O velké objevy nezavadíte na prošlapaných cestách. A taky je pravda, že ne každá neprošlapaná cesta vede do cíle. Badatelé z univerzity na Floridě o tom něco vědí. Dlouho zkoušeli, co se bude dít, když rostlinám nedopřejí denní světlo, ale místo toho na ně budou otravně blikat.
Jak bude vypadat budoucnost zemědělské produkce, je prozatím nejisté. Ale poměrně dost technicky laděných nadšenců ji vidí v obřích pěstírnách. Produkčních městských fabrikách – klidně i podzemních – kde by se za svitu biolamp pěstovaly celé bataliony salátů, ředkví a fazolí pro lokální spotřebu.
Počítačem řízené systémy by se tu staraly o zálivku i přesné dávkování hnojiv, uzavřený objem pěstírny by měl kontrolované klima… ale to už znáte.
)
Proti této jistě zajímavé vizi stojí fakt, že žádné umělé osvětlení není zrovna laciné. Z těch příkladů několika málo dosud realizovaných futuristických projektů pěstíren je zatím patrné, že spotřeba energií na zajištění světla tu tvoří kolem čtvrtiny celkového provozního rozpočtu. A byť produkce těchto pěstíren rozhodně není zanedbatelná, proti zemědělcům – kterým slunce svítí zadarmo – budou vždy v konkurenční nevýhodě.
Nehledě na emise, které se s každou jednotkou spotřebované energie pojí.
Světlo dávkované po troškách
O tom, jak by se pěstírny s umělým osvětlením daly vést laciněji a efektivněji, proto před časem začal dumat i profesor molekulární a buněčné biologie rostlin z Floridské univerzity, Kevin Folta. Úvahy a bádání jej přes několik zajímavých praktických experimentů dovedly až k zajímavým zjištěním o tom, jak se to vlastně má se světlem, rostlinami a jejich růstem.
Všechno se to zrodilo z nápadu, který přes svou úspornost v zásadě moc rozumně nezní. A to z vize, že by se rostlinám v pěstírnách tím umělým světlem přisvětlovalo méně. Tedy, méně… spíše po menších kouscích.
)
Rostliny samozřejmě potřebují světlo pro fotosyntézu. Proces, který využívá sluneční energii ke slučování oxidu uhličitého a vody za vzniku cukrů, potřebných pro metabolismus rostlin. Světlo, ať už jeho intenzita nebo délka trvání světlé části dne, také řídí růst a vývoj rostlin.
Profesor Folta na to šel jinak. Zajímalo ho, co by se asi stalo, kdyby rostlinám dopřál totéž množství světla, ale v kratších cyklech.
Řekněme, že místo „ideální dávky“ 12 hodin světla denně by to byly dvě šestihodinové porce. Nebo čtyři tříhodinové. A co by se stalo, kdyby se ten čas osvětlení rozštěpil na minutové záblesky? Bylo by to podobné, jako kdyby vám někdo místo papírové tisícikoruny dal tisíc jednokorunových mincí. Formálně je to pořád to samé, ne?
)
Jak málo je už moc málo?
Nebylo. A první praktické experimenty jasně ukázaly, že tahle varianta s drobnými pěstovaným rostlinám radost neudělala.
Dokud byly sazenice kapusty, tuřínu nebo řepy vystavené cyklům 12 hodin světla a 12 hodin tmy, rostly normálně, hromadily pigmenty a zvětšovaly se. Když se ale cykly zkrátily, začaly rostliny revoltovat. Vypadaly podobně nezdravě a zakrsle, jako kdyby rostly celou dobu ve tmě.
Folta to zkusil znovu, trochu jinak. Nastavil režim chaotické nepravidelnosti. Střídání světla a tmy v jeho pokusném skleníku pořád dávalo v součtu oněch dvakrát dvanáct hodin, jen to teď běželo po minutách, pětiminutovkách i půlhodinách dohromady, naprosto chaoticky a nahodile.
A další neúspěch se brzy dostavil.
Vyhublé, vratké a nestabilní stonky pěstovaných rostlin se jen táhly výše, ve snaze najít více světla, výroba pigmentu v listech se pozastavila.
Nikam to nevedlo a navíc bylo jasné, že tohle k žádným úsporám na osvětlení nevede. Pořád se v součtu svítilo dvanáct hodin denně. Takže poslední varianta? Krátké, několikavteřinové pravidelné záblesky. Skoro jako na diskotéce. Pět vteřin světla - pět vteřin tmy. Výsledek překvapil.
Těch minimalistických pět vteřin světla totiž rostlinám stačilo k tomu, aby udržely v běhu fotosyntézu, metabolické procesy jako dýchání a tvorbu pigmentů v chodu. Ve výsledku (tedy spíše výpěstku) se nelišily od rostlin, které byly pěstovány v konstantních dvanáctihodinových cyklech světla a tmy. To si pochopitelně říkalo o pokračování.
Další krok? Ponechat pětivteřinový záblesk světla, ale protáhnout dobu, kdy je zhasnuto.
)
Více tmy než světla
Profesor Folta „blikal“ rostlinám ve skleníku, a postupně přidával na délce tmavé fáze. Po vteřinách, u každé nové várky pěstovaných rostlin.
Pokud vám to trochu připomíná vtip o rybě, kterou se někdo snažil držet mimo akvárium, až se nakonec utopila, nejste úplně daleko od pravdy. Tedy, s jedním zásadním rozdílem. Ryba se tentokrát neutopila a Folta to ve finále dotáhl na k poměru pěti vteřin světla na dvacet vteřin tmy. Stále při zachování normálního růstu a všech kvalit pěstovaných rostlin.
Fungovalo to perfektně, protože v takovém uspořádání se už skutečně dalo hovořit o smysluplné úspoře energie na osvětlení. Skleník toho totiž v taktu 5/20 prosvítil přibližně o 60 procent méně. Což už by v měřítcích veliké podzemní pěstírny bylo na účetní uzávěrce znát.
)
Navíc se tu projevila ještě jedna zajímavost. Vztažená sice jen k jedné odrůdě salátu, ale i tak docela podnětná. Té jedné konkrétní odrůdě totiž blikavý režim vyhovoval, a z hlediska gramáže vytvořené biomasy i listové plochy rostla lépe, než kontrolní vzorky totožné odrůdy, pěstované v režimu 12/12 hodin.
Co z toho plyne? Že se o tom, jak rostliny pracují se světlem, musíme ještě hodně učit. A že v praxi budoucnosti by mohlo hrát zásadní roli i to, jak krátkými či dlouhými záblesky světla budeme pěstované rostliny obšťastňovat. Za specifických světelných podmínek, při nichž je méně světla než tmy, by totiž mohly růst ještě lépe, než venku na sluníčku.
Ti futuristé a nadšenci moderní techniky budou mít možná nakonec pravdu. Je jen otázka, jak to vlastně bude s chutí a obsahem látek.
Zdroj: urbanagnews.com, TheConversation.com, Environmental and Experimental Botany, Plant Cell, ČeskéStavby.cz
