Hydroponie

Hydroponie

Hydroponie je pěstování rostlin bez půdy v živném roztoku. Nejvhodnějším substrátem je v tomto případě keramzit – expandovaný jíl. Hydroponicky je možné pěstovat téměř všechny pokojové rostliny, zeleninu – meloun, ovoce – okurky, rajčata apod., nebo květiny (karafiáty, gerbery apod.) pro produkci řezaných květů. Užitkové rostliny ve sklenících se také pěstují hydroponicky buď v minerální plsti, nebo v roztoku na „tenké vrstvě“. V těchto systémech voda cirkuluje, mimo záhony se zpět vrácený roztok filtruje, doplní se živiny, upraví pH a teplota. Podle systému a účelu pěstování se přidávají hnojiva. Pro uzavřený systém pěstování pokojových rostlin v keramzitu lze použít kvalitní tekutá hnojiva bez balastních látek a při každé zálivce zalévat slabým roztokem 0,02 %. Pro tento způsob existují ještě dlouhopůsobící iontovýměnná hnojiva na bázi Lewatitu, která vyměňují živné ionty za soli obsažené v zálivkové vodě. V případě použití takového hnojiva není vhodná zálivka dešťovou vodou. Tuto lze rostlinám dodávat jednou za 3–4 měsíce. Výnosy může zvýšit elektrická stimulace rostlin.^[1]

Velká většina rostlin, která je pěstována hydroponicky, může růst v hydroponii i v půdě. Mezi výhody patří rychlejší růst rostlin a menší náchylnost k chorobám. Vděčnou hydroponickou rostlinou je např. voděnka (Tradescantia zebrina). Tato metoda pěstování je vhodná pro alergiky.^[zdroj?]

Systémy

Existuje 6 základních typů hydroponických systémů:

Pasivní systém (Wick systém)

Wick system je hydroponický systém, u kterého je kořenový systém propojen s vodním roztokem pomocí knotu, který pomocí kapilární elevace přenáší vlhkost do kořenového obalu rostlin. Tento systém je vhodný pro pomalu rostoucí rostliny, které vydrží bez péče několik týdnů, ale není ideální pro velké nebo na vodu náročné rostliny.

Pěstování na vodě (Deep Water Cultivation - DWC)

Deep Water Cultivation je jednoduchý aktivní hydroponický systém často používaný v botanických laboratořích. Zahrnuje plošinu z pěnového polystyrénu, ve kterém jsou umístěny perforované květináče a celý tento systém plave na hladině živného roztoku. Na dně nádoby je umístěn oxidační kámen připojený k vzduchovému čerpadlu, které dodává kyslík do roztoku a kořenů rostlin.

Metoda zaplavení a odvodnění (Ebb & Flow)

Ebb & Flow je klasický, jednoduchý a spolehlivý hydroponický systém, který pravidelně zaplavuje rostliny v napouštěcí vaně s pěstebním médiem dle výběru v určitých časových intervalech. Systém pracuje na principu dočasného zaplavení a odvodnění místo trvalého ponoření kořenů do živného roztoku, jak je tomu u systémů hluboké vodní kultury. Tento proces je řízen časovačem, který aktivuje ponorné čerpadlo pro zaplavení a následné vypuštění živného roztoku zpět do nádrže. Časování je nastavitelné podle typu rostlin, podmínek prostředí a typu pěstebního média.

Kapkové závlahové systémy (Top Drip Systems)

Top drip systems je nejrozšířenější hydroponický systém, který funguje na principu odkapávání živného roztoku do kořenového systému rostlin pomocí čerpadla ovládaného časovačem. Rozlišujeme mezi recirkulačními (obnovovacími) a nerecirkulačními (neobnovovacími) systémy. Recirkulační systém znovu využívá přebytečný živný roztok, což je efektivnější využití živin a umožňuje použití méně komplexního časovače. Naopak, nerecirkulační systém nevrací přebytečný roztok zpět do nádrže, vyžaduje přesnější nastavení zavlažování a snižuje potřebu údržby, protože nezpůsobuje kolísání v koncentraci živin a pH roztoku. Nerecirkulační systém tak nabízí stabilnější prostředí pro rostliny bez potřeby časté kontroly, na rozdíl od recirkulačního, který vyžaduje pravidelné sledování a úpravy.

Metoda živé vrstvy (Nutrient Film Technique - NFT)

Nutrient Film Technique je známý hydroponický systém, kde živný roztok cirkuluje z nádrže do pěstební nádoby pomocí ponorného čerpadla, vytvářející mělkou, pomalu se pohybující vrstvu, která prochází přes kořeny rostlin a následně se vrací zpět do nádrže. Hlavní výhodou NFT je efektivní okysličení díky rovnoměrnému rozprostření živného roztoku po celé ploše nádoby s mírným sklonem 2–3 %, zajišťující okysličení celé vrstvy roztoku i rostlin.

Aeroponické systémy

Aeroponické systémy transformují živný roztok na jemnou mlhu pomocí ultrazvukové membrány, vytvářející tzv. suchou mlhu s průměrem kapiček asi 2,5 mikronu. V aeroponii rostliny absorbují vodu a živiny přímo ze vzduchu. Některé aeroponické systémy jsou navíc speciálně upraveny pro pěstování v interiérech.

Historie

Visuté zahrady Semiramidiny či jiné zmínky bývají považovány za starověkou hydroponii, ale důkazy nejsou. Experimenty s hnojením provedl Theofrastos.^[zdroj⁠?!] Zakladateli moderní hydroponie jsou němečtí botanikové Julius von Sachs a Wilhelm Knop, kteří se pěstováním rostlin bez půdy zabývali v 60. až 70. letech 19. století. Jejich výsledky se rychle ujaly a byly dále rozvíjeny. Problém byl především s ukotvením rostlin. Původně se rostliny provlékaly otvorem v korkové zátce, uzavírající nádobu s živným roztokem. Dále se využívaly i běžné květináče, vyplňované drcenou střešní krytinou, drcenou pemzou, drobnými oblázky a podobným materiálem. Jako ideální se ovšem ukázal právě keramzit.

Pěstování

Květinám, pěstovaným bez zemního substrátu, škodí studený vzduch a průvan, proto je nutné větrat jen opatrně. Potřebují světlo, ale je nevhodné vystavit je slunečním paprskům přímo. Pro zálivku a rosení nemají v oblibě chlorovanou, tvrdou a studenou vodu (optimální teplota je 20 °C).

Výhody hydroponického pěstování rostlin

• vhodnost pro alergiky (absence alergenů v zemině nahrazené pěstebním roztokem)^[zdroj?]
• kontrola přesné skladby živin
• rychlejší zakořenění
• květiny vyrostou rychleji, takže se dřív sklízí úroda ze zelené zahrádky
• méně častá zálivka (kořeny ponořené v živném roztoku mají dostatek vody)
• méně časté přesazování

Substráty

Agregát expandovaného jílu

Pro systém hydroponie, ve kterém je kontrolován přísun živin, jsou vhodné expandované jílové pelety (keramzit), které prošly ohřevem. Jsou pH neutrální a neobsahují žádné živiny. Jíl se formuje do kulatých pelet a je ohříván v otáčejících se pecích o teplotě 1 200 °C. To způsobuje u pelet narůstání podobně jako u popcornu, a také jejich pórovitost. Jsou lehké a časem nezůstávají celistvé. Tvar pelet záleží na procesu výroby a může být u většího množství jednotný, či různorodý. Výrobci považují expandované jílové pelety za ekologicky udržitelné a mohou být opakovaně použity. Typicky jsou čištěny bílým octem, chlórovým bělidlem, nebo také peroxidem vodíku a následně jsou celé opláchnuty vodou.

Lapides crescendi

Lapides crescendi (Growstones) jsou vytvářeny z odpadního skla a mají retenční prostor na více vody i vzduchu, než je u perlitu a rašeliny. Tento typ agregátu udržuje více vody než předvařené rýžové lusky. Growstones se skládají z 0,5 až 5 % uhličitanu vápenatého. Množství je typicky kolem 25,8 až 258 g uhličitanu vápenatého na 5,1 kg balení Growstones . Zbytek je sodnovápenaté sklo.

Kokosové textilní vlákno

Jedná se o zbývající materiál po odstranění vláken z vnější schránky kokosového ořechu. Kokosové vlákno je 100 % přírodní rostlinný substrát. Obvykle je kokosové vlákno cílem houby Zelenatky (trichoderma), která chrání kořeny rostliny a stimuluje jejich růst. Kokosové vlákno je při zalévání velmi obtížné přetéci, prostředí je bohaté na obměnu kationů, které vede k velmi dobré směně minerálů a uskladňování minerálů postupně uvolňovaných rostlině. Kokosové vlákno je dostupné v několika variantách, obecně nejrozšířenější je kokosová rašelina, která by neměla obsahovat minerály.

Rýžové lusky

Rýžové lusky (PBH) jsou vedlejším produktem v zemědělství, který prochází ohřevem a nemá jiné využití. Jako substrát se postupně rozkládá, čímž umožňuje odvodnění. Studie prokázaly, že využití rýžových lusků nemá vliv na funkci fytohormonů.

Perlit

Perlit je sopečný kámen, který prošel razantním ohřevem. Je lehký a je formován do narůstajících skleněných oblázků. Je využíván volně, nebo je ve vodě včleněn do plastového obalu. Využívá se také k míchání půdních směsí ke snížení hustoty půdy. Perlit má podobné využití jako vermikulit, obecně zadržuje méně vody a více vzduchu, je schopný plout.

Vermikulit

Podobně jako perlit, se jedná o minerál, který prošel razantním ohřevem a formováním do lehkých oblázků. Vermikulit zadržuje více vody než perlit. Vermikulit má tendenci absorbovat vodu a minerály v systému pasivní hydroponie. Když je v okolí kořenů příliš mnoho vody a menší přístup vzduchu, je možné postupně snižovat míru zadržování vody substrátem přidáním dalšího množství perlitu.

Pemza

Podobně jako perlit je pemza velmi lehká, získává se ze sopečného kamene a využívá se při hydroponii.

Písek

Písek je levná a dostupná varianta substrátu, nicméně je těžký, neudržuje dobře vodu a měl by být mezi používáním pročišťován případně sterilizován.

Štěrk

Jedná se o podobnou formu substrátu, jako se využívá v akváriích. Substrát by měl být nejprve očištěn. Typicky se při hydroponii využívá tradiční vrstva filtračního štěrku s elektricky poháněnou pumpou na růst rostlin. Štěrk je levnou záležitostí a je poměrně lehké jej udržovat čistý, dochází k dobrému průtoku vody, ale štěrk je také velmi těžký. Když není systém s rostlinami dostatečně často zavlažován, mohou kořeny rostliny v substrátu vyschnout.

Celulózní vlákna

Jedná se o velmi efektivní organický substrát pro hydroponii, získávaný ze dřeva. Výhodami tohoto substrátu je například po dlouhou dobu úspěšné zachování struktury. Tento typ vláken byl používán ve velmi raných počátcích metod hydroponie. Nicméně novější výzkum naznačuje, že tento typ vláken může mít škodlivé účinky na fytohormony rostliny ovlivňující její růst.

Ovčí vlna

Ovčí vlna je pro hydroponii slibný obnovitelný materiál. Ve studii porovnávající ovčí vlnu s rašelinou a kokosovými vlákny perlitem a kousky minerální vaty na růst rostliny salátové okurky měla ovčí vlna větší kapacitu pro vzduch, a to až 70 %, která se postupně snižovala na využití srovnatelné s 43 %, a kapacitou přijmu vody rostoucí od 23 % na 44 %. Použití ovčí vlny se ukázalo být v porovnávání s ostatními substráty nejvíce výnosné. Využití kyseliny mléčné a Bacillus subtilis podpořilo výnosnost ve všech typech substrátů.

Minerální vata

Minerální vata je obecně nejrozšířenější substrát na hydroponii. Je slibná jak do obnovujících systémů, tak do cirkulárních systémů hydroponie. Je vytvářena z roztavených hornin, čediče či „strusky“, stočená do jednotlivých drobných vláken tvořících médium s vlastností kapilárního efektu. Minerální vata je typicky využívána na rostliny v raném stádiu při zasazení semen. Minerální vata může být ponechána při růstu rostliny po zbytek vývoje. Výhodou u minerální vaty je efektivita při úspěšném využití komerční hydroponie. Většina typů minerální vaty spadá pod bezpečný materiál, nekarcinogenní a spadající pod typ Q u CLP regulací Evropské unie, při klasifikaci balení.

Pěnový polystyren

Výplňové polystyrenové granule jsou levnou a dostupnou variantou, jsou velmi lehké a s dobrým odvodněním. Využívají se většinou v uzavřených trubkových systémech. Používají se pouze nerozložitelné výplňové polyesterové granule, u kterých nehrozí absorbování styrenu do rostlin. Nesmí se používat pěnový polystyren obsahující bromované zpomalovače hoření (nehořlavý polystyren), které se mohou uvolňovat do vody, a tím ohrožovat lidské zdraví.^[zdroj?]

Dělení

Hnojivo v hydroponii se dělí například na anorganické a organické.^[zdroj?]

Odkazy

Reference

1. Researchers develop 'electronic soil' that enhances crop growth. phys.org [online]. [cit. 2023-12-26]. Dostupné online. (anglicky) 

Související články

• Akvaponie

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu hydroponie na Wikimedia Commons
• Slovníkové heslo hydroponie ve Wikislovníku
• Skleníky na rajčata jako veřejný zájem^{[nedostupný zdroj]} o hydroponických produkčních sklenících v Česku na Ekolist.cz, 13. 7. 2021:

Portály: Rostliny | Zemědělství