Fazendas verticais com seu solo livre, ambientes controlados por computador podem soar como ficção científica. Mas há uma justificativa ambiental e econômica crescente para eles, de acordo com uma nova pesquisa que estabelece formas radicais de colocar comida em nossos pratos.

O estudo interdisciplinar combinando biologia e engenharia estabelece etapas para acelerar o crescimento deste ramo da agricultura de precisão, incluindo o uso de aeropônicos que usam aerossóis enriquecidos com nutrientes no lugar do solo.

Realizado pelo John Innes Center, a Universidade de Bristol e o provedor de tecnologia aeropônica LettUs Grow, o estudo identifica futuras áreas de pesquisa necessárias para acelerar o crescimento sustentável da agricultura vertical usando sistemas aeropônicos.

Dr. Antony Dodd, um líder de grupo no John Innes Center e autor sênior do estudo, diz:"Ao trazer insights biológicos fundamentais para o contexto da física do cultivo de plantas em um aerossol, podemos ajudar o negócio de agricultura vertical a se tornar mais produtivo com mais rapidez, ao mesmo tempo em que produz alimentos mais saudáveis ​​com menos impacto ambiental. "

Jack Farmer, Diretor científico da LettUs Grow e um dos autores do estudo, acrescenta:"A mudança climática só vai aumentar a demanda por essa tecnologia. As mudanças projetadas nos padrões climáticos regionais e na disponibilidade de água provavelmente impactarão a produtividade agrícola em breve. A agricultura vertical oferece a capacidade de cultivar safras nutritivas de alto valor de maneira resiliente ao clima. todo o ano, provando um fluxo de renda confiável para os produtores. "

A agricultura vertical é um tipo de agricultura interna em que as safras são cultivadas em sistemas empilhados com água, fontes de iluminação e nutrientes cuidadosamente controladas.

Faz parte de um setor em rápido crescimento, sustentado por inteligência artificial, na qual as máquinas são ensinadas a gerenciar as tarefas do dia a dia da horticultura. A indústria deve crescer anualmente 21% até 2025, de acordo com uma previsão comercial (Grand View Research, 2019).

Os benefícios verdes incluem melhor uso do espaço porque as fazendas verticais podem ser localizadas em locais urbanos, menos milhas de comida, isolamento de patógenos, redução da degradação do solo e recaptura e reciclagem de nutrientes e água.

As fazendas verticais também permitem a consistência do produto, estabilização de preços, e cultivo em latitudes incompatíveis com certas culturas, como o deserto ou ártico.

"Os sistemas verticais nos permitem estender a faixa de latitude na qual as safras podem ser cultivadas no planeta, dos desertos de Dubai aos dias de inverno de 4 horas da Islândia. Na verdade, se você estivesse cultivando em Marte, você precisaria usar esse tipo de tecnologia porque não há solo, "diz o Dr. Dodd.

O estudo, que aparece no jornal Novo Fitologista , estabelece sete etapas - áreas estratégicas de pesquisas futuras necessárias para sustentar o aumento da produtividade e sustentabilidade das fazendas verticais aeropônicas.

Estes procuram compreender:

Por que o cultivo aeropônico pode ser mais produtivo do que o cultivo hidropônico ou do solo.

A relação entre o cultivo aeropônico e os ritmos circadianos das plantas de 24 horas.

Desenvolvimento da raiz de uma variedade de culturas em condições aeropônicas.

A relação entre tamanho de gota de aerossol e deposição e desempenho da planta.

Como podemos estabelecer estruturas para comparar tecnologias agrícolas verticais para uma variedade de culturas.

Como os métodos aeropônicos afetam as interações microbianas com as raízes das plantas.

A natureza da reciclagem de exsudatos radiculares (fluidos secretados pelas raízes das plantas) nas soluções nutritivas de sistemas aeropônicos fechados.

O relatório argumenta que um impulsionador da inovação tecnológica em fazendas verticais é minimizar os custos de operação enquanto maximiza a produtividade - e que o investimento em pesquisa biológica fundamental tem um papel significativo.

A área de pesquisa do Dr. Dodd cobre ritmos circadianos - relógios biológicos que alinham a fisiologia vegetal e os processos moleculares ao ciclo diário de luz e escuridão. Recentemente, ele concluiu uma bolsa de estudos Royal Society Industry Fellowship com a LettUs Grow.

Isso envolveu a combinação da experiência do Dr. Dodd em ritmos circadianos e fisiologia vegetal com o trabalho da equipe de biólogos e engenheiros de LettUs Grow para projetar regimes de cultivo aeropônico ideais. Esta é uma área-chave de investigação, pois esses temporizadores moleculares internos terão um desempenho diferente em fazendas verticais.

Plataformas aeropônicas são frequentemente usadas para cultivar safras de alto valor, como saladas, pak choi, ervas, pequenas colheitas de brássicas, brotos de ervilha e brotos de feijão. LettUs Grow também está trabalhando em regimes de crescimento para frutificação e enraizamento de safras, como morangos e cenouras, bem como propagação aeropônica de árvores para frutas e silvicultura.

Os pesquisadores do John Innes Center criaram uma linha de brócolis adaptada para crescer dentro de casa para um grande supermercado e um dos objetivos da pesquisa será testar como podemos ajustar geneticamente mais safras para crescer no espaço controlado de fazendas verticais.

Bethany Eldridge, um pesquisador da Universidade de Bristol que estuda as interações raiz-ambiente e o primeiro autor do estudo acrescenta:"Dado que 80% das terras agrícolas em todo o mundo apresentam erosão moderada ou severa, a capacidade de cultivar safras em um sistema sem solo com o mínimo de fertilizantes e pesticidas é vantajosa porque oferece uma oportunidade de cultivar safras em áreas que enfrentam a erosão do solo ou outros problemas ambientais, como florescimento de algas em corpos d'água locais que podem ter sido impulsionados por métodos tradicionais, baseado no solo, agricultura."

Lilly Manzoni, Chefe de Pesquisa e Desenvolvimento da LettUs Grow e um dos autores do estudo afirma:"Este artigo é único porque é mais amplo do que um artigo típico de pesquisa de plantas, combina a experiência de engenheiros, cientistas de aerossóis, biólogos vegetais e horticultores. A coisa maravilhosa sobre agricultura de ambiente controlado e aeroponia é que é verdadeiramente interdisciplinar "