Hidroponia

A hidroponia é quando as plantas são cultivadas em uma solução nutritiva em vez do solo. Em vez das raízes crescerem na terra e ganharem nutrientes dessa forma, em um sistema hidropônico as raízes crescem em uma solução líquida enriquecida com todos os nutrientes essenciais para plantas saudáveis.

Embora seja possível cultivar plantas hidroponicamente ao ar livre, a grande maioria dos sistemas hidropônicos é usada em estufas ou outros espaços internos. 

A hidroponia é um método de cultivo antigo

Há muito tempo os povos antigos descobriram que poderiam cultivar plantas sem o uso do solo, apesar de não conhecerem muito bem a ciência por trás deste método de cultivo.

Os Jardins Suspensos da Babilônia, por exemplo, são talvez um dos primeiros exemplos de um sistema hidropônico. Uma das sete maravilhas do mundo antigo, é frequentemente citada como o primeiro uso conhecido da hidroponia para cultivar plantas.

No entanto, o uso de hidroponia nesses jardins antigos foi contestado. Deve-se notar também que a existência dos próprios jardins também é contestada.

Outras técnicas antigas de cultivo que definitivamente existiram, mas que são apenas hidropônicas adjacentes, incluem os jardins flutuantes da Mesoamérica nos anos 1100, chamados Chinampas, e jardins flutuantes semelhantes na China antiga que foram descritos pelo famoso explorador Marco Polo nos anos 1300 (embora eles provavelmente existia muito antes disso).

Os Chinampas, que foram construídos em lagos rasos, consistiam em áreas de cerca de 91,44 com “cercas” subaquáticas feitas de juncos mortos que foram entrelaçados. Os espaços fechados foram preenchidos com um meio de crescimento único: camadas alternadas de rocha, vegetação aquática, resíduos naturais e solo do fundo do lago.

Embora não sejam verdadeiramente hidropônicos, os Chinampas e os jardins flutuantes da China antiga podem ser considerados um parente distante da hidroponia.

O primeiro estudo conhecido a investigar um sistema hidropônico (cultivo de plantas sem o uso do solo) foi o Sylva Sylvarum, ou, A Natural History in Ten Centuries, de Francis Bacon e William Rawley, publicado em 1626.

Na mesma década o cientista belga Jan Baptista van Helmont conduziu um experimento que demonstrou que as plantas não ganhavam massa do solo, como muitos supunham na época. Ele plantou uma árvore de salgueiro de cinco quilos em 90 kg de solo seco. Durante um período de cinco anos, ele apenas adicionou chuva ou água destilada ao vaso, e após cinco anos ele pesou novamente tanto a planta quanto o solo. Van Helmont descobriu que a árvore pesava então 76 kg, enquanto o solo pesava apenas 60 gramas a menos.

Enquanto Van Helmont acreditava que seu experimento mostrava que as plantas ganhavam massa somente através da cultura da água, o médico inglês John Woodward publicou um artigo científico sobre seus próprios experimentos em 1699 que mostrava que as plantas necessitavam mais do que apenas água como meio de crescimento para prosperar. Em seus experimentos, Woodward cultivou hortelã utilizando vários tipos de cultura de água. Ele descobriu que plantas cultivadas em águas menos puras cresciam melhor do que plantas em águas mais puras, concluindo assim que precisavam de mais do que apenas água para crescer.

Saltando adiante mais ou menos um século, os cientistas alemães Julius Von Sachs e Wilhelm Knop desenvolveram receitas de solução nutritiva nos anos 1860 e ajudaram a identificar os nutrientes necessários para o crescimento das plantas.

Outro salto adiante nos leva a década de 1930 e finalmente chegamos à palavra “hidropônico”, decorrente das palavras gregas para “água” e “trabalho”. William Frederick Gericke, fisiologista de plantas da Universidade da Califórnia, Berkeley, cunhou o termo, e é aqui que a história fica um pouco colorida.

Gericke pesquisou o cultivo de plantas usando apenas uma solução nutritiva, e ele realmente cultivou suas próprias colheitas para uso pessoal com o método. Isto foi amplamente divulgado por livros, jornais e revistas da época, que todos o saudaram como uma revolução na agricultura

Entretanto, como Gericke pesquisou hidropônicos em seu próprio tempo e não como parte de seu trabalho, ele não se sentiu obrigado a compartilhar gratuitamente seus métodos com seus empregadores ou com o público em geral. Isto irritou seus empregadores na Universidade e eles, então, nomearam dois de seus melhores cientistas para estudar hidropônicos e escrever um boletim informativo para o público em geral.

Gericke acabou deixando a Universidade e escreveu um livro sobre seus métodos de cultivo hidropônico.

Como funciona a hidroponia

Para crescer, as plantas precisam de alguns ingredientes essenciais: luz, dióxido de carbono (o qual é coletado do ar), água e nutrientes. Na jardinagem tradicional, as plantas obtêm os nutrientes de que precisam do solo, já na hidroponia, os vegetais absorvem esses nutrientes de uma solução nutritiva líquida, que é adicionada à água.

Crescer no solo pode afetar drasticamente a arquitetura da raiz de uma planta e sua capacidade de produzir alimentos porque os nutrientes podem não ser distribuídos uniformemente por todo o solo.

Por outro lado, o cultivo em solução líquida garante que todas as raízes das plantas tenham acesso consistente aos nutrientes o tempo todo, o que significa que a absorção de nutrientes e o crescimento são mais eficientes. Isso faz com que as plantas cresçam mais rápido e maiores do que se fossem cultivadas no solo.

Os sistemas hidropônicos geralmente têm um reservatório de nutrientes onde o excesso de solução nutritiva é mantido. Os sistemas devem ter uma maneira de colocar a solução nutritiva na bandeja de crescimento. Isso pode ser feito ativamente por um mecanismo elétrico de bombeamento de água ou passivamente pelo uso de pavios.

Alguns sistemas incluem bombas de ar nos reservatórios para manter a solução nutritiva em movimento o tempo todo.

Os sistemas de cultivo hidropônico geralmente também têm luzes crescentes como parte de suas operações. Frequentemente, sistemas hidropônicos maiores terão algum tipo de software que monitora as plantas e as controla. Mesmo sistemas menores tendem a contar com temporizadores para manter uma programação regular de irrigação e uso leve.

E, claro, o elemento mais importante de qualquer sistema hidropônico é a própria solução nutritiva, que é adicionada à água.

Tipos de sistema hidropônico

Os sistemas hidropônicos vêm em todos os tamanhos, desde pequenos jardins de ervas internos que ficam no balcão da cozinha até operações em escala industrial massivas que ocupam armazéns inteiros. Os sistemas de hoje são extremamente sofisticados e os de maior escala podem incluir sensores, câmeras e software de inteligência artificial (IA) para monitorar de perto as plantas.

Os três principais tipos de sistemas de cultivo hidropônico são:

• Filme Nutritivo
• fluxo e refluxo
• Pavio

Filme Nutritivo

O tipo mais comum de sistema hidropônico em uso hoje é aquele que usa uma técnica de película de nutrientes. Um sistema de película de nutrientes cultiva plantas em uma bandeja de crescimento ligeiramente inclinada e posicionada acima de um reservatório de solução de nutrientes.

A água é bombeada do reservatório para as bandejas de crescimento. Como as bandejas são inclinadas, essa técnica de filme de nutrientes permite que um fino fluxo de água flua sobre as raízes das plantas e depois esvazie de volta no reservatório abaixo. É um sistema totalmente fechado.

Fluxo e refluxo

Em um sistema hidropônico de fluxo e refluxo, em vez de ter um fluxo contínuo de água fluindo sobre as raízes, as raízes das plantas são inundadas com a mistura de nutrientes/água. A água é continuamente despejada de volta no reservatório para ser reutilizada.

Pavio

Um sistema de pavio tem a mesma configuração de bandeja de crescimento citado acima e reservatório abaixo dos outros dois sistemas, mas também requer um meio de cultivo que não seja solo, como areia, rocha, lã ou bolas de argila para ajudar a ancorar as raízes no bandeja crescente. A água rica em nutrientes é passada do reservatório até as raízes na bandeja de crescimento por meio de um pavio ou um pedaço de barbante. Este sistema não requer o uso de uma bomba de água elétrica.

Principais vantagens

Mais plantas podem ser cultivadas por m²

Cultivar plantas em líquido diminui a área necessária para elas crescerem do que se fossem cultivadas no solo, o que significa que mais plantas podem ser cultivadas no mesmo espaço.

Rendimentos mais altos;

É comum que as estufas hidropônicas relatem rendimentos mais altos e produtos de melhor qualidade do que as operações de cultivo tradicionais. Hoje, isso é especialmente possível com o uso de IA para monitorar as plantas.

Menor desperdício de água;

Em sistemas hidropônicos onde as raízes são colocadas em uma calha ou tubo fechado, menos água evapora do que em sistemas de cultivo no solo, o que significa que menos água é desperdiçada. Nesse sentido, é um sistema fechado.

Principais desvantagens

Investimento inicial maior

Em tamanhos menores, o cultivo do solo requer poucas ferramentas e, portanto, não custa muito para começar.

Com um sistema hidropônico, você precisará adicionar o custo de um prédio, bombas, tanques, controles e um sistema de iluminação complementar. Estes são custos que não existem no cultivo em solo.

Custos de energia mais altos

Ao cultivar ao ar livre no solo, o sol se encarrega da iluminação e (a menos que você tenha um sistema de irrigação), as nuvens se encarregam de regar as plantas. Em um sistema hidropônico, suas bombas, iluminação, câmeras e sensores requerem eletricidade, o que aumenta seu consumo e custos de energia.

Mais habilidade técnica é necessária

Ao usar a hidroponia, você precisará ter conhecimento sobre química, saber como usar os sistemas de monitoramento e cultivo e também conhecimento básico de produção vegetal. A curva de aprendizado é um pouco mais íngreme do que o cultivo tradicional.