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Adoção de inovações tecnológicas no cultivo de hortaliças em sistema de plantio direto: uma revisão integrativa da literatura

Adopting technological innovation in vegetable cultivation with no-tillage system: an integrative review

Resumo:

O considerável aumento no consumo de produtos frescos da horticultura intensificou a importância da adoção de inovações tecnológicas na agricultura, em especial no cultivo em Sistema de Plantio Direto de Hortaliças (SPDH). Porém, há dificuldade em encontrar e adotar tecnologias de custo compatível com o tamanho e faturamento das propriedades. Dessa forma, desenvolveu-se este estudo com o objetivo de identificar tecnologias existentes e as condicionantes de adoção de inovação tecnológica no cultivo de hortaliças em SPDH. Realizado mediante revisão sistemática da literatura, do tipo integrativa, a partir das bases de dados Scopus e Web of Science, no período temporal 2009-2019, envolveu análise bibliométrica e de conteúdo do portfólio selecionado. Para tanto, adotou-se o método de análise PRISMA. Dessa busca, 94 artigos foram selecionados para estudo aprofundado, do qual conclui-se que a inovação no desenvolvimento da agricultura no ramo de hortaliças diminui a necessidade de mão de obra, possibilita estabelecer um padrão de produção, aumenta a produtividade e a oferta de produtos com sabor e qualidade exigidos pelas normas. Também proporciona melhora na qualidade de vida dos agricultores. Entretanto, para o SPDH se tornar mais efetivo, necessita-se algumas adaptações tecnológicas. Uma lista de tecnologias e critérios avaliados para sua adoção foi compilada e organizada, auxiliando a estruturação de novas pesquisas no tema e o acesso ao conhecimento específico para agricultores interessados em inovação tecnológica para suas propriedades.

Palavras-chave:
inovação; mudança tecnológica; hortaliças; plantio direto

Abstract:

The considerable increase in the consumption of fresh horticultural products has intensified the importance of adopting technological innovations in agriculture, especially in the cultivation in a direct planting system for vegetables (SPDH). However, it is difficult to find and adopt technologies at a cost compatible with the size and revenue of the properties. In this way, a study was developed with the objective of identifying existing technologies and the conditions for the adoption of technological innovation in the cultivation of vegetables in SPDH. Carried out through a systematic review of the literature in the Scopus and Web of Science databases, in the period 2009-2019, it involved bibliometric and content analysis of the selected portfolio. For this purpose, the PRISMA analysis method was adopted. From this search, 94 articles were selected for in-depth study, from which it is concluded that innovation in the development of agriculture in the field of vegetables reduces the need for labor, makes it possible to establish a production standard, increase productivity and the supply of products with taste and quality required by the standards. It also improves the quality of life of farmers. However, for the SPDH to become more effective, some technological adaptations are needed. A list of technologies and criteria evaluated for their adoption was compiled and organized, helping the structuring of new research on the subject and access to specific knowledge for farmers interested in technological innovation for their properties.

Keywords:
innovation; technological change; vegetables; no-till

1. Introdução

O consumo de produtos frescos da horticultura, como legumes, tornou-se mais frequente na última década. Geralmente consumidos crus, não recebem tratamentos específicos para minimizar possíveis riscos à saúde. Ocorre que boas práticas de manipulação dos alimentos agrícolas são fundamentais para gerenciar a segurança alimentar, como descrevem os estudos de van Asseldonk et al. (2018)van Asseldonk, M. A. P. M., Malaguti, L., Breukers, M. L. H., & Fels-Klerx, H. J. V. D. (2018). Understanding preferences for interventions to reduce microbiological contamination in Dutch vegetable production. Journal of Food Protection, 81(6), 892-897. e Rajkumar (2010)Rajkumar, P. (2010). Food mileage: an indicator of evolution of agricultural outsourcing. Journal of Technology Management & Innovation, 5(2), 37-46., entre outros. Por essa razão, leis são necessárias para garantir a qualidade dos produtos e estabelecer padrões de produção agrícola (Adalja & Lichtenberg, 2018Adalja, A., & Lichtenberg, E. (2018). Implementation challenges of the food safety modernization act: Evidence from a national survey of produce growers. Food Control, 89, 62-71.).

O processo de cultivo envolve várias etapas: preparação do solo, semeadura e plantio, fertilização, irrigação, controle de pragas e doenças, manejo de plantas daninhas, colheita e comercialização. Na preparação do solo, são cultivadas culturas de cobertura para estimular a decomposição e facilitar o cultivo mecânico, variando de acordo com o tipo de solo, rotação de culturas ou preferências do agricultor em relação ao nível aceitável de controle de ervas daninhas (Adalja & Lichtenberg, 2018Adalja, A., & Lichtenberg, E. (2018). Implementation challenges of the food safety modernization act: Evidence from a national survey of produce growers. Food Control, 89, 62-71.; Chen et al., 2017Chen, G., Kolb, L., Leslie, A., & Hooks, C. R. R. (2017). Using reduced tillage and cover crop residue to manage weeds in organic vegetable production. Weed Technology, 31(4), 557-573.; Zhang e Ni, 2017Zhang, G. S., & Ni, Z. W. (2017). Winter tillage impacts on soil organic carbon, aggregation and CO2 emission in a rainfed vegetable cropping system of the mid-Yunnan plateau, China. Soil & Tillage Research, 165, 294-301.; Canali et al., 2013Canali, S., Campanelli, G., Ciaccia, C., Leteo, F., Testani, E., & Montemurro, F. (2013). Conservation tillage strategy based on the roller crimper technology for weed control in Mediterranean vegetable organic cropping systems. European Journal of Agronomy, 50, 11-18.).

Na etapa de semeadura e plantio em sistema de plantio direto (SPDH), mudanças de tecnologia são necessárias, requerendo investimentos em equipamentos novos e diferenciados do plantio convencional de produtos (Bavorova et al., 2018Bavorova, M., Imamverdiyev, N., & Ponkina, E. (2018). Farm-level economics of innovative tillage technologies: the case of no-till in the Altai Krai in Russian Siberia. Environmental Science and Pollution Research International, 25(2), 1016-1032.). Ressalte-se que culturas de cobertura podem afetar negativamente o posicionamento das sementes ou mudas na utilização de equipamentos no plantio (Lowry & Brainard, 2019Lowry, C. J., & Brainard, D. C. (2019). Organic farmer perceptions of reduced tillage: a Michigan farmer survey. Renewable Agriculture and Food Systems, 34(2), 103-115.).

A matéria orgânica e o fertilizante do solo podem ajudar a diminuir riscos com doenças e, além disso, varejistas de insumos auxiliam com informações de aplicações em quantidades recomendadas, com precisão e no momento apropriado (Schimmelpfennig, 2018Schimmelpfennig, D. (2018). Crop production costs, profits, and ecosystem stewardship with precision agriculture. Journal of Agricultural and Applied Economics, 50(1), 81-103.).

No cultivo de vegetais, sistemas de irrigação com economia de água, utilizando tecnologias, são fundamentais para aumentar os benefícios econômicos, sociais e ambientais (Zhang et al., 2019Zhang, B., Fu, Z., Wang, J., & Zhang, L. (2019). Farmers’ adoption of water-saving irrigation technology alleviates water scarcity in metropolis suburbs: a case study of Beijing, China. Agricultural Water Management, 212, 349-357.).

Estudos de longo prazo, comparando sistemas de manejo agrícola, descobriram que a produção orgânica com plantio direto pode melhorar os indicadores de qualidade do solo em comparação com sistemas convencionais. O preparo do solo é uma etapa importante no manejo de doenças, dado que a incorporação de resíduos de culturas pode aumentar a mortalidade de propágulos de doenças (Adalja & Lichtenberg, 2018Adalja, A., & Lichtenberg, E. (2018). Implementation challenges of the food safety modernization act: Evidence from a national survey of produce growers. Food Control, 89, 62-71.; Chen et al., 2017Chen, G., Kolb, L., Leslie, A., & Hooks, C. R. R. (2017). Using reduced tillage and cover crop residue to manage weeds in organic vegetable production. Weed Technology, 31(4), 557-573.; Canali et al., 2013Canali, S., Campanelli, G., Ciaccia, C., Leteo, F., Testani, E., & Montemurro, F. (2013). Conservation tillage strategy based on the roller crimper technology for weed control in Mediterranean vegetable organic cropping systems. European Journal of Agronomy, 50, 11-18.).

Os sistemas agrícolas e melhorias na produção auxiliam em diminuir torrões na colheita das raízes, reduzindo os custos de colheita; adoção de técnicas mínimas ou de plantio direto; capacidade de pulverizar as culturas com entrecruzamento usando orientação; aplicação mais eficaz de técnicas de agricultura de precisão (PA), como mapeamento de produtividade e aplicação variável de insumos (McPhee & Aird, 2013McPhee, J. E., & Aird, P. L. (2013). Controlled traffic for vegetable production: Part 1. Machinery challenges and options in a diversified vegetable industry. Biosystems Engineering, 116(2), 144-154.).

As tecnologias de PA com informações influenciam nos lucros e no gerenciamento da produção agrícola, por meio das Melhores Práticas de Gerenciamento (BMP), com benefícios para a administração do ecossistema. Quando as metas de produção agrícola são consideradas e integradas à gestão do ecossistema, incluem uma combinação de uso adequado da terra, manutenção da qualidade do ar e da água, evitando a aplicação excessiva de insumos produtivos e reduzindo o uso de energia e produção de gases de efeito estufa, melhorando, assim, a qualidade final do produto (Schimmelpfennig, 2018Schimmelpfennig, D. (2018). Crop production costs, profits, and ecosystem stewardship with precision agriculture. Journal of Agricultural and Applied Economics, 50(1), 81-103.; Lowry & Brainard, 2016Lowry, C. J., & Brainard, D. C. (2016). Strip-intercropping of rye-vetch mixtures affects biomass, carbon/ nitrogen ratio, and spatial distribution of cover crop residue. Agronomy Journal, 108(6), 2433-2443., 2019Lowry, C. J., & Brainard, D. C. (2019). Organic farmer perceptions of reduced tillage: a Michigan farmer survey. Renewable Agriculture and Food Systems, 34(2), 103-115.).

Ainda, as informações agrícolas oferecem oportunidades para os formuladores de políticas avaliarem o desempenho dos mercados de produtos agrícolas e determinarem as restrições microeconômicas. Além disso, permitem capacitar os produtores com recursos de gestão de produção e conhecimento de mercados ao seu alcance para fortalecer e estreitar a oferta e a demanda (Zidora et al., 2022Zidora, C. B. M., Rocha Junior, W. F., Santoyo, A. H., & Uribe-Opazo, M. A. (2022). Fatores determinantes para o acesso à informação por produtores de hortaliças na região sul de Moçambique. Revista de Economia e Sociologia Rural, 60(spe), e238628.).

Schimmelpfennig (2018)Schimmelpfennig, D. (2018). Crop production costs, profits, and ecosystem stewardship with precision agriculture. Journal of Agricultural and Applied Economics, 50(1), 81-103. explica que as tecnologias PA existentes, como mapeamento do Sistema de Posicionamento Global (GPS), são utilizadas para monitorar o rendimento de culturas, características do solo, e sistemas de orientação, que dirigem autonomamente tratores e colheitadeiras. Outras tecnologias, como o aplicativo móvel e o monitoramento com computador a bordo, auxiliam e facilitam o controle da produção agrícola (Mainetti et al., 2013Mainetti, L., Patrono, L., Stefanizzi, M. L., & Vergallo, R. (2013). An innovative and low-cost gapless traceability system of fresh vegetable products using RF technologies and EPCglobal standard. Computers and Electronics in Agriculture, 98, 146-157.; Jin et al., 2020Jin, X., Zhao, K., Ji, J., Qiu, Z., He, Z., & Ma, H. (2020). Design and experiment of intelligent monitoring system for vegetable fertilizing and sowing. The Journal of Supercomputing, 76(5), 3338-3354.).

Os benefícios econômicos com a adoção de novas tecnologias resultam na melhoria das colheitas e menores custos operacionais e de capital (devido ao uso reduzido de combustível), benefícios ambientais e da melhoria da conservação do solo e das relações na qualidade de vida dos produtores (McPhee & Aird, 2013McPhee, J. E., & Aird, P. L. (2013). Controlled traffic for vegetable production: Part 1. Machinery challenges and options in a diversified vegetable industry. Biosystems Engineering, 116(2), 144-154.). A principal preocupação dos economistas da agricultura é abordar questões de forma cuidadosa, que avaliem as implicações na tomada de decisões entre os agricultores (Adnan et al., 2019Adnan, N., Nordin, S. M. D., Bahruddin, M. A., & Tareq, A. H. (2019). A state-of-the-art review on facilitating sustainable agriculture through green fertilizer technology adoption: assessing farmers behavior. Trends in Food Science & Technology, 86, 439-452.). Nesse processo, os indivíduos passam por vários estágios de aprendizado e experimentação, desde a conscientização do problema e suas possíveis soluções, até que finalmente decidam se adotam ou rejeitam a tecnologia.

A implantação de tecnologias em pequenas propriedades rurais visa à diminuição expressiva da perda de solo, água e nutrientes e a utilização gradativa de agrotóxicos e adubos altamente solúveis, diminuindo o custo ambiental e de produção, mantendo ou até aumentando a produtividade e o conforto do trabalho humano (Reeve et al., 2016Reeve, J. R., Hoagland, L., Villalba, J., Carr, P., Atucha, A., Cambardella, C. A., Davis, D. R., & Delate, K. (2016). Organic farming, soil health, and food quality: considering possible links. Advances in Agronomy, 137, 319-367.; Tey et al., 2013Tey, Y. S., Li, E., Bruwer, J., Abdullah, A. M., Cummins, J., Radam, A., Ismail, M. M., & Darham, S. (2013). A structured assessment on the perceived attributes of sustainable agricultural practices: a study for the Malaysian vegetable production sector. Asian Journal of Technology Innovation, 21(1), 120-135.; Bavorova et al., 2018Bavorova, M., Imamverdiyev, N., & Ponkina, E. (2018). Farm-level economics of innovative tillage technologies: the case of no-till in the Altai Krai in Russian Siberia. Environmental Science and Pollution Research International, 25(2), 1016-1032.; Tian et al., 2016Tian, Y., Wang, Q., Zhang, W., & Gao, L. (2016). Reducing environmental risk of excessively fertilized soils and improving cucumber growth by Caragana microphylla-straw compost application in long-term continuous cropping systems. The Science of the Total Environment, 544, 251-261.). As áreas destinadas para esse sistema normalmente possuem alta variabilidade topográfica, tamanhos menores das áreas cultivadas, diversidade de cultivo e produção e quantidade de matéria seca que fica depositada sobre o solo, nos terrenos da agricultura familiar, necessitando equipamentos e técnicas de manejo apropriados a cada realidade, com custos acessíveis. Essa realidade dificulta a atual estrutura industrial em atender tal diversidade (Beach et al., 2018Beach, H. M., Laing, K. W., Walle, M. V. D., & Martin, R. C. (2018). The current state and future directions of organic no-till farming with cover crops in Canada, with case study support. Sustainability, 10(2), 373.).

Para Nordey et al. (2017), aNordey, T., Basset-Mens, C., De Bon, H., Martin, T., Déletré, E., Simon, S., Parrot, L., Despretz, H., Huat, J., Biard, Y., Dubois, T., & Malézieux, E. (2017). Protected cultivation of vegetable crops in sub-Saharan Africa: limits and prospects for smallholders: a review. Agronomy for Sustainable Development, 37(6), 53. ruptura dos sistemas de cultivo existentes para adoção de novas tecnologias, como o SPDH, exige apoio técnico e econômico à agricultura familiar, que geralmente possui capacidade de investimento limitada, o que dificulta a adoção dessas tecnologias. Portanto, as políticas governamentais têm papel importante em apoiar o desenvolvimento, organizar o mercado, disponibilizar suporte técnico e possibilitar o acesso a financiamentos. Ainda, Bietila et al. (2017)Bietila, E., Silva, E. M., Pfeiffer, A. C., & Colquhoun, J. B. (2017). Fall-sown cover crops as mulches for weed suppression in organic small-scale diversified vegetable production. Renewable Agriculture and Food Systems, 32(4), 349-357. concluíram que, via de regra, na agricultura familiar, geralmente o trabalho é realizado com ênfase nas ferramentas e no trabalho manual, necessitando adaptar os métodos de cultivo mecânico para que se tornem adequados e eficazes em suas operações.

Sendo assim, o objetivo geral desta pesquisa é identificar tecnologias existentes e condicionantes de adoção de inovação tecnológica no cultivo de hortaliças em SPDH.

O presente estudo apresenta-se dividido em quatro seções. A primeira consiste na introdução, contendo a contextualização e objetivo da pesquisa. Na seção 2, é apresentada a abordagem metodológica da pesquisa e a descrição das suas etapas e procedimentos de execução. A seção 3 apresenta os resultados da análise bibliométrica e de conteúdo sobre o portfólio bibliográfico identificado, aprofundando-se a discussão sobre a literatura. Para finalizar, a seção 4 traz as conclusões da pesquisa. Por fim, indicam-se a referências utilizadas.

2. Metodologia

O artigo conduz uma revisão sistemática da literatura do tipo integrativa (Whittemore & Knafl, 2005Whittemore, R., & Knafl, K. (2005). The integrative review: updated methodology. Journal of Advanced Nursing, 52(5), 546-553.), mediante busca de dados em artigos que abordem a adoção de inovação tecnológica no cultivo de hortaliças em SPDH, analisando as tecnologias existentes e os critérios para a adoção de novas tecnologias para os agricultores. Para tanto, adotou-se o método de análise Preferred Reporting Items for Systematic Reviews e Meta-Analyzes (PRISMA), estruturado com as seguintes etapas: Identificação, Triagem, Elegibilidade e Incluir (Duong et al., 2019Duong, T. T., Brewer, T., Luck, J., & Zander, K. (2019). A global review of farmers’ perceptions of agricultural risks and risk management strategies. Agriculture (Switzerland), 9(1), 10. ; Moher et al., 2009Moher, D., Liberati, A., Tetzlaff, J., & Altman, D. G. (2009). Preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses: the PRISMA statement. Journal of Clinical Epidemiology, 62(10), 1006-1012. ; Sar-Shalom Nahshon et al., 2019Sar-Shalom Nahshon, C., Sagi-Dain, L., Wiener-Megnazi, Z., & Dirnfeld, M. (2019). The impact of intentional endometrial injury on reproductive outcomes: a systematic review and meta-analysis. Human Reproduction Update, 25(1), 95-113.).

2.1. Identificação

Na primeira etapa, identificou-se os eixos temáticos e as palavras-chave relacionadas a cada um, para busca nos bancos de dados. Essa relação é apresentada no Quadro 1. O método Preferred Reporting Items for Systematic Reviews e Meta-Analyzes (PRISMA) recomenda uma estratégia de busca eletrônica completa de, pelo menos, um banco de dados principal. A utilização de apenas uma base de dados não garante que todos os estudos serão encontrados e, portanto, outras bases de dados devem ser pesquisados (Ortiz-Martínez et al., 2019Ortiz-Martínez, V. M., Andreo-Martínez, P., García-Martínez, N., Pérez de los Ríos, A., Hernández-Fernández, F. J., & Quesada-Medina, J. (2019). Approach to biodiesel production from microalgae under supercritical conditions by the PRISMA method. Fuel Processing Technology, 191, 211-222.). Nesse sentido, realizou-se pesquisas bibliográficas em dois diferentes bancos de dados: Web of Science (WoS) e Scopus.

Quadro 1
- Eixos e palavras-chave

O banco de dados WoS possui uma rica coleção de publicações, sendo conhecido por sua cobertura abrangente de periódicos de alto impacto, publicados no idioma Inglês (Kamble et al., 2020Kamble, S. S., Gunasekaran, A., & Gawankar, S. A. (2020). Achieving sustainable performance in a data-driven agriculture supply chain: a review for research and applications. International Journal of Production Economics, 219, 179-194.). O Scopus foi adotado por ser um dos maiores bancos de dados científicos do mundo (Wolfert et al., 2017Wolfert, S., Ge, L., Verdouw, C., & Bogaardt, M. (2017). Big data in smart farming: a review. Agricultural Systems, 153, 69-80.).

Após determinados os eixos e as palavras-chaves, estruturou-se as 550 combinações possíveis em uma planilha no software Excel. Para tanto, foram utilizados operadores booleanos OR para relacionar as palavras-chave de cada eixo; e operadores AND para interligar os diversos eixos. Como exemplo de uma combinação, tem-se: (“Inovação” e “Preparação do solo” e “Tecnologia” e “Hortaliças”). Para pesquisar no banco de dados Scopus e Web of Science, foram selecionados: “título, resumo e palavras-chave”. Posteriormente, realizou-se o download de cada uma das listagens de retornos no formato Bib Tex e importados no Software Mendeley Desktop.

Os critérios de elegibilidade, que fornecem os limites de busca desta revisão sistemática, foram definidos da seguinte forma:

  • Critérios de inclusão: 1) trabalhos que relacionam a adoção de tecnologias no cultivo de hortaliças com sistema de plantio direto (SPDH); 2) artigos publicados no período temporal compreendido entre 2009 e 2019; e 3) artigos na língua inglesa e chinesa.

  • Critérios de exclusão: 1) revisões narrativas assistemáticas; 2) obras publicadas em idioma diferente do Inglês e do Chinês; 3) dissertações e conferências; 4) livros ou capítulos de livros.

Com os critérios acima estabelecidos, e as combinações, a busca totalizou 268 publicações na base de dados WoS e 43.529 publicações na base de dados Scopus. As importações das combinações no Mendeley Desktop ocorreram individualmente e com anotações dos registros importados, totalizando 257 publicações na base de dados WoS e 39.326 publicações na base de dados Scopus.

2.2. Triagem

Posteriormente à importação dos arquivos, na segunda etapa, foi realizada uma revisão a fim de eliminar os artigos duplicados; documentos com ano de publicação anterior ao período temporal de 10 anos retroativos à data de consulta; e tipos de documentos diversos a artigos científicos publicados em periódicos, observando os critérios estabelecidos de inclusão e exclusão na busca, totalizando assim 15.554 artigos remanescentes no portfólio bibliográfico, para as etapas seguintes de filtragem.

2.3. Elegibilidade

A terceira etapa consistiu inicialmente na leitura direta do total de 15.554 títulos, realizada pelos pesquisadores, para selecionar os artigos, observando os termos de busca e os critérios de inclusão e exclusão apresentados no Quadro 2. Esses novos critérios, estabelecidos pelos pesquisadores, qualitativamente, a partir de uma exploração inicial dos títulos, serviram para refinar as etapas de filtragem por leitura, parametrizando as decisões por inclusão ou exclusão de documentos que, embora abarcados pela busca realizada na etapa de Identificação, efetivamente não apresentassem aderência temática ou metodológica aos interesses desta pesquisa. Após essa análise, 329 artigos foram selecionados para a leitura do resumo e prosseguimento rumo à escolha final dos artigos do portfólio bibliográfico.

Quadro 2
- Critério inclusão e exclusão

Excluíram-se as publicações em que o resumo explicitava tratar-se de processos ou tecnologias não direcionadas ao cultivo de hortaliças em SPDH, ou que não havia possibilidade de utilização nesse sistema de plantio. A análise detalhada dos resumos auxiliou na escolha dos artigos, formando as referências de acordo com cada tecnologia e critérios na adoção de tecnologias utilizadas na agricultura na produção de hortaliças e com possibilidade de utilização no cultivo em SPDH, totalizando 94 artigos, que foram considerados elegíveis para a presente revisão sistemática. As discordâncias sobre a inclusão ou não de uma determinada referência foram resolvidas por meio da discussão de todos os autores da presente revisão sistemática.

2.4. Incluir

A análise das 94 publicações foi realizada lendo-se a introdução, a metodologia e a conclusão, a fim de identificar se os artigos estavam alinhados com o objetivo de pesquisa. Dessa forma, foram mantidos os artigos que apresentavam as condicionantes de adoção da inovação tecnológica, tecnologias existentes e melhorias no processo de cultivo de hortaliças em SPDH ou com possível utilização nesse cultivo. Assim, o portfólio bibliográfico final contou com 94 artigos para posteriores análises.

Para a análise bibliométrica, observaram-se fatores como ano de publicação, autores, periódicos, número de citações na base de dados Scopus e Google Acadêmico e as palavras-chave. E a análise do conteúdo abordou os critérios na adoção de tecnologias e tecnologias existentes utilizadas no cultivo de hortaliças em SPDH, ou com possibilidade de utilização neste cultivo. A Figura 1 apresenta, de forma resumida, todos os passos descritos.

Figura 1
- Diagrama de fluxo de seleção método PRISMA. Fonte: Adaptado de Ortiz-Martínez et al. (2019)Ortiz-Martínez, V. M., Andreo-Martínez, P., García-Martínez, N., Pérez de los Ríos, A., Hernández-Fernández, F. J., & Quesada-Medina, J. (2019). Approach to biodiesel production from microalgae under supercritical conditions by the PRISMA method. Fuel Processing Technology, 191, 211-222..

3. Resultados e discussão

3.1. Análise bibliométrica

De acordo com o Portfólio Bibliográfico (PB), a maior concentração de artigos compreendeu o intervalo de 2015 a 2019, correspondente a 13% das publicações em 2015; 15% em 2016; 10% em 2017; 27% em 2018; e 10% em 2019. Com esse resultado, observa-se uma crescente nos estudos referentes ao objetivo desta pesquisa. Os artigos estão agrupados por ano no Quadro 3.

Quadro 3
- Artigos do PB separados por ano

A análise realizada por meio do número de citações dos artigos do PB, na base de dados Scopus, apresenta 20 autores com maior relevância, destacando-se: Ojha et al. (2015)Ojha, T., Misra, S., & Raghuwanshi, N. S. (2015). Wireless sensor networks for agriculture: the state-of-the-art in practice and future challenges. Computers and Electronics in Agriculture, 118, 66-84. , com 204 citações e López Riquelme et al. (2009)López Riquelme, J. A., Soto, F., Suardíaz, J., Sánchez, P., Iborra, A., & Vera, J. A. (2009). Wireless sensor networks for precision horticulture in Southern Spain. Computers and Electronics in Agriculture, 68(1), 25-35. , com 177 citações. A Figura 2 apresenta os autores mais relevantes.

Figura 2
- Número de citações artigos do PB na base de dados Scopus. Fonte: Elaboração própria

A Figura 3 apresenta o número de citações dos artigos do PB no Google Acadêmico de 20 autores mais relevantes, dentre os quais se destacam: López Riquelme et al. (2009)López Riquelme, J. A., Soto, F., Suardíaz, J., Sánchez, P., Iborra, A., & Vera, J. A. (2009). Wireless sensor networks for precision horticulture in Southern Spain. Computers and Electronics in Agriculture, 68(1), 25-35. , com 315 citações; Ojha et al. (2015)Ojha, T., Misra, S., & Raghuwanshi, N. S. (2015). Wireless sensor networks for agriculture: the state-of-the-art in practice and future challenges. Computers and Electronics in Agriculture, 118, 66-84. , com 289 citações; Dursun & Ozden (2011)Dursun, M., & Ozden, S. (2011). A wireless application of drip irrigation automation supported by soil moisture sensors. Scientific Research and Essays, 6(7), 1573-1582., com 125 citações; Mirsky et al. (2009)Mirsky, S. B., Curran, W. S., Mortensen, D. A., Ryan, M. R., & Shumway, D. L. (2009). Control of cereal rye with a roller/crimper as influenced by cover crop phenology. Agronomy Journal, 101(6), 1589-1596. , com 118 citações; e Bechar & Vigneault (2016)Bechar, A., & Vigneault, C. (2016). Agricultural robots for field operations: concepts and components. Biosystems Engineering, 149, 94-111. , com 104 citações.

Figura 3
- Número de citações artigos do PB no Google Acadêmico. Fonte: Elaboração própria

Foram encontrados 336 autores diferentes nas publicações do PB, 30 com duas publicações e quatro foram destaques com mais de duas publicações cada: Jin, com cinco publicações; McPhee, com quatro publicações; e Aird e Ji, com três publicações. A Figura 4 apresenta a relação dos autores com o número de artigos no PB. São contemplados aqueles com, no mínimo, dois artigos.

Figura 4
- Autores com mais de duas publicações no PB. Fonte: Elaboração própria

Realizou-se busca nas referências dos artigos do PB para identificar os autores com maior número de citações. A Figura 5 apresenta 34 autores que são evidenciados com o mínimo de sete vezes nas referências dos artigos. Os de maior destaque: An aparece 34 vezes; Li, 22 vezes; Wang, Y. e Zhang, 17 vezes; e Wang, J., que aparece 16 vezes.

Figura 5
- Número citações autores nas referências dos artigos no PB. Fonte: Elaboração própria

Com o intuito de analisar o número de publicações utilizadas, foram identificados 59 periódicos no PB e o Fator de Impacto (FI) Scimago Journal Rank (SJR). Para isso, realizou-se o cruzamento do número de vezes que o periódico é evidenciado no PB com o valor FI. Portanto, a Figura 6 apresenta os dados levando em consideração os periódicos com mais de duas publicações. Assim, destacam-se no FI: Soil and Tillage Research, com 1,9; Agronomy for Sustainable Development, com 1,8; e Critical Reviews in Food Science and Nutrition, com 1,7. Entretanto, no número de publicações no PB destacam-se: Nongye Gongcheng Xuebao/Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, com oito;, Nongye Jixie Xuebao/Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, com sete; Renewable Agriculture and Food Systems, com quatro; e Soil and Tillage Research; Journal of Rural Studies; Computers and Electronics in Agriculture; Biosystems Engineering; Weed Technology; International Journal of Agricultural and Biological Engineering; Acta Horticulture, com três publicações. A Figura 6 apresenta os dados.

Figura 6
- Número de publicações no periódico e o Fator de Impacto SJR utilizados no PB. Fonte: Elaboração própria

Na análise bibliométrica, foram encontradas 436 palavras-chave diferentes. Dessas, 72 são usadas em mais de um artigo, representando 16,51%. Na Figura 7 estão representadas as palavras que são citadas acima de três vezes, dentre elas teve destaque: Robotics, citada oito vezes; Automation, citada seis vezes; Organic agriculture; Precision Agriculture; Vegetables; Wireless sensor network, citadas cinco vezes; e Conservation tillage; Cover crop; India; No-till; Optimisation; Roller-crimper; Soil health, citadas quatro vezes.

Figura 7
- Número citação palavra-chave dos artigos do PB. Fonte: Elaboração própria

A Figura 8 representa o número de citações das palavras-chave determinadas para a busca nos bancos de dados Scopus e WoS, nas palavras-chave dos artigos do PB. Para isso, cruzou-se as palavras da pesquisa com as palavras dos artigos do PB e destacaram-se: Irrigação, sete vezes; Inovação, Colheita e Tecnologia, seis vezes; Maquinaria e Dispositivo, quatro vezes; Semeando, três vezes; e Adoção e Hortaliças, duas vezes cada uma.

Figura 8
- Número citação palavra-chave pesquisa nas palavras-chave dos artigos do PB. Fonte: Elaboração própria

3.2. Análise de conteúdo

A análise do conteúdo buscou categorizar os tipos de tecnologias e critérios utilizados para a adoção de inovação tecnológica no cultivo de hortaliças, utilizando o sistema de plantio direto (SPDH). Acerca dos resultados da pesquisa, o Quadro 4 apresenta detalhadamente as tecnologias.

Quadro 4
- Tecnologias existentes no cultivo de hortaliças, grãos e frutas

As Tecnologias de Agricultura de Precisão (Sistemas da Informação), identificadas a partir de 27 autores, são tecnologias utilizadas com sistemas de informação, com os quais o produtor consegue monitorar em tempo real as condições de produção. Porém, existem limitações de aplicação em propriedades de menor porte, em virtude de custos e necessidade de máquinas adequadas. Desse modo, entende-se que pesquisas futuras são necessárias.

Somente dois autores estudaram a Tecnologia de Transporte e Logística, a qual é utilizada para transportar e monitorar os produtos frescos, além de sistemas de refrigeração que são fundamentais para manter os produtos com as qualidades exigidas pelas normas até o consumidor final.

Com 12 estudos na última década, as Tecnologias de Transplantadores de Mudas são máquinas que auxiliam no processo de cultivo e mostram uma evolução no plantio, aumentando a produtividade, qualidade e diminuindo os esforços físicos dos trabalhadores.

No quesito Tecnologias de Armazenamento e Embalagens Pós-colheita, um autor demonstrou que, nas operações mecânicas de corte e descascamento na colheita, ocorre liberação de conteúdos celulares, os quais propiciam o crescimento de microrganismos patogênicos e deterioração do produto. Entretanto, tratamentos pós-colheita são utilizados, além de embalagens projetadas para fornecer uma distribuição uniforme do fluxo de ar e manter o produto refrigerado, de acordo com outro autor.

A esterilização é um dos métodos mais eficazes de conservação de alimentos e as Tecnologias de Esterilização de Produtos Frescos como a térmica, têm sido amplamente empregadas, segundo dois estudos do PB, possibilitando aos produtores oferecer produtos com sabor mais fresco e melhor qualidade para o consumidor final.

A produção de vegetais é caracterizada pelo tráfego intenso de máquinas e equipamentos, particularmente durante a colheita. Em consequência, ocorre a compactação do solo, dificultando a produção. É possível ser eliminada essa situação, desde que ocorra o controle de todos os implementos e seja adotado um intervalo específico e que todos os trilhos de rodas sejam posicionados em faixas específicas. Tecnologias de Controle de Tráfego no Processo de Cultivo são utilizadas no PB e quatro autores as pesquisaram.

Outras quatro pesquisas afirmam que, para garantir a produtividade e rentabilidade estáveis, o monitoramento e o controle contínuo e intensivo do ambiente de produção de culturas protegidas (em estufas) são essenciais e diminuem desperdícios de tempo e mão de obra. Dessa forma, as Tecnologias de Sistema de Monitoramento Climático, Temperatura e Umidade são fundamentais; porém, é necessário tomar cuidado com o controle inadequado para não ter desperdícios.

As Tecnologias de Controle de Ervas Daninhas estão substituindo o controle químico das últimas décadas, que levaram a um aumento no número de populações de ervas daninhas e resistência aos herbicidas. Algumas maneiras minimizam e auxiliam no controle como por exemplo, herbicidas e biopesticidas a base de produtos naturais, culturas de cobertura de solo e robôs semiautônomos e autônomos. Estudos de quatro autores evidenciaram a evolução no controle de ervas daninhas.

Outro fator fundamental é a qualidade dos produtos oferecidos para o consumidor. Dessa forma, um autor demonstrou que as Tecnologias de Sensores para Medir a Qualidade de Frutas e Vegetais pode ser utilizada para avaliar e garantir a qualidade dos produtos frescos.

As Tecnologias de Agricultura Orgânica (rotação de cultura e cobertura de solo com plantio direto) utilizam emendas baseadas em carbono, diversas rotações de culturas e culturas de cobertura para aumentar a fertilidade do solo. Essas práticas aumentam a matéria orgânica do solo biologicamente disponível e as atividades benéficas dos micróbios e invertebrados do solo melhoram as propriedades físicas, reduzindo o potencial de doenças e aumentam a saúde das plantas. Estudos de 17 autores evidenciaram as práticas de plantio com agricultura orgânica.

Estudos anteriores, de 11 autores, demostram que Tecnologias de Reciclagem de Água, para Irrigação e Fertilizantes são sistemas de captação, controle e monitoramento de água e fertilizantes e contribuem com menos desperdícios, dosagem correta, aumentado a qualidade e bem-estar das plantas, possibilitando melhores rendimentos e aproveitamento dos recursos naturais.

A esterilização é um dos métodos mais eficazes de conservação de alimentos e as Tecnologias de Esterilização de Produtos Frescos como a térmica têm sido amplamente empregadas segundo dois estudos do PB, possibilitando aos produtores oferecer produtos com sabor mais fresco e melhor qualidade para o consumidor final.

Outros dois estudos mostram que, em países desenvolvidos do Ocidente, a indústria de hortícolas de estufa tornou-se altamente mecanizada com a utilização de Tecnologias de Colheita, que são sistemas de produção relativamente estáveis e ferramentas de apoio com alta tecnologia, a fim de melhorar a eficiência da colheita e custos com mão de obra.

Em dez pesquisas, os autores demostram que, nos próximos anos, máquinas serão introduzidas na horticultura, usando Tecnologias Robóticas, combinando design mecânico inteligente com sensores e inteligência artificial, necessários para executar tarefas difíceis e que exigem muita mão de obra humana, diminuído os esforços físicos, aumentado a qualidade e produtividade.

Em contrapartida, para que as tecnologias possam ser adquiridas e implementadas, cinco estudos apontam os Critérios utilizados para a Adoção de Tecnologias e Redes de Suporte para os Agricultores, sofrendo influência das características do proprietário, dos familiares, da propriedade, condições de produção, percepções de tecnologias e fatores ambientais. Além disso, agricultores proativos que exploram tecnologias e práticas de ponta, desenvolvendo redes menos diversificadas, mas que alcançam a mesma diversidade de capital social por meio de relações indiretas ou capital social substituto, mediado principalmente por intermediários de conhecimento, obtém melhores resultados finais. O Quadro 5 apresenta os critérios com os respectivos autores de cada estudo.

Quadro 5
- Critérios para adoção de inovação tecnológica

4. Conclusões

O presente estudo constituiu-se em uma revisão sistemática de literatura, do tipo integrativa, utilizando o método PRISMA para selecionar artigos científicos referentes aos condicionantes da adoção de inovação tecnológica no cultivo de hortaliças utilizando SPDH, caracterizando as principais tecnologias utilizadas e os critérios de maior influência na adoção.

Os estudos encontrados apontam que existem preocupações em relação às técnicas com cultivo convencional de hortaliças, as quais utilizam concentrações elevadas de agrotóxicos e, em consequência, ocorre aumento de resistência das ervas daninhas aos herbicidas e degradação da qualidade e nutrientes do solo.

Entretanto, há vários incentivos para os agricultores implantarem o SPDH com vários benefícios, com ressalva à qualidade do produto final a ser consumido. Porém, é um caminho longo a ser percorrido, necessitando de incentivos de diferentes grupos sociais, adoção de novas tecnologias, transferências de conhecimento, investimentos, entre outros fatores. Além disso, os resultados não são imediatos e sim a longo prazo.

A presente revisão sistemática foi limitada a encontrar pesquisas específicas de adoção de novas tecnologias no cultivo de hortaliças utilizando os sistemas de plantio direto SPDH, em específico. Vários estudos demostraram uma evolução nos sistemas agrícolas com surgimento de novas tecnologias no plantio convencional e de grãos.

Portanto, 94 artigos foram selecionados para estudo aprofundado, sendo as principais tecnologias identificadas: técnicas no processo de cultivo em SPDH, sistemas sem fio para monitoramento, robótica, logística e transporte, monitoramento e controle de irrigação e fertilizantes, máquinas, colheita, sistemas de informações, esterilização e segurança alimentar, agricultura de precisão, controle de tráfego, sensores para medir a qualidade dos produtos e controle de ervas daninhas. Já os critérios utilizados, para avaliar a adoção dessas tecnologias, são influenciados pelas características do proprietário, dos familiares, da propriedade, condições de produção, percepções de tecnologias e fatores ambientais.

Conclui-se que a adoção de novas tecnologias, no desenvolvimento da agricultura no ramo de hortaliças, possibilita o aumento da produtividade, qualidade de vida dos produtores, diminui a mão de obra e proporciona oferta de produtos saborosos e com qualidades exigidas pelas normas. Entretanto, alguns fatores como a necessidade de algumas adaptações tecnológicas para o SPDH, resistência à mudanças no sistema de cultivo, investimentos, gestão do conhecimento, entre outros, necessitam ser superados.

Ainda, na agricultura familiar, as áreas destinadas ao cultivo de hortaliças em sistema plantio direto (SPDH) normalmente possuem alta variabilidade topográfica, tamanhos menores das áreas cultivadas, diversidade de cultivo e produção e quantidade de matéria seca que fica depositada sobre o solo nos terrenos, necessitando equipamentos e técnicas de manejo apropriados a cada realidade, com custos acessíveis. Ainda, a falta de informações pelos agricultores é um fator condicionante que dificulta a adoção dessas tecnologias.

Este estudo da pesquisa atual contribuiu no levantamento de inovações tecnológicas e de critérios que influenciam a adoção pelos agricultores. Observa-se, por fim, que existem lacunas na literatura referentes à adoção e inovação tecnológica específicas no cultivo de hortaliças em SPDH, ou seja, pesquisas futuras são necessárias para aprofundamento na área.

  • Como citar: Bellé, D., Schenatto, F. J. A., & Guadagnin, C. A. (2023). Adoção de inovações tecnológicas no cultivo de hortaliças em sistema de plantio direto: uma revisão integrativa da literatura. Revista de Economia e Sociologia Rural, 61(3), e258684. https://doi.org/10.1590/1806-9479.2022.258684
  • JEL Classification: O1

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    07 Nov 2022
  • Data do Fascículo
    2023

Histórico

  • Recebido
    29 Nov 2021
  • Aceito
    29 Ago 2022
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