Adaptação de condições para produção de hortícolas em contexto urbano num sistema rotativo hidropónico

Abstract

Esta dissertação teve como principal objetivo a experimentação de um sistema de cultivo sem solo (hidropónico) em modo rotativo (OGarden smart), fazendo com que as plantas variem constantemente a sua posição em relação ao vetor da gravidade. Foi estudado o desenvolvimento das plantas, desde a germinação no viveiro do sistema até à colheita, a relação das mesmas com a radiação fornecida por luzes LED vermelhas, azuis e brancas, a rega, o substrato utilizado, as condições abióticas e o consumo energético. O sistema foi montado no ISA, num espaço protegido das condições exteriores. Foram feitas três épocas de produção utilizando três culturas: a alface, o rabanete e o coentro. Montou-se simultaneamente um sistema de cultivo sem solo convencional (chamado “convencional” no desenvolvimento da dissertação). Nas primeiras duas épocas o sistema convencional foi montado no mesmo espaço do sistema OGarden smart e na última época foi montado em estufa. Foram comparadas as taxas de germinação entre os dois sistemas, não tendo a comparação estatística favorecido o OGarden smart (p=0.514), todos os outros dados foram comparados com dados de referência delineados durante a revisão bibliográfica, sendo que a alface e o coentro apenas obtiveram 10 e 25%, respetivamente, da matéria fresca de referência e o rabanete aproximou-se de tal valor, mostrando melhor adaptação. A eficiência do uso da água foi muito reduzida em todas as épocas, apresentando um valor máximo de 1.68 g/mm. A temperatura e humidade relativa foi registada através de um sensor (DLP-TH1), tendo a temperatura na última época de produção subido para valores prejudiciais à produção (>25 ºC). Concluiu-se ainda que o consumo energético do sistema é elevado (37.2 KWh), limitando o sucesso de divulgação para uso doméstico, podendo, ainda assim, ter um proveito no sector da restauração, não só pela produção, mas também pela sustentabilidade, impacto visual e economia circular.

This dissertation has as its primary objective the testing of a soilless cultivation system (hydroponic) in a rotating mode (OGarden smart), causing plants to constantly change their position relative to the gravity vector. The study encompassed the entire plant development process, from germination in the system’s nursery to harvest, including the plants relationship with the radiation provided by red, blue and white LED lights, irrigation, the substrate used, abiotic conditions, and energy consumption. The system was set up at ISA, in an enclosed space protected from external conditions. Three production cycles were conducted using three different crops: lettuce, radish and coriander. Simultaneously, a conventional soilless cultivation system was set up (from now on called “conventional”). For the first two production cycles, the conventional system was established in the same space as the OGarden smart system, and during the last cycle, it was set up in a greenhouse. Germination rates between the two systems were compared, and the statistical results did not favor the OGarden Smart (p=0.514). All other data were compared to reference values established during the literature review. It was found that lettuce and cilantro achieved only 10% and 25% of the reference fresh matter, respectively, while radish approached this value, showing a more favorable adaptation. Water Use Efficiency (WUE) was very low in all production rounds, with a maximum value of 1.68 g/mm. Temperature and relative humidity were recorded using a sensor (DLP-TH1), and in the last production round, the temperature rose to levels detrimental to production (>25 ºC). Furthermore, the dissertation concluded that the system's energy consumption was high, totalling 37.2 KWh, which limits its success for domestic use. However, there is potential for application in the restaurant sector, not only due to production but also because of its sustainability, visual impact, and circular economy.