Produção e qualidade de frutos de tomateiro cultivado em substrato com zeólita

Yield and fruit quality of tomato grown in substrate with zeolite

COMUNICAÇÃO CIENTÍFICA

Produção e qualidade de frutos de tomateiro cultivado em substrato com zeólita

Yield and fruit quality of tomato grown in substrate with zeolite

Alberto C. de Campos Bernardi^I; Carlos Guarino Werneck^II; Patrick Gesualdi Haim^II; Neide Botrel^III; João Oiano-Neto^IV; Marisa Bezerra de Mello Monte^V; Maria Regina Verruma-Bernardi^VI

^IEmbrapa Pecuária Sudeste, C. Postal 339, 13560-970 São Carlos-SP

^IIAlunos pós-graduandos, UFRRJ, Seropédica-RJ

^IIIEmbrapa Hortaliças, C. Postal 218, 70359-970 Brasília-DF

^IVEmbrapa Agroindústria de Alimentos, Rio de Janeiro-RJ

^VCentro de Tecnologias Minerais, Rio de Janeiro-RJ

^VIDepto. Tecnologia Agroindustrial e Sócio-EconômicoRural, Araras-SP; [e-mail]

RESUMO

Avaliou-se a produção e a qualidade dos frutos de tomateiro cv. Finestra, cultivado em substrato com zeólita enriquecida com N, P e K. Os tratamentos utilizados foram quatro doses (20; 40; 80 e 160 g por vaso) de zeólitas enriquecidas com H₃PO₄/apatita, KNO₃ e KH₂PO₄, além de uma testemunha cultivada em solução nutritiva. Foram avaliados a produção de frutos por vaso, firmeza, sólidos totais, pH, acidez titulável e ácido ascórbico dos frutos, dos 80 aos 90 dias de cultivo. O fornecimento de nutrientes através do mineral zeólita enriquecido com N, P e K comprovou ser uma alternativa para o aumento da produção. As maiores produções foram obtidas nos tratamentos com adição de P e K e nas maiores doses de zeólita (160 e 80 g por vaso). A produção de frutos foi 11 a 17% maior em relação à testemunha cultivada com solução nutritiva. Houve efeitos positivos das zeólitas enriquecidas com fontes de fósforo sobre a firmeza e efeito negativo sobre o pH. A firmeza dos frutos variou 104% entre tratamentos, de 7,06 N (ZNK 160) a 14,38 (ZPK 40). O aumento da disponibilidade de potássio contribuiu para o aumento do teor de ácido ascórbico dos frutos.

Palavras-chave:Lycopersicon esculentum, estilbita, acidez titulável, ácido ascórbico, firmeza, sólidos solúveis totais, pH.

ABSTRACT

We evaluated yield and quality of tomato fruits, cv. Finestra, grown in a zeolite substrate enriched with N, P and K. Treatments comprised four levels (20; 40; 80 and 160 g per pot) of zeolite enriched with H₃PO₄/apatite, KNO₃ and KH₂PO₄, and a control grown in a nutrient solution. Fruit production, firmness, total soluble solids, pH, titratable acidity and ascorbic acid were evaluated from 80 to 90 days of plant cultivation. Nutrients supplied through the mineral zeolite enriched with N, P and K was an adequate alternative to increase the production. Higher fruit production was obtained with addition of P and K and higher zeolite dosis (160 and 80 g per pot). Fruit production was 11% and 17% higher when compared to the plants grown in nutritive solution (check treatment). Positive effects were observed in P-enriched zeolites in relation to fruit firmness, and negative effects over fruit pH. Fruit firmness varied 104% among treatments, from 7.06N (ZNK 160) to 14.38N (ZPK 40). The increase of potassium availablity increased the ascorbic acid levels of the fruits.

Keywords:Lycopersicon esculentum, stilbite, titratable acidity, ascorbic acid, firmness, total soluble solids, pH.

O tomate é uma das mais importantes hortaliças no mundo, tanto na área cultivada como no seu valor comercial. O Brasil ocupa o oitavo lugar entre os países produtores, sendo esta hortaliça a segunda em importância econômica no país. Os frutos destinam-se especialmente para o processamento, mas também para o consumo in natura (Filgueira, 2000).

O mercado hortícola tem se tornando mais exigente, demandando alternativas viáveis para o aumento quantitativo da produção e a manutenção do fornecimento o ano todo, especialmente a obtenção de produtos de qualidade. Isso tem levado os produtores a buscar novos sistemas de cultivo, em alternativa ao sistema tradicional a campo, como os protegidos (túneis e estufas) e o hidropônico. Existe ainda a possibilidade do cultivo zeopônico, no qual plantas são cultivadas em substrato artificial composto pelo mineral zeólita misturados a rochas fosfáticas, funcionando como um sistema de liberação controlada e renovável de nutrientes para as plantas (Allen et al., 1995; Mumpton, 1999).

As zeólitas são alumino-silicatos cristalinos hidratados de metais alcalinos ou alcalinos-terrosos, estruturados em redes cristalinas tridimensionais rígidas, formadas por tetraedros de AlO₄ e SiO₄. Caracterizam-se pela facilidade de reter e liberar água e trocar cátions sem modificar sua estrutura (Mumpton, 1999; Kithome et al., 1999). Esta estrutura apresenta propriedades de adsorção e capacidade de troca de íons, proporcionando o uso potencial, seja no campo ou em cultivo com substratos (Harland et al., 1999). Existem mais de 40 espécies de zeólitas naturais, sendo a clinoptilolita aparentemente a mais abundante tanto nos solos como em sedimentos (Ming & Dixon, 1987). No Brasil os maiores reservatórios de zeólita estão no vale do Parnaíba (Rezende & Angélica, 1991), no qual predomina a forma estilbita.

Este mineral apresenta três propriedades principais, que lhe conferem grande interesse para uso na agricultura: alta capacidade de troca de cátions, alta capacidade de retenção de água livre nos canais e alta habilidade na adsorção. Assim, a zeólita pode atuar melhorando a eficiência do uso de nutrientes através do aumento da disponibilidade de P da rocha fosfática, melhorar o aproveitamento do N (NH₄⁺ e NO₃^-) e reduzir as perdas por lixiviação dos cátions trocáveis, especialmente K⁺ e também como um fertilizante de liberação lenta (Allen et al., 1995; Notario-Del-Pino et al., 1994; Barbarick et al., 1990, Harland et al., 1999, Gül et al., 2005). De acordo com Leggo (2000), em função da afinidade da zeólita por nutrientes, este mineral pode ser utilizado em substratos para estimular o crescimento das plantas. A mistura de zeólitas com fertilizantes também apresentou efeitos positivos sobre o crescimento de plantas de alface (Gül et al., 2005) e tomate (Valente et al., 1986).

As características de qualidade do tomate dependem da cultivar, condições de cultivo, ponto de maturação na colheita, condições de armazenagem, transporte e embalagem. O tomateiro apresenta boa resposta à adubação (Filgueira, 2000); por isso, entre os vários fatores que podem limitar a produtividade e diminuir a qualidade dos frutos, as deficiências nutricionais estão entre as principais. Para obter-se altas produtividades e frutos com qualidade é necessário o fornecimento balanceado de nutrientes. Entre os indicadores que servem como parâmetro de qualidade do fruto, pode-se citar a cor, aparência, firmeza, peso, sólidos solúveis totais, pH e acidez titulável (Gayet et al., 1995).

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção e a qualidade dos frutos de tomateiro cultivado em substrato com zeólita enriquecida com N, P e K.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido em casa-de-vegetação da Embrapa Solos no Rio de Janeiro, em vasos com 3 kg com substrato inerte composto de areia lavada com água destilada e ácido clorídrico diluído (3:1 v/v).

A zeólita foi coletada na Bacia do Parnaíba, no Maranhão, a qual representa o principal depósito de zeólita natural do País, com potencial de aproveitamento econômico (Rezende & Angélica, 1991). O material coletado foi concentrado em mesa vibratória, resultando em um produto com 84% de zeólita estilbita e com capacidade de troca de cátions de 2,5 cmol_c g^-1. A fórmula química determinada da zeólita foi: (CaO)_0,82 (Na₂O)_0,19 (K₂O)_0,15 (MgO)_0,56 (Fe₂O₃)_0,30 (TiO₂)_0,11 (Al₂O₃)_1,85 (SiO₂)₁₆ (H₂O)_4,7. A zeólita concentrada foi enriquecida através da incubação com soluções contendo H₃PO₄ 1,0 mol L^-1 (ZP), KNO₃ 0,5 mol L^-1 (ZNK) e K₂HPO₄ 1,0 mol L^-1 (ZPK). A relação utilizada foi de 1:40 por 24 horas, com temperatura e agitação constantes. Após a incubação, a suspensão foi filtrada e o material sólido desidratado a 100ºC. A zeólita enriquecida com H₃PO₄ recebeu, ainda, a adição de fosfato natural (34% de P₂O₅) na proporção de 2:1 (m/m).

O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com três repetições. Os vasos foram cultivados com o tomate (Lycopersicon esculentum, Mill ) cv. Finestra. Avaliaram-se os doze tratamentos com melhor aspecto dos frutos: Z20, Z40, ZNK160, ZPK20, ZPK40, ZPK80, ZPK160, ZP20, ZP40, ZP80, ZP160, e a testemunha (sem adição de zeólita). As doses e concentração de nutrientes em cada um deles encontram-se descritos na Tabela 1. A zeólita apresentava traços de outros elementos, entre eles o fósforo, por isso o material concentrado apresentou uma pequena porcentagem de P disponível. A testemunha recebeu todos os nutrientes necessários para o desenvolvimento das plantas através de uma solução nutritiva, com a composição (mg L^-1): N = 210; P = 31; K = 234; Ca = 200; Mg = 48; S = 65; B = 0,5; Cu = 0,02; Fe = 5,0; Mn = 0,5; Zn = 0,2, e Mo = 0,02. Essa solução foi preparada segundo Sarruge (1975). O fornecimento foi realizado manualmente, em quarenta aplicações de 100 mL de solução nutritiva por vaso com duas plantas, totalizando 4,0 L por vaso. As aplicações ocorreram ao longo de todo o ciclo de cultivo, sendo que nos primeiros 30 dias de cultivo o intervalo de fornecimento foi de três dias; nos 60 dias seguintes o intervalo foi de 1 dia. Nos dias em que não se forneceu solução, as plantas receberam água da irrigação. Quando a zeólita utilizada não possuía um dos macronutrientes em teste (N, P ou K) este era adicionado na forma de solução, na mesma concentração fornecida à testemunha. Desse modo todos os tratamentos receberam as mesmas quantidades de Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn, Mo e Zn.

Os tratamentos foram iniciados em agosto de 2003 com o transplante, para os vasos de cultivo, de duas mudas do tomateiro aos 30 dias após a germinação. Os frutos foram coletados para análise quando atingiram a completa coloração vermelha. A colheita iniciou-se aos 80 dias após transplante (DAT) e terminou aos 90 DAT, sendo que todos os frutos foram pesados. Nos frutos maduros colhidos foram avaliados os sólidos solúveis totais e pH (Instituto Adolfo Lutz, 1985), acidez total titulável (International Organization of Standardization - ISO, 1998), concentração de ácido ascóbico (Ashoor et al., 1984), e a firmeza (com o uso de um penetrômetro McCormick, modelo FT 327, com ponteiras de 8 mm). Os resultados de produção e de qualidade de frutos foram analisados estatisticamente através da análise de variância e teste de Duncan (5%).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

As maiores produções de frutos foram obtidas nos tratamentos com adição de P e K (ZP e ZPK) e nas maiores doses de zeólita (160 e 80 g por vaso), as quais foram significativamente 11 a 17% maiores que a testemunha, que recebeu todos os nutrientes na forma de solução nutritiva (Tabela 2). Nanadal et al. (1998) também verificaram aumentos da produção do tomateiro com o fornecimento dessas concentrações destes dois macronutrientes. Estas porcentagens de aumento são concordantes com os obtidos por Leggo (2000), que comparou plantas cultivadas em substratos com e sem zeólita, e verificou aumentos de 19% na produção de matéria seca na presença do mineral. Nesse trabalho verificou-se as maiores produtividades com a aplicação das maiores doses de potássio, devido à influência deste elemento no tamanho dos frutos, uma vez que sua deficiência acarreta a produção de frutos menores e menor teor de licopeno (Knee, 2002). Estes resultados demonstram o potencial para utilização do mineral zeólita enriquecido, como uma fonte de nutrientes para esta solanácea. Desta forma, há concordância com os resultados já obtidos por Notario-Del-Pino et al. (1994), Williams & Nelson (1997) e Gül et al. (2005) para alfafa, crisântemo e alface, respectivamente, e Valente et al. (1986) para tomateiro.

A qualidade dos frutos avaliada em função da acidez titulável, pH, firmeza e concentração de ácido ascórbico (vitamina C), foi influenciada significativamente pelos tratamentos com zeólita enriquecida. Não houve efeito dos tratamentos sobre os teores de sólidos solúveis (Tabela 2).

A ausência de diferenciação dos resultados obtida para o teor de sólidos solúveis (°Brix) concorda com os resultados de outros autores (Gul & Sevgican, 1992; Alan et al., 1994), os quais também não verificaram diferença significativa para esta característica em tomate produzido em diversos substratos e no solo. No entanto, a faixa de valores observada para os sólidos solúveis entre 3,2 e 3,77% está abaixo da faixa normalmente observada, entre 4 e 5% (Jones, 1998; Fontes et al., 2000; Sampaio & Fontes, 2000). De acordo com Knee (2000), os teores de sólidos solúveis aumentam com o aumento das doses de nitrogênio.

Houve diferenças significativas entre a acidez titulável, representada pela concentração de ácido cítrico (Tabela 2), do tratamento Z20 (0,60%) e dos tratamentos ZP80 e ZP160 (0,33%). Os demais tratamentos não diferiram entre si. Estes resultados indicam efeito positivo da fonte de fósforo presente nestes tratamentos (ZP80 e ZP 160) na redução destes valores, como observados por Sobulo & Olorunda (1977). A acidez devida a ácidos orgânicos é uma característica importante que influencia a palatabilidade aos frutos, e diminui com a maturação em decorrência do processo respiratório e da conversão em açúcares (Kader et al., 1978). O aumento no fornecimento de P pode aumentar a diponibilidade de compostos bioquímicos que utilizam o fosfato como armazenamento de energia. Como vários processos metabólicos vitais dependem desse suprimento de energia, a nutrição adequada de fósforo tende a favorecê-los (Marschner, 1995) e desta forma incrementar a neutralização os ácidos e sintese de açúcares, tornando os frutos menos ácidos. Alan et al. (1994) também obtiveram diferenças significativas nos teores de ácido cítrico de tomate produzido em diferentes substratos. No entanto, Lacatus et al. (1995) não encontraram diferenças significativas para acidez titulável em tomate produzido em diversos substratos e no solo. Os valores médios observados para acidez titulável (0,44%) estão acima do valor de 0,32%, considerado mínimo para tomate de alta qualidade (Kader et al., 1978; Jones, 1998).

Houve diferença estatística significativa entre os tratamentos para os valores de pH. A faixa dos valores foi de 4,07 a 4,32, com valor médio de 4,16. Apesar destas diferenças entre os tratamentos, a amplitude de variação está dentro da faixa de pH de 4,0 a 4,5, considerada ideal para tomates de qualidade, segundo Sapers et al. (1978) e Jones (1998). Gul & Sevgican (1992) e Fontes et al. (2004) também não encontraram diferenças significativas no valor de pH do tomate produzido em casa de vegetação, em diferentes substratos e no solo. Os valores de pH mais baixos podem ser atribuídos à maior concentração de ácido cítrico nos frutos, uma vez que se observou uma relação significativa (p<0,05) inversa com coeficiente de correlação (r) igual a 0,792 entre estas duas variáveis.

A firmeza é um dos mais importantes atributos da qualidade de frutos de tomate para consumo in natura e para o cultivo industrial. De acordo com Ahrens et al. (1990), esta é uma característica de conservação pós-colheita essencial durante o transporte e comercialização dos frutos, também relacionada com a capacidade de armazenamento ou "vida de prateleira". Os valores de firmeza variaram de 7,06 N (ZNK 160) a 14,38 N (ZPK 40), representando uma amplitude de variação de 104% (Tabela 2). Os frutos mais firmes ocorreram nos tratamentos em que a disponibilidade de fósforo era maior ZPK 40, ZP 160, ZP 80, ZPK 80 e ZPK20. Estes valores representaram aumentos significativos em relação à testemunha entre 95 e 42%. Considerando-se apenas os tratamentos nos quais havia variação dos teores de P (zeólitas ZP e ZPK), observou-se uma tendência de resposta quadrática entre os resultados de firmeza dos frutos em função das doses de P fornecidas com as zeólitas (Figura 1). Sendo que o maior valor (14,2 N) foi obtido próximo da dose de 2000 mg por vaso de P₂O₅.

As concentrações de ácido ascórbico nos frutos in natura foram afetadas significativamente pelos tratamentos (Tabela 2). Os valores obtidos estão de acordo com os descritos na literatura, nos quais as concentrações de ácido ascórbico em tomate cultivado em condições de casa-de-vegetação, variaram de 7 a 23 mg 100g^-1 de matéria fresca (Dumas et al., 2003) e de 17 a 22 mg 100g^-1 de matéria fresca em diferentes cultivares em condições de campo (Abushita et al., 2000).

Os resultados obtidos neste trabalho indicam que o fornecimento de K tem efeito positivo sobre a concentração de ácido ascórbico, devido ao aumento da disponibilidade do nutriente. Estas observações são concordantes com as de Solubo & Olorunda (1977), Anac & Colcoglu (1995), Nanadal et al. (1998), Sampaio & Fontes (2000) e Balliu & Ibro (2002), que descreveram que aumentos no fornecimento de potássio aumentavam os valores de ácido ascórbico nos frutos do tomateiro. Já Fontes et al. (2000) não observaram diferenças nos valores deste ácido em função da variação das doses de potássio.

O potássio apresenta importantes funções nas células vegetais como co-fator enzimático, na síntese e estabilidade de proteínas e na síntese de carboidratos (Marschner, 1995). Como o ácido ascórbico é uma lactona de um ácido-açúcar, nos tratamentos onde houve maior disponibilidade deste nutriente, os frutos apresentaram maiores concentrações de ácido ascórbico, provavelmente devido ao aumento na síntese e transporte de açúcares fotossintetados. Na Figura 2 observa-se resposta quadrática dos valores de ácido em relação às doses de K aplicadas na adubação, sendo que o maior teor (26 mg 100 g^-1) foi obtido na dose de 160 g por vaso de zeólita ZPK, representando cerca de 8 g de potássio por vaso. Sampaio & Fontes (2000) obtiveram valores de 20 mg 100g^-1 com aplicações de 180 kg ha^-1 de potássio.

Recebido para publicação em 25 de agosto de 2006; aceito em 18 de maio de 2007

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  08 Out 2007
• Data do Fascículo
  Jun 2007

Histórico

• Aceito
  18 Maio 2007
• Recebido
  25 Ago 2006