A redução da irrigação e do aporte de nutrientes não afetou o rendimento total, que foi ligeiramente superior no tratamento DSS

Este trabalho faz parte do projeto europeu iGUESS-MED no qual foi desenvolvido um sistema de apoio à tomada de decisões (DSS) para o cultivo do tomate em estufas mediterrânicas. Um dos seus objetivos prioritários é melhorar a gestão da rega e da fertilização para reduzir o uso da água e dos nutrientes e a poluição ambiental associada. Neste estudo foi realizada uma avaliação da gestão da irrigação e da fertilização com o novo DSS desenvolvido no projeto iGUESS-MED.

Recentemente e no âmbito do projeto europeu iGUESS-MED foi desenvolvido um sistema inovador de apoio à tomada de decisões (DSS) para o cultivo do tomate em estufas mediterrânicas (https://www.iguessmed.com/). Um dos principais objetivos deste DSS é melhorar a gestão da fertirrigação em áreas com má qualidade da água, para reduzir a utilização da mesma e nutrientes e a poluição ambiental associada. Outros componentes do DSS são a previsão de pragas e doenças e a melhoria da eficiência climática do cultivo de tomate em estufa. O DSS requer dados climáticos em tempo real nas explorações agrícolas e informações básicas sobre o solo e as culturas. O consórcio do projeto é constituído por centros de investigação, PME e utilizadores finais de países da UE e de países terceiros pertencentes à bacia do Mediterrâneo.

O DSS desenvolvido incorpora recomendações de irrigação calculadas com a ferramenta PrHo (Fernandez et al., 2009) com base em modelos simples para calcular as necessidades hídricas das culturas em estufa e recomendações do teor ótimo de nutrientes na solução nutritiva de fertirrigação com o VegSyst-DSS v2 (Gallardo et al., 2014, 2023a). O VegSyst-DSS considera as necessidades da cultura e os nutrientes fornecidos pela matéria orgânica do solo, o estrume e os nutrientes disponíveis no solo no início da cultura. O objetivo deste artigo é apresentar os resultados mais relevantes de um ensaio numa cultura de tomate em estufa e no solo, em que a gestão de irrigação e da fertilização de acordo com as recomendações DSS do projeto iGUESS-MED foi avaliada em relação à gestão convencional.

O trabalho experimental foi realizado numa estufa plástica de 1.400 m² do tipo raspa e amagado situada na Estação Experimental da Universidade de Almeria, Retamar, Almeria. Foi cultivado um tomate longa vida (Solanum Lycopersicum L.), variedade Pontal (Rijk Zwaan), enxertado no porta-enxerto Imperador (Rijk Zwaan). O transplante foi efetuado a 30 de dezembro de 2022 e o cultivo concluído a 14 de junho de 2023; a densidade de plantação foi de duas plantas m^-2. A cultura foi cultivada em solo arenoso e foi utilizada irrigação por gotejamento com emissores de 3 L h^-1. Os nutrientes foram aplicados por fertirrigação. O ensaio foi realizado num dos módulos com uma área cultivada de 800 m² que foi dividida em oito parcelas experimentais de 42 m² por parcela elementar; foram aplicados aleatoriamente dois tratamentos de gestão da rega e fertilização com quatro repetições/tratamento e o delineamento experimental foi o de blocos aleatórios. As condições de cultivo e o gestão do mesmo foram muito semelhantes aos das estufas comerciais desta região.

Os dois tratamentos de gestão da irrigação e da fertilização consistiram numa gestão convencional (CONV) e numa gestão de acordo com as recomendações do iGUESSMED DSS, que incorpora o PrHo para a gestão da rega (Fernández et al., 2009) e o VegSyst-DSS V2 para a fertilização (Gallardo et al., 2014, 2023a). No tratamento CONV, o volume de irrigação foi 20% superior à irrigação DSS e a fertilização foi baseada em soluções nutritivas padrão para tomate em estufas em Almeria. No tratamento DSS, o volume de rega correspondeu a ETc/CU, em que ETc é a evapotranspiração da cultura e CU é o coeficiente de uniformidade do sistema de irrigação. A ETc foi determinada com o PrHo utilizando dados climáticos medidos em tempo real e cálculos semanais.

A frequência de irrigação foi a mesma nos dois tratamentos e variou de um a três dias, dependendo da época do ano. As recomendações de nutrientes foram baseadas no VegSyst-DSS V2, utilizando dados climáticos históricos e a monitorização do estado nutricional da cultura através da análise de nutrientes na seiva e na solução do solo. Foi efetuada uma análise físico-química completa do solo antes da transplantação e foram determinados (1) o volume e a composição da solução nutritiva fornecida, (2) o teor de nutrientes na seiva do pecíolo e na solução do solo e (3) a produção e a qualidade dos frutos, tal como descrito em pormenor em Gallardo et al., (2023b). Todas as medições são a média de 4 repetições.

Tabela 1. Resultados da análise do solo (0-20 cm) efetuada antes da transplantação. A avaliação do solo e as recomendações de aporte de acordo com o VegSyst-DSS v2 também estão incluídas.

A tabela 1 apresenta os resultados da análise do solo antes da plantação e a avaliação do solo utilizando o VegSyst-DSS v2. O cálculo do balanço de N tem em conta o teor de matéria orgânica, os aportes de estrume e de N mineral do solo. Não foi adicionado estrume nos três anos anteriores ao cultivo, pelo que a mineralização de N proveniente do estrume foi considerada nula. A contribuição de N do solo para o cultivo foi negligenciável devido aos baixos níveis de matéria orgânica e N mineral antes da transplantação (Tabela 1).

Os níveis elevados de carbonato exigiram um aporte adicional de P (Gallardo et al., 2023a). O teor de K trocável do solo era muito baixo e o teor de P assimilável muito alto (Tabela 1). O VegSyst-DSS V2 ajustou as recomendações de fertilização de acordo com a fertilidade do solo, sendo necessária uma entrada adicional de K para considerar as extracções da cultura e enriquecer o solo; pelo contrário, a entrada de P só foi recomendada a 50% das extrações dada a elevada quantidade de P disponível no solo (Tabela 1).

A Fig. 1 mostra a evolução sazonal das concentrações de N, P e K medidas na solução nutritiva fornecida nos tratamentos CONV e DSS por períodos de duas semanas. Em geral, a concentração de aporte foi menor no tratamento DSS com valores de 78% para N, 58% para P e 86% para K no tratamento DSS em comparação com o CONV. Houve alguns períodos em que ambos os tratamentos foram muito semelhantes, como o período final do ciclo para P e o período inicial para K (Fig. 1).

Fig. 1. Evolução sazonal da concentração dos nutrientes N, P e K na solução nutritiva nos tratamentos convencional (CONV) e DSS.

Da mesma forma, as quantidades totais de N, P e K aplicadas durante o ciclo da cultura no tratamento DSS foram consideravelmente menores do que no CONV, havendo uma redução nos aportes no tratamento DSS em relação ao CONV de 35% para N, 48% para P e 33% para K. A entrada de água de irrigação foi reduzida em 19% no tratamento DSS em relação ao CONV (Tabela 2).

Tabela 2. Aportes totais de irrigação e de nutrientes N, P e K durante o ciclo da cultura nos tratamentos convencional (CONV) e DSS e % de redução nos aportes no DSS em relação ao tratamento convencional.

A produção total de frutos foi ligeiramente superior em DSS do que em CONV, com diferenças estatisticamente significativas entre os dois tratamentos (Tabela 3). Não se registaram diferenças estatisticamente significativas (P≤0,05) entre tratamentos na produção de frutos comercializáveis, número de frutos e peso médio dos frutos (Tabela 3). Em relação à qualidade organolética, não foram encontradas diferenças significativas (P≤0,05) entre os dois tratamentos no teor de sólidos solúveis totais (SST), acidez titulável e pH dos frutos (Tabela 3). Em relação à qualidade externa, não foram encontradas diferenças significativas (P≤0,05) entre os tratamentos nos índices de firmeza do fruto e cor da casca dos frutos (dados não mostrados).

Tabela 3. Produção total e comercializável de frutos, número total de frutos e peso médio dos frutos em cada tratamento. Parâmetros organoléticos de qualidade da fruta, como teor de sólidos solúveis (SST), pH e acidez titulável também estão incluídos. Letras diferentes indicam diferenças significativas (P≤0,05) entre as médias de acordo com o procedimento LSD. Um resumo da análise de variância é apresentado, não significativo (ns), significativo em P ≤ 0,05 (*), muito significativo em P ≤ 0,01 (**) e altamente significativo em P ≤ 0,001 (***).

Foi realizada uma análise económica dos custos de irrigação e de fertilização associados a cada um dos dois tratamentos de gestão da fertirrigação examinados. Em relação ao tratamento CONV, a gestão da rega em DSS com PrHo permitiu uma poupança de água de rega de 445,2 € ha-1, menos 18% do que a gestão CONV. Em relação aos custos de fertilização, a gestão com VegSyst-DSS v2 combinada com a monitorização resultou numa poupança de custos de fertilização de 3661,5 € ha-1, ou seja, 40% do custo de fertilização do tratamento CONV.

Estes resultados mostram que o DSS iGUESS-MED, combinando o PrHo e o VegSyst-DSS v2 para a gestão da rega e da fertilização em culturas de tomate cultivadas em solo sob estufa, resultou numa poupança significativa de água e de macronutrientes (N, P, K) sem comprometer a produtividade. Esta poupança de fatores de produção levou a uma redução dos custos de cultivo e do impacto ambiental associado ao excesso de nutrientes. Os resultados deste estudo demonstram que a programação da irrigação e da fertilização tendo em conta (i) as necessidades das culturas, (ii) os nutrientes disponíveis no solo, os aportes de estrume e (iii) a monitorização do estado da água e dos nutrientes no solo e nas culturas é viável e tem vantagens económicas e ambientais.

Os nossos resultados confirmam trabalhos anteriores em culturas hortícolas em estufa, em que a gestão da irrigação e do N com base nas estimativas das necessidades das culturas resultou numa redução significativa dos aportes de irrigação e de fertilizantes N e das perdas por lixiviação de nitratos (Granados et al., 2013; Magán et al., 2019).

A redução nos aportes de irrigação e nutrientes não afetou o rendimento total, que foi ligeiramente superior no tratamento DSS, nem o rendimento comercial, e não houve diferenças entre os tratamentos nas componentes do rendimento. Também não se registaram diferenças significativas entre os tratamentos nos parâmetros avaliados de qualidade organolética e qualidade externa. A análise económica mostrou que a utilização da gestão da rega e da fertilização com base nas ferramentas PrHo e VegSyst-DSS v2 integradas no DSS iGUESS-MED resultou numa poupança de 18% no custo da água e de 40% no custo dos fertilizantes.

O sistema de recomendação de rega e fertilização avaliado é compatível com a utilização de sistemas de fertirrigação padrão habitualmente utilizados em estufas em Almeria. É previsível que a utilização destas ferramentas a nível comercial seja necessária no atual contexto de (i) digitalização da agricultura e (ii) aplicação da recente legislação sobre fertilização sustentável (BOE, 2022); esta nova legislação exige que os agricultores preparem planos de fertilização antes do cultivo, com base nas necessidades das culturas e compatíveis com as boas práticas agrícolas (BOE, 2022).

Referencias bibliográficas

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