Hidrogel nanotecnológico gera economia de água na produção de mudas de hortaliças

Uma nova fórmula de hidrogel, desenvolvida a partir de nanotecnologia, é capaz de reduzir a utilização de água na produção de mudas de hortaliças em cerca de 12%, ao mesmo tempo que antecipa o ciclo de produção em até três dias. O hidrogel nanocompósito, produzido em parceria entre a Embrapa Hortaliças (DF) e a Embrapa Instrumentação (SP), possui um sistema de liberação controlada de ureia capaz de acelerar o crescimento de folhas e de raízes das mudas. Esses resultados foram comprovados por testes realizados com tomate e pimentão no Distrito Federal durante 24 meses. O próximo passo é testar o produto com espécies folhosas como alface, rúcula e espinafre. 

Os experimentos realizados com a cultivar de tomate BRS Nagai e com uma variedade comercial de pimentão revelaram que não existe o risco de o hidrogel competir com as mudas por água e por nutrientes ou de liberar resíduos tóxicos para as plantas. 

Por ser desenvolvido a partir de nanotecnologia, o novo produto teve suas dosagens ajustadas aos principais tipos de substratos disponíveis no mercado - fibra de coco, casca de pinus e turfa. Os testes foram realizados com três diferentes composições de substrato: puro, acrescido de hidrogel e o terceiro com hidrogel enriquecido com ureia. 

Aperfeiçoamento

Na etapa inicial da pesquisa, o objetivo era comprovar a capacidade do hidrogel de absorver e liberar água de forma efetiva. O pesquisador Marçal Henrique Amici Jorge explica que, por se tratar de um nanocompósito, o produto foi capaz de reter uma quantidade significativa de água usada na irrigação sem comprometer a estrutura física do substrato nem o seu o volume nas células da bandeja.

“Com isso, nós verificamos que os experimentos com substrato contendo o hidrogel apresentaram redução da necessidade de irrigar as mudas, o que possibilitou economia de água e de gastos indiretos, como energia e insumos”, ressalta. Os dados foram obtidos, inicialmente, pela pesagem diária das bandejas contendo as diferentes composições, considerando a quantidade de água utilizada na irrigação e a liberada pelo orifício das bandejas.

Jorge explica que as análises desses dados mostraram uma capacidade da tecnologia de absorver rapidamente a água, possibilitando ao substrato atingir a umidade ideal com menor percentual de água. Os resultados comprovaram que o uso do substrato com hidrogel permite ganhos de 15% a 25% no peso das bandejas, com reabsorções diárias que se mantiveram eficientes por, pelo menos, 25 dias. “Com esses dados, nós pudemos estimar uma economia de água de cerca de 12% no processo de produção de mudas de tomate e pimentão”, informa.

Redução do tempo de produção de mudas 

Após comprovar a capacidade de absorção de água, os estudos foram direcionados para a avaliação do crescimento e do desenvolvimento das mudas de pimentão e tomate nas três composições de substrato. Foram consideradas características que determinam a qualidade da muda: diâmetro do caule, quantidade de folhas, altura, peso e volume da parte aérea e de raízes. As análises realizadas com base no Índice de Qualidade de Dickson (IQD) - usado para estabelecer a qualidade de mudas - revelou que as mudas de tomate e pimentão produzidas com substrato acrescido de hidrogel enriquecido com ureia tiveram desenvolvimento superior às demais composições. 

De acordo com o pesquisador Raphael Augusto de Castro e Melo, que também participa desse trabalho, as formulações dos hidrogéis possuem a propriedade de trocar cargas e liberar de maneira gradativa macro e micronutrientes para a planta. No caso do hidrogel nanocompósito, essa propriedade é atribuída à presença de um argilomineral. “Por possuir essa característica, em associação aos demais componentes da composição do hidrogel, a troca de nutrientes foi otimizada, tornando o produto mais eficaz”, ressalta.

O estudo mostrou que o hidrogel enriquecido com ureia, que é formada por 44% de nitrogênio, libera esse nutriente lentamente para as mudas, resultando na melhor qualidade das plantas. De acordo com os pesquisadores, o fato de o nitrogênio estar prontamente disponível, independentemente de suplementação de adubos nitrogenados, possibilitou que as mudas atingissem o tamanho ideal da parte área e do sistema radicular até três dias antes das mudas produzidas somente com o substrato e complementações com fertirrigação. 

Comporta diferentes tipos de nutrientes

O bom desenvolvimento e, consequentemente, a redução no ciclo de produção das mudas são atribuídos a essa “disponibilização inteligente” de nitrogênio e de outros nutrientes que ocorre entre o hidrogel e a solução do substrato. Para os especialistas, essa é a explicação para a redução no ciclo de produção das mudas.  

Juntos, esses resultados proporcionam uma série de vantagens para o viveirista como redução de custos com manejo, irrigação e insumos. 

Melo ressalta que a constatação prática da capacidade de liberação gradual do nitrogênio da ureia abre a possiblidade de “customizar” a formulação do hidrogel com diferentes nutrientes. O químico Adriel Bortolin, proprietário da empresa Fertgel e que participou da criação do produto em parceria com a Embrapa, diz que a proposta é desenvolver hidrogéis com nutrientes específicos para cada tipo de cultura. Assim como verificado pelos pesquisadores, ele alerta que o hidrogel enriquecido com nutriente é capaz de otimizar a ação de grande parte dos macros e micronutrientes. Por isso, não substitui totalmente a fertilização convencional.

Validação comprova vantagens 

A validação dos trabalhos foi feita em ensaios em viveiros especializados em produção de mudas de hortaliças e considerou o sistema de produção adotado pelos viveiristas. 

Na análise comparativa entre os resultados destacou-se o bom desenvolvimento do diâmetro do caule das mudas de tomate BRS Nagai cultivadas no substrato acrescido de hidrogel enriquecido com ureia. De acordo com os especialistas, uma muda com um caule mais firme significa menor probabilidade de a planta danificar-se durante o transplantio e maior chance de pegamento, seja no campo ou no cultivo protegido. 

No experimento realizado com a cultivar comercial de pimentão, as mudas produzidas também com hidrogel com ureia obtiveram maior número de folhas por planta. “Isso interfere diretamente no momento do transplantio da muda e indiretamente na área foliar, já que pode representar uma maior superfície para que ocorra a fotossíntese”, explica Jorge, acrescentando que as mudas atenderam às exigências do produtor ao apresentarem mais de dez centímetros de altura”, observa. 

Novo hidrogel agrada setor produtivo

O viveirista Augusto Shibata comercializa mudas de hortaliças há quase dez anos, em Brazlândia, no Distrito Federal. O agricultor participou das validações de produção de mudas com o uso do hidrogel e destaca a capacidade de absorção do produto. “Como o hidrogel retém mais água, ele deixa os nutrientes da fertirrigação disponível por mais tempo para a planta e ela responde mais rápido do que as mudas produzidas sem o hidrogel”, explica. Shibata ressalta que percebeu essa vantagem tanto no hidrogel puro como no hidrogel acrescido com ureia.

No caso do desenvolvimento das mudas, o viveirista observa que o uso do hidrogel com ureia requer cuidados com a concentração. “Como a ureia transloca muito rápido, o segredo está na concentração ideal para que o desenvolvimento da parte área e do sistema radicular ocorra de forma equilibrada”, conta. 

Outras hortaliças na mira da pesquisa

Os resultados obtidos nesse estudo irão balizar novas pesquisas, com o apoio da  Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP/DF), a serem iniciadas ainda em 2020. A expectativa é testar o hidrogel nanocompósito em outras espécies de hortaliças, além de analisar a possibilidade de inserir diferentes nutrientes essenciais. Para viabilizar a produção comercial, novas sínteses do hidrogel fertilizante estão sendo aprimoradas.

Mercado

O plantio de grande parte das hortaliças ocorre por meio de mudas, geralmente feitas por produtores ou viveiristas. Estimativas da Confederação Nacional da Agricultura (CNA) mostraram que, em 2016, a produção de mudas de tomate de mesa e de tomate para processamento industrial movimentou US$ 18,68 milhões e a de pimentão alcançou US$ 10,41 milhões. O levantamento foi realizado com nove espécies de hortaliças e mostrou que, ao todo, a movimentação financeira com a produção de mudas foi de US$ 461,34 milhões.

De acordo com o pesquisador Marçal Jorge, nas últimas décadas a atividade de produção de mudas de hortaliças vem evoluindo de forma significativa devido ao avanço da tecnologia, que introduz novos insumos e práticas de manejo. Para se tornar um viveirista credenciado pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Mapa) é necessário preencher uma série de requisitos para obter o Registro Nacional de Sementes e Mudas (Renasem).