ferramentas para a gestão do espaço rural - gestão agronómica e energética em duas espécies...

UNIVERSIDADE DO ALGARVE

Faculdade de Ciências e Tecnologia

FERRAMENTAS PARA A GESTÃO DO ESPAÇO RURAL

GESTÃO AGRONÓMICA E ENERGÉTICA

EM DUAS ESPÉCIES DISTINTAS

Nelson Miguel Guerreiro Lourenço

Dissertação para a obtenção do grau de

Mestre em Gestão Sustentável dos Espaços Rurais

Janeiro de 2010

Ferramentas para a Gestão do Espaço Rural

Gestão Agronómica e Energética em duas espécies distintas

Capítulo 1 ______________________________________________________________________________________

Nelson Lourenço, Janeiro de 2010

Mestrado em Gestão Sustentável dos Espaços Rurais

II

Índice

Agradecimentos ………………………………………………………………………. X

Resumo ….……………………………………………………………………………. XI

Abstract ………………………………………………………………………………. XIII

Capítulo 1

1.1. Introdução ……...……………………………………………………………. 1

1.2. Objectivos ……………………………………………………………………. 5

Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica

2.1. Eficiência Energética ....................................................................................... 6

2.2. Mecanismos de multifuncionalidade rural ……………………………….... 8

2.3. Gestão sustentável do espaço rural ……………………………………….... 9

2.4. Alternativas agronómicas: Lactuca sativa e Thymus zygis …….………….. 11

2.5. Substratos orgânicos para a produção …………………………………….. 16

Capítulo 3 – Material e métodos

3.1. Modalidades em estudo e local do ensaio ………………………………….. 22

3.2. Substratos

3.2.1. Matéria orgânica e matéria mineral …...……………………………...... 22

3.2.2. Percentagem de humidade e matéria seca …………………………….... 23

3.2.3. Densidade real e densidade aparente seca …………………………….. 24

3.2.4. Espaço poroso total ................................................................................. 25

3.2.5. Relações ar-água ..................................................................................... 25

3.2.6. pH e condutividade eléctrica …………………………………………. 26

3.3. Material Vegetal: Lactuca sativa

3.3.1. Instalação da cultura …………………………………………………... 27

3.3.2. Produção ………………………………………………......................... 27

3.3.3. Eficiência do uso de água de rega …………………………………….. 28



Capítulo 1 ______________________________________________________________________________________



III

3.3.4. Percentagem de variação de peso fresco entre as

duas campanhas …………………………………………………..……. 28

3.4. Material vegetal: Thymus zygis

3.4.1. Instalação da cultura …………………………………………………… 28

3.4.2. Parâmetros de crescimento

3.4.2.1. Comprimento ……………………………………………….…. 29

3.4.2.2. Diâmetro …………………………………………….…….…… 30

3.4.2.3. Volume radicular ………………………………………………. 30

3.4.3. Produção ……………………………………………………………….. 30

3.4.4. Eficiência do uso de água de rega ……………………………….….…. 30

3.4.5. Composição em óleos essenciais ………………………………………. 30

3.5. Análise Energética

3.5.1. Inputs energéticos ……………………………………………………… 31

3.5.2. Outputs energéticos ……………………………………………………. 33

3.5.3. Balanço energético …………………………………………………….. 33

3.5.4. Eficiência energética …………………………………………………... 34

3.6. Delineamento experimental e tratamento estatístico ……………………... 34

Capítulo 4 – Resultados

4.1. Substratos

4.1.1. Matéria orgânica e matéria mineral ………………................................. 35

4.1.2. Percentagem de humidade e matéria seca …………………………….. 36

4.1.3. Densidade real e densidade aparente seca ………………………….… 37

4.1.4. Espaço poroso total .................................................................................. 39

4.1.5. Relações ar-água ..................................................................................... 40

4.1.6. pH e condutividade eléctrica …………………………………………. 40


4.2.1. Peso fresco e peso seco ………………………………………………... 41

4.2.2. Eficiência do uso de água de rega …………………………………….. 44



Capítulo 1 ______________________________________________________________________________________



IV

4.2.3. Percentagem de variação de peso fresco entre as

duas campanhas ………………………………………………….…..... 45

4.3. Material Vegetal: Thymus zygis

4.3.1. Peso fresco ……..……………………………………………………… 45

4.3.2. Eficiência do uso de água de rega ……………………………………… 47

4.3.3. Parâmetros de crescimento …………………………………………….. 48

4.3.4. Composição em óleos essenciais ………………………………………. 49


4.4.1. Inputs energéticos ……………………………………………………… 52

4.4.2. Outputs energéticos ……………………………………………………. 56

4.4.3. Balanço energético …………………………………………………….. 56

4.4.4. Eficiência energética …………………………………………………… 57

Capítulo 5 – Discussão dos Resultados

5.1. Substratos ......................................................................................................... 58

5.2. Material Vegetal: Lactuca sativa .................................................................... 60

5.3. Material Vegetal: Thymus zygis ...................................................................... 62

5.4. Análise Energética …………………………………………………………... 65

Capítulo 6 – Conclusões …………………………………………………………...... 67

Capítulo 7 - Referências Bibliográficas ……………………………………………. 69



Capítulo 1 ______________________________________________________________________________________



V

Índice de Tabelas

TABELA 1 – Quantidades médias de húmus produzido anualmente

por algumas culturas …………………………………………….……. 10

TABELA 2 - Valores aproximados da produção total e percentagem

de sólidos totais dos excrementos produzidos por algumas

espécies pecuárias ……..……………………………………………... 11

TABELA 3 – Cultura de alface em Portugal …………………………........................ 12

TABELA 4 – Grupos de cultivares de alface ………………………………………… 12

TABELA 5 – Classificação botânica do tomilho comum ……………………………. 15

TABELA 6 – Características adequadas para um substrato ………………………….. 18

TABELA 7 – Densidades (kg m-3) em cada substrato …………...................………... 32

TABELA 8 – Valores médios, erro padrão (± EP) da percentagem de matéria

orgânica e matéria mineral para cada modalidade. …………..…......... 35

TABELA 9 – Valores médios (± EP) da percentagem de humidade (H)

e matéria seca (MS) para cada modalidade ………………………...... 36

TABELA 10 – Valores médios (± EP) da densidade real (dr) e densidade aparente

seca (dap) para cada modalidade …….................................................. 37

TABELA 11 – Valores médios (± EP) do espaço poroso total (EPT)

para cada modalidade ………............................................................... 39

TABELA 12 – Valores médios (± EP) da capacidade de arejamento (CA),

água facilmente utilizável (AFU), água de reserva (AR)

e água dificilmente utilizável (ADU) para cada modalidade .............. 40

TABELA 13 – Valores médios de pH (± EP) para cada modalidade antes da

transplantação (AT), após a primeira campanha de Lactuca sativa (A1),

após a segunda campanha de Lactuca sativa (A2) e após a campanha

de Thymus zygis (T1) (9 de Abril de 2009) ………………………...... 41

TABELA 14 – Valores médios de CE (mS cm-1) (± EP) para cada modalidade

antes da transplantação (AT), após a primeira campanha de Lactuca

sativa (A1), após a segunda campanha de Lactuca sativa (A2) e após a

campanha de Thymus zygis (T1) (9 de Abril de 2009) …………........ 41



Capítulo 1 ______________________________________________________________________________________



VI

TABELA 15 – Valores médios e totais de peso fresco (PF), peso seco (PS)

e peso total (PT) para cada modalidade (9 de Abril de 2009) …….. 42

TABELA 16 – Percentagem de variação de peso fresco entre as duas campanhas …. 45

TABELA 17 – Valores médios e totais de peso fresco para a parte aérea (PA),

parte radicular (PR) para cada modalidade (9 de Abril de 2009) …... 46

TABELA 18 – Valores médios de diâmetro máximo (dmáx), altura máxima (hmáx)

e volume radicular (VR) para cada modalidade …………………..... 48

TABELA 19 – Rendimento do óleo essencial (% v/m) ……………………………… 49

TABELA 20 – Composição do óleo em cada uma das modalidades ………………... 50

TABELA 21 – Grupos de componentes em cada uma das modalidades .......... ........... 51

TABELA 22 – Total de inputs energéticos (MJ) para a cultura de Lactuca sativa

(1.ª campanha) ………………………………………………………. 53

TABELA 23 – Total de inputs energéticos (MJ) para a cultura de Thymus zygis …… 54

TABELA 24 – Percentagem de inputs directos e indirectos em função do total

de inputs para as duas culturas ………………………………………. 54


de inputs por modalidade (Lactuca sativa) ………………………….. 55


de inputs por modalidade (Thymus zygis) …………………………… 55

TABELA 27 – Outputs para as duas culturas (MJ) ………………………………….. 56

TABELA 28 – Balanço energético nas duas culturas (MJ) ………………………….. 56

TABELA 29 – Eficiência energética por cultura por modalidade …………………… 57



Capítulo 1 ______________________________________________________________________________________



VII

Índice de Figuras

Figura 1 – Comparativo do consumo energético entre 1992 e 1999 para

o Oeste Europeu, CEE e Europa de Leste e Ásia Central.………………. 1

Figura 2 – Importação média de fertilizantes (kg ha-1) .……………………………... 2

Figura 3 – Consumo energético mundial no período 1860-1990 ……….................... 3

Figura 4 – Energia consumida em explorações agrícolas nos EUA para o ano

de 2002, total = 1,7x1024 BTU ................................................................... 4

Figura 5 – Paisagem rural ………………………………………………………….... 8

Figura 6 – Alface tipo “batavia” …………………………………………………...... 13

Figura 7 – Thymus vulgaris L. ……………………………………………………….. 15

Figura 8 – Vermicomposto …………………………………………………………... 20

Figura 9 – Aspecto de plântulas de Lactuca sativa para vasos de 2 L após

a transplantação ……….............................................................................. 27

Figura 10 – Plantas de Thymus zygis germinadas após 9 semanas (Nov. 2008) …….. 29

Figura 11 – Planta de Thymus zygis da modalidade O 100 após 13

semanas de germinação (Março de 2009) ……………………………… 29

Figura 12 – Relação entre a percentagem de vermicomposto e a percentagem

de matéria orgânica ……………............................................................... 35


de matéria mineral ………….................................................................... 36


de matéria seca ......................................................................................... 37

Figura 15 – Relação entre a percentagem de vermicomposto e a densidade real ........ 38

Figura 16 – Relação entre a percentagem de vermicomposto e a densidade

aparente seca .............................................................................................. 38

Figura 17 – Relação entre a percentagem de vermicomposto e o

espaço poroso total ................................................................................... 39

Figura 18 – Relação entre a percentagem de vermicomposto e a produção de

Lactuca sativa (peso fresco) (1.ª campanha) ………………………….... 42



Capítulo 1 ______________________________________________________________________________________



VIII

Figura 19 – Relação entre a percentagem de vermicomposto e a produção de

Lactuca sativa (2.ª campanha). ………………………………………..... 43

Figura 20 – Plantas de Lactuca sativa produzidas por cada uma das modalidades

em estudo no final do ensaio (Maio de 2009) ........................................... 43

Figura 21 – Distribuição das eficiências do uso de água de rega

pelas modalidades (Lactuca sativa) …………………………………….. 44

Figura 22 – Relação entre a percentagem de vermicomposto e a parte aérea ……...... 46

Figura 23 – Plantas de Thymus zygis no final do ensaio (Abril de 2009) .…………… 47

Figura 24 – Distribuição das eficiências do uso de água de rega nas

modalidades (Thymus zygis) ……………………………………………. 48



Capítulo 1 ______________________________________________________________________________________



IX

Índice de Símbolos e Abreviaturas

BTU – British Thermal Unit

CDCTPV – Centro de Desenvolvimento de Ciências e Técnicas de Produção Vegetal

CEE – Comunidade Económica Europeia

CO2 – Dióxido de carbono

CTC – Capacidade de troca catiónica

dap – Densidade aparente

daps – Densidade aparente seca

dr – Densidade real

EECCA - Eastern Europe, Caucasus and Central Asia

ETAR – Estação de Tratamento de Águas Residuais

EUA – Estados Unidos da América

g – Grama

GPL – Gases Parcialmente Liquefeitos

ha – Hectare

kg – Kilograma

kPa - Kilopascal

MJ - Megajoule

MM – Matéria mineral

MO – Matéria orgânica

OCDE – Organization

PAC – Política Agrícola Comum

ROB – Resíduos Orgânicos Biodegradáveis

RSU – Resíduos Sólidos Urbanos

t - Tonelada

V – Vermicomposto

UE – União Europeia



Capítulo 1 ______________________________________________________________________________________



X

Agradecimentos

Os meus mais sinceros agradecimentos a todos aqueles que contribuíram de alguma forma

para a execução deste Projecto, pois sem eles, tudo se afiguraria mais difícil. Este trabalho

tem, em parte, um pouco de cada um deles.

Aos meus pais e irmãos, à Sónia, aos meus orientadores de Mestrado – o Prof. Doutor

Pedro José Correia e o Prof. Doutor Mário Reis pela sua sempre compreensão e

disponibilidade e também à Professora Maribela Pestana.

Um especial agradecimento à Ana pela sua constante amabilidade e a todos os

colaboradores do CDCTPV, em particular à Teresa Saavedra e à Florinda Gama por me

terem acolhido e demonstrado paciência e cordalidade.

Agradeço particularmente à empresa Dandlen & Vasques, Lda pelo fornecimento das

sementes de Thymus zygis.

Agradeço ainda à Luísa pela ajuda prestada no laboratório de solos.

Votos sinceros de sucesso pessoal e profissional para todos os que aqui mencionei, pedindo

desculpa aos que, por falha ou mero esquecimento, não mencionei.

Não um adeus, mas sim um até já.



Capítulo 1 ______________________________________________________________________________________



XI

Resumo

Água e nutrientes são vistos como factores abióticos de produção em qualquer

ecossistema agrícola sendo a gestão primordial para a sua sustentabilidade.

Uma eficiente gestão destes factores, permite não só ganhos sob o ponto de vista

ambiental e económico, como também um controlo efectivo sobre a qualidade dos

produtos que pode ter evidentes reflexos nos rendimentos das explorações. Estas

preocupações estão também presentes em modos de produção de baixo input para

culturas hortícolas e a utilização de substratos orgânicos alternativos é um requisito

importante nestes sistemas.

Embora existam muitos dados sobre a produtividade primária na agricultura biológica

vs convencional é particularmente interessante quantificar as diferenças entre os fluxos

energéticos dos dois sistemas.

De um modo geral, os dados indicam que os sistemas em modo de produção

orgânico são mais eficientes energeticamente, embora menos produtivos em termos

agronómicos. No entanto se se apostar na diversidade e multifuncionalidade de culturas

como o futuro para a ocupação do solo e do espaço rural valorizando-se os resíduos

orgânicos produzidos na própria exploração em particular nas zonas marginais, existe

um conhecimento de base que deve ser adquirido. Deste modo, foi de todo o interesse o

estudo para cada cultura entre o modo de produção convencional (substrato turfa) e o

modo de produção orgânico (substrato vermicomposto) em culturas cujo output final

seja completamente distinto, como por exemplo uma cultura hortícola e uma espécie

cultivada para a extracção de óleos.

Utilizou-se para o efeito a alface tipo “batavia” (Lactuca sativa) como cultura

hortícola e tomilho (Thymus zygis) como cultura energética com potencial para

extracção de óleos essenciais.

A análise da eficiência energética passa por fornecer os parâmetros necessários

para medir, interpretar e subsidiar medidas de apoio à gestão sustentável do espaço

rural, sendo de suma importância para a resolução da eficiência no aproveitamento da

energia num ecossistema agrícola numa perspectiva de produção de culturas eficientes.



Capítulo 1 ______________________________________________________________________________________



XII

Assim, a abordagem proposta nesta Dissertação poderá fornecer indicações sobre

as vantagens e desvantagens de cada uma dos binómios cultura/substrato, para uma

gestão e ocupação do solo no espaço rural após os resultados obtidos.

Palavras-chave: sustentabilidade; gestão energética; cultura eficiente; espaço rural.



Capítulo 1 ______________________________________________________________________________________



XIII

Abstract

Water and nutrients are seen as abiotic factors of production in any agricultural

ecosystem and its management vital for its sustainability. Efficient management of these

factors, it not only gains in terms of environmental and economic, but also effective

control over the quality of products that can have obvious impact on income from

farming. These concerns are also present in the organic production of horticultural crops

and the use of alternative organic substrates is an important requirement in these

systems.

Although there are many data on primary productivity in organic farming vs.

conventional production is particularly interesting to quantify the differences in energy

flows between the two systems. Overall, the data indicate that the systems in organic

farming is more energy efficient, but less productive in agronomic terms. However if

you bet on the diversity of cultures and the future for the occupation of land and the

countryside, appraising the organic waste produced on-farm, particularly in marginal

areas, there is a knowledge base that must be acquired.

Thus, it is of great interest to the study for each crop between the conventional

method of production (peat) and organic production (wormcompost) in cultures whose

final output is completely different, such as a vegetable crop and a species cultivated for

the extraction of oils. The energy management in agricultural ecosystems through the

balance between the entries, these are means, methods of fertilization and labor-human

as well as the outflow of energy such as biomass produced.

The analysis also allows energy to understand and estimate the energy values

entered in a system and identify the points of energy expenditure and the components

can be replaced by others of greater efficiency (Comitre, 1993).

The energy crisis makes it necessary to include the consumption of fossil fuels

and their derivatives.

This demand has become urgent, also in agriculture, for which there should be

that increases in productivity can no longer be supported by unlimited energy

availability.



Capítulo 1 ______________________________________________________________________________________



XIV

The analysis of energy efficiency is to provide the necessary parameters to

measure, interpret and support measures to support sustainable management of land,

being of great importance for the resolution of energy efficiency in an agricultural

ecosystem, therefore, the approach proposed in this work could provide information on

the advantages and disadvantages of each of the twin culture / substrate, a management

and occupation of land in rural areas in a view to efficient crop production.

Keywords: sustainability; energy management; efficient culture; rural areas.



Capítulo 1 – Introdução

______________________________________________________________________________________



- 15 -

Capítulo 1

1.1. Introdução

Para além de uma agricultura não competitiva, os espaços rurais em Portugal

confrontam-se hoje com problemas de despovoamento, processos de desertificação

e fogos florestais (Valadas de Lima, 1991).

O aumento de uso da energia consumida na agricultura em combinação com o

aumento dos custos de produção tem levado à necessidade de se obter sistemas

agro-pecuários mais eficientes na utilização de recursos não renováveis (Zentner et

al., 1984).

A matéria mineral para fertilização detém uma importante fracção do total de

energia utilizada na agricultura na forma de energia indirecta proveniente de

combustíveis fósseis – petróleo, carvão e gás natural, tendo registado, em milhões

de toneladas um aumento de 8% de 1992 para 1999 no Oeste Europeu (Figura 1).

Figura 1 – Comparativo do consumo energético entre 1992 e 1999 para o Oeste Europeu (WE),

Comunidade Económica Europeia (CEE), Europa de Leste e Ásia Central (EECCA) (Fonte:

http://www.usda.gov/wps/portal/usdahome).



Capítulo 3 – Material e Métodos

______________________________________________________________________________________



- 16 -

Torna-se assim determinante implementar medidas de optimização energética

procurando processos energeticamente eficientes e de baixo input energético

caminhando no sentido da sua transição para uma agricultura sustentável e, a partir

da integração das suas múltiplas funções económicas, sociais e ambientais, vir a

constituir uma importante contribuição para o desenvolvimento rural sustentável

(Valadas de Lima, 1991).

Até 1999, a Europa de Leste ocupava o primeiro lugar em matéria de

importação média de fertilizantes em kg ha-1 seguindo-se a Europa Central e

Ocidental (Figura 2).

Figura 2 – Importação média de fertilizantes na Europa de Leste, Europa Central e

Ocidental e EECCA (kg ha-1) (Fonte: http://www.usda.gov/wps/portal/usdahome).

A gestão energética num ecossistema agrícola passa pelo balanço entre

entradas (inputs), sejam estes meios, modos de fertilização e mão-de-obra humana

bem como as saídas (outputs), como a biomassa produzida, possibilitando ainda

compreender e fazer estimativas dos valores energéticos introduzido no

agrossistema (Comitre, 1993; Oliveira Júnior, 2005).




______________________________________________________________________________________



- 17 -

Contudo, a quantidade de energia necessária para a produção agrícola de

culturas tem sido superior ao obtido em valor energético dos produtos,

proporcionando assim uma baixa eficiência energética (Pimentel et al., 1990;

Gliessman, 2000).

As estimativas para o consumo energético mundial (incluindo o sector da

agricultura) apontam para um aumento constante (Figura 3).

Figura 3 – Consumo energético mundial no período 1860-1990 (Dorf, 1981).

A energia consumida na forma de inputs energéticos em explorações

agrícolas nos EUA para o ano de 2002 dependeu essencialmente das entradas em

matéria de fertilizantes (29%), diesel (27%) e electricidade (21%) totalizando para

o referente ano 1,7x1024 BTU (Miranowsky, 2001) (Figura 4).




______________________________________________________________________________________



- 18 -

Figura 4 - Energia consumida em explorações agrícolas nos EUA para o ano de 2002, total =

1,7x1024 BTU. 1 BTU = 1 055,05585 J. (Miranowsky 2001).

Os inputs num agrossistema podem ser definidos como directos

(combustíveis, gás natural, electricidade, trabalho humano e água de rega) e

indirectos (fertilizantes, fitofarmacêuticos) (Miranowsky, 2002). Os adubos são

utilizados com o objectivo de incrementar e melhorar produções agrícolas sendo

considerados como um produto fertilizante (Santos, 1995).

A designação de adubos ainda se encontra associada à presença de nutrientes,

recebendo, no caso de adubos minerais (adubos de origem mineral ou obtidos

industrialmente por processos de síntese) a designação de elementares (Santos,

1995). Estes adubos, como a própria designação indica, possuem origem mineral

sendo obtidos industrialmente e considerados, em grande parte, os fertilizantes mais

responsáveis pela poluição do ambiente (Santos, 1995).

Substratos minerais foram inicialmente utilizados na produção de culturas

sendo gradualmente substituídos por outros de natureza orgânica com

características que satisfazem as exigências das plantas envasadas.

Infelizmente, verifica-se que certos substratos orgânicos são recursos finitos e

não renováveis, como é o caso da turfa, sendo cada vez mais as preocupações

ambientais com a sua extracção em grande escala.

Fertilizantes29%

Diesel27%

Electricidade21%

Gasolina8%

Pesticidas6%

GPL5%

Gás Natural




______________________________________________________________________________________



- 19 -

Tem-se assistido a pressões no sentido de reduzir e cessar a exploração de

turfa prevendo-se a médio prazo uma redução da sua disponibilidade com

consequentes aumentos de custos.

O vermicomposto resulta da valorização da decomposição controlada da

fracção orgânica de resíduos – Resíduos Sólidos Urbanos (RSU), resíduos agro-

florestais e lamas de ETAR através de minhocas, promovendo a formação de

substâncias húmicas (Aquino, 1994).

1.2. Objectivos

O objectivo geral da presente Dissertação é o de avaliar a produtividade, a

eficiência dos factores de produção e a eficiência energética em Lactuca sativa e

Thymus zygis, estabelecidos em dois tipos de substratos: um substrato orgânico

(vermicomposto) e um substrato comercial (mistura de turfa de crescimento).

Pretende-se também estudar a relação entre as propriedades físicas das diferentes

modalidades e a produção de biomassa em Lactuca sativa e a produção de óleos

essenciais em Thymus zygis. Espera-se que os resultados obtidos possam servir de

instrumento de apoio à gestão dos espaços rurais com base nos custos agronómicos

e energéticos envolvidos no processo de produção. Estas informações poderão

fundamentar decisões para a optimização e redução de custos energéticos e

ambientais.

A abordagem proposta poderá fornecer indicações sobre as vantagens e

desvantagens de cada uma dos binómios cultura/substrato e a eficiência energética

de factores de produção em estufa para uma gestão e ocupação do solo em espaços

rurais devolutos e marginais.




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- 20 -

Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica

2.1. Eficiência Energética

A racionalização da utilização de energia tem sido considerada uma forma

eficiente e sustentável de forma a serem reduzidos inputs energéticos, ganhando-se

competitividade em termos de mercado (Serra et al., 1979). Os processos

frequentemente utilizados para obtenção de energia consideram o somatório de

inputs de origem directa e indirecta, inseridas num determinado bem ou serviço

(Serra et al., 1979).

A análise dos processos requer uma análise rigorosa de todos os bens e

formas de energia directa utilizados na fabricação de produtos. A avaliação da

energia total contida num determinado bem (a produção de culturas hortícolas ou

aromáticas por exemplo) só poderá ser realizada se ocorrer uma análise fraccionada

à análise de processos em certa etapa (Serra et al., 1979). A análise da eficiência

energética permite fornecer os parâmetros necessários para medir, interpretar e

subsidiar medidas de apoio à gestão sustentável do espaço rural, sendo de suma

importância para a resolução da eficiência no aproveitamento da energia num

ecossistema agrícola. Deste modo, os balanços energéticos são fundamentais para a

qualidade ambiental, visto que, um aumento do nível de consumos pode originar

em modo directo, maior número de emissões de gases de efeito estufa nos

processos produtivos (Doering III et al., 1977; Castanho Filho e Chabaribery, 1983;

Comitre, 1993; Campos, 2001).

Os inputs utilizados em produção vegetal representam custos energéticos.

Dependendo desses factores e das produções obtidas, a conversão da produção em

energia determinará a eficiência energética de um determinado sistema. As práticas

agrícolas apenas poderão atingir e cumprir os objectivos de sustentabilidade

ambiental apenas de forem cumpridos os princípios de sustentabilidade energética

(Souza et al., 2008)

As formas directas e indirectas de energia são necessárias para a produção

vegetal.




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- 21 -

Assim sendo, a análise do coeficiente entre as entradas (inputs) e as saídas de

energia (outputs) é frequentemente utilizada de modo a se proceder à avaliação da

eficiência energética e dos respectivos impactes no ambiente dos sistemas

produtivos denominando-se de eficiência energética (Singh et al., 1997).

Avaliando quatro espécies de culturas hortícolas em modo de produção

convencional Ozkan et al., (2004) verificaram que os consumos energéticos foram

elevados neste tipo de sistema de produções, variando entre 19,2x103 MJ ha-1 em

pimentos até 32,2x103 MJ ha-1 em pepinos. Mesmo tendo-se obtido elevadas

produtividades (200 t ha-1 em tomate), as eficiências energéticas foram

relativamente baixas. A relação entre a quantidade de outputs e a quantidade de

inputs foi de 1,26 (tomate), 0,99 (pimento), 0,76 (pepino) e 0,61 (beringela).

Estudos realizados pelos mesmos autores determinaram eficiências

energéticas em modo de produção convencional de 2,15 para a batata, 2,41 para a

cebola e 4,80 para a cenoura sendo que os valores médios de eficiência energética

em modo de produção orgânico para culturas hortícolas se encontram em 5,31,

confirmando-se a maior eficiência energética deste sistema produtivo.

Estes resultados têm sido comprovados em muitos estudos realizados no qual

se comparam sistemas orgânicos de produção com sistemas convencionais de

produção (Mansvel et al., 1998; Waldon et al., 1998; Reganold et al., 2001; Poudel

et al., 2002), indicando um aproveitamento mais eficiente de recursos e energia e

directamente, uma taxa superior de conversão energética nos sistemas orgânicos de

produção de culturas hortícolas.

Trabalhando em culturas hortícolas, Gândara (1998) avaliou a eficiência

energética em modos de produção convencionais e orgânicos de produção de alface

e beterraba. As exigências energéticas mais elevadas no sistema convencional

foram representadas pela energia nos inputs de origem industrial (57 %), dos quais

os adubos minerais representaram cerca de 48 % ao passo que no sistema orgânico

o maior input foi obtido pelo trabalho humano (18 %) e pela adubação orgânica (75

%).




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- 22 -

2.2. Mecanismos de Multifuncionalidade Rural

O espaço rural (Figura 5) tem passado recentemente por um conjunto de

mudanças com significativo impacto sobre as suas funções e conteúdo social,

levando ao desenvolvimento de estudos e pesquisas sobre o tema em vários países,

sobretudo nos países desenvolvidos, onde esse processo apresenta maior

importância (Marques, 2007).

Figura 5 - Paisagem rural (http://ipt.olhares.com/data/big/55/557599.jpg).

A OCDE, em 2000, definiu a multifuncionalidade da agricultura como “a

existência de múltiplos outputs mercantis e não mercantis que são conjuntamente

produzidos pela agricultura” (Laurent, 2000). A noção de multifuncionalidade

aponta para a diversificação económica da agricultura e dos territórios rurais,

baseada na valorização dos seus recursos materiais e imateriais. Os recursos

imateriais são constituídos, essencialmente, pelo ambiente rural, a paisagem

agrícola e o património cultural. Esses recursos são, hoje, alvo de uma crescente

procura pela sociedade, como sejam a produção agropecuária, a garantia da

qualidade dos alimentos, a manutenção do potencial produtivo do solo, a

conservação das características paisagísticas das regiões, a protecção ambiental no

meio rural, a manutenção de um tecido económico e social rural, a conservação do

capital cultural e a diversificação das actividades rurais (Laurent, 2000).




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- 23 -

No âmbito dos países desenvolvidos, a emergência do paradigma da

multifuncionalidade tem proporcionado um intenso debate que divide opiniões

acerca do papel da agricultura e do espaço rural como é exemplo a tentativa em

denominar as suas novas funções – sociais, culturais e ambientais, além das de

carácter económico e de abastecimento tradicionalmente atribuídas (Laurent e

Mouriaux, 1999; Laurent, 2000; Blanchemanche et al, 2000).

Uma das questões centrais que a problemática da multifuncionalidade

agrícola levanta, quando discutida do ponto de vista do desenvolvimento rural, é,

efectivamente, a da integração das explorações agrícolas numa estratégia coerente

de maximização dos recursos locais (Valadas de Lima, 1991).

2.3. Gestão Sustentável do Espaço Rural

Ainda que cada território possua, sem excepção, aptidões para um

determinado tipo de uso do solo, o espaço rural apresenta, cada vez mais, condições

para ocorrência de fenómenos de erosão e desertificação, potenciais causadores do

êxodo rural e outros problemas sociais e económicos. O desenvolvimento rural

sustentável implica a articulação entre as várias dimensões da sustentabilidade: a

sustentabilidade económica, social, ambiental e institucional e carece, numa

primeira fase, de apoio e incentivos por parte das políticas públicas. Estas, por sua

vez, devem ser pensadas no contexto de uma estratégia global de desenvolvimento

rural que contemple a agricultura (Valadas de Lima, 1991).

Os impactes da produção agrícola sobre o ambiente podem ser geridos e

controlados quer em regiões onde a agricultura intensiva tem sido determinante,

quer nas regiões onde se verifica um crescente processo de despovoamento e de

desertificação física. É neste contexto de evolução do sector agrícola que as

medidas agro-ambientais, provenientes da Reforma da PAC de 1992, são

introduzidas, em 1994, em Portugal.

Na procura em promover uma gestão sustentável do espaço rural, tem-se

vindo a questionar actualmente a utilização de fertilizantes de síntese –

agroquímicos, na produção de diversas culturas (Ehlers, 1996).




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- 24 -

A partir da constatação dos problemas resultantes da fertilização química e

mineral tem-se vindo a incentivar práticas agrícolas que promovam a produção de

culturas de qualidade sem contaminantes e promovam o desenvolvimento do meio

rural (Darolt, 2002). É o caso da produção de fertilizantes na própria exploração,

reciclando-se substratos e desenvolvendo-se culturas sustentáveis e eficientes em

termos de nutrição sendo até mais eficientes sobre o ponto de vista energético. Os

resíduos agrícolas são os resíduos gerados directa ou indirectamente em processos

produtivos da actividade agrícola como sejam os resíduos das culturas (Tabela 1),

os dejectos pecuários (Tabela 2) e os resíduos silvícolas.

A utilização de matéria orgânica como reserva e fornecedor de nutrientes para

as plantas possui aspectos positivos na qualidade das culturas e do solo uma vez

que a sua incorporação tem demonstrado ser uma prática viável no incremento da

fertilidade e produtividade, desencadeando efeitos globais no que respeita à

melhoria físico-química e biológica das plantas (Noronha, 2000).

Este facto contribui para o seu crescimento e desenvolvimento, aumentando a

capacidade de circulação e retenção de água e nutrientes, sendo em grande parte

responsável pelo aumento de capacidade de troca catiónica (Kiehl, 1985).

TABELA 1 – Quantidades médias de húmus produzido anualmente por algumas culturas.

Fonte: Moreno (1996).

Cultura Húmus produzido

por ano (kg ha-1)

Trigo (palha) 400

Trigo (raízes e restolho) 400 a 800

Raízes e restolho de outros cereais) 300 a 500

Milho (raízes e restolho) 400 a 800

Milho (raízes, restolho e canas) 700 a 1400

Beterraba (folhas e coroas) 450 a 900

Colza (raízes, palhas e silícuas) 1500 a 2600

Adubos verdes 40 kg t-1




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- 25 -

TABELA 2 – Valores aproximados da produção total e percentagem de sólidos totais dos

excrementos produzidos por algumas espécies pecuárias (Adaptado de USDA, 1992).

Espécies pecuárias Peso (kg)

Produção total de excrementos

(por 500 kg de peso vivo)

Sólidos totais

(% na matéria

fresca) Em kg dia-1 Em dm3 dia-1

Vaca leiteira 450 41,3 41,6 12,7

Bovino de engorda 450 30,2 31,5 11,6

Vitela 90 31,1 31,6 8,4

Leitão 15 33,3 36,6 9,2

Porco de engorda 30 31,6 32,6 9,2

Ovelha 45 20,0 18,9 25,0

Galinha poedeira 1,8 26,4 28,3 25,2

Frango 0,9 35,6 37,8 25,2

Peru 6,8 23,7 23,4 25,5

Cavalo 450 22,7 23,4 20,5

2.4. Alternativas Agronómicas: Lactuca sativa e Thymus zygis

A alface (Lactuca sativa) é uma das espécies do género Lactuca. Este género

é relativamente próximo do género Cichorium, ao qual pertencem a escarola e as

diversas formas hortícolas da chicória. É cultivada pelas suas folhas, normalmente

consumidas cruas em salada.

As suas folhas são constituídas essencialmente por água, fornecendo ainda

vitaminas, fibra e minerais à dieta do Homem.

Em Portugal, a alface é cultivada tanto em estufa como ao ar livre um pouco por

todo o país. As maiores áreas com cultivo de alface concentram-se perto dos

grandes centros populacionais junto ao litoral, nomeadamente Oeste, Entre-Douro-

e-Minho e Beira Litoral. Actualmente a produção nacional é cerca de 56 mil

toneladas numa área de 2500 ha (Tabela 3) (Almeida, 2006).




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- 26 -

TABELA 3 – Cultura de alface em Portugal (INE, 2004).

- 2001 2002 2003 2004

Superfície (ha) 2408 2536 2541 2515

Produção (t) 53887 57162 57287 56112

Produtividade (t ha-1) 21,8 22,5 22,5 22,3

Peso fresco por planta (g) a) 244,0 a)Dados duma cultura de alface em estufa em cultura de Outono-Inverno, na região de Entre-Douro-e-Minho.

Actualmente consideram-se grupos de cultivares (Tabela 4) onde se inclui a

designação da respectiva variedade botânica como é exemplo o tipo “batavia”

(Figura 6).

A alface é uma espécie anual de ciclo cultural relativamente curto. A duração

de cada ciclo cultural depende de vários factores, como sejam da cultivar, da região

e da época de produção. O ciclo cultural em estufa dura cerca de 6 a 8 semanas na

época de Primavera-Verão e 10 a 12 semanas na época de Inverno.

A alface batavia forma um repolho arredondado ou ovóide, de folhas crespas

ou margens sinuosas ou recortadas. Distinguem-se as batávicas europeias e as

batávias americanas (tipo iceberg) cujo repolho muito compacto se encontra

nitidamente separado das folhas externas (Tabela 4) (Almeida, 2006).

TABELA 4 – Grupos de cultivares de alface (Almeida, 2006)

Tipo de cultivares Variedade de L. sativa

Bola de manteiga var. capitata

Batávia var, capitata

Romana var. longifolia

Acéfala ou de corte var. acephala (sin. var. crispa)

De caule var. asparigina (sin. ar. augustana)




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- 27 -

Figura 6 – Alface tipo “batavia”

A produção de aromáticas apresenta-se como uma alternativa à produção de

hortícolas, contribuindo para o embelezamento paisagístico.

Estas plantas têm sido desde longa data utilizadas pelas populações locais

para variados fins, sendo os costumes e saberes tradicionais a elas associados

transmitidos de gerações em gerações até aos dias de hoje (Fernandes, 2000).

Actualmente, verifica-se que o saber popular sobre este assunto se tem

vindo a perder progressivamente, tendo o abandono do meio rural contribuído para

este fenómeno.

Pretende-se que o cultivo de plantas aromáticas e medicinais possa

constituir no futuro um complemento económico para algumas das zonas rurais

podendo, através de uma estratégia integrada conduzir à obtenção de receitas nesses

meios.

O género Thymus é taxonomicamente um género muito complexo tanto

química como morfologicamente. A variabilidade química dos óleos essenciais de

Thymus encontra-se documentado e de acordo com alguns autores, o polimorfismo

químico só pode ser determinado pela sua espécie e variedade, diversidade genética

relacionada com a heterogeneidade das condições ambientais (humidade, amplitude

térmica e tipo de solo) e estado de desenvolvimento do material vegetal, variação

sazonal e condições agronómicas (Morales, 2002; Sáez e Staha-Biskup, 2002;

Figueiredo et al., 2008); Horwath et al., 2008).




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- 28 -

A espécie Thymus zygis cresce espontaneamente na Península Ibérica

podendo ser encontradas três subespécies: Thymus zygis Loefl. ex. L. subsp. zygis,

Thymus zygis Loefl. ex. L. subsp. sylvestris e Thymus zygis subsp. gracilis. Boas

práticas de cultivo de Thymus zygis são necessárias para a obtenção de teores

suficientes de biomassa e produção de óleos essenciais com rendimento e

composição química adequados (Letchamo et al., 1994; Bravo et al., 1996, Guillén

e Cabo, 1996; Jeliazkova et al., 1999, Miguel et al., 2003; Mohamed e Abdu, 2004;

Tuncturk , 2008).

A espécie Thymus zygis. originária da bacia mediterrânea ocidental, é uma

planta aromática, pertencente à família Lamiaceae, cultivada na Europa,

especialmente na Hungria, Alemanha, Espanha e sul da França. No Brasil, é

conhecida popularmente por tomilho ou timo e já se encontra completamente

aclimatada (Pinto et al., 2001). Também é conhecida por outros nomes como: arca,

arçanha, poejo e segurelha, (Silva e Verona, 1997). Na Tabela 5 encontra-se a

classificação botânica do tomilho comum.

Uma das particularidades do género Thymus é a elevada variabilidade

química dos óleos produzidos.

As indústrias farmacêuticas e alimentares exploram os extractos e óleos

essenciais de Thymus vulgaris (Figura 7) graças à comprovada actividade

antioxidante. Além disso, o timol e o carvacrol são potentes bactericidas e

fungicidas, sendo reconhecidos cientificamente (Almeida, 2006).

Outros compostos fenólicos, como taninos e flavonóides também já foram

caracterizados e relacionam-se com as actividades antioxidantes, expectorantes,

digestivas e antinflamatórias associadas a esta planta (Shan, 2002).

O tomilho é uma cultura perene que, no que respeita às exigências edafo-

climáticas, necessita de uma estação de crescimento longa de modo a terem boa

produtividade e qualidade.




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- 29 -

Figura 7 – Thymus vulgaris L.

Prefere climas temperados a temperado-quentes e secos e locais que

proporcionem boa exposição solar. São tolerantes à geada, podendo sobreviver a

temperaturas inferiores a – 10 ºC. O excesso de humidade relativa do ar é

prejudicial à cultura (Morales, 2002).

TABELA 5 - Classificação botânica do tomilho comum (Almeida, 2006).

Família Lamiacea

Subfamília Nepetoideae

Tribo Mentheae

Género Thymus

Subgénero Thymus

Secção Thymus

Espécies Thymus zygis

Quanto ao solo, este deve ser bastante permeável e de textura média a

grosseira. A sua germinação pode ser retardada em solos argilosos ou em solos

demasiado húmidos.




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- 30 -

Se a cultura se destinar à extracção de óleos essenciais, procede-se à colheita

de ramos no início da floração. A produtividade de folhas secas, numa cultura de

sequeiro de Thymus varia entre os 700 e os 1500 kg ha-1. A produtividade dos óleos

essenciais na mesma espécie situa-se entre 30 a 40 L ha-1 (Morales, 2002).

2.5. Substratos orgânicos para a produção

O termo substrato aplica-se a qualquer material sólido, distinto do solo,

natural, de síntese ou residual, mineral ou orgânico, que colocado num contentor,

estreme ou em mistura, permite o desenvolvimento do sistema radicular,

desempenhando um papel de suporte da planta (Abad et al., 2004).

Quando se produzem plantas em recipientes (vasos, sacos de plástico,

contentores rígidos e outros) o desenvolvimento do seu sistema radicular,

contrariamente ao que sucede em espaço aberto é limitado pelo reduzido volume

que estes oferecem.

Tal facto, faz com que as exigências das plantas relativamente à capacidade

de retenção de água, arejamento e disponibilidade de nutrientes do substrato onde

se encontram sejam muito mais intensas do que aquelas que teriam quando

cultivadas em campo aberto, onde o volume de solo, teoricamente, é ilimitado.

Por este motivo novos materiais alternativos vem sido colocados nos

mercados, susceptíveis de substituir as turfas ou materiais afins em parte ou na

totalidade para a produção em estufa.

Por outro lado, na procura de uma exploração eficiente e sustentável dos

recursos naturais é importante utilizar inputs produzidos na própria exploração

(Ribeiro, 2006).




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- 31 -

Em substratos, as relações ar-água possuem grande importância:

Capacidade de arejamento (CA):

É definida como a proporção de volume do substrato que contem ar depois deste ter

sido saturado com água e deixado a drenar (Abad et al, 2004). As raízes requerem

oxigénio para manter a actividade metabólica e crescimento. Deste modo, o deficit

temporal de oxigénio pode reduzir o crescimento das raízes e da parte aérea (Abad

et al., 2004).

Os microrganismos, para a sua sobrevivência, também requerem oxigénio. Nos

substratos orgânicos, onde existe uma elevada população microbiana, as plantas

requerem o dobro do oxigénio que as cultivadas em substratos minerais (Abad et

al., 2004).

A distribuição do tamanho dos poros é um factor chave do estado hídrico e da

quantidade de oxigénio dos substratos devendo, 20 a 30 % do volume do substrato

ser compreendido pelos poros de maiores dimensões (Abad et al., 2004)

Água Facilmente Utilizável (AFU):

É calculada pela diferença entre o volume de água retida no substrato, depois de ter

sido saturado com água, e deixado drenar a 1 kPa, e o volume de água presente no

mesmo a 5 kPa. A 1 kPa obtêm-se um conteúdo mínimo de ar (De Boodt, et al.,

1974). Este parâmetro é outro dos factores bastante importantes no que se refere às

condições de humidade para permitir o crescimento vegetal. Os valores óptimos

estão compreendidos entre 20 e 30 % do espaço poroso total do substrato (Abad et

al., 2004).

Água de Reserva (AR):

Define-se como a quantidade de água que se liberta num substrato, quando se passa

de 5 para 10 kPa. O seu valor óptimo está compreendido entre 4 e 10 % do volume

(Abad et al., 2004).

Água Dificilmente Utilizável (ADU):

Define-se como o volume de água retido a 10 kPa. Este foi o limite de tensão

encontrado experimentalmente para o cultivo de plantas em substrato (Abad et al.,

2004).




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- 32 -

Um substrato deverá apresentar as características expressas na Tabela 6.

TABELA 6 - Características adequadas para um substrato. Fonte: Abad et al., 2004.

Parâmetro Valor óptimo

Espaço poroso total > 85 % volume

Capacidade de arejamento 20 - 30% volume

Água facilmente utilizável 20 - 30% volume

Água de reserva 4 - 10 % volume

Água total 24 - 10% volume

Dimensão das partículas Textura média a grosseira 0,25 – 2,5

mm

dap (em estufa) < 0,4 g cm-3

Contracção de volume < 30%

CE – no extracto de saturação do substrato

(mS cm-1) 0,75 – 1,99

pH 5,2 – 6,3

C/N 20 – 40

Matéria orgânica total (%) > 80

Matéria mineral total (%) < 20

Nutrientes assimiláveis

Azoto total (ppm) N-NO3

- 100 - 199 ppm

N-NH4+ 0 – 20 ppm

Potássio Total (K+) (ppm) 150 – 249

Fósforo Total (P) (ppm) 6 – 10

Magnésio Total (Mg2+) (ppm) > 70

Cálcio Total (Ca2+) (ppm) > 200

Ferro (Fe) (ppm) 0,3 – 3,0

Manganês (Mn) (ppm) 0,02 – 3,0

Molibdénio (Mo) (ppm) 0,01 – 0,1

Zinco (Zn) (ppm) 0,3 – 3,0

Cobre (Cu) (ppm) 0,001 – 0,5

Boro (B) (ppm) 0,05 – 0,5




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- 33 -

Os substratos, para além de permitirem a germinação das plantas, devem ser

de fácil preparação e manejo, perturbando ao mínimo as raízes, de textura fina, com

estrutura estável e fluida, elevada capacidade de retenção de água, permitindo que a

humidade permaneça constante e baixo nível de salinidade. As características

físicas do substrato são de extrema importância, pois após a sementeira ou

plantação não é possível modificá-las, contrariamente ao que acontece com as

propriedades químicas que podem ser alteradas (Abad et al., 2004).

Os principais factores de natureza física que afectam o desenvolvimento das

plantas encontram-se associados às condições hídricas e de arejamento de

substratos condicionando estes a disponibilidade tanto de água como de ar,

afectando ainda as propriedades térmicas, a actividade biológica e a disponibilidade

de nutrientes para as plantas, devendo ser levados em conta factores como a elevada

porosidade, elevada capacidade de retenção de água, boa drenagem e bom

arejamento.

Com o aumento dos custos de adubação mineral, os resíduos orgânicos

produzidos na indústria, em espaço urbano ou em espaço rural passaram a ter

importância como materiais recicláveis, valorizáveis e utilizáveis com vista à

melhoria dos atributos do solo e aumento dos seus níveis de fertilidade (Tedesco et

al., 1999) assim como a sua utilização como substrato para produção de plantas.

Os substratos orgânicos constituem fonte de macro e micronutrientes,

podendo repor parte dos elementos extraídos do solo pela cultura (Ferreira et al.,

1993).

É reconhecida a importância e a necessidade da adubação orgânica em

produtos hortícolas visando compensar as perdas de nutrientes ocorridas durante o

seu cultivo (Kimoto, 1993). Bulluck et al. (2002) afirmam que os compostos

orgânicos usados como alternativa para o aumento da fertilidade do solo, podem

resultar em incremento da matéria orgânica e actividade biológica.

A adubação orgânica através da reciclagem de resíduos, possibilita maior

autonomia do produtor, apresentando grande efeito residual (Smith e Hadley, 1989;

Vidigal et al., 1995).




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- 34 -

Entende-se por matéria orgânica ou adubo orgânico como toda a matéria

proveniente de substâncias organizadas, de quaisquer resíduos de origem vegetal,

animal, urbano ou industrial, composto por carbono lábil, ou ainda qualquer

substância morta no solo proveniente de plantas, microrganismos e excreções de

origem animal (Primavesi, 1990).

Os adubos orgânicos são considerados fertilizantes de baixo teor em

nutrientes, contendo apenas dez ou vinte por cento dos nutrientes encontrados nos

fertilizantes químicos existentes. Contudo, quando devidamente mineralizados

melhoram as condições físicas, químicas e biológicas do solo (Jorge, 1983)

(Cardoso, 1992).

A vermicompostagem resulta do processo de degradação aeróbio de vários

substratos orgânicos – RSU, resíduos agro-florestais ou lamas de ETAR, utilizando

a minhoca Eisenia foetida como agente biológico e o produto obtido é o

vermicomposto (Figura 8).

Figura 8 – Vermicomposto (http://www.organicrosecare.org/images/worm_compost.jpg).




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- 35 -

O vermicomposto mineraliza-se lentamente, libertando gradualmente

nutrientes para as plantas, além de que as substâncias húmicas nele contidas actuam

na complexação dos iões Al3+ e Mn2+ diminuindo-se temporariamente a acção

tóxica destes elementos (Peixoto, 1988). É um produto que resulta da degradação

mesofílica de materiais orgânicos por meio da interacção entre minhocas e

microrganismos (Gopal et al., 2009).

Alguns autores afirmam que o vermicomposto apresenta algumas

características que, em conjugação com doses adequadas de materiais orgânicos e

inorgânicos resultaram no aumento dos teores de biomassa de produtos hortícolas

(Silva et al., 2008; Suthar, 2009).

O vermicomposto modifica ainda as propriedades químicas, físicas e

biológicas do solo, apresentando vantagens em relação a outros fertilizantes

orgânicos através do aumento da capacidade de troca de catiónica (Manna et al.,

1997), teores de nutrientes (Antoniolli et al., 1996), aumento do pH (Longo, 1995)

e diminuição da toxicidade provocada pelos iões Al3+ e Mn2+ devido à complexação

desses elementos (Elvira e Doube, 1996).

O vermicomposto é inodoro, leve, de coloração escura e uniforme, e

apresenta diferenças de propriedades quer químicas quer físicas em relação à

mistura de resíduos inicial devido ao seu maior grau de humificação (Antoniolli et

al., 1996).

Segundo alguns autores, o vermicomposto proporciona uma forte retenção de

nutrientes, bem como supressão do crescimento de fungos e nematódos, que

geralmente induziria maior germinação, crescimento e floração de plantas

ornamentais e crescimento e produção de hortícolas e frutícolas de melhor

qualidade (Arancon et al., 2004; Singh et al., 2008; Suthar, 2009)

O vermicomposto ainda apresenta reduzida expressão em termos de mercado

de substratos orgânicos apesar da sua produção em termos industriais e tradicionais

registar assinalável crescimento em função das dinâmicas ambientais actuais.




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- 36 -


3.1. Modalidades em estudo e local do ensaio

O ensaio decorreu entre Fevereiro e Maio de 2009 no Horto do Campus de

Gambelas na Universidade do Algarve. As modalidades em estudo consistiram em

diferentes misturas de dois substratos: um substrato orgânico comercial (mistura de

turfas de crescimento) e um vermicomposto produzido através de estrume de ovino,

nas seguintes proporções: 100% de vermicomposto (modalidade V 100); 75% de

vermicomposto mais 25% de turfa (modalidade VO 75-25), 50% de vermicomposto

mais 50% de turfa (modalidade VO 50-50), 25% de vermicomposto mais 75% de

turfa (modalidade VO 25-75) e 100% de turfa (O 100). As cinco modalidades

foram repetidas para ambas as culturas: Lactuca sativa e Thymus zygis.

Os parâmetros determinados nos substratos das diferentes modalidades foram

os seguintes: matéria orgânica total (MO), matéria mineral (MM), percentagem de

humidade (H) e de matéria seca (MS), densidade aparente seca (daps) e densidade

real (dr), capacidade de arejamento (CA), água facilmente utilizável (AFU), água

dificilmente utilizável (ADU), água de reserva (AR), espaço poroso total (EPT), pH

e condutividade eléctrica (CE). Estes parâmetros foram determinados em três fases

distintas: antes da instalação das culturas (Novembro de 2008), após o transplante

(Março e Abril de 2009) e no final das culturas (Maio de 2009). Durante o período

do ensaio foi possível efectuar duas campanhas para a cultura da alface utilizando

os mesmos substratos.

3.2. Substratos

3.2.1. Matéria orgânica (MO) e matéria mineral (MM)

A percentagem de matéria mineral determinou-se através de gravimetria

indirecta (via seca) através de calcinação em mufla a 560 ºC durante 3 h. Os

cálculos foram determinados através das seguintes expressões:




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- 37 -

(1)

(2)

Sendo:

a (g) = Peso do copo de porcelana depois de pré-calcinado:

b (g) = Somatório do peso inicial da amostra moída e do copo de porcelana

pré-calcinado;

c (g) = Somatório do peso final da amostra moída e do copo de porcelana pré-

calcinado.

3.2.2. Percentagem de humidade (H) e de matéria seca (MS)

Os teores de humidade e de matéria seca foram determinados através do

método proposto por Martinez (1992). Pesou-se uma quantidade de material

correspondente a aproximadamente 40 a 50 g de matéria seca e secou-se na

estufa a 105 ºC, até se atingir peso constante.

Os resultados foram determinados através das seguintes fórmulas:

(3)

MS = 100 – H (%) (4)




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- 38 -

Sendo:

A (g) = Peso do recipiente onde se colocou a amostra a secar

B (g) = Peso inicial da amostra

C (g) = Peso final da amostra

3.2.3. Densidade real (dr) e densidade aparente (dap)

Tratando-se de materiais essencialmente orgânicos, determinou-se a densidade

real a partir dos teores em matéria orgânica e de cinzas (matéria mineral)

obtidos por calcinação. Utilizou-se 1,50 para o valor de densidade real da

fracção orgânica e 2,65 para a fracção mineral (Martinez, 1992).

A densidade real foi calculada pela seguinte fórmula:

(5)

Sendo:

dr: densidade real

MO: percentagem de matéria orgânica do material (= 100 - % cinzas)

MM: percentagem de matéria mineral do material (= % de cinzas)

Para determinação da densidade aparente (dap) utilizou-se uma adaptação do

método de De Boodt et al. (1974), que consistiu em determinar directamente o

teor de humidade e o peso seco do material, utilizando-se dois cilindros de

alumínio sujeitos à tensão de 10 cm de coluna de água durante 48 horas.




______________________________________________________________________________________



- 39 -

Separou-se posteriormente o material do cilindro inferior, sendo pesado e

colocado a secar a 105ºC.

Relacionando o volume do cilindro e o peso fresco do material do cilindro

obteve-se a densidade aparente “húmida” (daph). Com a relação entre o volume

do cilindro e o peso seco a 105 ºC obteve-se a densidade aparente “seca”

(daps).

3.2.4. Espaço poroso total (EPT)

Este parâmetro foi calculado a partir dos valores da densidade aparente,

referida ao material seco (daps), e da densidade real (dr), através da equação:

(6)

3.2.5. Relações ar – água

Nas relações ar - água determinou-se: a capacidade de arejamento (CA), a água

facilmente utilizável (AFU), a água de reserva (AR) e a água dificilmente

utilizável (ADU). Para determinação destes parâmetros seguiu-se o método de

De Boodt et al. (1974). Este método baseia-se na determinação do teor de água

retida pelo material, a tensões relevantes para os substratos, originados por uma

coluna de água, de altura regulável, até 10 kPa (aproximadamente 100 cm de

coluna de água), permitindo a determinação das seguintes características:

Capacidade de arejamento (CA):

Calculado pela diferença em percentagem de volume, entre o espaço poroso

total e o teor de água à tensão de 1 kPa.




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- 40 -

Água facilmente utilizável (AFU):

Calculado a partir da percentagem de volume de água libertada pelo substrato

quando a tensão aumenta de 1 para 5 kPa.

Água de reserva (AR):

Calculando a percentagem de volume de água libertada pelo substrato quando a

tensão aumenta de 5 para 10 kPa.

Água dificilmente utilizável (ADU):

Corresponde à percentagem em volume de água retida à tensão igual ou

superior a 10 kPa.

3.2.6. pH e condutividade eléctrica (CE)

Os valores de pH e condutividade eléctrica foram determinados em 3 datas

para cada uma das modalidades, no início do ensaio, no final da 1.ª campanha

de alface (56 dias após a transplantação) e no final da 2.ª campanha de alface

(47 dias após o transplante).

Para a determinação do pH preparou-se um extracto aquoso 1:2 (v/v), a partir

de 100 mL da amostra, medidos à pressão de 10 g cm-2, e 200 mL de água

destilada.

Agitou-se com uma vareta de vidro durante 20 minutos deixando-se repousar

durante uma hora, procedendo-se, sem agitar, à leitura do pH num

potenciómetro.

A condutividade eléctrica (CE) mediu-se, num condutivímetro através de uma

solução obtida do mesmo modo ou na mesma que a utilizada para

determinação do pH, após filtração com papel de filtro. Os valores foram

expressos e mScm-1.




______________________________________________________________________________________



- 41 -

3.3. Material vegetal: Lactuca sativa

3.3.1. Instalação da cultura

Foi adquirida uma placa de sementeira com alfaces tipo “Batavia” com 3

semanas de germinação tendo sido posteriormente instaladas em cada uma das

modalidades num total de 50 vasos com 10 repetições por modalidade em

vasos de 2 L (Figura 9). Cada vaso foi regado manualmente e não foi aplicada

adubação mineral.

Este procedimento foi repetido para a 2.ª campanha da cultura. No inicio da

primeira e segunda campanha as plantas apresentavam um peso médio de 2,7 g

e 2,6 g respectivamente (n=3).

Figura 9 – Aspecto de plântulas de Lactuca sativa para vasos de 2 L após a transplantação.

3.3.2. Produção

Em cada modalidade, pesou-se a parte aérea de todas as plantas

individualmente. O somatório destes valores permitiu calcular o peso fresco

total da modalidade.




______________________________________________________________________________________



- 42 -

3.3.3. Eficiência de uso da água de rega

A eficiência de uso de água de rega para cada uma das modalidades

determinou-se através do quociente entre o peso fresco total (g) e o volume

total de água de rega (m3) gasto no final de cada campanha. Os resultados

foram expressos em g peso fresco produzido por m3 de água aplicado.

3.3.4. Percentagem de variação de peso fresco (Pf) entre as duas campanhas

Para a determinação das percentagens de variação de peso fresco da 1.ª para a

2.ª campanha utilizou-se a seguinte fórmula:

Percentagem de variação = .ª .ª .ª

x 100 (7)

3.4. Cultura de Thymus zygis

3.4.1. Instalação da cultura

As sementes de Thymus zygis foram semeadas em placas de alvéolos,

utilizando um substrato de germinação Gramoflor ® (Figura 10).

75 dias após a germinação as plantas foram instaladas em cada uma das

modalidades, num total de 50 vasos com 10 repetições por modalidade em

vasos de 2 L.




______________________________________________________________________________________



- 43 -

Figura 10 – Plantas de Thymus zygis germinadas após 9 semanas (Nov. 2008).

3.4.2. Parâmetros de crescimento 3.4.2.1.Comprimento

Determinou-se o comprimento da parte aérea (h máx) de todas as plantas

através da medição com régua graduada do maior caule existente (Figura

11).

Figura 11 – Planta de Thymus zygis da modalidade O 100 após 13 semanas de

germinação (Março de 2009).

Comprimento medido




______________________________________________________________________________________



- 44 -

3.4.2.2.Diâmetro

Para ter uma noção mais exacta do crescimento da copa, determinou-se o

diâmetro da parte aérea (d máx) através da medição com rega graduada

dos 3 maiores diâmetros da copa de cada planta sendo medidos no topo

da copa paralelamente à superfície do vaso. Calculou-se o valor médio

das 3 medições.

3.4.2.3.Volume Radicular

Para a determinação do volume radicular introduziu-se a raiz de cada

planta numa proveta graduada contendo 15 mL de H2O destilada. O

volume radicular correspondeu à diferença entre o volume de água com a

raiz introduzida e o volume de água inicial (mL).

3.4.3. Produção

No final, todas as plantas foram removidas e pesadas individualmente, tendo sido

separadas a parte aérea da parte radicular. A produção total de cada modalidade

foi determinada através do somatório da parte aérea de todas as plantas.

3.4.4. Eficiência do uso de água de rega

A eficiência de uso de água de rega para cada uma das modalidades determinou-se

através do quociente entre o peso fresco total da parte aérea (g) e o volume total

de água de rega (m3). Os resultados foram expressos em g de peso fresco

produzido por L de água aplicado.

3.4.5. Composição em óleos essenciais

Os óleos essenciais foram isolados a partir da parte aérea total por hidrodestilação

e analisados por cromatografia gás-líquido no laboratório do CDCTPV.




______________________________________________________________________________________



- 45 -

O rendimento dos óleos essenciais em cada modalidade determinou-se através do

quociente entre o volume de óleo médio produzido em cada modalidade e o peso

fresco em g.

3.5. Análise energética

A análise energética envolveu o estudo do balanço e da eficiência energética das

culturas de Lactuca sativa e Thymus zygis transformando os factores de produção e

a produtividade das culturas nos respectivos coeficientes energéticos. O balanço

energético incluiu as entradas (inputs) e saídas (outputs) de energia durante os

ensaios. Os inputs foram definidos como directos - trabalho humano, e indirectos –

água de rega, tratamento fitossanitário e nutrientes nos substratos (Miranowsky,

2002).

As saídas de energia foram definidas como outputs e foram constituídas pela

biomassa de alface produzida nas duas campanhas ou pelo volume de óleos

essenciais produzido por Thymus zygis.

O balanço energético foi efectuado através da diferença entre a energia produzida e

a consumida, em cada cultura por modalidade (Pereira dos Santos et al., 1999).

A eficiência energética foi calculada pelo quociente entre inputs e outputs, para

cada cultura e por modalidade.

3.5.1. Inputs energéticos a) Nutrientes nos substratos

Estimaram-se as quantidades de nutrientes presentes na fracção mineral de cada

substrato com base na sua densidade (kg m-3) (Tabela 7).

As quantidades de azoto (N) fósforo (P2O5) e potássio (K2O) por kg de

vermicomposto foram de: 20,0 g de N, 10,0 g de P2O5e 4,0 g de K2O; e para o

substrato orgânico e 3,5x10-4 g de N; 3,8x10-4 g de P2O5 e 4,8x10-4 g de K2O de

acordo com o fabricante.




______________________________________________________________________________________



- 46 -

Através da densidade dos respectivos fertilizantes e do volume do vaso (2 L) e

das respectivas proporções, foi calculada a quantidade de N, P2O5 e K2O para

cada modalidade.

TABELA 7 – Densidades (kg m-3) em cada substrato.

Macronutriente Vermicomposto Turfa

Densidade (kg m-3) 600 500

Os inputs de nutrientes foram apenas contabilizados na 1.ª campanha de Lactuca

sativa e na campanha de Thymus zygis uma vez que não foi possível quantificar

a quantidade de nutrientes contida nas modalidades disponíveis para a 2.ª

campanha. Utilizaram-se os coeficientes energéticos estabelecidos por Singh et

al. (1997) para N (60,60 MJ kg-1), P2O5 (11,10 MJ kg-1) e K2O (6,70 MJ kg-1)

com vista à determinação do equivalente energético contido nas diferentes

modalidades.

b) Trabalho Humano

Durante a 1.ª campanha de alface foram gastas 3,4 horas em trabalho humano e

na 2.ª campanha 3,07 horas. Para a campanha de alface foi ainda contabilizado o

transporte das placas para o Horto. O número de horas de trabalho na cultura de

Thymus foi de 2,73 horas e incluiu o processo de germinação.

Determinou-se o número de horas de trabalho em cada modalidade através do

quociente entre o número de horas de trabalho em cada campanha e o número de

modalidades. Adoptou-se o coeficiente energético estabelecido por Singh et al.

(1997) para 1 hora de trabalho humano em energia, expressa em 1,96 MJ h-1.

c) Tratamento Fitossanitário

Foram aplicados 2,0 g L-1 de um fungicida preventivo na cultura da alface uma

única vez, para o total das 5 modalidades. Considerou-se o valor de 51,5 MJ kg-1

de substância activa (Melman et al., 1994, In Biewinga e Bijl, 1996).




______________________________________________________________________________________



- 47 -

d) Água de rega

Durante a 1.ª campanha de Lactuca sativa foram gastos em todos os vasos 0,115

m3. Nos ensaios de Thymus zygis foram gastos 0,253 m3.

Por cada modalidade foram gastos 0,023 m3 de água de rega. Adoptou-se o

coeficiente energético estabelecido por Singh et al., 1997, em 0,63 MJ m-3 de

água de rega.

3.5.2. Outputs energéticos

Na Lactuca sativa foram utilizados os valores obtidos nas duas campanhas.

Utilizou-se o coeficiente de 75,6 kJ para 100 g de peso fresco (Almeida, 2006).

Em relação ao Thymus zygis foram utilizados os coeficientes estabelecidos por

Organic Partners, Milverton, Somerset, England TA4 1NF, (2007) em 1159,2

kJ por 100 mL de óleos extraídos.

3.5.3. Balanço energético

Determinou-se o balanço energético para as duas campanhas de Lactuca sativa

e para a campanha de Thymus zygis para todas as modalidades através da

diferença entre o somatório dos outputs e o somatório dos inputs (Klimeková e

Lehocká, 2005) de acordo com a seguinte expressão:

Balanço Energético = ∑ Energia Outputs - ∑ Inputs (8)

3.5.4. Eficiência energética

Determinou-se a eficiência energética para as duas campanhas de Lactuca

sativa e para a campanha de Thymus zygis para todas as modalidades através

do quociente entre o somatório dos inputs e o somatório dos outputs

(Klimeková e Lehocká, 2005) de acordo com a seguinte expressão:




______________________________________________________________________________________



- 48 -

Eficiência Energética = ∑ ∑

(9)

3.6. Delineamento experimental e tratamento estatístico

Em ambas as culturas foram utilizadas 10 plantas (repetições) por modalidade num

total de 50 vasos em ensaio. Os vasos foram colocados em bancada elevada num

desenho experimental completamente casualisado.

Para os vários parâmetros estudados a comparação entre modalidades foi avaliada

com base numa análise de variância simples. A comparação das médias foi

efectuada pelo teste de Duncan para um nível de significância de 95%. Toda a

análise estatística foi efectuada com o programa SPSS v. 16.0.




______________________________________________________________________________________



- 35 -

Capítulo 4 - Resultados

4.1. Substratos

4.1.1. Matéria Orgânica (MO) e Matéria Mineral (MM)

Obtiveram-se valores de percentagem de matéria orgânica mais elevados na

modalidade O 100 e mais reduzidos na modalidade V 100. Quanto à matéria

mineral, obtiveram-se valores mais elevados na modalidade V 100 e mais

reduzidos na modalidade O 100 (Tabela 8). As curvas de percentagem de

vermicomposto em função das percentagens de matéria orgânica e matéria

mineral são descritas por funções quadráticas (Figuras 12 e 13).

TABELA 8 – Valores médios, erro padrão (± EP) da percentagem de matéria orgânica e matéria mineral para cada modalidade. Médias com a mesma letra não apresentam diferenças significativas a p< 0,05.

Figura 12 - Relação entre a percentagem de vermicomposto e a percentagem de matéria

orgânica. *** Significativo para P<0,001.

y = 0,0065x2 - 1,2476x + 82,429(n=15, R² = 0,948***)

0

20

40

60

80

100

0 25 50 75 100

% M

O

Percentagem de vermicomposto

Modalidade MO (%) ± EP MM (%) ± EP V 100 20,0d ±0,0 80,0a ±0,0

VO 75-25 30,0c ±0,0 70,0b ±0,0 VO 50-50 37,0c ±3,3 63,0b ±3,3 VO 25-75 50,0b ±0,0 50,0c ±0,0

O 100 85,0a ±5,0 15,0d ±5,0




______________________________________________________________________________________



- 36 -

Figura 13 - Relação entre a percentagem de vermicomposto e a percentagem de matéria

mineral. *** Significativo para P<0,001.

4.1.2. Percentagem de humidade (H) e matéria seca (MS)

As percentagens de humidade foram mais elevadas nas modalidades contendo

maiores percentagens de turfa. A curva da percentagem de vermicomposto em

função da percentagem de matéria seca é descrita pela Figura 14 verificando-se

que nas modalidades contendo mais vermicomposto a percentagem de matéria

seca foi mais elevada. Os valores mais elevados de matéria seca foram obtidos

na modalidade V 100 (Tabela 9).

TABELA 9 – Valores médios, erro padrão (± EP) da percentagem de humidade (H) e matéria seca (MS) para cada modalidade. Médias com a mesma letra não apresentam diferenças significativas a p< 0,05.

y = -0,0065x2 + 1,2476x + 17,571(n=15, R² = 0,948***)

0

20

40

60

80

100

0 25 50 75 100

% M

M


Modalidade H (%) ± EP MS (%) ± EP V 100 38,5e ±0,4 61,5e ±0,4

VO 75-25 46,1d ±0,8 53,9d ±0,8 VO 50-50 52,1c ±0,2 47,9c ±0,2 VO 25-75 59,7b ±0,2 40,3b ±0,2

O 100 70,0a ±0,1 30,0a ±0,1




______________________________________________________________________________________



- 37 -

Figura 14 – Relação entre a percentagem vermicomposto com a percentagem de matéria

seca. *** Significativo para p<0,001.

4.1.3. Densidade real (dr) e densidade aparente seca (daps)

Os valores de densidade real e densidade aparente seca foram

significativamente diferentes entre as modalidades (Tabela 10). Os valores

mais elevados de densidade real registaram-se na modalidade V100 e

observou-se um aumento progressivo daquele valor nas modalidades contendo

mais vermicomposto. Nas modalidades contendo percentagens crescentes de

turfa ocorreu o efeito inverso (Figuras 15 e 16).

TABELA 10 – Valores médios, erro padrão (± EP) da densidade real (dr) e densidade aparente seca (daps) para cada modalidade. Médias com a mesma letra não apresentam diferenças significativas a p< 0,05.

y = 0,306x + 31,40(n=15, R² = 0,994***)

0

20

40

60

80

0 25 50 75 100

% M

S


Modalidade dr ± EP daps ± EP V 100 2,3a ±0,0 0,6a ±0,0

VO 75-25 2,1b ±0,0 0,4b ±0,0 VO 50-50 2,0c ±0,0 0,3c ±0,0 VO 25-75 1,9d ±0,0 0.2d ±0,0

O 100 1,6e ±0,0 0,1e ±0,0




______________________________________________________________________________________



- 38 -

Figura 15 – Relação entre a percentagem de vermicomposto e a densidade real. ***

Significativo para p<0,001.

Figura 16 – Relação entre a percentagem de vermicomposto e a densidade aparente seca.

*** Significativo para p<0,001.

y = -5,0*10-5 x2 + 0,011x + 1,58(n=15, R² = 0,962***)

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 25 50 75 100

dr


y = 3,0*10-5x2 + 0,002x + 0,120(n=15, R² = 0,992***)

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

0 25 50 75 100

dap s





______________________________________________________________________________________



- 39 -

4.1.4. Espaço poroso total (EPT)

Quanto aos valores de espaço poroso total, as modalidades V 100 e VO 75-25

apresentaram os mais reduzidos tendo a modalidade O 100 apresentado o valor

mais elevado (Tabela 11) e observou-se uma diminuição progressiva deste

valor nas modalidades contendo mais vermicomposto (Figura 17).

TABELA 11 – Valores médios, erro padrão (± EP) do espaço poroso total (EPT) para cada modalidade. Médias com a mesma letra não apresentam diferenças significativas a p< 0,05.

Figura 17 – Relação entre a percentagem de vermicomposto e o espaço poroso total. *** Significativo para p<0,001.

y = -0,000x2 - 0,095x + 91,85(n=15, R² = 0,951***)

70

75

80

85

90

95

0 25 50 75 100

EPT

(%)


Modalidade EPT ± EP V 100 73,7d ±0,3

VO 75-25 80,7c ±0,1 VO 50-50 86,5b ±0,2 VO 25-75 86,5b ±0,2

O 100 92,8a ±0,1




______________________________________________________________________________________



- 40 -

4.1.4. Relações ar-água

Os valores mais baixos de capacidade de arejamento, água facilmente

utilizável, água de reserva e água dificilmente utilizável obtiveram-se

respectivamente nas modalidades VO 75-25, V 100, V 100 e VO 50-50.

A modalidade V 100 apresentou os valores mais reduzidos de água

dificilmente utilizável e água de reserva (Tabela 12). Os valores de capacidade

de arejamento foram reduzidos em VO 75-25 e VO 25-75.

TABELA 12 – Valores médios, erro padrão (± E.P.) da capacidade de arejamento (CA), água facilmente utilizável (AFU), água de reserva (AR) e água dificilmente utilizável (ADU) para cada modalidade. Médias com a mesma letra não apresentam diferenças significativas a p< 0,05.

4.1.5. pH e condutividade eléctrica (CE)

Aparentemente a percentagem de vermicomposto provocou um aumento de pH

em todas as modalidades (Tabela 13).

Quanto aos valores de condutividade eléctrica apenas se obteve relação antes

da transplantação onde a percentagem de vermicomposto provocou um

aumento de condutividade eléctrica em todas as modalidades e após a 2.ª

campanha de Lactuca sativa (Tabela 14) indicando um maior teor em

nutrientes.

Modalidade CA ± EP AFU ± EP AR ± EP ADU ± EP

V 100 9,6bc ±0,0 20,9c ±2,4 2,0c ±0,3 44,5b ±1,9 VO 75-25 4,1d ±0,7 29,3b ±0,6 5,4ab ±1,4 41,9b ±0,5 VO 50-50 17,0a ±1,7 29,0b ±1,0 5,3ab ±0,2 35,3c ±0,5 VO 25-75 6,3cd ±1,7 36,6a ±2,9 6,0a ±0,8 42,6b ±2,1

O 100 12,3ab ±2,3 27,8b ±2,3 3,1bc ±2,3 49,6a ±2,6




______________________________________________________________________________________



- 41 -

TABELA 13 – Valores médios de pH, erro padrão (± EP) para cada modalidade antes da transplantação (AT), após a primeira campanha de Lactuca sativa (A1), após a segunda campanha de Lactuca sativa (A2) e após a campanha de Thymus zygis (T1) (9 de Abril de 2009). Médias com a mesma letra não apresentam diferenças significativas a p< 0,05.

TABELA 14 – Valores médios de CE (mS cm-1), erro padrão (± EP) para cada modalidade antes da transplantação (AT), após a primeira campanha de Lactuca sativa (A1), após a segunda campanha de Lactuca sativa (A2) e após a campanha de Thymus zygis (T1) (9 de Abril de 2009). Médias com a mesma letra não apresentam diferenças significativas a p< 0,05.


4.2.1. Peso fresco e peso seco

A natureza das modalidades influenciou a produtividade da cultura. Na

primeira campanha de Lactuca sativa não se verificaram diferenças

significativas entre as modalidades (Figura 18) e não se obteve correlação

significativa entre as percentagens de vermicomposto e os valores de peso

fresco (Tabela 15).

Modalidade AT ± EP A1 ± EP A2 ± EP T1 ± EP V 100 7,2a ±0,1 8,0a ±0,0 7,4a ±0,1 7,5a 0,0

VO 75-25 6,7b ±0,0 7,4b ±0,1 7,5a ±0,0 7,2a 0,1 VO 50-50 6,6c ±0,1 6,6c ±0,0 7,4a ±0,0 6,7b 0,2 VO 25-75 6,4d ±0,0 6,4d ±0,0 7,1b ±0,0 6,6b 0,2

O 100 6,1e ±0,0 5,5e ±0,0 6,7c ±0,1 6,7b 0,0

Modalidade AT ± EP A1 ± EP A2 ± EP T1 ± EP

V 100 2,3b ±0,1 0,3d ±0,1 0,7ab ±0,2 2,1a ±0,3 VO 75-25 2,5a ±0,1 0,6c ±0,0 0,8a ±0,1 1,8a ±0,2 VO 50-50 2,0c ±0,1 1,2a ±0,0 0,7a ±0,0 1,8a ±0,2 VO 25-75 1,6d ±0,1 0,9b ±0,0 0,3bc ±0,0 2,2a ±0,3

O 100 0,5e ±0,0 0,4d ±0,1 0,3c ±0,0 1,7a ±0,2




______________________________________________________________________________________



- 42 -

Contrariamente, o aumento de percentagens de vermicomposto promoveu o

crescimento das plantas na 2.ª campanha (modalidades V 100 e VO 75-25) e

verificou-se uma relação positiva e significativa entre vermicomposto e os

valores de produção (Figura 19).

TABELA 15 – Valores médios e totais de peso fresco (g) (PF), erro padrão (EP), peso seco (g) (PS) e peso total (g) (PT) para cada modalidade (9 de Abril de 2009). Médias com a mesma letra não apresentam diferenças significativas a p< 0,05.

Figura 18 – Relação entre a percentagem de vermicomposto e a produção de Lactuca

sativa (peso fresco) (1.ª campanha). ns – não significativo.

y = 0,000x3 - 0,065x2 + 2,338x + 99,78(n=50, R² = 0,186ns)

0

40

80

120

160

0 25 50 75 100

Prod

ução

por

pla

nta

(g)


1.ª Campanha

Modalidade 1.ª Campanha 2.ª Campanha

PF ± EP PS ± EP. PT PF ± EP PS ± EP PT

V 100 106,5ab ±7,8 6,18b ±0,4 1064,9 110,6a ±4,4 6,18b ±0,4 884,8

VO 75-25 82,5b ±6,2 6,11b ±0,2 825,2 129,9a ±10,4 6,11b ±0,2 1038,8

VO 50-50 112,8a ±9,1 7,81a ±0,5 1128,0 70,5b ±11,7 7,81a ±0,5 563,6

VO 25-75 119,7a ±8,8 9,19a ±0,2 1196,9 76,8b ±11,2 9,19a ±0,2 551,7

O 100 100,9ab ±8,4 9,17a ±0,8 1008,6 23,1c ±4,9 9,17a ±0,8 184,5




______________________________________________________________________________________



- 43 -

Figura 19 – Relação entre a percentagem de vermicomposto e a produção de Lactuca

sativa (2.ª campanha). Significativo para p<0,001.

Figura 20 – Plantas de Lactuca sativa produzidas por cada uma das modalidades em estudo no final do ensaio (Maio de 2009).

y = -0,000x3 + 0,019x2 + 0,789x + 45,97(n=40, R² = 0,621***)

0

40

80

120

160

0 20 40 60 80 100

Prod

ução

por

pla

nta

(g)

Percentagem de vermicomposto2.ª Campanha

V100, VO 75-25, VO 50-50, VO 25-75, O100




______________________________________________________________________________________



- 44 -

4.2.2.Eficiência do uso de água de rega

Na 1.ª campanha de Lactuca sativa foram gastos 2,29x10-2 m3 de água por

modalidade enquanto na 2.ª campanha foram gastos 4,43x10-2 m3 devido ao

aumento da temperatura média do ar e ao e consequente aumento da mesma no

interior da estufa.

A eficiência do uso de água de rega foi mais elevada durante a 1.ª campanha

sem a existência de relação entre a eficiência e as modalidades (Figura 21).

Na 2.ª campanha as modalidades contendo maiores percentagens de

vermicomposto foram mais eficientes – V100 e VO 75-25 (Figura 21).

Na 2.ª campanha em VO 75-25 foram gastos 0,01 m3 de água por cada 23,99 g

de biomassa produzidos. Nesta campanha as modalidades contendo

percentagens crescentes de turfa foram menos eficientes (Figura 20).

Figura 21 – Distribuição da eficiência do uso de água de rega pelas modalidades (Lactuca

sativa).

Os resultados da 2ª campanha indicam que o vermicomposto foi mais eficiente

na utilização da água de rega para a produção de biomassa, sem terem ocorrido

diferenças aparentes na 1.ª campanha.

0

10

20

30

40

50

60

V100 VO 75-25 VO 50-50 VO 25-75 O100

Efic

iênc

ia (g

/L)

Modalidade

1.ª Campanha 2.ª Campanha




______________________________________________________________________________________



- 45 -

4.2.3. Percentagem de variação de peso fresco entre as duas campanhas

A maior variação entre as duas campanhas registou-se na modalidade O 100

com -53,9 %. Observaram-se acréscimos apenas na modalidade VO 75-25

tendo-se observado decréscimo de biomassa nas restantes modalidades (Tabela

16).

TABELA 16 – Percentagem de variação de peso fresco entre as duas campanhas.

Modalidade Variação entre as duas

campanhas (%)

V 100 -16,9 VO 75-25 25,9 VO 50-50 -50,0 VO 25-75 -53,9

O 100 -81,7

4.3. Material vegetal: Thymus zygis

4.3.1. Peso fresco

A natureza das modalidades influenciou a produtividade da cultura tendo o

vermicomposto reduzido a biomassa das plantas, e na modalidade V 100 toda a

cultura secou no final do ensaio (Tabela 17).

O crescimento das plantas de Thymus zygis foi mais evidente nas modalidades

contendo percentagens superiores de turfa. Assim sendo, os maiores valores de

biomassa na parte aérea foram obtidos nas modalidades VO 25-75 e O 100

considerando o peso total.

A relação entre a percentagem de vermicomposto e os valores de biomassa de

Thymus zygis é descrita pela curva da Figura 22.




______________________________________________________________________________________



- 46 -

TABELA 17 – Valores médios e totais de peso fresco para a parte aérea (PA), parte radicular (PR) para cada modalidade (9 de Abril de 2009). Médias com a mesma letra não apresentam diferenças significativas a p< 0,05.

Modalidade PA (g) ± EP PT (g) PR (g) ± EP PT (g)

V 100 0,3c ±0,2 0,7 1,1b ±0,6 2,2

VO 75-25 3,0bc ±0,9 8,9 1,7b ±0,6 6,9

VO 50-50 2,2bc ±0,7 20,1 2,0b ±0,6 18,0

VO 25-75 5,0ab ±0,8 58,8 3,7ab ±0,5 37,3

O 100 9,2a ±1,8 73,6 6,4a ±1,8 51,2

Figura 22 - Relação entre a percentagem de vermicomposto e o peso da parte aérea. ***

Significativo para p<0,001.

y = 0,000x2 - 0,174x + 9,327(n=34, R² = 0,507***)

0

4

8

12

16

20

0 20 40 60 80 100

Part

e aé

rea

(g)





______________________________________________________________________________________



- 47 -

Figura 23 – Plantas de Thymus zygis no final do ensaio (Abril de 2009).

Os maiores valores de peso fresco quer da parte aérea quer da parte radicular

obtiveram-se na modalidade O 100.

4.3.2. Eficiência de uso da água de rega

Foram gastos 5,06x10-2 m3 em água por modalidade. A eficiência de uso de

água de rega foi mais elevada nas modalidades VO 25-75 e O100. Nesta

modalidade, por cada 10-3 m3 de água aplicada obtiveram-se 1,45 g de Thymus

zygis (Figura 23).

A eficiência mais reduzida registou-se na modalidade V 100 com apenas 0,01 g

de biomassa por cada 10-3 m3 de água de rega aplicado (Figura 23).

V100, VO 75-25, VO 50-50, VO 25-75, O100




______________________________________________________________________________________



- 48 -

Figura 24 – Distribuição das eficiências do uso de água de rega nas modalidades (Thymus

zygis).

4.3.3.Parâmetros de crescimento

Os valores mais elevados de volume radicular verificaram-se na modalidade O

100. Em V 100 obteve-se apenas 0,2 m de volume radicular. As modalidades

contendo percentagens superiores de turfa obtiveram os valores mais elevados

de dmáx (O 100), hmáx (VO 25-75) e volume radicular (O 100) (Tabela 18).

TABELA 18 – Valores médios de diâmetro máximo (dmáx), altura máxima (hmáx) e volume radicular (VR) para cada modalidade. Médias com a mesma letra não apresentam diferenças significativas a p< 0,05.

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

V 100 VO 75-25 VO 50-50 VO 25-75 O 100

Efic

iênc

ia (g

/L)

Modalidade

Modalidade dmáx. (cm) ± EP hmáx. (cm) ± EP VR ± EP

V 100 1,4c ±0,1 4,6c ±0,3 0,2b ±0,4

VO 75-25 5,7b ±1,1 6,8bc ±0,9 0,9b ±0,3

VO 50-50 6,2b ±0,7 6,9b ±0,8 0,7b ±0,2

VO 25-75 11,4a ±0,6 13,3a ±0,3 0,8b ±0,1

O 100 13,8a ±1,4 12,7a ±0,8 1,8ab ±2,8




______________________________________________________________________________________



- 49 -

4.3.4. Composição em óleos essenciais

O rendimento em óleos obtido a partir das plantas na modalidade VO 50-50 foi

de apenas 0,2% (v/m), metade comparativamente às obtidas nas modalidades

VO 25-75 e O 100. O maior rendimento foi obtido na modalidade VO 25-75

com 0,47 % v/m (Tabela 19).

TABELA 19 – Rendimento do óleo essencial (% v/m).

A percentagem de vermicomposto nas modalidades também influenciou a

composição química dos óleos essenciais. Os componentes do óleo

identificados, representando 92,0 a 99,9% do teor total em óleos encontram-se

indicados na Tabela 20.

Os monoterpenos oxigenados predominaram em todas as amostras de óleo

(47,5-75,0%), seguidos imediatamente pelos monoterpenos hidrocarbonados

(23,3 a 40,0%).

Não se obteve rendimento na modalidade V 100 uma vez que a única planta

que não havia secado não possuía biomassa suficiente para a sua determinação.

Os grupos de componentes obtidos em cada uma das modalidades encontram-

se na Tabela 21.

Modalidade Rendimento % v/m V 100 -

VO 75-25 0,39 VO 50-50 0,22 VO 25-75 0,47

O 100 0,4




______________________________________________________________________________________



- 50 -

TABELA 20 – Composição do óleo em cada uma das modalidades (t: traços).

Componente Modalidade

VO 75-25 VO 50-50 VO 25-75 O 100 α-Tuieno 1,7 1,7 0,8 1,0 α-Pineno 0,9 0,9 0,4 0,5 Canfeno 0,6 0,6 0,2 0,3 Sabineno 0,2 0,2 0,2 0,1 β-Pineno 0,3 0,3 t 0,2 Mirceno 2,6 2,4 1,4 1,7

α-Felandreneno 0,4 0,2 0,2 0,3 δ-3-Careno 0,1 0,1 0,1 0,1 α-Terpineno 2,7 2,1 1,7 2,0

p-Cimeno 11,2 16,2 5,2 6,4 β-Felandreneno 0,2 0,2 0,1 0,1

Limoneno 0,4 0,8 0,2 0,3 trans-β-Ocimeno 0,1 t 0,1 0,1

γ-Terpineno 18,2 14,2 12,6 14,9 trans- Hidrato de sabineno 1,0 0,7 0,3 0,6

Terpinoleno 0,1 0,1 0,1 0,2 Linalool 2,1 1,7 1,6 1,9 Borneol 1,2 0,9 1,2 1,2

Terpinen-4-ol 0,2 0,2 0,1 0,3 p-Cimen-8-ol 0,2 0,2 0,1 0,3 α-Terpineol 0,1 0,8 0,1 0,1

Carvona t 0,1 t 0,1 Éter metílico do carvacrol 0,2 0.2 0.1 0.1

Timol 50,4 40,3 65,0 61,4 Carvacrol 2,6 2,4 6,5 3,2

Acetato de timol 0,1 t t t trans-β-Cariofileno 1,0 2,1 0,6 1,3

α-Humuleno t 0,1 t 0,1 Germacreno-D t 0,1 t 0,1

Biciclogermacreno 0,1 0,3 0,1 0.2 β-Bisaboleno 0,2 0,6 0,1 0,2 Espatulenol 0,1 0,2 0,1 0,1

Globulol 0,1 0,2 0,1 0,1 α-Cadinol t 0,1 t t




______________________________________________________________________________________



- 51 -

TABELA 21 – Grupos de componentes em cada uma das modalidades. (t – vestígios).

Grupos de Componentes Modalidades VO 75-25 VO 50-50 VO 25-75 O 100

Monoterpenos não

oxigenados 39,7 t 23,3 28,2

Monoterpenos oxigenados 58,1 47,5 75,0 69,3 Sesquiterpenos não

oxigenados 1,3 3,3 0,8 1,9

Sesquiterpenos não

oxigenados 0,2 0,5 0,2 0,2

Outros 0,2 0,7 t 0,3

De referir que as plantas que cresceram nas modalidades VO 25-75 e O 100,

isto é, com ausência ou com reduzidas percentagens de vermicomposto,

apresentaram as percentagens mais elevadas de monoterpenos oxigenados e,

consequentemente, a menor percentagem de monoterpenos não oxigenados

(Tabela 21).

Os teores mais elevados dos monoterpenos oxigenados deveu-se à percentagem

mais elevada de timol, enquanto que os teores mais elevados dos monoterpenos

não oxigenados encontraram-se associados à percentagem particularmente

mais elevada de p-cimeno, precursor do timol.

Os monoterpenos oxigenados predominaram nos óleos extraídos das plantas

nas modalidades O 100 e VO 25-75, contrariamente ao que se verificou para os

monoterpenos não oxigenados (Tabela 21).




______________________________________________________________________________________



- 52 -


4.4.1. Inputs energéticos

a) Nutrientes nos substratos

O equivalente energético associado à fracção mineral dos substratos contido

em todas as modalidades em ensaio totalizou 41,478 MJ na primeira campanha

de Lactuca sativa bem como na cultura de Thymus zygis.

A modalidade V 100 registou o input energético mais elevado com 17,547 MJ

tendo a modalidade O 100 registado o valor mais reduzido com 0,140 MJ.

b) Trabalho Humano

Na 1.ª campanha de Lactuca sativa a energia por ensaio associada ao trabalho

humano contabilizou um total de 6,66 MJ referentes a 3,4 horas. A energia em

cada modalidade totalizou 1,332 MJ. Nesta campanha incluiu-se o transporte

da placa adquirida.

Na campanha de Thymus zygis registou-se um consumo de 5,35 MJ referentes

a 2,73 horas, onde se inclui o processo de sementeira. Por cada modalidade

foram contabilizados 0,546 MJ.

c) Tratamento Fitossanitário

Utilizando-se de 3 g de fungicida diluído num aplicador de 1,5 L possuindo o

valor energético de 1,54x10-4 MJ. Na 1.ª campanha de Lactuca sativa

verificou-se um consumo energético de 0,281 MJ.

A energia em cada modalidade totalizou 5,62x10-2 MJ. Na campanha de

Thymus zygis não se aportou energia associada ao tratamento fitossanitário uma

vez que não foi necessário efectuar.




______________________________________________________________________________________



- 53 -

d) Água de rega

Na 1.ª campanha de Lactuca sativa registou-se o consumo total de 0,072 MJ

onde a energia em cada modalidade totalizou 1,44x10-2 MJ.

A campanha de Thymus zygis registou um consumo de 0,159 MJ onde a

energia em cada modalidade totalizou 3,18x10-2 MJ.

Os totais de inputs energéticos (MJ modalidade-1) para as duas culturas

encontram-se indicados nas Tabelas 22 e 23.

TABELA 22 – Total de inputs energéticos (MJ) para a cultura de Lactuca sativa (1.ª

campanha).

Inputs directos (MJ) Inputs indirectos (MJ)

Modalidade Água Trabalho Humano

Substratos

(NPK) Tratamento

Fitossanitário ∑

(MJ)

V 100 1,44x10-2 1,332 17,547 5,62x10-2 18,879

VO 75-25 1,44x10-2 1,332 12,401 5,62x10-2 13,733

VO 50-50 1,44x10-2 1,332 7,761 5,62x10-2 9,093

VO 25-75 1,44x10-2 1,332 3,628 5,62x10-2 4,960

O 100 1,44x10-2 1,332 0,140 5,62x10-2 1,472

Na cultura de Lactuca sativa a variação energética ocorreu nos substratos uma

vez que os nutrientes variaram em função das percentagens de vermicomposto

e de turfa nas modalidades (Tabela 22). Na cultura de Thymus zygis não se

obteve energia para o tratamento fitossanitário uma vez que não houve

aplicação de fungicida (Tabela 23).




______________________________________________________________________________________



- 54 -

TABELA 23 – Total de inputs energéticos (MJ) para a cultura de Thymus zygis.

Inputs directos (MJ) Inputs indirectos (MJ)

Modalidade Água Trabalho

Humano

Substratos

(NPK)

Tratamento

Fitossanitário

∑

(MJ)

V 100 3,18x10-2 0,546 17,547 a) 18,093

VO 75-25 3,18x10-2 0,546 12,401 a) 12,947

VO 50-50 3,18x10-2 0,546 7,761 a) 8,307

VO 25-75 3,18x10-2 0,546 3,628 a) 4,174

O 100 3,18x10-2 0,546 0,140 a) 0,686

a) Não foi aplicado tratamento fitossanitário.

A percentagem de input energético foi superior quer nos inputs indirectos quer

na campanha de Lactuca sativa quer na campanha de Thymus zygis (Tabela

24).

TABELA 24 – Percentagem de inputs directos e indirectos em função do total de inputs

nas duas culturas.

Cultura Inputs

Directos (MJ)

Inputs

Indirectos

(MJ)

Inputs

directos

(%)

Inputs

indirectos

(%)

Lactuca sativa

(1.ª campanha) 6,66 41,758 12,47 93,87

Thymus zygis 2,73 41,447 6,13 87,53

Na cultura de Lactuca sativa nos inputs directos o trabalho humano registou a

maior percentagem obtendo-se na modalidade O 100 o valor mais elevado. Em

relação aos inputs indirectos os substratos registaram a maior percentagem

obtendo-se o valor mais elevado na modalidade V 100 (Tabela 25).




______________________________________________________________________________________



- 55 -


por modalidade (Lactuca sativa).

Modalidade

Percentagem de inputs

directos (%)

Percentagem de inputs

indirectos (%)

Água Trabalho

Humano

Substratos

(NPK)

Tratamento

Fitossanitário

V 100 0,08

0,10

0,16

0,29

0,93

7,03 92,60 0,30

VO 75-25 9,65 89,84 0,41

VO 50-50 15,54 84,69 0,61

VO 25-75 26,48 72,12 1,12

O 100 86,35 9,08 3,64

Na cultura de Thymus zygis nos inputs directos o trabalho humano registou

também a maior percentagem obtendo-se na modalidade O 100 o valor mais

elevado. Em relação aos inputs indirectos, e uma vez que não ocorreu

tratamento fitossanitário, os substratos também registaram a maior

percentagem obtendo-se o valor mais elevado na modalidade V 100 (Tabela

26).


por modalidade (Thymus zygis).

Inputs directos Inputs indirectos

Modalidade Água Trabalho Humano

Substratos

(NPK) Tratamento

Fitossanitário

V 100 0,18 0,25 0,38 0,76 4,64

3,02 96,98 b)

VO 75-25 4,22 95,78 b)

VO 50-50 6,57 93,43 b)

VO 25-75 13,08 86,92 b)

O 100 17,59 20,41 b)

b) Não foi aplicado tratamento fitossanitário.




______________________________________________________________________________________



- 56 -

4.4.2. Outputs energéticos

Na cultura de Lactuca sativa as produtividades em biomassa mais elevadas

foram obtidas nas modalidades V 100 e VO 75-25. A modalidade mais

produtiva de Lactuca sativa foi V 100 sendo a menos produtiva O 100 (Tabela

27).

Na cultura de Thymus zygis a modalidade mais produtiva foi O 100 e a menos

produtiva VO 75-25 (Tabela 27).

TABELA 27 – Outputs para as duas culturas (MJ).

Cultura Modalidade

V 100 VO 75-25 VO 50-50 VO 25-75 O 100

Lactuca sativa

(1.ª campanha) 1,174 1,479 1,279 1,321 0,902

Thymus zygis - 0,014 0,051 0,321 0,342

4.4.3. Balanço energético

Todos os balanços energéticos realizados para as duas culturas foram negativos

(Tabela 28). O balanço mais elevado em Lactuca sativa obteve-se na

modalidade O 100 com – 0,626 MJ o mesmo sucedendo na cultura de Thymus

zygis com - 0,344 MJ registando-se um défice entre as saídas e entradas de

energia do sistema.

TABELA 28 – Balanço energético nas duas culturas (MJ).

Cultura Modalidade

V 100 VO 75-25 VO 50-50 VO 25-75 O 100

Lactuca sativa

(1º campanha) -17,705 -11,468 -7,028 -2,853 -0,626

Thymus zygis -18,093 -12,933 -8,256 -3,853 -0,344




______________________________________________________________________________________



- 57 -

4.4.4. Eficiência energética

A eficiência energética mais elevada foi obtida na modalidade O 100 ao passo

que a mais reduzida se obteve em V 100. Foram utilizados os valores médios

de água de rega na campanha de Lactuca sativa (Tabela 29).

TABELA 29 – Eficiência energética por cultura por modalidade.

Cultura Modalidade

V 100 VO 75-25 VO 50-50 VO 25-75 O 100

Lactuca sativa

(1º campanha) 0,062 0,108 0,141 0,266 0,613

Thymus zygis - 1,08x10-3 6,14x10-3 7,69x10-2 4,98x10-1

Na cultura de Thymus zygis não se obtiveram resultados na modalidade V 100

em virtude de não ter sido possível a extracção do óleo devido à reduzida

biomassa produzida. A eficiência energética mais elevada foi obtida com a

modalidade O 100 (Tabela 29).




______________________________________________________________________________________



- 58 -


5.1. Substratos

Sempre que se pretenda utilizar substratos em estufa constituídos por

determinados materiais é importante a avaliação das suas propriedades físicas

(relacionadas com a retenção de água e o arejamento), químicas (relacionadas com a

nutrição vegetal) e biológicas (relacionadas com a decomposição, fauna microbiana e

estabilização dos materiais envolvidos) (Ribeiro et al., 2001).

As modalidades com maiores teores de de vermicomposto apresentaram as

menores percentagens em matéria orgânica e maiores em matéria mineral (Figuras 12 e

13) sendo de prever que tenha sofrido uma maior mineralização.

A aplicação de vermicomposto reduziu as percentagens de humidade aumentando

directamente as percentagens de matéria seca enquanto que o substrato turfa reteve

mais humidade e apresentou menos matéria seca (Tabela 9 e Figura 14). Estes

parâmetros encontram-se relacionados directamente com os valores de espaço poroso

total uma vez que as modalidades contendo maiores percentagens de vermicomposto

apresentaram menores valores deste parâmetro em comparação com as modalidades

contendo maiores percentagens de turfas de crescimento (Tabela 11 e Figura 17). Este

facto, permitiu, simultaneamente diferentes variações de retenção de água nas

modalidades, com influência na percentagem de humidade dos diferentes substratos

(Ribeiro et al., 2001).

Quanto aos valores de densidade real e densidade aparente seca estes também se

encontraram directamente relacionados com as diferentes misturas, tendo sido mais

elevados nas modalidades contendo mais vermicomposto (Tabela 10).

Ainda nas modalidades contendo mais vermicomposto, é de admitir que o menor

valor de espaço poroso total (Tabela 11) tenha feito com que, a partir de certos limites

se começassem a desenvolver fenómenos de capilaridade, passando estes também a

contribuir para a consequente compactação dos substratos (Ribeiro et al., 2001).




___________________________________________________________________________________



- 59 -

Neste sentido, observou-se que as modalidades V 100 e VO 75-25 apresentaram

maiores níveis de compactação e directamente menores valores de espaço poroso total

sendo de admitir que tenham aumentado os fenómenos de asfixia radicular devido a

carências em oxigénio (Ribeiro et al., 2001).

É de admitir ainda que os processos de mineralização tenham sido mais elevados

no substrato vermicomposto e responsáveis pelas maiores percentagens em matéria

mineral deste substrato em comparação com a turfa, em resultado das maiores

populações de fauna microbiana: bactérias nitrificantes - Nitrossomas, responsáveis pela

oxidação de NH4+ a NO2

- e Nitrobacter, responsáveis pela transformação de NO2- a

NO3- este último extremamente móvel e facilmente disponível para as plantas.

Uma das razões para as que as produções de alface na modalidade VO 75-25

tenham aumentado da primeira para a segunda campanha poderá estar relacionado com

o facto de o vermicomposto proporcionar uma maior disponibilidade de nutrientes,

possuindo ainda acção supressiva do crescimento de fungos e nemátodos, que

geralmente induzindo maiores índices de crescimento e produção de hortícolas e frutas

de melhor qualidade (Arancon et al., 2004, Singh et al., 2008; Suthar, 2009).

Pensa-se que o maior conteúdo em substâncias húmicas presentes no

vermicomposto em conjugação com a maior disponibilidade em matéria mineral, fruto

da sua riqueza em fenilpropano e polifenóis que são resistentes à decomposição

microbiana (Kononova, 1966), tenha sido responsável pelo aumento de produções na

modalidade VO 75-25.




______________________________________________________________________________________



- 60 -


A aposta em modos de produção com substratos orgânicos em estufa provocou

aumentos de produtividade da primeira para a segunda campanha pela provável

mineralização dos substratos orgânicos – registadas pelas elevadas percentagens em

matéria mineral em modalidades contendo percentagens crescentes de vermicomposto,

sendo estas percentagens menores nas modalidades contendo turfa (Tabela 15). É de

prever que estas mesmas percentagens de matéria mineral tenham proporcionado por

sua vez, maiores quantidades em nutrientes assimiláveis pela cultura (Santos, 1995).

Contudo, as produções obtidas foram inferiores se comparadas com as obtidas

em tamanho médio num regime de estufa em solo. Neste aspecto, numa cultura de

Outono-Inverno, na região de Entre-Douro-e-Minho o peso fresco obtido por planta foi

de 244 g, (Almeida, 2006) sendo superior em comparação com o valor médio mais

elevado obtido na modalidade V 75-25 – 171,2 g de peso fresco (Tabela 15) facto

relacionado com as propriedades dos substratos.

Extrapolando-se os valores obtidos para t ha-1 obtiveram-se as maiores

produções de biomassa na modalidade VO 75-25 durante a 2.ª campanha com 5,2 t ha-1

tendo a menor produtividade sido registada na modalidade O 100 durante a 2.ª

campanha com 0,9 t ha-1. Os valores apresentados foram inferiores aos obtidos em

modo de produção convencional (Almeida, 2006).

Os baixos valores obtidos poderão estar relacionados com os baixos valores dos

parâmetros das relações ar-água – capacidade de arejamento e água de reserva,

características indicadoras da qualidade dos substratos utilizados bem como à sua

produção em vaso, em que o desenvolvimento do sistema radicular, ao contrário do que

acontece em solo, ter sido limitado em função do reduzido volume do recipiente

utilizado (Ribeiro, 2006) aumentando os fenómenos de compactação e consequente

asfixia radicular.

Assim sendo, em nenhuma das modalidades se obteve 20 a 30 % do volume do

substrato compreendido pelos poros de maiores dimensões (Abad et al., 2004) uma vez

que o valor mais elevado foi obtido na modalidade VO 50-50 com apenas 17 %.




___________________________________________________________________________________



- 61 -

As raízes requerem oxigénio para manter a actividade metabólica e crescimento,

podendo o deficit temporal de oxigénio derivado aos baixos valores de capacidade de

arejamento ter reduzido o crescimento das raízes e da parte aérea fruto da provável

compactação dos substratos em vaso (Abad et al., 2004). Os baixos valores de biomassa

produzida em comparação com os padrões estabelecidos por Almeida (2006), são

comprovados ainda pela relação com os baixos valores de espaço poroso total

apresentados pelo substrato em comparação com os valores ideais (Abad et al, 2004).

Quanto aos valores de água de reserva, e uma vez que o seu valor óptimo se

encontra compreendido entre 4 e 10 % do volume (Abad et al., 2004) regista-se que

apenas nas modalidades V 100 e O 100 o valor óptimo não foi cumprido.

Outro factor a registar pretende-se com a baixa tolerância da Lactuca sativa à

salinidade (Almeida, 2006). Neste caso particular nas modalidades V 100 e VO 75-25, a

salinidade registada antes da transplantação poderá ter inibido ligeiramente o seu

crescimento durante a 1.ª campanha na modalidade VO 75-25 (Warncke e Krauskopf,

1983) face aos valores de salinidade apresentados (Tabela 15) e em comparação com os

valores limite estabelecidos por Abad et al, 2004.

Marchesini et al. (1988), observaram ainda que os incrementos de produtividade

proporcionados por adubos orgânicos, embora menos imediatos e visíveis do que os

obtidos com adubação mineral, apresentam maior duração, provavelmente pela

libertação mais progressiva de nutrientes e pelo estímulo do crescimento radicular. Os

mesmos autores concluíram ainda, que a utilização de substratos orgânicos não só

fornece à planta quantidades consideráveis de nutrientes, como contribui para manter a

fertilidade natural, o que envolve os ciclos biológicos dos nutrientes em solos

cultivados, prevenindo a sua perda de fertilidade.

Do ponto de vista agronómico, a modalidade indicada para produção hortícola –

Lactuca sativa foi VO 75-25 (Tabela 15) registando-se os únicos aumentos de

produções, ao passo que para produção de uma espécie aromática – Thymus zygis a

melhor modalidade foi VO 25-75 no qual se obteve maior rendimento em óleos (Tabela

19).




______________________________________________________________________________________



- 62 -

5.3. Material Vegetal: Thymus zygis

A utilização de vermicomposto poderá ter sido um factor limitante para o

crescimento e desenvolvimento da cultura com o consequente declínio da produção e

rendimento em óleos essenciais (Tabelas 17 a 20). Nas modalidades contendo maiores

percentagens de vermicomposto poderão ter ocorrido problemas de má drenagem, maior

retenção de água em comparação com modalidades contendo turfa, originando asfixia

radicular. A natureza do vermicomposto, nomeadamente o tipo de mistura original de

resíduos poderá ter excedido as necessidades da cultura tornando-se eventualmente

fitotóxico.

O fraco desenvolvimento da cultura no vermicomposto poderá estar ainda

associado à compactação dos substratos fruto dos baixos valores de espaço poroso total

(Tabela 11).

No que diz respeito a plantas aromáticas, Anwuar et al. (2005) obtiveram um

maior crescimento da planta aromática manjericão francês, apenas quando foi aplicado

vermicomposto em combinação com fertilizantes inorgânicos. Estes resultados podem

estar relacionados com as espécies vegetais envolvidas bem como o tipo de processo de

tratamento dos resíduos assim como o tipo de matéria orgânica original (Atiyeh et al.,

2002)..

Poderá compreender-se ainda o facto das plantas de Thymus zygis terem secado ou

manifestado reduzida capacidade de crescimento e desenvolvimento na modalidade

vermicomposto uma vez que esta cultura pode apresentar reduzido desenvolvimento em

solos argilosos ou em solos demasiado húmidos (Almeida, 2006), facto comprovado

quando ocorre redução do espaço poroso total, o que diminui a circulação de água e

aumenta a sua retenção (Miner, 1994).

Os valores de espaço poroso total e densidade real poderão ter condicionado a

produção de biomassa e o rendimento dos óleos essenciais (v/m) (Tabelas 17 e 19),

facto também comprovado pelos menores valores em humidade obtidos para o

vermicomposto (Tabela 9). Os elevados valores de densidade real no substrato

vermicomposto quando comparados com os estabelecidos por Abad et al. (2004)

poderão ter inibido o crescimento da cultura.




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- 63 -

Neste aspecto, obtiveram-se menores rendimentos em óleos com modalidades

constituídas por vermicomposto (Tabela 17). Estas percentagens também influenciaram

em grande parte a composição química dos óleos (Tabela 20).

Quanto às propriedades químicas, os elevados valores de condutividade eléctrica

obtidos no vermicompostos antes da transplantação (Tabela 14) poderão também ter

inibido o crescimento da cultura e originado baixos teores de biomassa se comparados

também com os estabelecidos por Abad et al, (2004).

Outro aspecto a salientar prende-se ainda com a eventual segregação de

partículas de menores dimensões que se possam ter acumulado no fundo dos vasos

utilizados durante os ensaios, provocando o aparecimento de uma zona pouco

permeável e mal arejada podendo também ainda ter contribuído para a obtenção dos

baixos valores de biomassa de Thymus zygis (Ribeiro et al., 2001).

Os monoterpenos oxigenados, predominaram em todas as amostras de óleo (47,5-

75,0%), sendo seguidos pelos hidrocarbonetos não oxigenados (23,3-40,0%). No

entanto, as plantas que cresceram nas modalidades contendo VO 25-75 ou O 100

apresentaram os maiores valores de monoterpenos oxigenados e, consequentemente, os

menores valores de monoterpenos não oxigenados (Tabela 21). Estas variações poderão

também estar relacionadas com as propriedades físicas dos substratos.

O reduzido crescimento de plantas nas modalidades contendo vermicomposto

coincidiu com valores superiores de p-cimeno e inferiores de timol. Estes dados poderão

explicar, pelo menos em parte, os resultados de fraca produção de biomassa, sem

formação de novas folhas facto comprovado por ensaios de Johnson et al., (2004) no

qual se relatou a tendência para um fraco crescimento das plantas, pelas mais baixas

concentrações de timol detectadas em tais plantas.

Extrapolando os valores obtidos para t ha-1 obtiveram-se as maiores produções de

biomassa na modalidade VO 25-75 com 2,89x10-1 t ha-1 tendo a menor produtividade

sido registada na modalidade VO 75-25 com 3,0x10-3 t ha-1 ao passo que o maior

rendimento em óleos foi obtido na modalidade VO 25-75.




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- 64 -

Em ensaios com percentagens crescentes em vermicomposto com erva-cidreira

(Melissa ssp.) Sousa et al. (2003), obtiveram valores mais elevados de peso fresco e

peso seco em modalidades com percentagens de 20% de vermicomposto o que está de

acordo com o obtido na modalidade VO 25-75.




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- 65 -


Na análise energética em produção orgânica em alface Souza et al. (2006)

obtiveram, no sistema orgânico, o input médio por ha de cultivo de 20,9x103 MJ, com

um output de 66,8x103 MJ revelando uma eficiência energética superior a 1, ao passo

que na produção convencional o input médio por ha foi de 21,4x103 MJ, com produção

de 56,1x103 MJ de output originando uma eficiência energética de 2,62 e um balanço

energético de 34,7x103 MJ.

Os valores obtidos pelos mesmos autores foram superiores aos obtidos nos

ensaios para a Lactuca sativa em todas as modalidades. Nesta cultura a maior eficiência

energética foi obtida na 1.ª campanha. Desta forma, para uma entrada no sistema de 1

MJ foram produzidos 0,135 MJ tendo sido a modalidade O 100, entre todas, a mais

eficiente sob o ponto de vista energético em comparação com as restantes.

Na mesma cultura os inputs de origem directa – água e trabalho humano,

representaram 0,93 e 86,35% do total de inputs na modalidade O 100 tendo

representado 0,08 e 7,03% na modalidade V 100. Estas diferenças encontram-se

relacionadas com os teores de nutrientes nos substratos tendo o vermicomposto

aumentado a percentagem de inputs indirectos – substratos e tratamento fitossanitário ao

passo que o aumento de inputs de origem directa se encontrou relacionado com o

aumento do teor de turfa.

O somatório de todos os inputs energéticos de origem indirecta – substratos e

tratamento fitossanitário, foram superiores aos inputs energéticos de origem directa –

água e trabalho humano, nas duas culturas.

Deste modo, e extrapolando os valores obtidos para t ha-1 em Lactuca sativa

obtiveram-se os maiores outputs energéticos na modalidade VO 25-75 na 1.ª campanha

com 3,56 MJ ha-1 tendo o menor output sido registado na modalidade O 100 durante a

2.ª campanha com 0,55 MJ ha-1.

Segundo Ozkan et al., (2004), as eficiências energéticas obtidas em tomate (1,26),

pimento (0,99), pepino 0,76 (pepino) e 0,61 (beringela) foram todas superiores à

máxima obtida em Lactuca sativa durante os ensaios (Tabela 29).




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- 66 -

É de prever ainda que a maior quantidade de nutrientes contida no vermicomposto

tenha sido responsável pelos elevados valores de inputs registados originando-se

directamente um maior consumo em nutrientes nas modalidades V 100 e VO 75-25 e

menor eficiência energética.

Em ambas as culturas e em todas as modalidades não se chegou a produzir 1 MJ

de energia na forma de outputs para 1 MJ de input (Tabela 29). As eficiências

energéticas obtidas para Lactuca sativa foram inferiores ao estabelecido por Ozkan et

al., (2004) para culturas hortícolas em quer para o modo de produção convencional quer

para o modo de produção orgânico.

Apesar de Mansvel et al., (1998); Waldon et al., (1998); Reganold et al., (2001) e

Poudel et al., (2002) terem indicado nos seus estudos um aproveitamento mais eficiente

de recursos e energia e directamente, uma taxa superior de conversão energética nos

sistemas orgânicos de produção de culturas hortícolas, os dados obtidos nos ensaios não

o veio confirmar, tendo a eficiência energética sido inferior em todas as modalidades

(Tabela 29).

Também segundo Gândara (1998), no qual a eficiência energética obtida em

modo de produção orgânico na cultura de alface revelou maior input obtido pelo

trabalho humano (18%) e pela adubação orgânica (75%) os resultados dos ensaios

indicaram um maior input nos nutrientes contidos nos substratos, 92% na modalidade V

100 e 9,08% na modalidade O 100 (Tabela 29).

Deste modo, entende-se que as propriedades físicas (capacidade de arejamento,

água de reserva, espaço poroso total e densidade aparente) e químicas (matéria orgânica,

matéria mineral e condutividade eléctrica) dos substratos tenham influenciado também

os balanços e rendimentos energéticos nas culturas de Lactuca sativa e Thymus zygis

uma vez que não se registaram incrementos de biomassa e óleos produzidos.

Poderia admitir-se que as maiores quantidades em matéria mineral registadas

(Tabela 8) pudessem originar maiores produções e aumentar a eficiência, mas tal não se

verificou, contrariamente ao obtido por diversos autores (Ozkan et al., 2004, Mansvel et

al., 1998; Waldon et al., 1998; Reganold et al., 2001 e Poudel et al., 2002) para culturas

hortícolas).

Fundamentos para a Gestão do Espaço Rural


Capítulo 6 – Conclusões

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Mestrado em Gestão Sustentável dos Espaços Rurais - 67 -

Capítulo 6 – Conclusões

As propriedades físicas dos substratos desempenham um papel fundamental nos

resultados obtidos. Contudo, a tomada de decisões em relação ao substrato mais

eficiente e à utilização de áreas de produção no espaço rural deverá será levada em

função do tipo de cultura – hortícola ou aromática, uma vez que o seu crescimento

poderá ser influenciado pelas propriedades físicas e químicas dos substratos orgânicos

utilizados, relacionadas com o arejamento, disponibilidade hídrica e nutrientes.

Os dados obtidos permitiram concluir que a utilização de substratos orgânicos, no

caso particular vermicomposto, apresentou vantagens em termos de produtividades

obtidas na cultura hortícola Lactuca sativa, obtendo-se aumentos de produções sem

necessidade de adubação complementar na modalidade VO 75-25 tendo-se considerado

o melhor substrato para esta cultura hortícola. Contudo, estas produções foram

inferiores às obtidas em modos de produção convencional.

No que respeita à espécie aromática - Thymus zygis, os dados permitiram concluir

que a mistura de turfas de crescimento originou maiores produções de biomassa (O 100)

e de rendimento em óleos (VO 25-75) em comparação com o vermicomposto fruto

também das propriedades físicas e químicas dos substratos orgânicos utilizados tendo-se

considerado o melhor substrato para produção desta espécie aromática.

Do ponto de vista energético as propriedades dos substratos - nomeadamente o

vermicomposto, incrementaram a disponibilidade de nutrientes e directamente os inputs

a estes associados reduzindo as eficiências e respectivos balanços energéticos em ambas

as culturas tendo na cultura de Lactuca sativa sido inferior ao estabelecido em modos de

produção convencional e orgânico. Este facto foi ainda reforçado pela realização dos

ensaios em vaso, no qual se aumentou a concentração de nutrientes não se obtendo

ganhos acrescidos em biomassa.

Fundamentos para a Gestão do Espaço Rural


Capítulo 6 - Conclusões

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- 68 -

Uma das questões centrais que a problemática da multifuncionalidade agrícola

levanta, quando discutida do ponto de vista do desenvolvimento rural, é, efectivamente,

a da integração das explorações agrícolas numa estratégia coerente de maximização dos

recursos locais;

A multifuncionalidade do espaço rural (hortícolas + aromáticas) poderá ser

promovida através da utilização de substratos e culturas adaptadas aos mesmos –

vermicomposto em Lactuca sativa e turfa em Thymus zygis;

O desenvolvimento rural sustentável implica a articulação entre as várias

dimensões da sustentabilidade - económica, social, ambiental. Deste modo, a utilização

de um mesmo substrato não se apresenta como alternativa viável face ao conceitos de

multifuncionalidade e desenvolvimento rural;

Face ao paradigma da multifuncionalidade, é de prever no futuro a quantificação

em termos económicos dos benefícios para o produtor para cada um dos binómios

cultura/substrato optimizando-se a articulação do conceito de desenvolvimento rural

sustentável.



Capítulo 7 – Referências Bibliográficas

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- 69 -

Capítulo 7 - Referências Bibliográficas

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