recursos sobre irrigação por gotejamento listados abaixo para informações adicionais sobre programação de irrigação por gotejamento.

Nutrientes devem ser completamente lavados do sistema de irrigação após a injeção para manter as linhas de gotejamento limpas e para evitar entupimento. Se o entupimento se tornar um problema, pode ajudar a abrir as extremidades das laterais e a descarregar a água através da fita adesiva e para fora das extremidades das linhas periodicamente durante a estação.

Distribuição de nutrientes no solo

Nutrientes entregues através da irrigação por gotejamento serão distribuídos seguindo o padrão de molhamento do solo. Os padrões de molhamento do solo tendem a ser hemisféricos ou ovais com a porção mais larga na profundidade do emissor (ou na superfície do solo se a fita adesiva não for enterrada) e o ponto mais profundo diretamente abaixo do emissor. A distância que a água irá percorrer horizontalmente no solo e a profundidade de umedecimento dependem da textura do solo, da taxa de irrigação e da duração da irrigação. A taxa e duração da irrigação deve ser ajustada com base nas necessidades de água da cultura.

Fertirrigação bem sucedida

A seguir estão algumas diretrizes gerais sobre produtos de fertirrigação e sistemas de irrigação para injeção de fertilizantes, adaptadas de “Produção comercial de hortaliças, fertirrigação de culturas hortícolas” (Marr, 1993).

• Utilizar fertilizante que se mistura prontamente com água; se o produto não se dissolver completamente, deve ter partículas de pequeno tamanho que permanecerão em suspensão e passarão através dos emissores sem entupimento.
• Pressão completa do sistema de irrigação por gotejamento antes da injeção começar; o emissor mais distante da bomba deve estar a pressão total quando a injeção for iniciada.
• Instalar um dispositivo de prevenção de refluxo entre a fonte de água e o injetor de fertilizantes para proteger a fonte de água. Em alguns estados isto é exigido por lei e as características do dispositivo podem ser especificadas. Verifique com suas autoridades estaduais ou locais.
• Instale um filtro entre o injetor e as laterais para garantir que as partículas não dissolvidas sejam filtradas para que não obstruam os emissores. Dependendo da fonte de água e do tipo de injector, também pode ser necessário um filtro entre a fonte de água e o injector.
• Injectar fertilizante durante pelo menos o tempo necessário para que o sistema atinja a pressão total. Isto permite que cada emissor na linha de gotejamento tenha o mesmo tempo de contato com a solução de nutrientes que viaja através do sistema de irrigação e reduz a variabilidade na distribuição de fertilizantes.

>

• Lave completamente os nutrientes para fora do sistema de irrigação após a injeção para manter as linhas de gotejamento limpas e para evitar entupimento.

Equipamento de fertirrigação

Injetores desembolsam uma solução concentrada de nutrientes na linha principal do sistema de irrigação. Há dois modos básicos de ação para injetores de fertilizantes: venturi e deslocamento positivo.

Venturi Bypass: Um injetor venturi opera sob o princípio de que a sucção (pressão negativa) é criada quando a água passa por uma zona de constrição. Esta sucção é utilizada para aspirar a solução fertilizante para a linha de irrigação. A pressão e vazão da água são um pouco variáveis com os injetores venturi resultando em uma concentração de fertilizante para irrigação que segue um padrão de pulso durante o tempo de injeção. Entretanto, em muitas operações uma concentração constante na solução final não é necessária, e os venturis são usados com sucesso em muitas fazendas. O Hozon é o exemplo mais comum de um injetor de venturi simples, barato e de fácil manutenção. Estes pequenos injectores têm uma baixa taxa de injecção e por isso requerem um grande tanque de fertilizantes, limitando assim o seu uso a pequenas áreas (tipicamente ½ acre ou menos). Injetores maiores de venturi, como o Mazzei (Fig. 1), estão disponíveis para áreas maiores.

Figure 1. Um injetor Mazzei, pronto para ser inserido na linha de irrigação, é um injetor de bypass venturi comumente usado e é adequado para fertir áreas maiores que ½ acre. Crédito fotográfico: Tim Coolong, Universidade do Kentucky.

Positivo de deslocamento: Os injetores de deslocamento positivo utilizam a ação recíproca de um pistão ou diafragma para injetar fertilizante na linha de irrigação. Estas bombas são instaladas em linha e não requerem um bypass (Fig. 2). A pressão da água, ao fluir através do injetor na linha de irrigação, fornece a energia necessária para ativar o processo de injeção. A solução de fertilizante é puxada para dentro da linha de irrigação em volumes precisos a uma concentração e vazão constantes. Em uma bomba de diafragma a solução de fertilizante não entra em contato com o mecanismo da bomba, ao contrário da bomba de pistão. Por este motivo, a bomba de diafragma tem menos problemas operacionais, de manutenção e de peças de reposição. Os injetores de deslocamento positivo proporcionam maiores proporções de injeção e requerem um tanque menor de estoque de fertilizante. Estes atributos tornam estes injectores adequados para grandes superfícies. Algumas marcas comumente usadas de injetores de deslocamento positivo são os injetores Dosatron, DosMatic e Chemilizer.

Figure 2. Um injetor Chemilizer é um exemplo de um injetor de diafragma de deslocamento positivo. Crédito fotográfico: Tim Coolong, Universidade de Kentucky.

Produtos de Fertilizantes Orgânicos

Para que o fertilizante seja efetivamente entregue por irrigação, o fertilizante deve ser solúvel, e/ou quaisquer partículas não dissolvidas devem ser capazes de percorrer o sistema de irrigação sem causar entupimentos. Existem muitos fertilizantes líquidos e em pó aprovados organicamente que são completamente solúveis e que podem ser usados para fertirrigação. Consulte o USDA National Organic Program Handbook (2010) para novas informações sobre fertilizantes orgânicos líquidos. A Tabela 1 lista produtos do Departamento de Agricultura do Estado de Washington (WSDA) Organic Food Program Brand Name Material List e a Organic Materials Review Institute (OMRI) Product List (a partir de março de 2010) que foram identificados pelo seu rótulo como adequados para fertirrigação. Para mais informações sobre insumos, leia o artigo relacionado a eOrganic Can I Use This Input On My Organic Farm. Verifique sempre com seu certificador antes de utilizar qualquer produto novo.

Análise de custo para produtos de fertirrigação

Quadro 1 inclui uma análise de custo de produtos de fertirrigação baseada no custo por unidade de nitrogênio. A análise envolveu três etapas. Primeiro, foi determinado o preço do produto de fornecedores comerciais (os produtos foram cotados em novembro de 2009). Em segundo lugar, para os produtos vendidos por volume, os fabricantes foram contatados para informações de peso por volume. Por exemplo, se um produto foi vendido por galão, o fabricante foi perguntado quanto pesa um galão do produto. E terceiro, o valor do teor de nitrogênio na etiqueta do produto foi usado para calcular o custo de um quilo de nitrogênio desse produto. Para calcular o custo de cada produto fertilizante, foi utilizada a calculadora de fertilizantes orgânicos desenvolvida pela Oregon State University. Com base nessa análise, os custos por libra de nitrogênio para produtos fertilizantes líquidos e orgânicos solúveis variaram de US$ 4,60 a US$ 136,50 por libra e a quantidade de nitrogênio em produtos fertilizantes variou de 0,4 a 5%.Considerações sobre fertilizantes orgânicos líquidos

Fertilizantes orgânicos líquidos

Quando se seleciona um produto fertilizante para fertirrigação, há considerações além do preço por unidade de nitrogênio, tais como

• presença de nutrientes além do nitrogênio
• balanço de nutrientes
• facilidade de aplicação

Adicionalmente, alguns produtos dissolvem-se facilmente na água e são rapidamente injectados no sistema de rega sem causar problemas como filtros e emissores entupidos, enquanto outros produtos não se dissolvem facilmente ou são mais susceptíveis de entupir os emissores. Outra questão importante é a presença de sais solúveis no fertilizante. Vários fertilizantes orgânicos líquidos e solúveis, especialmente aqueles que são mais elevados em nitrogênio, tendem a ser feitos com nitrato de sódio (NaNO3), comumente chamado de nitrato chileno ou salitre chileno. O nitrato de sódio é um composto de nitrogênio que ocorre naturalmente, que é 16% de nitrogênio (N), é usado extensivamente para fertilizantes orgânicos, e é altamente solúvel em água. Quando o nitrato de sódio se dissolve, o íon sódio está disponível para a absorção da planta na solução do solo e pode ser problemático para alguns cultivos quando está presente a taxas relativamente altas. Os cultivadores são aconselhados a testar os produtos em pequena escala para garantir que o produto é adequado para o sistema de irrigação e cultura(s) específica(s) onde serão utilizados. Embora o nitrato de sódio seja permitido, o regulamento do NOP estabelece que o uso de nitrato de sódio é restrito a não mais do que 20% do total de nitrogênio requerido pelo cultivo.

Cultivadores também devem estar cientes de que em outubro de 2009 o USDA National Organic Program (NOP) exigiu uma revisão completa de todos os fertilizantes orgânicos líquidos com níveis de nitrogênio superiores a 3%. Esta revisão foi devido à descoberta do NOP no início de 2009 que dois produtos de fertilizantes orgânicos líquidos no mercado dos EUA não estavam em conformidade com os regulamentos do NOP. Os dois produtos eram Marizyme e Agrolizer, ambos fabricados pela Port Organic, Ltd. Os fertilizantes com percentuais de nitrogênio mais altos (>3%) devem agora ter a documentação fornecida por uma inspeção de terceiros, provando que todo nitrogênio vem de fontes aprovadas. Como condição para serem reconhecidos pelo NOP, os revisores de produtos de terceiros devem auditar os produtores de fertilizantes com base nos regulamentos do NOP, bem como passar por uma auditoria eles mesmos. Estas medidas mais rigorosas destinam-se a ajudar os certificadores a fazer o melhor julgamento possível ao aprovar fertilizantes orgânicos e outros insumos.

Referências e Citações