Como o Proefcentrum Hoogstraten utilizou o Soil Mini da Sigrow para melhorar a rega

Setor: Agricultura / Investigação  |  Tempo de leitura: 7 minutos  |  Cultura: Morango de produção contínua (cv. Karima)  |  Localização: Proefcentrum Hoogstraten (PCH), Meerle, Bélgica  |  Produto Sigrow utilizado: Soil Mini sensor de substrato  |  Ano: 2023  |  Projeto de investigação: Projeto EU Life ACLIMA (LIFE20-CCA-BE-1720)

Resumo

A utilização sustentável da água tornou-se um dos maiores desafios no cultivo moderno de morango — e os sistemas em mesa de cultivo (tabletop) utilizados no Norte da Europa estão entre os mais difíceis de resolver. Em 2023, o Proefcentrum Hoogstraten (PCH) realizou um ensaio de época completa com sensores de substrato Sigrow Soil Mini para verificar se a rega orientada por sensores conseguiria reduzir a água de drenagem num sistema tabletop Mini-Air com drenagem livre.

Os resultados foram marcantes. Ao utilizar dados contínuos de humidade e CE do substrato para orientar a rega na segunda metade da época, o PCH reduziu o consumo global de água em 19,5% (de 520 para 419 L/m²) e a água de drenagem em 38% (de 189 para 118 L/m²) — tudo sem qualquer perda de produção, calibre, firmeza, Brix ou vida útil pós-colheita. Além disso, ambas as secções do ensaio produziram cerca de 2 kg por planta, ou aproximadamente 10 kg/m², com 75% dos frutos classificados como de calibre grande.

Para produtores de morango em mesas de cultivo (tabletop) com drenagem livre, a conclusão é clara: os sensores de substrato não são apenas ferramentas de diagnóstico — são uma alavanca prática para reduzir o desperdício de água sem comprometer a produção.

O Desafio: Morangos em Mesas com Drenagem Livre São um Ponto Cego da Gestão da Água

Nos últimos vinte anos, os produtores belgas e neerlandeses de morango fizeram progressos significativos na utilização sustentável da água. A maior parte das estufas de produção recircula atualmente a água de drenagem e capta água da chuva no local — muitas vezes mais de 3 000 m³ por hectare. Esses investimentos fecharam o ciclo da produção em ambiente fechado.

No entanto, um sistema permaneceu obstinadamente em circuito aberto: o cultivo em mesa de cultivo (tabletop) ao ar livre ou coberto, com drenagem livre. São os sistemas de morango em mesas elevadas que os produtores utilizam entre abril e setembro, com relva por baixo das mesas e sem recuperação de drenagem. Qualquer quantidade de água que sai dos vasos infiltra-se no solo por baixo. Resumindo, é água que se perde.

A pergunta que o PCH queria responder era direta: podemos reduzir a drenagem nestes sistemas com segurança, sem prejudicar a cultura? E, mais especificamente — conseguem os sensores de substrato indicar-nos quando é realmente seguro conter a rega?

Porque é que a abordagem tradicional desperdiça água

Na fertirrega padrão do morango, os produtores aplicam nutrientes a CE baixa (tipicamente 1,1–1,5 mS/cm) em cada ciclo de gotejamento. Depois orientam o volume de água e a CE de rega com base em dois números que lêem à drenagem: a percentagem de drenagem e a CE de drenagem.

Tipicamente, as percentagens de drenagem alvo variam entre 15% em dias nublados e 40% em dias de forte radiação. A CE de drenagem alvo situa-se em cerca de 1,1–1,3 mS/cm para variedades remontantes e em cerca de 1,5 mS/cm para variedades de junho. Na prática, os produtores aproximam-se desses valores ajustando o número e a duração dos ciclos de gotejamento, muitas vezes com disparadores baseados na integral de luz, do tipo “aplicar 100 ml por gotejador por cada 120 J/cm² de radiação acumulada”.

Funciona — mas é indireto. Afinal, a percentagem de drenagem e a CE de drenagem dizem-nos o que aconteceu dentro do substrato várias horas antes. Estamos a conduzir pelo espelho retrovisor. Além disso, em mesas com drenagem livre, qualquer percentagem de drenagem acima de zero é água que nunca mais se recupera.

Objetivos

O PCH concebeu o ensaio de 2023 para responder a um conjunto específico de questões:

• Podem os sensores de substrato dar aos produtores a confiança necessária para reduzir com segurança a água de drenagem em sistemas em mesa de cultivo (tabletop)?
• Que limiares de humidade e de CE no substrato representam limites seguros antes de a cultura começar a sofrer?
• A rega orientada por sensores mantém ou melhora a produção, o calibre e a qualidade dos frutos?
• Funciona esta abordagem com uma variedade remontante como a Karima, mais sensível às oscilações de rega do que as variedades de junho?

A Solução Sigrow

Para responder a essas questões, o PCH adquiriu seis sensores de substrato Sigrow Soil Mini para monitorizar o ensaio. O Soil Mini é especialmente vocacionado para substratos orgânicos e mede os parâmetros mais relevantes na cultura do morango:

O que foi medido:

• Humidade volumétrica do substrato (%) — o sinal principal para as decisões de rega
• CE do substrato (mS/cm) — para acompanhar a concentração de nutrientes na zona radicular
• Temperatura do substrato
• Radiação ambiente
• Défice de pressão de vapor (VPD)

Neste ensaio, a humidade e a CE foram os dois parâmetros mais relevantes. Os sensores continuaram a registar os restantes em segundo plano, embora a equipa não atuasse diretamente sobre eles.

Dividir o Mini-Air numa zona de controlo e numa zona de teste

O ensaio decorreu num sistema de mesa de cultivo (tabletop) Mini-Air, plantado com a variedade remontante Karima em 29 de março de 2023. O PCH dividiu os seis sensores de forma equilibrada por duas secções:

• Secção de controlo: três sensores, regados a partir da sala técnica central do PCH seguindo a estratégia padrão orientada pela drenagem.
• Secção de ensaio: três sensores, regados a partir de uma unidade de fertirrega separada e dedicada, que podia ser orientada diretamente pelos dados dos sensores.

Como o ensaio utilizou tabuleiros baixos Meerle (recipientes de mesa de cultivo pouco profundos), a equipa não conseguiu medir em múltiplas alturas do substrato. Em alternativa, cada secção colocou um sensor num torrão radicular no canto do tabuleiro, um num torrão radicular no meio do tabuleiro e um no substrato livre entre torrões. Assim, o PCH obteve uma visão completa de como a humidade e a CE se deslocavam pelas diferentes zonas.

Fase 1: Aprender a Ler os Dados (abril a meados de julho)

Durante os primeiros cerca de 3,5 meses da época, o PCH regou deliberadamente a secção de ensaio da mesma forma que a secção de controlo. Ainda não era objetivo poupar água — o objetivo era compreender como os valores dos sensores se comportavam numa estratégia de rega tradicional conhecida.

Esta fase revelou-se essencial por duas razões:

1. Permitiu estabelecer uma linha de base clara do que eram valores “normais” de humidade e de CE do substrato, tanto nos torrões radiculares como no substrato livre, nas diferentes fases da cultura.
2. Detetou um problema operacional real. A 28 de junho, as medições de CE de drenagem mostraram que a unidade dedicada estava subitamente a regar com uma CE muito elevada — resultado de um pico de CE inexplicado no depósito de água da chuva que alimentava essa unidade. A equipa esvaziou de imediato o depósito e encheu-o de novo com água da chuva limpa. No entanto, o curto pico de CE deixou uma marca visível nos dados de substrato durante semanas, sobretudo no sensor colocado no torrão radicular do meio do tabuleiro. Sem monitorização contínua do substrato, essa contaminação teria provavelmente passado despercebida.

Dessa experiência, o PCH tirou também uma conclusão inicial importante: a CE do substrato é menos fiável do que a CE de drenagem como sinal de condução diária da rega. Em concreto, a CE do substrato foi subindo ao longo do tempo (sobretudo nos torrões radiculares), ao passo que a CE de drenagem se manteve dentro da banda-alvo. Os dois números contavam histórias diferentes — pelo que o ensaio foi ajustado em conformidade.

Fase 2: Rega Orientada por Sensores (meados de julho até ao final da época)

A partir de meados de julho, a secção de ensaio passou a funcionar com rega orientada por sensores. Com base no que a primeira fase havia revelado, o PCH estabeleceu limiares claros de humidade do substrato:

• Humidade mínima de 40% nos torrões radiculares — a zona onde ocorre a absorção ativa pelas raízes
• Humidade mínima de 30% no substrato livre entre torrões radiculares — é aceitável deixar secar mais, uma vez que existe menos massa radicular ativa
• CE de drenagem mantida entre 1,1 e 1,3 mS/cm — o intervalo-alvo padrão para a variedade remontante Karima
• CE do substrato autorizada a subir livremente, desde que a CE de drenagem se mantenha dentro do alvo

Os sensores registaram em contínuo, embora o PCH não tenha automatizado a unidade de fertirrega dedicada. Em vez disso, a equipa consultava os dados de humidade do substrato várias vezes por semana e tomava decisões manuais de rega: conter a água quando a humidade estava acima do alvo, adicionar um ciclo de gotejamento quando a humidade se aproximava do mínimo ou aumentar a água se a CE de drenagem começasse a subir fortemente.

Como regra geral, o PCH manteve os ciclos de gotejamento no mínimo realmente necessário à cultura — e não no máximo permitido pelo sistema.

Análise e Insights dos Dados

Os dados contínuos dos sensores tornaram visíveis vários fenómenos que a monitorização apenas à drenagem sempre ocultara. Em particular, destacaram-se quatro constatações.

A humidade manteve-se muito melhor do que o esperado

Primeiro, mesmo com significativamente menos ciclos de gotejamento do que a secção de controlo, a humidade do substrato nos torrões radiculares manteve-se confortavelmente acima do alvo de 40% durante grande parte da segunda metade da época. Resumindo, a cultura tinha reservas no substrato que a rega orientada apenas pela drenagem estava a fazer escoar sem necessidade.

As percentagens de drenagem caíram abaixo dos 5% no pico da época

Segundo, no final de julho a secção de ensaio funcionava com percentagens de drenagem bem inferiores a 5% — muito abaixo dos alvos tradicionais de 15–40% — enquanto a CE de drenagem se mantinha dentro da janela-alvo. Por outras palavras, a cultura estava simplesmente a receber aquilo de que precisava, e não uma margem de segurança adicional de água por cima.

A acumulação de EC nos torrões radiculares tornou-se visível em tempo real

Terceiro, a CE do substrato foi subindo de forma constante ao longo da época, sobretudo nos torrões radiculares do canto e do meio — chegando a 8–9 mS/cm em setembro. Entretanto, a CE de drenagem manteve-se entre 1,3 e 1,8 mS/cm. Essa diferença reforçou a conclusão da Fase 1: em Karima sobre sistemas tabletop Mini-Air, a CE do substrato pode subir muito sem que a CE de drenagem o revele. Assim, a CE de drenagem continua a ser o sinal mais fiável para a condução diária da rega — mas a CE do substrato mantém-se valiosa como alerta de tendência a mais longo prazo.

Rega ao ritmo da cultura, e não do relógio

Por fim, como a humidade passou a ser visível em tempo real, as decisões de rega deixaram de ser orientadas pelo calendário (“aplicar um ciclo por cada 120 J/cm²”) e passaram a ser orientadas pela resposta da cultura (“aplicar um ciclo quando a humidade no torrão radicular se aproxima dos 40%”). Em muitos dias, isso significou menos ciclos. Em alguns dias quentes, significou mais. De qualquer forma, foi preciso.

Ações Tomadas

Com base nos dados contínuos dos sensores, a equipa do PCH:

• Passou a secção de ensaio de uma programação de rega baseada no calendário para uma programação baseada em limiares de humidade, a partir de meados de julho
• Reduziu o número de ciclos diários de gotejamento sempre que a humidade dos torrões radiculares se manteve acima de 40%
• Adicionou ciclos proativamente quando a CE de drenagem começava a subir
• Detetou e corrigiu a contaminação do depósito de água da chuva de 28 de junho antes de esta provocar danos duradouros
• Estabeleceu um conjunto claro de alvos de humidade do substrato para Karima em sistemas tabletop Mini-Air, reutilizáveis em futuros ensaios e aconselhamento comercial

Resultados e Impacto

Ao longo de toda a época, os números contam uma história clara:

Water use

• Controlo: 520 L/m²
• Orientado por sensores: 419 L/m²
• Poupança: menos 19,5% de água aplicada

Água de drenagem produzida

• Controlo: 189 L/m²
• Orientado por sensores: 118 L/m²
• Redução: menos 38% de água de drenagem perdida

E, crucialmente — esta redução foi obtida ainda que o PCH só tenha aplicado a rega orientada por sensores na segunda metade da época. Se a equipa tivesse adotado a abordagem desde o primeiro dia, a poupança teria sido quase de certeza maior.

Colheita e qualidade do fruto: sem compromisso

Claro que o verdadeiro teste de qualquer estratégia de redução de água é verificar se prejudica a cultura. Neste ensaio, simplesmente não prejudicou.

• Produção: Ambas as secções produziram aproximadamente 2 kg por planta, ou 10 kg/m²
• Calibre do fruto: 75% dos frutos classificados como de calibre grande em ambas as secções
• Firmeza: Sem diferença mensurável
• Qualidade visual: Sem diferença mensurável
• Brix (teor de açúcar): Sem diferença mensurável
• Vida útil pós-colheita: Sem diferença mensurável

Por outras palavras: a cultura não deu por isso. Produziu o mesmo peso, a mesma distribuição de calibres e a mesma qualidade — com menos 19,5% de água e menos 38% de drenagem.

Principais Conclusões

• Os sensores de substrato transformam a redução de drenagem numa decisão apoiada por dados. Em sistemas em mesa de cultivo (tabletop) com drenagem livre, a rega orientada por sensores pode reduzir a água de drenagem em quase 40% sem perda de produção nem de qualidade.
• A CE de drenagem continua a ser o sinal mais fiável para a condução diária da rega em Karima sobre sistemas tabletop Mini-Air — mas são os dados contínuos de humidade do substrato que permitem, na prática, aos produtores reduzir a rega com confiança.
• A regra dos 40% / 30% de humidade funciona na prática. A experiência do PCH mostra que a humidade dos torrões radiculares pode ser gerida com segurança até 40%, e a do substrato livre até 30%, na variedade remontante Karima.
• A monitorização contínua deteta problemas que a fertirrega tradicional oculta — como o pico de CE no depósito de água da chuva em junho, que, de outra forma, só teria sido diagnosticado quando os danos na cultura fossem visíveis.
• A poupança de água aumenta com o tempo de utilização do sistema. Este ensaio aplicou rega orientada por sensores apenas em cerca de metade da época. Uma implementação durante toda a época faria, provavelmente, aumentar a poupança.
• Os sensores Sigrow Soil Mini são adequados a substratos orgânicos e disponibilizam os dados de humidade, CE e clima necessários para este tipo de gestão de água de precisão na cultura do morango.

Sobre o Proefcentrum Hoogstraten

O Proefcentrum Hoogstraten (PCH) é um dos principais centros de investigação aplicada para a cultura de morango e hortícolas na Bélgica, com sede em Meerle. O centro realiza ensaios à escala comercial por conta de produtores e parceiros industriais em toda a Europa, focados em técnicas de cultura sustentáveis, gestão da água, adaptação às alterações climáticas e inovação em culturas.

Sobre o projeto Life ACLIMA

O PCH realizou este trabalho no âmbito do projeto Life ACLIMA, financiado pelo programa Life da União Europeia com o número de acordo LIFE20-CCA-BE-1720. O projeto ACLIMA apoia a adaptação às alterações climáticas na horticultura, desenvolvendo e validando ferramentas práticas para uma gestão sustentável da água e dos recursos.

Referência

Este caso de estudo baseia-se em investigação publicada por P. Melis, S. Laurijssen, M. Hofkens & V. Greffe (Proefcentrum Hoogstraten, Meerle), originalmente reportada em:

“Drain in aardbeien te beperken met behulp van sensoren” — Proeftuinnieuws 20, 24 de novembro de 2023, páginas 11–13.

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O Soil Mini da Sigrow faz parte de uma gama completa de sensores de substrato e de clima concebidos para produtores comerciais e centros de investigação. Se está a trabalhar em redução do consumo de água, gestão de drenagem ou fertirrega de precisão em morangos, tomate ou outras culturas em substrato, contacte a nossa equipa — teremos todo o gosto em ajudá-lo a desenhar uma estratégia de sensorização adequada à sua exploração.