As fazendas verticais são a Utopia das Ciências Agrárias

 

“O que faz o homem sobre a Terra? Luta para neutralizar o acaso. Eis a principal necessidade humana: driblar o imprevisível...”     Ferreira Gullar, poeta brasileiro.

A evolução da Agricultura, desde sua invenção no Neolítico, tem sido uma história de luta contra o acaso. A Utopia das Ciências Agrárias poderia ser descrita como o ambiente perfeito para o cultivo, onde todas as variáveis relevantes tivessem valores ideais para a produção vegetal. Poderia resumir a História das Ciências Agrárias como uma busca por essa Utopia. As modificações do ambiente físico onde se realizará o cultivo são modificações cujo objetivo é criar as melhores condições para o crescimento e o desenvolvimento vegetal para que se possa obter o máximo de produção. Esse conceito é chave: a agricultura pretende otimizar o crescimento e o desenvolvimento vegetal na medida em que essa otimização se traduza em maximização da produção de interesse econômico.

Normalmente, o ambiente se desvia desse ótimo: o conteúdo de nutrientes do solo é menor do que o necessário para uma colheita satisfatória; as chuvas são irregulares e a quantidade de água insuficiente; a densidade da camada arável é muito alta, a drenagem do subsolo é deficiente; há uma abundância de organismos herbívoros e de microrganismos causadores de doença; as plantas espontâneas crescem mais rápido e são mais eficientes na aquisição de água e nutrientes do que as espécies cultivadas; venta muito; o calor é excessivo; as sementes disponíveis são escassas e de baixa qualidade; o frio noturno é intenso...Enfim, há muitas "variantes trágicas" com o potencial de comprometer a produção desejada.

Estima-se que, mesmo em países de agricultura desenvolvida, a produção agrícola está limitada a 25% de seu potencial em razão de condições ambientais estressantes para as espécies cultivadas. As produtividades médias da maior parte das principais espécies de hortaliças cultivadas poderia ser 50% maior caso as mesmas não sofressem com condições ambientais estressantes. Isso não é pouco.  Só esse fato já explica os impressionantes ganhos de produtividade das hortaliças cultivadas em estufas e principalmente em ambiente controlado. Esse mesmo fato demonstra bem o peso que a dependência nas condições climáticas tem na produção de alimentos. Cada metro quadrado de terra poderia produzir 50% a mais de alimentos se não fosse o acaso, a imprevisibilidade. 

Imaginemos quanto esforço as Ciências Agrárias dedicaram ao desenvolvimento de variedades cultivadas menos sensíveis a fatores ambientais desfavoráveis: variedades resistentes ao frio, ao calor, à seca, ao alagamento, à acidez do solo, à salinidade... Apesar de a agricultura ser uma luta contra o acaso, do desenvolvimento de técnicas e práticas de manejo do ecossistema agrícola, esse manejo é inevitavelmente incompleto. Em razão disso, todo esse esforço gera resultados mais ou menos efêmeros, mais ou menos satisfatórios. Há agora condições tecnológicas de se fazer o inverso - criar condições ambientais ótimas para que as espécies de plantas cultivadas possam expressar todo seu potencial produtivo.

Na produção de hortaliças, a adoção das práticas de cultivo protegido foi um passo à frente na tendência de controlar as variáveis ambientais e se proteger do acaso visando a otimização e maximização da produção agrícola, mas não tem sido uma solução de fácil manejo em regiões tropicais, principalmente no que diz respeito ao controle da temperatura. O cultivo em ambiente controlado representa uma declaração de independência. É o fim da dependência do clima, do tempo, das pragas, das doenças, do solo infértil. É uma visão realizável de um ideal utópico. Na verdade, já é, em muitos lugares, uma visão realizada. Ainda assim, estamos apenas no começo de uma nova revolução agrícola. Passamos pela revolução neolítica, pela revolução industrial, pela revolução verde. Estamos no início da revolução vertical.

Esqueçamos a alta tecnologia, o brilho estranho das lâmpadas LED, os vários andares de cultivo. O que realmente caracteriza uma fazenda vertical que a torna diferente do cultivo em estufa ou do cultivo tradicional em campo aberto? O controle total de todas as variáveis ambientais que definem a produção de uma planta. A eliminação completa da ação do acaso e do imprevisto na produção vegetal. Dentro de uma fazenda vertical não há mais a preocupação com secas, com enchentes, com geadas, com veranicos. A fazenda vertical produzirá a mesma coisa chova ou faça sol. Literalmente, o clima lá fora deixa de importar.

Programa HF Notícias sobre fazendas verticais

 

Entrevista sobre fazendas verticais no programa AgroNoite

 

Cultivo de morango hidropônico

 

Dicas e técnicas de produção em hidroponia

 

Agricultura indoors não é só tecnologia - o sistema de produção continua sendo essencial

 

Há um encanto com as promessas e perspectivas da agricultura indoors. Os entusiastas acreditam que a tecnologia resolverá tudo e que será facilmente possível produzir qualquer coisa com LEDs e ar condicionado. Já ouvi gente dizendo que o sucesso de uma fazenda vertical ou de uma fábrica de plantas depende apenas do grau de automação, do tipo de LED, do desumidificador, da bandeja de cultivo. Claro que a tecnologia é um componente importantíssimo e um diferencial deste tipo de cultivo. Na verdade, reconheço que apenas os avanços tecnológicos recentes em sensoriamento, controle ambiental, automação, iluminação tornaram possível esse florescimento da agricultura em ambiente controlado. Mas usando uma analogia com os computadores, essa tecnologia corresponde apenas ao hardware. Pouca gente tem falado no software, nas informações que porão a coisa para rodar. Esse software são os sistemas de produção.

 

Eu avalio que há realmente muitos avanços nas tecnologias sendo usadas, mas plantas serão sempre plantas e as questões ligadas à produção vegetal, independentemente se em campo aberto em uma fazenda vertical, continuam sendo questões agronômicas. Existem formas de se produzir, de se manejar as plantas para que extraiam o máximo do ambiente e traduzam isso em produção. Estas formas de produzir, equivalente a um algoritmo ou a um software, se chamam sistemas de produção. Boa parte dos resultados de pesquisa da Embrapa, por exemplo, são sistemas de produção. Assim como os sistemas operacionais que permitem que nossos computadores funcionem, os sistemas de produção que permitem o funcionamento da produção agrícola passam despercebidos. Muita gente que utiliza sistemas de produção ou componentes destes produzidos pela Embrapa costuma criticar a instituição porque "não entrega resultados". Ao contrário de sementes e maquinário, ninguém vê o sistema de produção.

 

Os sistemas de produção são os conjuntos de instruções de como deve ser conduzido um plantio. O cultivo hidropônico é um sistema de produção, o plantio direto, o cultivo orgânico, a produção integrada. Engana-se quem acha que é possível produzir sem essas instruções, sem os sistemas produtivos. A tecnologia dará resultados se acompanhada de um sistema de produção compatível. Seria uma incoerência, por exemplo, a utilização de solo em uma fazenda vertical. Para este tipo de empreendimento, está claro que os sistemas de produção sem solo, como a hidroponia ou a aeroponia, são mais adequados. O manejo da nutrição das plantas em um sistema hidropônico é muito diferente do manejo da nutrição em solo. O manejo do solo em ambiente protegido difere muito do manejo do solo em campo aberto.

 

Boa parte dos insucessos de empreendimentos de produção de alimentos vem do uso de sistemas de produção inadequados. A salinização do solo, problema muito comum em ambiente protegido, quase invariavelmente provem da utilização de práticas de manejo da adubação desenvolvidas para o cultivo em campo aberto.

 

Equívocos análogos têm ocorrido também nesta fase pioneira do cultivo em ambiente controlado. Resultados aquém do esperado têm sido conseguidos em razão da recalcitrância em se utilizar o enriquecimento da atmosfera com CO2. Em campo aberto é raro que o CO2 seja uma preocupação, um fator limitante à produção. Pelo contrário, a concentração de CO2, um dos principais gases de efeito estufa, tem aumentado consistentemente nas últimas décadas: há uma fonte inesgotável deste gás para a fotossíntese. Em um ambiente fechado em que a substituição do volume de ar é lento ou parcial, os níveis de CO2 podem cair rapidamente e se tornar um fator limitante à fotossíntese e, consequentemente, à produção de alimentos. Obviamente, o manejo do CO2 como um insumo passa a ser um componente importante nos sistemas de produção em ambiente controlado.

 

Mesmo as práticas já estabelecidas em um sistema de produção (ou em um determinado ambiente) podem precisar ser modificadas quando adotadas em outro. Dou o exemplo do manejo da solução nutritiva em sistemas hidropônicos. Em cultivos em estufa, a preocupação do produtor é acertar a condutividade elétrica à medida que as plantas se desenvolvem. Além do determinante planta, a única preocupação costuma ser a interação condutividade elétrica x temperatura. Em ambiente controlado, onde a iluminação é feita utilizando-se lâmpadas, há evidências fortes de que além do estágio de desenvolvimento e da temperatura, existe uma interação com a intensidade luminosa de lâmpadas tipo LED. O desconhecimento dessas especificidades, em outras palavras, o uso equivocado ou incompleto do sistema de produção, levará (e tem levado) a insucessos e descrença no sistema.

Nutrição mineral de hortaliças em cultivo sem solo - vídeo-aula

Live sobre produção em hidroponia

Proposta de um Plano Nacional de Agricultura em Ambiente Controlado

Foto: Aerofarms

O fato de as hortaliças serem produtos frágeis e facilmente perecíveis é uma das principais razões por que os plantios de hortaliças se localizam próximos aos centros de consumo. Ainda assim, as estimativas de perdas após a colheita para alguns produtos hortícolas se aproximam dos 50%, valor alto e preocupante. O transporte inadequado por estradas de má qualidade é uma das principais causas de perdas.

Os cinturões verdes ao redor dos centros urbanos já prenunciam a importância da aproximação dos centros produtores e da população consumidora, mas esse modelo mesmo talvez já esteja esgotado e claramente ameaçado. A tendência que começa a se desenhar não é mais de mera aproximação entre produção e consumo, mas de fusão - a utilização de espaços urbanos e periurbanos ociosos para a produção agrícola utilizando alta tecnologia, com elevadas produtividades em áreas pequenas através da otimização do ambiente de cultivo.

A crise mundial causada pela Covid – 19 desnudou a grande dependência dos centros urbanos na frágil logística de abastecimento alimentar. Felizmente não realizado, o temor do desabastecimento de alimentos pairou e paira sobre as cidades. Mais uma evidência da necessidade de incentivo à agricultura urbana e, creio eu, à agricultura em ambiente controlado, ao cultivo protegido, às fazendas verticais, à agricultura de teto, à hidroponia, à aeroponia.

A proposta desta nova forma de cultivo não é migrar toda a produção agrícola para ambientes controlados, mas produzir hortaliças, frutíferas e plantas ornamentais de alta qualidade. A maior disponibilidade destes produtos em ambiente urbano pode significar, no longo prazo, preços mais acessíveis e aumento de consumo. O uso intensivo de tecnologia permitirá produtividades ainda maiores em áreas muito pequenas que produzirão tanto ou mais que áreas muito maiores em campo aberto.

Essa novíssima forma de produção agrícola não se restringirá a grandes centros urbanos. É importante lembrar que a principal técnica de cultivo utilizada, a hidroponia, economiza drasticamente as quantidades de água e nutrientes. Isso torna a agricultura indoors uma alternativa muito interessante para regiões onde há escassez de água, como o semi-árido brasileiro por exemplo.

A agricultura em ambiente controlado em áreas urbanas abre ainda a possibilidade de reuso de recursos, como água e mesmo resíduos vegetais. Dickson Despommier, o pai do conceito de fazendas verticais, prevê o reuso de águas cinzas de consumo doméstico na irrigação de plantas no cultivo vertical, bem como a calcinação de lodo de esgoto doméstico para gerar energia elétrica para as fazendas verticais. Os resíduos vegetais dos próprios cultivos poderão ser compostados e utilizados como substrato no cultivo sem solo, retornando parte dos nutrientes e diminuindo a pegadas de carbono dos empreendimentos.

A presença de cultivo de hortaliças e frutas em áreas urbanas poderá contribuir no combate aos chamados desertos alimentares, podendo inclusive promover o aumento no consumo de frutas e hortaliças pela população mais pobres. Para incentivar esforços e atrair empreendedores, serão sem dúvida necessárias uma série de medidas, de mudanças, de investimentos em infraestrutura urbana. Não basta incentivar com palavras. Em vista disso, gostaria de apresentar uma proposta de Plano Nacional de Agricultura em Ambiente Controlado na esperança que seja útil ao debate qualificado sobre o tema. Aqueles que se interessarem, sintam-se à vontade em fazer críticas construtivas e sugestões.

Eixos orientadores

Eixo I - Expansão da agricultura em ambiente controlado

Objetivo estratégico - Promover o crescimento e o desenvolvimento sustentáveis das diversas formas de agricultura em ambiente controlado em áreas urbanas e periurbanas.

Meta 1 - Identificar e caracterizar os tipos de empreendimentos de agricultura em ambiente controlado;

Meta 2 - Prover uma regulamentação de parâmetros mínimos para a implantação de empreendimentos de agricultura controlada em áreas urbanas e periurbanas, em edificações dedicadas ou compartilhadas; 

Meta 3 - Viabilizar acesso de empreendedores em produção de alimentos em ambiente controlado às políticas e instrumentos de financiamento à construção  e ao reaproveitamento de empreendimentos industriais urbanos;

Meta 4 - Incentivar a produção nacional e/ou facilitar a importação de materiais e equipamentos ligados à produção agrícola sem solo e à automação desta produção, de iluminação artificial, de plásticos agrícolas e demais materiais e equipamentos próprios a empreendimentos de agricultura em ambiente controlado;

Meta 5 - Criar instrumentos de incentivo a empreendimentos comerciais que facilitem a instalação de empreendimentos de produção agrícola em ambiente controlado em áreas urbanas comerciais;

Eixo II - Produção

Objetivo estratégico - Incentivar, ampliar e fortalecer a produção agrícola em ambiente controlado.

Meta 1 - Viabilizar acesso de empreendimentos agrícolas em ambiente controlado às políticas e instrumentos de financiamento, seguro e segurança de renda conferidos a outras formas de agricultura urbana e periurbana;

Meta 2 - Incentivar e recompensar produtores agrícolas em ambiente controlado certificados em Sistema de Produção Integrada ou que adotem princípios de boas práticas agrícolas;

Meta 3 - Ampliar a disponibilidade e incentivar a produção de materiais, equipamentos e insumos apropriados à produção agrícola sem solo;

Meta 4 - Regulamentar e orientar o reuso de água e efluentes para o preparo de soluções nutritivas, bem como incentivar a implantação de sistemas hidropônicos fechados;

Meta 5 - Regulamentar a disposição adequada de resíduos sólidos e líquidos da produção agrícola em ambiente controlado;

Meta 6 - Elaborar, ajustar e publicar regulamentação técnica e orientações garantindo a qualidade sanitária de alimentos produzidos em ambientes controlados;

Meta 7 - Aprimorar a infraestrutura de fornecimento de energia elétrica para empreendimentos agrícolas em ambiente controlado;

Meta 8 - Aprimorar a infraestrutura de conexão de internet de banda estreita (LPWAN) em áreas urbanas com aptidão para empreendimentos agrícolas em ambiente controlado;

Meta 9 - Promover o uso de fontes renováveis de energia nos estabelecimentos de agricultura em ambiente controlado, particularmente naqueles que utilizarem unicamente iluminação artificial;

Meta 10 - Incentivar o associativismo entre produtores agrícolas em ambiente controlado;

Meta 11 - Regulamentar a adoção de medidas de mitigação de riscos associados ao trabalho em ambiente agrícola fechado.

Eixo III - Conhecimento

Objetivo estratégico - Fomentar a geração, difusão e adoção de conhecimento sobre a produção agrícola em ambientes protegidos e controlados e a formação de profissionais de Ciências Agrárias preparados para gerir e orientar empreendimentos com este tipo de produção.

Meta 1 - Fomentar a pesquisa científica e o desenvolvimento de materiais, equipamentos e técnicas adequados à construção, manutenção e funcionamento de edificações dedicada à produção agrícola em ambiente controlado;

Meta 2 - Promover a capacitação em projeto, planejamento e construção de edificações dedicadas à produção agrícola em ambiente controlado a profissionais das áreas de Arquitetura e Engenharia;

Meta 3 - Promover a capacitação em instalação, condução e manejo da produção agrícola em ambientes protegidos e controlados de profissionais de Ciências Agrárias;

Meta 4 - Promover a capacitação profissional em automação e controle voltados à produção agrícola em ambiente controlado;

Meta 5 - Promover a capacitação de profissionais da área de Ciências Ambientais em reuso de resíduos para a produção agrícola em ambiente controlado;

Meta 6 - Promover o treinamento de profissionais de Assistência Técnica e Extensão Rural em técnicas de manejo da produção sem solo em condições protegidas e controladas;

Meta 7 - Promover a produção agrícola em ambiente controlado entre jovens empreendedores;

Eixo IV - Comercialização e consumo

Objetivo estratégico - Implementar a cadeia logística para a produção agrícola oriunda de ambientes protegidos e controlados.

Meta 1 - Mapear áreas com maior potencial de consumo de produtos agrícolas oriundos de ambientes controlados;

Meta 2 - Identificar o perfil do potencial consumidor de produtos agrícolas oriundos de ambientes controlados;

Meta 3 - Levantar o potencial de exportação de produtos agrícolas advindos de ambientes controlados;

Meta 4 - Implantar sistema eficiente de logística de escoamento e comercialização da produção agrícola de ambientes controlados;

Meta 5 - Promover o consumo de alimentos produzidos em sistemas de cultivo em ambiente controlado;

Meta 6 - Fomentar a certificação de produção agrícola em ambiente controlado.


Com a colaboração dos colegas Juscimar da Silva, Carlos Eduardo Pacheco Lima, Jorge Anderson Guimarães e Marcos Brandão Braga. 

O nitrogênio pode causar fundo-preto em tomate?

Em 2012 uma colega pesquisadora procurou o laboratório onde trabalho em busca de explicação e solução para um problema recorrente em uma linhagem de tomate sendo usada em cruzamentos em um programa de melhoramento. Apesar de ser promissora em outros aspectos, a linhagem apresentava uma alta susceptibilidade a uma desordem fisiológica conhecida como podridão apical dos frutos ou fundo-preto. É conhecimento comum de que a principal causa desta desordem seria a deficiência no nutriente cálcio, envolvido principalmente na formação das paredes celulares dos vegetais superiores. Depois de analisar a solução nutritiva utilizada pela equipe da pesquisadora na fertirrigação do tomateiro, chegamos à conclusão de que a concentração de cálcio utilizada estava adequada, a priori ficando descartada a hipótese de falta ou insuficiência daquele nutriente.

 Pesquisando o que havia sido publicado sobre as possíveis causas da podridão apical notei que, apesar do que se tinha como unanimidade no meio produtivo, a pesquisa científica sobre o tema estava longe de ter certeza do papel exclusivo do cálcio como causa da podridão apical em tomate e outras solanáceas. Alguns trabalhos apontavam um possível papel também da forma de nitrogênio utilizada. O nitrogênio é o único nutriente essencial que pode ser absorvido tanto como cátion, na forma de amônio (NH4+), quanto como ânion, sob a forma de nitrato (NO3-). Muitos dos elementos químicos essenciais para as plantas são absorvidos na forma de íons, ou seja, na forma de elementos químicos com carga elétrica. Aqueles com carga elétrica negativa são chamados ânions, os que possuem carga positiva são os cátions. O nitrogênio é o único nutriente absorvido pelas plantas tanto como um cátion quanto como um ânion.

No interior das células, que é para onde vão os nutrientes, deve ser mantido um equilíbrio eletroquímico, ou seja, um equilíbrio entre a concentração de ânions e cátions. Existem interações, sinérgicas e antagônicas, entre alguns nutrientes. Nas interações sinérgicas, a absorção de determinado elemento pode favorecer a absorção de outro, como tem sido observado entre K+ (íon potássio) e Cl– (íon cloro) em algumas espécies. Por outro lado, nas interações antagônicas, a absorção de determinada forma de um nutriente pode dificultar ou mesmo impedir a absorção de algum outro nutriente. Muito conhecida entre os técnicos que lidam com tomate é a interação antagônica que existe entre a forma amoniacal do nitrogênio (NH4+) e o cálcio (Ca2+). Como se pode observar, ambas as formas são catiônicas.

  Como o cálcio é absorvido pelas plantas na forma do cátion Ca2+, pode haver uma relação de antagonismo entre a absorção do cálcio e do nitrogênio na forma de amônio, que também é um cátion. Uma relação de antagonismo entre dois nutrientes significa que a absorção ou mesmo a presença excessiva de um nutriente atrapalha a absorção ou o uso pela planta de outro nutriente. Tendo em vista que não havia indícios de deficiência de cálcio causando o problema de podridão apical na linhagem de tomate em questão, partimos da hipótese que a forma de nitrogênio usada na fertirrigação afetaria a incidência de podridão apical dos frutos do tomateiro, pelas razões delineadas acima ou por outras.

 No experimento conduzido testamos várias proporções de nitrato e amônio na solução nutritiva e observamos que a presença do amônio em determinadas proporções realmente aumentou a incidência de fundo-preto nos frutos da variedade de tomate avaliada e mesmo diminuiu o peso dos frutos que não apresentaram a desordem, impactando negativamente a produção e deixando claro que as variedades de tomate susceptíveis ao fundo-preto ou podridão apical devem ser adubadas ou fertirrigadas com fertilizantes que contenham a forma nítrica do nitrogênio, como nitrato de cálcio e nitrato de potássio. Os resultados desta pesquisa foram relatados na publicação "Componentes de produção e incidência de podridão apical em frutos de tomateiro cultivado em fibra de coco e fertirrigado com diferentes proporções de amônio (N-NH4+) e nitrato (N-NO3-)", a qual pode ser acessada e baixada gratuitamente no link https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/186832/1/BPD-161.pdf.

De <https://www.linkedin.com/pulse/o-nitrog%C3%AAnio-pode-causar-fundo-preto-em-tomate-italo-m-r-guedes/

Excesso de adubação em cultivo protegido - um problema recorrente

Um erro comum dos produtores de hortaliças em ambiente protegido é achar que planta bem nutrida é planta nutrida em excesso. É um engano com consequências sérias. Há algum tempo fui chamado para avaliar um empreendimento agrícola no estado de Goiás onde se produzia pimentão e tomate do grupo "cereja" o qual apresentava problemas com aparência de doença bem como constante queda na produção. A foto que se vê acima é de uma das estufas em que o pimentão estava com problemas. Embora talvez não seja possível visualizar-se com detalhes, havia uma grande irregularidade no stand, com plantas de todo tamanho e alguns focos de oídio e ácaro que não explicavam, no entanto, a quebra da produtividade.

Como não foi possível detectar no local uma causa provável para o problema, pedi para que o encarregado da propriedade me enviasse as análises de solo das estufas para que eu pudesse fazer uma análise da disponibilidade de nutrientes às plantas. Interessantemente, o mesmo encarregado me garantiu que mandaria as análises, mas ele não acreditava que o problema fosse esse, porque eles adubavam bastante as plantas. Esse "adubavam bastante" já me deixou de preocupado.

Realmente, quando vi as análises constatei que minha desconfiança estava certa - praticamente todos os nutrientes estavam em excesso. E não era um excesso "razoável", era um excesso de toxidez mesmo. Para se ter uma idéia, as "Recomendações para o uso de corretivos e fertilizantes de Minas Gerais - 5ª Aproximação" consideram que um teor de fósforo de 30 ppm no solo já é alto. Pois bem, em algumas estufas, o teor de fósforo era de quase 1100 ppm. A hortaliça estava sendo cultivada em um solo com quarenta vezes mais fósforo do que o nível já considerado alto.

O problema não é apenas de excesso, ambiental, de toxidez - o problema é de desperdício de dinheiro. O fósforo presente naquele solo é suficiente para se produzir tranquilamente pelo menos quarenta safras de hortaliças. Se se conseguir produzir duas safras por ano, são pelo menos 20 anos sem necessidade de adubação. O pior é que se continuava aplicando fósforo, principalmente na forma de MAP, um adubo com alta concentração em fósforo.

Um outro problema, talvez o predominante no caso destas estufas, é a ocorrência de interações antagônicas entre os nutrientes, ou seja, o excesso de um nutriente atrapalhando a absorção de outro. O excesso de fósforo, por exemplo, comprovadamente pode interferir na absorção de alguns micronutrientes como o zinco. É razoavelmente comum a ocorrência de fundo preto (deficiência de cálcio) em tomate por causa do uso excessivo de sulfato de amônio - o amônio pode interferir negativamente na absorção de cálcio, mesmo que este esteja em níveis adequados no solo. 

O fósforo não era o único nutriente em excesso. Havia o dobro do cálcio necessário, alguns micronutrientes estavam até dez vezes mais altos que o teor considerado alto. Como boa parte dos micronutrientes são aplicados na forma de sulfato, o teor de enxofre estava cinco vezes mais alto do que seria necessário. Aquele solo estava na verdade uma tragédia. Os micronutrientes, como o nome já diz, não necessários em quantidades muito pequenas e qualquer excesso pode causar toxidez às plantas, principalmente se o pH está abaixo de 5,5, que era exatamente o caso destas estufas.

Ora, no caso de excesso de micronutrientes metálicos, como ferro, cobre e zinco, uma possível solução seria a elevação do pH pela aplicação de calcário (carbonato de cálcio). Como nestes solos o cálcio já estava muito alto e a relação cálcio/magnésio desequilibrada, a aplicação de calcário poderia até mesmo agravar os problemas. Em casos como este, o desequilíbrio nutricional generalizado diminui as opções que o agrônomo tem para tentar a correção, já difícil neste caso. Em um post futuro falarei de minhas recomendações para tentar corrigir os problemas comprovadamente nutricionais deste empreendimento.

De <http://cultivoprotegido.blogspot.com/>

Que adubos se usa na hidroponia?

Para se responder a pergunta de quais adubos devem ser usados na hidroponia, precisamos antes de tudo responder uma pergunta muito mais importante: quais são os nutrientes que as plantas precisam? Porque um adubo é simplesmente o meio de transporte de um nutriente. O adubo leva para a planta o nutriente que ela precisa. A Hidroponia é o sistema de cultivo em que os nutrientes minerais essenciais às plantas são fornecidos por meio de uma solução nutritiva. A solução nutritiva é uma mistura de água e nutrientes. Os nutrientes devem estar em formas químicas e concentrações adequadas às necessidades das culturas. Mas quem são esses nutrientes?

A disciplina que estuda a função e o manejo dos nutrientes das plantas é a Nutrição Mineral de Plantas. Na Nutrição estabelece-se que há dois grandes grupos de nutrientes: os essenciais e os benéficos. Um nutriente essencial é um elemento químico sem o qual a planta não consegue completar seu ciclo de vida e que não pode ser substituído por qualquer outro elemento.

Todas as espécies vegetais cultivadas precisam pelo menos de 16 nutrientes. Três destes nutrientes, hidrogênio (H), oxigênio (O) e carbono (C) são fornecidos pela água ou pelo ar e são classificados como elementos não minerais essenciais ou elementos estruturais. Os outros treze nutrientes, conhecidos como nutrientes minerais, devem ser fornecidos através de adubos ou fertilizantes e estar na forma de íons (cátions ou ânions) no meio radicular para que as plantas possam absorvê-los. Os nutrientes minerais são divididos em macronutrientes e micronutrientes.

Macronutrientes são elementos químicos cuja concentração na matéria seca vegetal é maior que 0,1%. São considerados macronutrientes os elementos nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg) e enxofre (S). Os micronutrientes são os elementos nutrientes cuja concentração na matéria seca da planta é menor que 0,1%. Atualmente reconhecem-se 7 micronutrientes: ferro (Fe), manganês (Mn), zinco (Zn), cobre (Cu), boro (B), molibdênio (Mo) e cloro (Cl). Para alguns fisiologistas o elemento níquel (Ni) é essencial e classificado como micronutriente. Os micronutrientes são elementos tão essenciais para as plantas quanto os macronutrientes, só que requeridos em quantidades muito pequenas, daí a denominação micronutriente.

Além dos elementos químicos considerados como nutrientes essenciais, há alguns elementos conhecidos como benéficos. Estes são elementos não essenciais os quais estimulam o crescimento vegetal. Também são classificados como benéficos os elementos essenciais para um número limitado de espécies. Essa classificação geralmente se refere aos elementos silício (Si), sódio (Na) e cobalto (Co).

E os adubos, quem são? Como eu disse mais acima, um adubo nada mais é que um transportador de nutrientes. Os adubos utilizados na hidroponia geralmente são sais (compostos formados por um cátion e um ânion) de altas pureza e solubilidade. Um adubo pode conter um ou mais nutrientes e o mesmo nutriente pode estar presente em diferentes adubos.

O nitrogênio (N), como vimos, é um nutriente, mas quando se quer adicionar o nitrogênio na solução nutritiva, utiliza-se um adubo que contenha nutriente, por exemplo o MAP (monoamônio fosfato ou fosfato monoamônico), cuja fórmula química é NH4H2PO4. É possível ver na fórmula química do MAP que além do nitrogênio, ele contém fósforo (P). Isso quer dizer que o adubo MAP contém, ou transporta, os nutrientes nitrogênio e fósforo. Alguém pode se perguntar por que eu não comentei que o MAP também tem hidrogênio e oxigênio, já que ambos também são nutrientes. Como afirmei no terceiro parágrafo, o carbono, o oxigênio e o hidrogênio que as plantas utilizam são retirados da água e do ar, não dos adubos. Então não se usa adubo para fornecer esses três elementos, mesmo que eles estejam presentes na composição do adubo.

Pois bem, entendida a diferença entre nutrientes e adubos, é necessário afinal preparar uma solução nutritiva com adubos que garantam a presença de todos os nutrientes essenciais para as plantas. Mostrarei dois quadros abaixo que, espero, esclarecerão uma vez mais a diferença entre os dois e de que forma o conhecimento básico das necessidades de nutrientes pelas plantas se transforma em conhecimento prático de manejo da nutrição mineral em cultivo hidropônico.

Este quadro mostra a composição genérica de uma solução nutritiva, tendo na primeira coluna os símbolos dos nutrientes essenciais, na segunda coluna as concentrações dos macronutrientes em milimol por litro (mmol/l) e na terceira coluna as concentrações de micronutrientes em micromol por litro (µmol/l). O quadro, em termos práticos, não permite se fazer muita coisa - não há como se pesar 17,55 mmol/l de nitrogênio em uma balança. Esses valores indicam a concentração de nutrientes que a solução final deve ter.

Lembremos agora do que foi dito no início do texto: os adubos transportam os nutrientes. Não adianta ao produtor saber apenas que sua solução deve ter 1,35mmol/l de fósforo. Ele precisa primeiro saber quais adubos contêm fósforo. Em segundo lugar ele necessita se informar sobre as porcentagens de fósforo nos adubos e escolher aquele mais apropriado à sua solução. Terceiro, é necessário calcular quanto do adubo escolhido vai ser necessário diluir na água para que a solução nutritiva tenha a concentração de fósforo (e dos outros nutrientes) recomendada. Depois disso tudo feito, o produtor terá um quadro parecido com o apresentado abaixo.

Na primeira coluna estão os diferentes adubos que serão utilizados e na segunda a quantidade que deve ser pesada em gramas (g) para se diluir em 1000 litros de água. Com estas quantidades de adubos teremos, na solução nutritiva final, todos os nutrientes essenciais nas concentrações recomendadas, ou seja, com 155 gramas de MAP em 1000 litros de água eu sei que minha solução nutritiva terá uma concentração de 1,35mmol/l de fósforo (P), e assim por diante.

A agricultura brasileira precisa de mais estufas

Historicamente o consumo de hortaliças no Brasil tem permanecido baixo apesar de o país ser internacionalmente reconhecido como uma superpotência agrícola. As razões para esse aparente paradoxo são diversas e de resolução relativamente difícil. Há razões culturais, mas em geral concorda-se que o alto custo das hortaliças é uma das principais causas do baixo consumo. A população brasileira já superou as 200 milhões de pessoas e a renda média da população tem aumentado nos últimos anos. Apesar do que se esperava, no entanto, o consumo doméstico médio de hortaliças no país tem na verdade decrescido.

O Brasil é o maior país tropical e, como tal, apresenta uma grande variabilidade de climas e solos em seu território. Embora a produção de hortaliças sob ambiente protegido seja praticada desde o Sul subtropical até a região Amazônica quente e úmida, as razões por que se adotam práticas de agricultura protegida podem diferir de acordo com a região. O crescente interesse na produção de hortaliças sob ambiente protegido está associado ao aumento de renda dos consumidores, à urbanização da população brasileira e gradualmente à intensificação da preocupação com o alimento seguro, com o decréscimo no uso de pesticidas químicos e com o aumento na eficiência no uso de água e fertilizantes.

O uso intensivo de insumos e a grande dependência em importações denunciam o lado vulnerável da agricultura brasileira, tornando premente o desenvolvimento de sistemas e práticas que incrementem a eficiência no uso de insumos caso a sustentabilidade da cadeia de valor de hortaliças seja uma prioridade real. O já citado aumento na renda média do trabalhador brasileiro, a legislação trabalhista brasileira e a competição com outras atividades econômicas percebidas como menos árduas têm tornado a mão-de-obra para a agricultura escassa e cara, o que tem criado novos desafios para a produção agrícola. A própria pesquisa científica voltada ao setor tem sido pressionada a prover soluções inovadoras em termos de automação de práticas agrícolas, mecanização para pequenas áreas e principalmente a expansão da área de cultivo protegido de hortaliças.

A percepção de que o aumento na frequência de eventos climáticos extremos devidos às mudanças climáticas globais afetarão sobremaneira as áreas produtoras de hortaliças é um outro fator envolvido na intensificação da busca por soluções em cultivo protegido. Nunca é demais lembrar que os eventos climáticos imprevistos podem afetar não apenas a produtividade das hortaliças como a própria qualidade física das mesmas e já se tornou proverbial o fato de que o consumidor brasileiro "compra hortaliças com os olhos".

A concentração da produção de hortaliças sob ambiente protegido ao redor de áreas metropolitanas, as quais são as maiores consumidoras deste tipo de produto, torna possível a redução da distância entre áreas produtoras e regiões consumidoras, favorecendo a redução de perdas devidas ao transporte inadequado por longas distâncias. É fato conhecido que as perdas de hortaliças após a colheita e antes de chegarem ao consumidor têm um papel importante na regulação do suprimento e consequentemente dos preços das hortaliças no Brasil.

Um fator que tem impedido a adoção mais ampla da produção de hortaliças em cultivo protegido no Brasil são as altas temperaturas internas, sentidas principalmente em empreendimentos no Centro-Oeste, no Nordeste e no Norte do Brasil, mas também presentes eventualmente no Sudeste e mesmo no Sul. A adoção de técnicas de controle da temperatura geralmente utilizadas em outras regiões do mundo, como a utilização de ar-condicionado, esbarra no alto preço da energia elétrica que inevitavelmente levaria ao aumento no custo de produção e no preço das hortaliças. Tendo em vista que o consumo doméstico médio de hortaliças pelo brasileiro gira em torno de 27 quilogramas por ano (na Coreia do Sul o consumo médio é de 170 quilogramas por habitante por ano), fica claro que o produtor brasileiro hoje ainda não pode se dar ao luxo de cobrar mais caro pela hortaliça produzida.

Há vários países em que a agricultura sob plástico atingiu níveis avançados de desenvolvimento tecnológico e altas produtividades. Estados Unidos, Espanha, Holanda e Israel vêm automaticamente à memória quando se fala sobre produção de hortaliças protegidas. Em termos de área de agricultura protegida e de nível tecnológico alcançado, é possível que nenhum desses citados se iguale à Coreia do Sul. Em 1970 a área sob cultivo protegido nesse país era de 762 hectares mas a associação entre governo, pesquisa e produtores incentivou um processo de desenvolvimento da agricultura protegida coreana como questão de segurança alimentar nacional, conhecido como White Revolution, a revolução do plástico na agricultura. Hoje há mais de 50 mil hectares de cultivo protegido na Coreia do Sul, com um forte setor hortícola gerando mais de 5 bilhões de dólares por ano.

A questão fundamental de se desenvolver soluções de pesquisa para a redução da temperatura interna no ambiente protegido permanece. Existem saídas técnicas, principalmente envolvendo técnicas e materiais na construção e cobertura de estruturas para cultivo protegido, utilizadas em vários países visando o controle das variáveis climáticas internas, principalmente temperatura e luminosidade. Estas técnicas ainda são pouco conhecidas e ainda menos utilizadas no Brasil, principalmente pela ausência de pesquisa e validação das mesmas em condições tropicais. A Embrapa Hortaliças tem realizado pesquisas com o sistema há pelo menos duas décadas e tem intensificado as mesmas, mas há necessidade de outras instituições de pesquisa também fazerem parte do esforço, além das universidades. Ainda são escassas as disciplinas de graduação em cultivo protegido e hidroponia, por exemplo. Uma das grandes necessidades para que o setor cresça é a disponibilidade de mão de obra capacitada. Ainda há muito por fazer.

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O que cultivar em uma fazenda vertical?

Um dos aspectos mais importantes a ser considerado na escolha das espécies a serem cultivadas em uma fazenda vertical ou em outras formas de produção vegetal que utilizem única ou majoritariamente iluminação artificial é o índice de colheita da cultura. O índice de colheita foi definido originalmente como a relação entre a produção econômica de uma planta e a produção total de biomassa pela mesma. Imaginemos que uma planta de tomate produza 1000g de matéria seca total (a soma de massa seca de folhas, caule, pecíolos e frutos) e 500g de frutos apenas, o índice de colheita (IC) será:

IC = 700/1000 = 0,7. Isso quer dizer que 70% do que a planta produziu em termos de biomassa através da fotossíntese foi alocado para a produção de frutos, parte economicamente interessante da planta de tomate.

Vejamos agora uma estimativa do um índice de colheita da cultura de alface. Digamos que uma planta de alface produza 500g de matéria seca total (folhas) e 480g de folhas realmente comercializáveis:

IC = 480/500 = 0,96. Este valor significa que 96% do esforço fotossintético da planta de alface foi direcionado para a produção de biomassa que gerará dinheiro. O índice de colheita de hortaliças folhosas invariavelmente será maior que o índice de colheita de hortaliças de fruto, por exemplo.

Esta é uma das principais razões para a larga adoção de folhosas em cultivos indoors, seja em estufas ou em fazendas verticais. No caso das fazendas verticais, em que toda a iluminação é artificial, o uso de cada micromol de fótons de luz pelas plantas conta, é uma despesa. Neste caso, faz sentido cultivar plantas com altos índices de colheita, ou seja, com maior eficiência em transformar luz em dinheiro. A decisão de que plantas cultivar também deve levar em consideração o ciclo da cultura, o período entre o plantio e a produção. Quanto mais longo este período, mais o produtor tecnopônico estará gastando sem retorno. Explica-se o fato de praticamente não haver cultivo de fruteiras sob iluminação artificial - não é economicamente viável. Ao final do período de crescimento, seja este curto ou longo, continuará sendo importante um alto índice de colheita.

A expansão dos cultivos indoors inevitavelmente levará a mudanças nos esforços de melhoramento de plantas das empresas de semente. Em dezembro de 2019 a conceituada revista Nature Biotechnology publicou o artigo "Rapid customization of Solanaceae fruit crops for urban agriculture" (Customização rápida de Solanáceas de fruto para a agricultura urbana). Solanáceas de fruto incluem o tomate e o pimentão.

Sabendo que é difícil desenvolver variedades de plantas com as características desejáveis ao cultivo indoors utilizando técnicas de melhoramento convencional, os autores utilizaram a metodologia de edição genética conhecida como CRISPR-Cas9, e desenvolveram plantas de tomate compactas, com produção precoce. Plantas geneticamente editadas pelas técnicas de CRISPR não são transgênicas, não há introdução de genes de outras espécies, então sua aceitação pelos consumidores provavelmente será muito maior.

Além dos aspectos fisiológicos e morfológicos, é crucial levar em consideração os aspectos mercadológicos. Espécies que alcançam um bom valor de mercado ou que tenham um ciclo curto o suficiente para permitir várias safras ao ano são as mais recomendadas. No primeiro grupo estão o tomate, particularmente aquelas variedades consideradas nicho ou gourmet, como os tomates cereja e os italianos, melões nobres, pimentões coloridos,  mini-hortaliças, pequenas frutas como o morango. No segundo grupo estão os microgreens, baby-leaves, os brotos e as várias folhosas, como alface, rúcula, salsa, coentro, cebolinha. O empreendedor deve saber se realmente há um mercado disposto a absorver e capaz de remunerar adequadamente uma produção de alta qualidade e maior custo de produção.

Fertirrigação em cultivo protegido

Além da aplicação de fertilizantes convencionais ao solo, em algumas culturas, principalmente hortaliças, a adubação de plantio pode ser complementada pela aplicação de fertilizantes solúveis dissolvidos na água de irrigação – esta técnica se chama de fertirrigação. No cultivo em substrato, também chamado de semi-hidropônico, a totalidade das adubações pode ser feita via fertirrigação, sem necessidade de uma adubação de plantio.

Uma das vantagens óbvias da fertirrigação é a possibilidade de se subdividir a adubação ao longo do ciclo da cultura visando otimizar a utilização dos nutrientes pelas espécies agrícolas ao disponibilizá-los no momento mais adequado. Por momento adequado deve-se entender a cronometragem da aplicação de acordo com as necessidades fisiológicas da espécie. A aplicação de fertilizantes solúveis junto à água de irrigação visa então prover os nutrientes certos, nas quantidades corretas, o mais próximo possível ao estádio fisiológico em que o nutriente é mais necessário. Isto só é possível se houver disponibilidade de informação quanto à curva ou marcha de absorção de nutrientes da espécie cultivada em questão, nem sempre disponível para as condições brasileiras.

As necessidades nutricionais das hortaliças em cada fase de crescimento estão predominantemente associadas a dois processos: formação de órgãos vegetativos e formação de órgãos reprodutivos. Embora exista uma dependência entre a curva de absorção de nutrientes e a curva de produção de matéria seca das plantas, não há completa coincidência entre ambas devido a diferenças no que se refere a variações no estágio de desenvolvimento e as necessidades de nutrientes específicos. Há hortaliças cuja produção é limitada a determinadas fases, enquanto outras apresentam um padrão contínuo de produção ao longo do tempo, o que leva a diferenças nas curvas de absorção de nutrientes.

Em comparação com a adubação convencional, a fertirrigação permite ajustes finos de acordo com as fases de desenvolvimento das plantas, melhorando a eficiência no uso de fertilizantes ao minimizar as perdas. Se o método de irrigação utilizado for localizado, como o gotejamento, por exemplo, a economia de fertilizantes pode ser vantajosamente associada à economia de água.

Uma das consequências do uso de fertirrigação pode ser o menor volume de raízes, principalmente no gotejamento, já que os nutrientes, assim como a água, são aplicados muito próximos ao sistema radicular. Aliás, se a informação existir, pode-se manejar a fertirrigação localizando-a nos pontos onde há maior densidade de raízes. A aplicação precoce da fertirrigação, no cultivo em solo, pode não ser completamente benéfica ao desestimular o aprofundamento do sistema radicular, criando uma dependência excessiva por parte das plantas, potencialmente danosa na eventualidade de pane temporária do sistema de irrigação.

Quando utilizada sob ambiente protegido, como estufas, há ainda o risco quase inevitável de salinização do solo, pela mesma razão por que o sistema pode ser vantajoso: pelas menores perdas do sistema. Como não há entrada de água de chuva ou qualquer excesso de água no cultivo protegido, os adubos utilizados, em geral sais de alta pureza e solubilidade, acumulam-se e aumentam a condutividade elétrica da solução do solo, clássico indicador da salinização. Estes problemas têm levado um expressivo número de produtores a preferirem o cultivo em substratos.

Além de ser tóxica aos vegetais, comprometendo a produção, a salinização afeta negativamente a estrutura física do solo, por causar repulsão entre as partículas de argila e de material orgânico coloidal, impedindo a formação de agregados no solo. Desta forma, o solo sofre quase uma “compactação química”, comprometendo a infiltração de água e o crescimento do sistema radicular. Se houver disponibilidade de água, isto pode ser evitado aplicando-se periodicamente lâminas de irrigação em excesso para que ocorra a lixiviação ou “lavagem” dos sais acumulados. Idealmente, esta irrigação de lavagem deveria estar associada à drenagem adequada do lixiviado. Seriam muito interessantes também práticas que favorecessem o enriquecimento do solo em matéria orgânica e, antes de tudo, a aplicação racional dos fertilizantes.

O uso inadequado da fertirrigação em cultivo protegido em solos tem sido causa constante de desequilíbrios nutricionais que comprometem, por vezes irreversivelmente, a produção agrícola. Isso ocorre em geral pela aplicação excessiva de nutrientes, sem obedecer às necessidades do solo e da cultura. Assim como a adubação convencional, o cálculo das quantidades de fertilizantes a ser aplicados via irrigação deve ser feito a partir da análise química do solo. Se realizada sem essa ferramenta e sem o conhecimento das necessidades da cultura, a fertirrigação não passará de adivinhação, o que é impensável na moderna produção de hortaliças ou de qualquer cultura.

O que plantar no cultivo protegido?

O investimento numa estrutura de cultivo protegido é razoavelmente alto e uma questão importante para que o investimento se pague é a escolha da cultura e das variedades a serem plantadas. Antes de tomar a decisão o produtor deve pesquisar bem se há mercado para as altas produções geralmente alcançadas nesse sistema. Há algum tempo um produtor do interior de Goiás me procurou preocupadíssimo porque tinha investido R$100 mil  numa estrutura para o cultivo hidropônico de alface e só depois da primeira produção ele descobriu que não havia mercado para sua produção em uma pequena cidade interiorana de 7 mil habitantes onde, como ele mesmo disse, "todo mundo produz um pé de alface no quintal". 

A questão da localização também definirá que culturas escolher em razão das condições climáticas locais. O clima é o condicionante de maior importância para a produção hortícola. Em geral o problema no Brasil são as temperaturas altas alcançadas no interior de estruturas de cultivo protegido. Algumas variedades de tomate, por exemplo, não toleram bem altas temperaturas noturnas e não ficam vermelhas quando maduras, permanecem amareladas e talvez não consigam ser comercializadas. Altas temperaturas podem também ser um problema para variedades sensíveis de pimentão que sofrem com um alto índice de abortamento de flores. 

Regiões e épocas de alta luminosidade podem afetar a produção de mudas de alface, sendo necessário adotar-se alguma medida de sombreamento nesta fase. Por outro lado, o tomate costuma exigir grande quantidade de luz e locais com pouca luminosidade podem exigir iluminação artificial suplementar. Como a margem de ganho de produtos hortícolas normalmente é pequena, escolher espécies e variedades adaptadas às condições climáticas locais será menos oneroso do que a adoção de determinadas tecnologias que aumentarão o custo de produção.

Geralmente recomendo para o cultivo protegido espécies que alcançam um bom valor de mercado ou que tenham um ciclo curto o suficiente para permitir várias safras ao ano. Nicolás Castilla afirma claramente que "o objetivo do cultivo protegido é obter produções de alto valor agregado". No primeiro grupo estão o tomate, particularmente aquelas variedades consideradas nicho ou gourmet, como os tomates cereja e os italianos, melões nobres, pimentões coloridos, principalmente coloridos, mini-hortaliças, como as miniabóboras, morango. 

No segundo grupo estão as várias folhosas, como alface, rúcula, salsa, coentro, cebolinha. Não é demais repetir, a escolha da cultura deve estar alicerçada na existência de um mercado consumidor que absorva e remunere adequadamente uma produção de maior qualidade. Não adianta plantar coentro se o mercado só consome salsa. É necessário se prestar atenção no número de produtores dedicados a determinada cultura. Se todo mundo está plantando tomate, por que não plantar pepino ou pimentão?

O cultivo protegido não se presta apenas a hortaliças. Boa parte da produção de plantas ornamentais no Brasil provem de plantios em estufas e se destina à exportação. A região de Holambra, no interior de São Paulo, é um polo de produção de plantas ornamentais em ambiente protegido de alta tecnologia. Algumas regiões serranas do nordeste, como Garanhuns, em Pernambuco, e a Chapada do Araripe, no Ceará, também têm se dedicado ao cultivo protegido de ornamentais. 

Tem crescido também o cultivo de plantas medicinais, espécies condimentares, cogumelos e mesmo algumas frutíferas como mirtilo, uva e maracujá. Na Holanda já se produz banana em estufa, na Coreia até manga. Além destes cultivos, há sempre a possibilidade da atividade viveirista próxima a regiões com alta demanda por mudas de boa qualidade. A escolha do cultivo deve levar em consideração, além do mercado, a localização, as condições do ambiente circundante.

O produtor de cultivo protegido deve se preparar para o manejo adequado da cultura nesse sistema. O cultivo pode ser em solo, em substrato ou em hidroponia. Cada um dos sistemas tem suas especificidades e as culturas se adaptam de forma diferente. Cuidados especiais devem ser dados à escolha da estrutura de cultivo (túnel baixo, túnel alto, estufa), ao estado nutricional e de sanidade do solo e à composição da solução de fertirrigação ou à solução nutritiva. Para um aproveitamento adequado de todo o potencial do cultivo protegido as plantas devem ter conforto ambiental e receber todos os nutrientes essenciais.

Uso do plástico na agricultura protegida

A produção de hortaliças é uma alternativa atraente para o produtor rural em termos de geração de renda, embora seja reconhecidamente uma atividade de maior risco do que outros tipos de cultivos, principalmente pela maior vulnerabilidade a problemas de fitossanidade, desordens fisiológicas e condições climáticas. Além dos efeitos deletérios sobre a produção, a qualidade do produto pode também ser comprometida.

O poeta brasileiro Ferreira Gullar, refletindo sobre a vida humana, pergunta-se em uma entrevista, “O que faz o homem sobre a Terra? Luta para neutralizar o acaso. Eis a principal necessidade humana: driblar o imprevisível...” A agricultura não almeja outra coisa, como atividade eminentemente humana, se não driblar o imprevisível.

O objetivo da agricultura é e tem sido, há milhares de anos, produzir de forma confiável alimentos, fibras e combustíveis para a humanidade.  A forma como se garante este “confiável” tem evoluído ao longo de toda história da agricultura, mas basicamente o que se procura sempre é tornar as condições no ambiente agrícola o mais próximas possível às necessidades das espécies cultivadas: se o solo é duro, gradeia-se e ara-se, se é pobre, aduba-se, se falta água, irriga-se, se há pragas, combate-se. Basicamente, o que o homem almeja com a agricultura é prevenir ao máximo a atuação do acaso, das intempéries, de organismos indesejados, sobre a produção de energia, fibra e alimentos.

O cultivo de hortaliças sob ambiente protegido pode ser considerado um passo adiante na tendência de se manejar o ambiente do agroecossistema visando minimizar as condições potencialmente estressantes que pudessem comprometer a produção agrícola. Além de melhorar o controle sobre disponibilização de nutrientes e água e de prevenção ao ataque de pragas e patógenos, o cultivo protegido introduz algum controle também sobre o microclima ao modificar mais ou menos drasticamente a temperatura, a umidade e a luminosidade.

Uma das principais finalidades do cultivo protegido moderno é o plantio das culturas, normalmente hortaliças, em períodos (ou locais) em que as condições climáticas não são adequadas ao cultivo não protegido. Nestes períodos, a oferta dos produtos no mercado é mais baixa e sua cotação mais elevada. Além das questões climáticas e mercadológicas, o plantio de hortaliças em ambientes protegidos pode evitar ataques de pragas e patógenos, reduzindo a aplicação de produtos químicos biocidas, embora no cultivo em solo a incidência de doenças possa ainda ser um problema se práticas culturais tais como a rotação de culturas não forem convenientemente adotadas.

Chegando ao Brasil, o sistema se adaptou às condições das diferentes regiões do país - embora no Sul o objetivo da utilização do ambiente protegido seja mais ou menos semelhante ao do Hemisfério Norte, ou seja, possibilitar o cultivo durante os meses frios de inverno, nas regiões mais tropicalizadas o objetivo é em geral proteger as hortaliças contra a chuva.

Cultivo Protegido ou Plasticultura?

Agricultura protegida e plasticultura são a mesma coisa? Nas regiões tropicais, como o Brasil, sim. O cultivo sob ambiente protegido surgiu no norte da Europa, no século XVII, com as orangeries, construídas por grandes Casas aristocráticas com o objetivo de ter, no clima frio setentrional, disponibilidade das doces frutas tropicais ou subtropicais, como as laranjas, que deram nome às estruturas. Eram feitas de vidro que, ao capturar a radiação infravermelha no interior das estruturas, criavam o efeito estufa e permitiam calor suficiente para se cultivar. Isso deu origem à ainda hoje florescente agricultura protegida de países como a Holanda.

Dois fatores foram essenciais para o avanço do cultivo protegido em escala comercial no mundo e, particularmente, nos trópicos. O primeiro foi o entendimento dasnecessidades nutricionais das plantas e as formas sob as quais os nutrientes são absorvidos - isso tornou possível técnicas como a fertirrigação e a hidroponia. O segundo fator foi o desenvolvimento, na década de 30 do século XX, de filmes de polietileno, possibilitando a substituição do vidro pelo plástico.

Em 1948, o Professor  Emery Myers Emmert, da University of Kentucky, usou pela primeira vez um filme de polietileno como cobertura de uma estufa, em substituição ao vidro. O advento do polietileno de baixa densidade substituindo o vidro possibilitou, por sua vez, o surgimento e a adoção crescente da agricultura em ambiente protegido nos trópicos. O plástico ainda permite a criação do efeito estufa, mas em menor intensidade do que o vidro. Nas regiões mais quentes e úmidas do mundo, a agricultura protegida é realizada por outras razões que simplesmente a proteção contra o frio. Aqui, o objetivo é proteger as culturas, principalmente hortaliças e ornamentais, da chuva, do vento, da luminosidade excessiva, das pragas e doenças.

Em grande parte do Brasil, a chuva em excesso é grande inimiga da produção de hortaliças. É necessário lembrar que nesse tipo de produção, o que conta não é apenas a quantidade produzida, mas também a qualidade, inclusive visual, do que se produz. As intempéries, assim como insetos e microrganismos, podem afetar negativamente a qualidade física e organoléptica das hortaliças.

Tanto sob estruturas protegidas quanto em campo aberto, a utilização de mulches plásticos tem aumentado. O objetivo principal é o controle de plantas invasoras - com a cada vez mais intensa urbanização da população brasileira, falta gente para trabalhar no campo e soluções que demandem pouca mão de obra têm ganhado popularidade. A cobertura plástica sobre o solo impede o crescimento das espécies invasoras ao impedirem que a luz do sol chegue às mesmas e ao mesmo tempo em que diminui a necessidade de mão de obra, previnem o uso de herbicidas. Vale ressaltar ainda que essas coberturas podem auxiliar na economia de água, diminuir as variações de temperatura e até mesmo ajudar a controlar insetos praga, visto que plásticos de cor branca parecem confundir os insetos e impedir que cheguem às plantas cultivadas.

Fertirrigação

Além das coberturas, a utilização de plásticos na produção de hortaliças e flores sob ambiente protegido tem sido abundante também nos materiais de irrigação – canos, bombas injetoras e dosadoras, tubos gotejadores, microaspersores. A utilização generalizada de técnicas de irrigação localizada, como gotejamento e microaspersão, é hoje possível pela utilização de materiais plásticos. Chama-se localizada porque a aplicação da água é feita muito próxima às raízes da cultura, aumentando a eficiência da irrigação, reduzindo as perdas e levando a uma imensa economia de água. A agricultura é grande consumidora de água e, em algumas regiões, tem competido com o uso urbano por esse recurso. Tecnologias que aumentem a eficiência no uso da água se tornarão cada vez mais demandadas.

Além da aplicação de fertilizantes convencionais ao solo, em algumas culturas, principalmente hortaliças, a adubação de plantio pode ser complementada pela aplicação de fertilizantes solúveis dissolvidos na água de irrigação - esta técnica se chama de fertirrigação. No cultivo em substrato, também chamado de semi-hidropônico, a totalidade das adubações pode ser feita via fertirrigação, sem necessidade de uma adubação de plantio.

Uma das vantagens óbvias da fertirrigação é a possibilidade de se subdividir a adubação ao longo do ciclo da cultura visando otimizar a utilização dos nutrientes pelas espécies agrícolas ao disponibilizá-los no momento mais adequado. Por momento adequado, refiro-me à cronometragem de acordo com as necessidades fisiológicas da espécie.

A aplicação de fertilizantes solúveis junto à água de irrigação visa então prover os nutrientes certos, nas quantidades corretas, o mais próximo possível ao estádio fisiológico em que o nutriente é mais necessário. Isto só é possível se houver disponibilidade de informação quanto à curva ou marcha de absorção de nutrientes da espécie cultivada em questão, nem sempre disponível para as condições brasileiras.

Em comparação com a adubação convencional, a fertirrigação permite ajustes finos de acordo com as fases de desenvolvimento das plantas, melhorando a eficiência no uso de fertilizantes ao minimizar as perdas. Se o método de irrigação utilizado for localizado, como o gotejamento, por exemplo, a economia de fertilizantes pode ser vantajosamente associada à economia de água.

Menor impacto ambiental

Apesar de todas as vantagens que um material adaptável como o plástico confere, é inegável que há um impacto ambiental em seu uso e principalmente em seu descarte. A preocupação se torna mais e mais relevante tendo-se em vista que, na agricultura protegida, utiliza-se materiais plásticos praticamente do plantio à colheita e que a área ocupada por este tipo de agricultura tende a crescer, com as estimativas para o Brasil já se aproximando dos 25.000 hectares.

Há necessidade de mais pesquisas quanto à utilização de plásticos ambientalmente mais amigáveis, com maior facilidade de biodegradação, com menos contaminantes, orgânicos e inorgânicos, talvez feitos a partir de materiais alternativos, como a cana de açúcar. A tendência da agricultura é crescer, principalmente ao redor de grandes centros urbanos. Essa tendência hoje é vista com esperança, pois pode significar uma redução das ainda grandes perdas, principalmente de hortaliças, já que diminuirão as distâncias entre os locais de produção e os de consumo. Obviamente, essa maior aproximação não deve criar mais um problema ambiental para o meio urbano na forma de toneladas de plástico a serem descartadas.

Brazilian agriculture calls for a greenhouse revolution

Historically, vegetable consumption in Brazil has remained low despite the fact that the country is internationally recognized as an agricultural superpower. The reasons for this apparent paradox are diverse and relatively difficult to resolve. There are cultural reasons, but it is generally agreed that the high cost of vegetables is one of the main causes of low consumption. Brazilian population has already surpassed 200 million people and the average income of the population has increased in recent years. Despite what was expected, however, the average domestic consumption of vegetables in the country has actually decreased. 

Brazil is the largest tropical country and, as such, presents a great variability of climates and soils in its territory. Although greenhouse vegetable farming is practiced from the subtropical Southern region to the hot and humid Amazon region, the reasons why greenhouse horticulture is adopted may differ according to latitude. The growing interest in greenhouse vegetable production is associated with the increase in consumer income, the urbanization of Brazilian population and the increasing concern about food safety, the use of chemical pesticides and the possibility of increasing water and fertilizer use efficiency.

The intensive use of inputs and the great dependence on imports expose the vulnerable side of Brazilian agriculture, making the development of systems and practices that increase efficiency in the use of inputs urgent if the sustainability of the vegetable value chain is a real priority. The already mentioned increase in the average income of Brazilian population, the Brazilian labor legislation and the competition with other economic activities perceived as less strenuous have made the labor force for agriculture scarce and expensive, which has created new challenges for agriculture. Agricultural scientific research has been pressed to provide innovative solutions to these challenges. The expansion of greenhouse agriculture is thought to be one of those solutions. 

The perception that the increase in the frequency of extreme climatic events due to global climate changes will greatly affect vegetable-producing areas is another factor involved in intensifying the search for solutions in protected cultivation. It is never too much to remember that unforeseen climatic events can affect not only the productivity of vegetables, but their physical quality, and the fact that the Brazilian consumer "buys vegetables with his eyes" has already become proverbial. 

The concentration of greenhouse vegetable production around metropolitan areas, which are the largest consumers of this type of produce, makes it possible to reduce the distance between producing areas and consuming regions, favoring the reduction of losses due to inadequate transport over long distances. It is a known fact that vegetable post-harvest losses play an important role in regulating supply and, consequently, vegetable prices in Brazil. 

A factor that has prevented the widespread adoption of the production of vegetables in protected cultivation in Brazil is the high internal temperatures, mainly in farms in the Midwest, Northeast and North Brazil, but also occasionally Southeast and even in Southern Brazil, which are colder subtropical regions. The adoption of temperature control techniques generally used in other regions of the world, such as the use of air conditioning, comes up against the high price of electricity that would inevitably lead to an increase in the cost of production and in the price of vegetables. Considering that the average domestic consumption of vegetables by Brazilians is around 27 kilograms per person per year (in South Korea the average consumption is 170 kilograms per inhabitant per year), it is clear that Brazilian greenhouse farmers have a hard time adopting modern technology. 

The fundamental question of developing research solutions to reduce the internal temperature in the protected environment remains. There are technical solutions, mainly involving techniques and materials in the construction and coverage of structures for protected cultivation, used in several countries to control internal climatic variables, mainly temperature and light. These techniques are still little known and even less used in Brazil, mainly due to the lack of research and validation under tropical conditions. Along with the development of technologies adapted to the Brazilian horticulturist, it is urgent that the Brazilian population eat more vegetables and fruits.

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