Produtos lignocelulósicos

O uso de fibra de madeira e de outros componentes à base de madeira, como meio para o crescimento de plantas, iniciou-se na Europa em finais dos anos 70. Nos EUA, este estudo apenas iniciar-se-ia em 2004 (Jackson et al., 2018).

Na obtenção de derivados da madeira, geralmente recorre-se a três equipamentos, cada um fornecendo um produto final diferente: i) moinho de martelos, usado extensivamente nos EUA, sendo a forma mais barata e independente para os produtores obterem o seu próprio substrato ii) refinadores de disco duplo e iii) extrusoras (Jackson et al., 2008;

Jackson et al., 2018).

Para além do tipo de equipamento, as características finais também variam consoante:

a espécie, localização e idade da árvore, maturação, teor de humidade da madeira e ocorrência ou não, de impregnação de azoto (Jackson e Bartley, 2017; Jackson et al., 2018). A respeito da espécie de árvore de madeira a processar, tem-se distinguido as espécies de madeira dura e a madeira mole (Picea spp.; Pinus spp.).

1.1.3.2.1 Substratos de árvore completa

Os Substratos de árvore completa (SAC) são produzidos através da fragmentação e moagem de árvores completas, assim como de folhas, galhos, ramos, agulhas de pinho;

incluem os substratos de árvore de pinho (SAP) e os associados Clean Chip residuals (CCR).

Os SAP são produzidos a partir da moagem e lascagem de árvores de pinheiro (principalmente Pinus taeda) em moinho de martelos (os quais podem incluir ou não, cascas, ramos e agulhas).

Denomina-se CCR, ao subproduto do desbaste florestal (em equipamento que retira a casca, desagrega e lasca) de pequenas árvores de pinheiro para a indústria da celulose.

Este é constituído por 40% madeira, 35% casca, 10% agulhas e 15% de material fino indistinto e, geralmente é processado em moinho de martelos, de modo a obter-se um tamanho de partículas adequado para uso em horticultura (Boyer et al., 2012; Jackson et al., 2018; Carlile et al., 2019).

1.1.3.2.2 Fibra de madeira

A fibra de madeira (FM) é produzida pela desfibrilação mecânica ou, mais frequentemente, pela extrusão térmica assistida a vapor de lascas de madeira estéreis numa prensa térmica de parafuso. Devido às altas pressões e temperaturas, este é um produto livre de doenças e pragas. Nesta transformação, é possível impregnar azoto assim como estipular a granulometria final das partículas. Entre as FM mais estudadas encontra-se a Toresa® (Intertoresa AG, Inc.), a Hortifibre® (Florentaise), a Fibralur®

(Aralur S.L.), a Forest Gold® (Pindstrup) e a GreenFibre® (Klasmann-Dielmann) (Jackson, 2008; Carlile et al., 2019; Harris et al., 2019). Enquanto a Hortifibre® foi a primeira a ser comercializada na Europa e utiliza como espécies de árvore a Pinus pinaster e Pinus Taeda, a GreenFibre® deriva da espécie Pinus sylvestris. Quanto à Toresa®, 90 a 95% da madeira utilizada provém de árvore de abeto (Picea abies) (Jackson, 2008; Harris et al., 2019).

Caracterização física da fibra de madeira

A FM apresenta um elevado EPT, geralmente elevada CA (boa drenagem), e uma baixa CRA, Dap e CTR (Maher et al., 2008; Pascual et al., 2018; Carlile et al., 2019). Jackson (2018c) verificou que, no total de oito produtos comerciais de FM, a CRA e CA variavam entre 38-56% e 40-58%, respetivamente. Sendo assim, adverte para o elevado grau de variabilidade de características físicas dos substratos comerciais de FM.

A respeito da relação ar-água, Domeño et al. (2009) verificaram que, ao fim de 6 meses de cultivo, o substrato de FM (Fibralur®) diminui a sua aeração, a favor de um aumento da Dap e de AFD.

A incorporação de FM nos substratos à base de turfa, frequentemente aumenta a CA, reduz a CTR e CRA, assim como o volume de AFD. Visto que a água excedente poderá ser rapidamente drenada, certos autores recomendam irrigações mais frequentes nos substratos com FM, comparativamente aos que têm como base a turfa (Gruda e Schnitzler, 2004a; Pascual et al., 2018). No entanto, até uma incorporação de 30%(v/v) de FM, usualmente não se observam diferenças significativas de CA e de CRA em relação à turfa, não havendo necessidade de ajuste da irrigação (Harris et al., 2019).

Caracterização química e microbiológica da fibra de madeira

O pH dos produtos de fibra de madeira é geralmente ácido, variando entre 3,8-6,6; no entanto, a mistura com outros materiais é um fator determinante no valor final. Revelam ainda uma capacidade de troca catiónica (CTC) baixa, o que faz com que apresentem uma reduzida capacidade de retenção de nutrientes, comparativamente a outros materiais como a turfa e a vermiculite. Contudo, a reduzida capacidade tampão facilita a correção do pH, através da adição de fertilizantes e calcário (Jackson, 2018b; Carlile et al., 2019).

Em comparação à turfa, a FM é menos hidrofóbica, o que facilita também o humedecimento após secura (Jackson, 2018a).

Comparativamente à turfa, os substratos de FM apresentam usualmente teores de lignina reduzidos e, por isso, estão mais suscetíveis à degradação microbiológica, o que por sua vez provoca maiores perdas de volume ao longo do cultivo (Prasad e Maher, 2004; Martínez et al., 2005; Maher et al., 2008).

Este material apresenta também um elevado teor de MO e uma relação C/N bastante superior à turfa (Urrestarazu et al., 2005; Maher et al., 2008).

Os substratos de FM evidenciam uma relação C/N bastante superior a 30 e, por isso, dispõem de potencial para imobilizar azoto (Urrestarazu et al., 2005; Domeño et al., 2009; Harris, 2019). Os microrganismos presentes nos substratos (bactérias e fungos), utilizam os hidratos de carbono para obtenção de energia e para aquisição de carbono, essencial à sua biomassa. O azoto é também um mineral crucial no crescimento da biomassa microbiana (Martin, 2006). Estes microrganismos para se manterem ativos necessitam de um balanço adequado de C/N, isto é, entre 25-35. Em meios com elevada incorporação de FM, uma vez que esta apresenta usualmente uma relação C/N bastante superior a 30, os microrganismos estão limitados em termos de azoto e, sendo assim, utilizam fontes externas de azoto, nomeadamente o fornecido através da fertilização.

Desta forma, ocorrerá uma redução do teor de azoto disponível para as plantas (Kaye e Hart, 1997; Akratos et al., 2017; Harris, 2019).

Maher et al. (2008) indicam que a imobilização de azoto por parte dos microrganismos poderá ser aproximadamente 150 mg/L durante cinco semanas de incubação com FM.

Gruda e Schnitzler (1999) demonstraram que FM previamente tratada com azoto pode apresentar uma imobilização similar à da turfa.

Efeitos morfológicos nas plantas cultivadas em fibra de madeira e em produtos similares.

No âmbito dos estudos publicados acerca de plantas cultivadas em substratos 100%

FM, ou com introdução parcial deste material, encontram-se as petúnias, gerânios, tomates, alfaces e pepinos (Gerber et al., 1999; Gruda e Schnitzler, 1999, 2004b; Harris et al., 2019). Embora seja reduzida a variedade de plantas cultivadas em FM que foram objeto de estudo em investigações publicadas, é maior a diversidade de plantas analisadas em cultivo SAP.

Comparando com os substratos à base de turfa, as diferenças mais frequentes encontradas nas plantas cultivadas em substrato com incorporação de FM, são: menor número de flores, diâmetro, peso seco da parte aérea, acumulação de azoto nos tecidos aéreos (Harris et al., 2019) e uma floração mais prematura (Gerber et al., 1999). Vários estudos indicam também que em incorporações de até 30% (v/v) de FM o crescimento das plantas é comparável ao cultivado em turfa, sem que seja necessário ajustar a fertilização ou o plano de irrigação (Bohne, 2001; Harris et al., 2019).

Wright et al. (2008) constatou que crisântemos cultivados em 100% SAP, apresentavam um índice de crescimento e um peso seco da parte aérea inferiores comparativamente aos produzidos em substrato à base de turfa, o que possivelmente se deveria à maior imobilização de azoto por parte do SAP. Segundo o mesmo estudo, para se obter um crescimento em cultivo SAP comparável ao das plantas em turfa, é necessário adicionar azoto extra.

Outros estudos, nomeadamente em poinsétias e em begónias, apenas observam diferenças de peso seco da parte aérea entre plantas cultivadas em 100% SAP e em turfa quando os níveis de fertilização são reduzidos ou nulos; uma vez elevados estes níveis, as diferenças deixam de se observar (Jackson et al., 2008; Wright et al., 2009).

1.1.3.2.3 SIRO®Fibra

Este é um produto fibroso obtido a partir da estilha de Pinus pinaster, física e quimicamente transformada por um processo de extrusão, no qual se intercalam diferentes fases com temperaturas e pressões distintas (a temperatura e a pressão máximas atingidas são 180 ºC e 15 bars, respetivamente), resultando assim um produto com um elevado arejamento e com uma hábil higroscopicidade. Durante este processo não ocorre impregnação de azoto (informação disponibilizada pessoalmente, Engenheiro Hartmut Nestler, Director de I&D SIRO, 15 de julho de 2020).

Acerca da utilização do produto SF no cultivo de plantas não se encontram estudos publicados, o mesmo ocorrendo a respeito do cultivo de Begonia x benariensis em substratos com FM.

Uma vez que são inúmeras as variáveis que influenciam as qualidades finais deste tipo de material, e consequentemente os seus efeitos nas plantas, há que ter em conta que cada FM é única (Jackson, 2016; Jackson e Bartley, 2017).