Water retention capacity and frequency of delivering the nutrient solution to roots of hydroponic lettuce in a NFT system

O experimento foi conduzido em casa-de-vegetação não climatizada, na área experimental da Meteorologia Agrícola, da Universidade Federal de Viçosa, Minas Gerais, em 2002. O sistema hidropônico utilizado foi do tipo NFT, técnica do fluxo laminar de nutrientes. Foram estudadas três cultivares de alface (Lactuca sativa L.). A semeadura foi em 19 de abril, o transplante para as bancadas definitivas em 10 de maio, e a colheita final foi 29 dias após o transplantio, foi observado um total de 438,18oC graus-dia acumulados (GDac) ao final do cultivo. Os objetivos deste trabalho foram: a) determinar experimentalmente uma equação de regressão para a retenção de solução nutritiva nas raízes para as três variedades de alface estudadas, e b) simular o regime de acionamentos do conjunto moto-bomba controlado por um sistema dinâmico que estima, em tempo real, o balanço hídrico em função das variáveis climáticas e da água disponível no sistema radicular da alface. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com três tratamentos (cultivares), e duas repetições (bancadas de cultivo). Foram efetuadas seis amostragens em intervalos de cinco dias. Foram pesados sistemas radiculares, espumas fenólicas e água retida no sistema radicular. A capacidade de retenção de água no sistema radicular foi modelada por meio de uma equação expolinear, usando como termo independente GDac. A capacidade de retenção de água pela espuma fenólica não apresentou variação significativa entre variedades, sendo igual a 6,0 g planta -1 . Em contrapartida, a capacidade de retenção de água pelas raízes externas à espuma fenólica apresentou variação que pôde ser expressa na forma de equações expolineares, com R 2aj de 95,8%, 99,7% e 98,8%, para as cultivares Regina, Grand Rapids e Great Lakes, respectivamente. Nos primeiros dias após o transplantio a capacidade de retenção de água do sistema radicular foi igual à da espuma fenólica (6,0 g planta -1 ). Resultados obtidos na simulação do regime de acionamentos do sistema permitem dizer que, de forma geral, sistemas hidropônicos temporizados manejados conforme indicações encontradas na literatura, especialmente os regimes com intervalos entre irrigações de 30 minutos ou menos, superestimam a demanda evapotranspirométrica, além de serem insensíveis ao desenvolvimento radicular da cultura e às condições climáticas. A simulação indicou ainda a redução no consumo de energia elétrica do sistema dinâmico de pelo menos 64 % quando comparado ao consumo no sistema temporizado.The experiment was carried out in a greenhouse without environmental controls, at the agricultural meteorology experimental station, with is part of the Agricultural Engineering Department at the Federal University of Viçosa, Minas Gerais State, Brazil. Lettuce (Lactuca sativa L.) cultivars were grown in a NFT hydroponic system. Sowing took place on April 19 th , the transplantation to definitive benches was made on May 10 th , 2002, and the last harvest was made 29 days after transplantation. A total of 438 o C accumulated degree-days (GDac) were observed at the end of cultivation. The objectives of this work were as follows: a) to determine experimentally a regression equation for the retention of the nutritive solution in the roots for the three varieties studied, and b) to simulate the operating rate of the motor pump set controlled by a dynamic system which estimates, in actual time, the hydric balance in function of the climatic variables and available water in the lettuce root system. The experimental design was entirely randomized, with three treatments (cultivars) and two repetitions (growing benches). Six samples were randomly selected within five days intervals. The root system, the phenolic foams and the water retained in the foam and on the surface of the roots were weighed. The water retention capacity in the root system was modelled by means of an expolinear equation, using GDac as independent variable. The water retention capacity of the phenolic foam did not show a significant variation among varieties, being equal to 6.0 g plant -1 . On the other hand, the capacity of water retention of the roots on the outside of the phenolic foam showed a variation that can be expressed in the form of expolinear equations, with R 2aj of 95.8, 99.7 and 98.8%, for the cultivars Regina, Grand Rapids and Great Lakes, respectively. In the first days after transplantation the water retention capacity of the radicular system was equal to that of the phenolic foam (6.0 g plant -1 ). Results obtained in the simulation of the operation rate of the system leads to the conclusion that, in a general manner, timerized hydroponic systems managed in accordance with the recommendations found in the literature, particularly those with 30 minutes of interval between irrigations or less overestimate the evapotranspiration demand, besides being insensitive to root development and climatic conditions. The simulation also indicated a potential reduction of the electricity consumption for the dynamic system of, at least, 64% when compared to the consumption in the timerized system