Tomato (Solanum lycopersicum L.) is the most consumed vegetable and one of the most studied crops in the world. Over the years, several technologies have been studied and applied to crop production towards higher productivity, quality, and production efficiency. This chapter reviews greenhouse tomato production, cropping systems, and environmental conditioning, focusing on technological developments and the latest reclaimed water trends that have started to take off in the context of increasing water scarcity due to climate change. Following worldwide research trends and policies, the influence of the different technologies in fresh tomato production and the use of reclaimed water or reuse of treated nutrient solution is explored as it is expected to be a great advance in the Mediterranean region in the next years, and it is of the utmost importance, as the region increasingly suffers from climate change effects.

Rice cultivation (Oryza sativa L.) has a widespread use of fertilizers and pesticides since it is necessary to produce larger quantities and also prevent the effect of pests, diseases and weeds, in order to fulfil the food demands of a growing world population. For the use of phosphorus, the limit set by Bertolami & Francisco (2020), at the Planetary Boundaries, has already been exceeded, causing marked disturbances in the earth system, meaning that its delivery, although indispensable, must be carried out precisely and in forms that can be easily assimilated by crops. The scarcity of phosphorus and the consequent increase in its price in recent years also impose the urgency of new forms of application. Nanofertilizers can provide a precise and more sustainable way of application, as the amount of raw material is reduced. Likewise, the pressure on aquatic ecosystems is reduced, since rice is grown in flooded beds and therefore losses to water bodies have to be reduced. The aim of this work is to develop phosphorous nanofertilizer pellets, which use slow release technology to ensure the precise and efficient application of phosphorus to rice crops along the cycle, and to verify their possible effect as a biostimulant. The use of suitable and sustainable supports for nanofertilizers is extremely important as the main challenge for their use is the amount of support required to successfully deliver the active substance (Ekebafe et al., 2011). The proposed pellets will consist of poly-beta-amino-esters (PBAE), graphene oxide (GO), chitosan, poly lactic-co-glycolic acid (PLGA) and the active substance. Development of the pellets will comprise component integration and design, followed by kinetic tests to assess its stability under different conditions. Ecotoxicology tests, at different trophic levels, will be performed to ensure that there are no ecotoxicity effects from the use of any component and/or combination of components. Finally, when all the preparatory tests are concluded, feedback will be given to the development stage and improvements will be made to optimize the pellets. When the optimization process is complete, the pellets will be tested in pilot rice assays where conventional fertilizer will be used as control. If the pellets prove to be effective and without any harmful effect, its use can be spread to other fertilizer and other crops towards a more sustainable production.

As câmaras térmicas são úteis em diversas escalas, quer ao nível da planta, da parcela ou da exploração. Estas metodologias inovadoras, expeditas, fiáveis e económicas, são capazes de evidenciar problemas precocemente e podem contribuir para a correção de stress nas plantas e resiliência das culturas. Vários fatores ambientais e de configuração afetam a qualidade dos dados obtidos, influenciando o resultado e a validade da informação. Assim, este estudo foi realizado por forma a otimizar os parâmetros operacionais de utilização de uma câmara manual, low cost, Flir One Pro para a deteção de stress em plantas, à germinação e em condições reais de campo. Apesar de ser um sensor de baixo custo, foram obtidos resultados promissores nos ensaios realizados, o que é também comprovado pela boa correlação verificada entre este sensor e um sensor profissional habitualmente utilizado na monitorização de culturas agrícolas.

A aplicação dos princípios da economia circular ao setor agrícola apresenta-se como uma oportunidade para a redução dos factores de produção e dos custos associados. No caso da produção hidropónica em estufa, estes princípios permitem a reutilização e valorização da água e nutrientes provenientes da sua drenagem, os quais, de outro modo, acabariam descartados para o meio recetor natural, podendo provocar desequilíbrios nos ecossistemas. O projeto TomatInov, que está a ser desenvolvido em parceria enre a ESAS, Olhorta, AIHO e Carmo e Silvério, visa avaliar a reutilização da drenagem resultante de estufas de tomate para a formulação de uma nova solução nutritiva, fechando o ciclo de água e nutrientes. Os ensaios estão a decorrer na região Oeste, que representa cerca de 50% da produção hortícolas do País e os resultados revelam que não existem efeitos negativos, quer na produtividade quer na qualidade dos frutos.

O desenvolvimento de alternativas aos fertilizantes convencionais tem vindo a ganhar destaque nos últimos anos. A necessidade de alimentar a crescente população mundial, as premissas de sustentabilidade a que o mundo se propõe e a necessidade efetiva de combater os efeitos das alterações climáticas, são precursores desta mudança, a par dos preços galopantes que se têm verificado nos inputs de produção. Assim, o desenvolvimento de nanofertilizantes surge como uma oportunidade para o setor agrícola, numa lógica de solução-à-medida e de precisão de aplicação. A inclusão de substâncias bioestimulantes nas formulações deve ser considerada, a fim de aumentar a resistência e a resiliência das culturas aos efeitos das alterações antropogénicas, que já se fazem sentir e que irão piorar nos próximos anos. O quitosano é um polissacarídeo, biocompatível e biodegradável que tem sido utilizado como veículo para outros compostos agrícolas devido às suas propriedades biodegradáveis e não tóxicas. A maior parte da quitina comercial, da qual o quitosano é derivado, é produzida a partir de resíduos de camarões, gambas e caranguejos. Este composto é apontado como tendo efeito bioestimulante para o sistema imunitário das culturas, promovendo efeitos antifúngicos, antivirais, bionematicidas e o reforço de enzimas catalisadoras. Vários estudos relataram melhorias no solo após a sua utilização, como a maior retenção de água e remoção de metais pesados, mas também efeitos benéficos na qualidade da água, pelo controlo de contaminação por algas. Uma vez que as preparações de quitosano são distintas de estudo para estudo, e a componente fitotoxicológica é muitas vezes inexistente, este estudo teve como objetivo alcançar uma formulação de quitosano a ser utilizado em pellets nanofertilizantes e aferir o seu efeito na germinação de Lepidium sativum L. Os ensaios de germinação utilizando Lepidium sativum L., são realizados de acordo com a norma europeia EN 16086-2, onde o índice de comprimento das raízes e o índice de vitalidade de Munoo Liisa são determinados, permitindo qualificar o nível de fitotoxicidade ou o efeito bioestimulante do composto. Neste estudo são realizados dois tratamentos e feita a comparação com o controlo. Em cada modalidade, foram colocadas dez sementes sobre um papel filtro, em placas de Petri de 9 cm de diâmetro e em quadruplicado. Adicionaram-se 3 mL de solução e incubaram-se as placas a 25 ± 2 °C, durante 72 h. As imagens foram tratadas com o software “Image J” e realizou-se a análise de variância a 1 fator, sendo a comparação múltipla de médias realizada através do teste de Tukey (p<0,05). Não é expectável encontrar efeito fitotóxico do composto, mas sim confirmar o efeito bioestimulante do quitosano, utilizado na presente forma, para incorporar o design final dos pellets nanofertilizantes em desenvolvimento.

O desenvolvimento de nanofertilizantes é uma alternativa que se afigura de grande interesse no contexto económico e climático atual. Por um lado, é necessário reduzir a extração e o uso de matérias-primas utilizadas na produção de alimentos e por outro lado, a libertação desses compostos no solo deve ser realizada de forma criteriosa e eficiente, nos momentos em que as culturas necessitam. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de nanofertilizantes com recurso à técnica de camada-sobre-camada (CsC). Esta técnica é simples e de baixo custo, reduz o uso de nutrientes e conjuga camadas ativas e camadas barreira, por forma a condicionar a libertação do fertilizante em momentos específicos do ciclo cultural. Podem ser aplicadas tantas camadas quantas sejam desejadas e o design pode ser tão complexo quanto mais funcionalidades se queiram atribuir às camadas. O presente estudo constitui a base do desenvolvimento de pellets nanofertilizantes de fósforo para a cultura do arroz, sendo apresentados os primeiros sets de filmes CsC constituídos por PBAE, óxido de grafeno positivamente carregado e óxido de grafeno negativamente carregado, bem como a sua caracterização e possível utilização como suporte de nanofertilizante.

Os desafios que a fileira oleícola enfrenta vão desde a gestão da cultura em campo, no cenário atual de alterações climáticas, até à gestão dos subprodutos dos lagares, que causam constrangimentos e, em situações limite, restringem a laboração dos mesmos. Nesse sentido, e em linha com a estratégia adotada para a reconversão dos lagares nos últimos anos, este estudo efetua a análise de fluxo de materiais em dois lagares a operar com dois sistemas de extração de azeite distintos: duas fases e três fases, focando-se na produção de subprodutos e apontando algumas formas alternativas de gestão dos mesmos. Esta análise foi realizada com recurso a dados bibliográficos e ao software STAN 2.6, em lagares que processam a variedade Arbosana, uma das mais representativas na região do Alentejo, região que representa cerca de 75% da produção nacional. A utilização de lagares de duas fases em detrimento dos lagares de três fases, conduziu à eliminação de bagaço de azeitona com elevada quantidade de águas ruças, caraterizado por um teor de humidade elevado. Neste estudo, foram quantificados os subprodutos nos dois sistemas e apresentadas alternativas de valorização que se enquadram, no âmbito da economia circular e do Pacto Ecológico Europeu.

The use of chemical fertilizers and phytochemicals is a common practice in major crop production, promoting increased production per hectare but also representing a growing environmental concern. In response to this problem, this work carried out an ecotoxicity study and characterized the changes in soil properties resulting from the use of graphene oxide (GO), a component used in the formulation of new nanofertilizer and nanobiostimulant pellets for agriculture due to its effective carrier properties and previously reported non-toxicity in other areas. Lepidium sativum L. petri dish and pot trials were performed according to the EN 16086-2 European Standard and OECD guidelines to evaluate germination, vitality, and root development. Soil parameters such as pH, electrical conductivity (EC), total organic carbon (TOC), and water holding capacity (WHC) were also monitored. Although no significant phytotoxic effects were observed at most concentrations, higher doses (2.00 mg mL-1) exhibited deviations in plant behavior and TOC levels. These findings help define the preliminary safe-use thresholds for GO in agricultural applications.