Avaliação de membrana semipermeável de osmose direta em sistema fertirrigado de rúcula (Eruca sativa Mill.)

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Gimenez, Leonardo Vedovato
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Efficiency of water use and nutrients; Eficiência do uso da água e nutrientes; Fertirrigação subsuperficial; Nutrientes no solo; Soil nutrients; Subsurface fertigation

O uso de tecnologia e inovação na agricultura está sendo um motivador de pesquisas em várias áreas das ciências agrárias, inclusive na área de sistemas de irrigação, sobretudo diante de um cenário em que se busca o uso racional da água (Eficiência do Uso da Água (Water Use Efficiency - WUE)), seja pelo uso de novas técnicas de manejo ou pela utilização de novos equipamentos. Na horticultura, a fertirrigação se faz presente e em algumas situações as aplicações excessivas de água e fertilizantes podem resultar em uma redução de sistemas fertirrigados. Assim diante da demanda crescente do uso de tecnologias disponíveis, tem-se a membrana semipermeável de osmose direta como um mecanismo adicional a sistemas fertirrigados, tais como, irrigação subsuperficial, podendo ainda contar com a capacidade de dessalinização in situ, com potencial uso em sistemas fertirrigados. Portanto, o objetivo principal da pesquisa foi avaliar uma membrana semipermeável de osmose direta em um cultivo fertirrigado de rúcula visando seu efeito na condutividade elétrica e dinâmica de nutrientes (nitrogênio, fósforo e potássio) na solução do solo, bem como, o seu efeito no desenvolvimento da cultura da rúcula (Eruca sativa Mill.). A hipótese foi verificar se houve alguma influência da membrana semipermeável na dinâmica de nutrientes fornecidos à rúcula (nitrogênio, fósforo e potássio), via fertirrigação, bem como, no desenvolvimento e cultivo da rúcula fertirrigada, em diferentes tipos de materiais de solo (condições de cultivo em dois tipos de material de solo com texturas diferentes: franco arenosa e argilosa). A pesquisa contou com a cooperação internacional da University of New South Wales (UNSW) (Sydney, Austrália) em nome do Professor Greg Leslie (Director of the UNSW Global Water Institute/Director of the UNESCO Centre for Membrane Science and Technology) e a Dra. Valeria Almeida Lima (PhD, Research Scientist, Horticulture and Irrigated Agriculture, Vegetables, Department of Primary Industries and Regional Development), os quais forneceram, em doação, todo o conjunto das membranas semipermeáveis utilizados nessa pesquisa. A metodologia aplicada permitiu a condução de dois experimentos de pesquisa, ambos em ambiente protegido, porém, em épocas diferentes do ano, cada um com um tipo de material de solo (franco arenoso e argiloso). Cada experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, com três tratamentos principais: (M) membrana semipermeável para aplicação de água e fertilizantes; (M+G) membrana para água e gotejamento para fertilizantes; e (G) controle com gotejamento tradicional. Durante o cultivo da rúcula fertirrigada, em ambiente protegido, foram coletadas amostras de solução do material de solo para avaliar, a condutividade elétrica (CE) e a disponibilidade de nutrientes N, P e K. Também foram coletados e avaliados os valores de umidade do solo, por tensiometria. Também, com o intuito de entender o desenvolvimento da cultura da rúcula sob condições de um sistema fertirrigado com o uso de uma membrana de osmose direta, foram coletados dados biométricos da cultura: altura inicial e final das plantas, comprimento da raiz e peso final da rúcula. Os resultados foram avaliados por meio de análise estatística de modelos mistos, utilizando o software R. A transformação Box-Cox foi aplicada para corrigir possíveis desvios de normalidade e homogeneidade de variâncias nos resíduos, garantindo maior precisão dos resultados. Os contrastes entre os tratamentos foram avaliados por meio do teste de hipóteses utilizando o método de Tukey. Diante dos resultados obtidos, foram observadas diferenças evidentes nas dinâmicas de nutrientes e no desenvolvimento das plantas, dependendo do tipo de material de solo e do tratamento aplicado. O material de solo franco arenoso apresentou maior disponibilidade de nitrogênio e fósforo, enquanto o argiloso destacou-se na retenção de potássio, devido à sua elevada capacidade de troca catiônica. O tratamento com membrana e gotejamento (M+G) apresentou os resultados mais equilibrados, ou seja, sendo mais eficaz no material de solo arenoso, ao passo que a membrana isolada (M) demonstrou limitações no desenvolvimento das plantas, apesar de favorecer a retenção de água em material de solo mais arenoso. Com base nos dados obtidos, pode-se concluir que o uso da membrana semipermeável pode ser uma tecnologia promissora para uso em sistemas fertirrigados especialmente quando combinada com sistemas de gotejamento superficial, proporcionando uma gestão eficiente de água e nutrientes. Entretanto, recomenda-se a condução de novas pesquisas com maior número de parcelas e realização simultânea dos experimentos (necessidade de aumento da infraestrutura) em materiais de solos distintos e buscando por uma maior representatividade e avaliação dos efeitos climáticos e em condições de campo.