4.1 Introdução

Na produção hortícola, a definição de cultivo sem solo engloba todos os sistemas que fornecem a produção vegetal em condições sem solo nas quais o abastecimento de água e de minerais é realizado em soluções nutritivas com ou sem meio de cultivo (por exemplo, lã de pedra, turfa, perlita, pedra-pomes, coco fibras, etc.). Sistemas de cultura sem solo, comumente conhecidos como sistemas hidropônicos, podem ser divididos em sistemas abertos, onde a solução de nutrientes excedentários não é reciclada, e sistemas fechados, onde o excesso de fluxo de nutrientes das raízes é coletado e reciclado de volta ao sistema (Fig. 4.1).

Os sistemas de cultura sem solo evoluíram como uma solução possível para evitar doenças transmitidas pelo solo que sempre foram um problema na indústria de cultivo de estufa.

Hoje em dia, os sistemas de cultivo sem solo são comuns na prática hortícola na maioria dos países europeus, embora nem em todos os países isso ocorra em grande escala. As vantagens dos sistemas sem solo em comparação com as culturas cultivadas pelo solo são:

• Sem patógenos começar com o uso de substratos diferentes do solo e/ou controle mais fácil de patógenos transmitidos pelo solo.
• O crescimento e o rendimento são independentes do tipo/qualidade do solo da área cultivada.
• Melhor controle do crescimento através de uma oferta direcionada de solução nutritiva.
• O potencial de reutilização da solução nutritiva permitindo maximizar os recursos.
• Aumento da qualidade dos produtos adquiridos pelo melhor controle de outros parâmetros ambientais (temperatura, umidade relativa) e pragas.

Fig. 4.1 Esquema de sistemas de ciclo aberto (a) e circuito fechado (b)

Na maioria dos casos, são adoptados sistemas de circuito aberto ou de run-to-waste em vez de sistemas de circuito fechado ou de recirculação, embora em cada vez mais países europeus estes últimos sejam obrigatórios. Nestes sistemas abertos, a solução nutriente gasta e/ou supérflua é depositada nos corpos de água do solo e da superfície, ou é usada no cultivo de campo aberto. No entanto, no que respeita às preocupações económicas e ambientais, os sistemas sem solo devem ser tão fechados quanto possível, isto é, onde ocorre a recirculação da solução de nutrientes, onde o substrato é reutilizado e onde são utilizados materiais mais sustentáveis.

As vantagens dos sistemas fechados são:

• Uma redução na quantidade de resíduos.

• Menos poluição das águas subterrâneas e superficiais.

• Um uso mais eficiente de água e fertilizantes.

• Aumento da produção devido a melhores opções de gestão.

• Custos mais baixos devido à economia de materiais e maior produção.

Há também uma série de desvantagens, tais como:

• A alta qualidade necessária da água.

• Investimentos elevados.

• O risco de rápida dispersão de patógenos transmitidos pelo solo pela solução nutritiva recirculante.

• Acumulação de potenciais metabolitos fitotóxicos e substâncias orgânicas na solução nutritiva recirculante.

Em sistemas comerciais, os problemas de dispersão de patógenos são abordados através da desinfecção da água através de técnicas de filtração física, química e/ou biológica. No entanto, um dos principais fatores que dificultam o uso da cultura de solução de nutrientes recirculante para culturas de efeito estufa é o acúmulo de sais na água de irrigação. Normalmente, há um aumento constante na condutividade elétrica (CE) devido ao acúmulo de íons, que não são totalmente absorvidos pelas culturas. Isso pode ser especialmente verdadeiro em ambientes aquapônicos (AP), onde o cloreto de sódio (NaCl), incorporado na alimentação dos peixes, pode se acumular no sistema. Para alterar este problema, foi sugerido que uma etapa adicional de dessalinização poderia melhorar o equilíbrio de nutrientes em sistemas AP multi-loop (Goddek e Keesman 2018).