Babylon visuté zahrady Semiramidiny 1627 - Francis Bacon První studie o pěstování rostlin bez substrátů 1699 John Woodward Experimenty s mátou 1842 určeno 9 nezbytných živin 1859 1875 Julius von Sachs a Wilhelm Knop solution technique základy moderní hydroponie 1937 Wiliam Frederick Gericke Poprvé užil termín hydroponie
Babylon visuté zahrady Semiramidiny 1627 - Francis Bacon První studie o pěstování rostlin bez substrátů 1699 John Woodward Experimenty s mátou 1842 určeno 9 nezbytných živin 1859 1875 Julius von Sachs a Wilhelm Knop solution technique 1937 Wiliam Frederick Gericke ( D.Hoagland) Poprvé užil termín hydroponie
Původní Knopův roztok Destilovaná voda + - 1,00 g/l Ca(NO 3 ) 2, - 0,25 g/l MgSO 4 * 7 H 2 O, - 0,25 g/l KH 2 PO 4-0,25 g/l KNO 3-0,05 g/l FeSO 4 * 7 H 2 O Proč rostliny rostly normálně?
NASA CELSS (Controlled Ecological Life Support Systém)
Pěstování za pomoci živného roztoku Voda + živiny Inertní materiál
Výhody Vyloučení nevhodných půdních vlastností Možnost opakovaného pěstování stejné rostliny Lehčí dávkování živin Substráty Produktivita práce Kvalita produkce
Nevýhody Vyšší počáteční (někdy i průběžné) investice Náročnější technologie Vyšší nároky na kvalifikovanost Vyšší rizika při pěstování
Rozdělení Bezsubstrátové Substrátové Otevřený oběh živného roztoku Uzavřený oběh živného roztoku
Uzavřený oběh Salát, rajčata, košťáloviny, gerbery, růže + Menší pořizovací náklady, levnější provoz + Šetrnější k životnímu prostředí Riziko chorob Problémy s aerací Omývání kořenů živným roztokem Probublávání Aeroponie NFT film roztoku na kořenech
TOK ŽIVNÉHO ROZTOKU Bezsubstrátový systém, uzavřený oběh plnění drenáž Vzduchovací kámen Vzduchové čerpadlo Vodní čerpadlo Zásobník Časovač
Rozprašovací tryska Časovač Zásobník Čerpadlo Živný roztok
Další možnosti hydro(aero)ponie NFT Nádrž s rybami (přídavek živin) Filtr (zachycení pevných nečistot) Biofiltr (NH 4+ NO 3- ) Čerpadlo
Fogoponie (fogoponics)
Inertní materiály
Uzavřený oběh Stabilní hladina živného roztoku Měnící se hladina živného roztoku Periodické zaplavování živným roztokem Pěstební stůl zásobník čerpadlo Návrat roztoku do zásobníku během vypnutí čerpadla
Kapková závlaha Přepad Čerpadlo Časovač Zásobník
Otevřený oběh Živiny necirkulují Kapková závlaha Individuální přístup Pěstování květin Nižší riziko chorob Vyšší riziko kontaminace vod
ph okolo 5, nad 6,5 horší příjem Fe a P Zasolenost do 0,2 % (2 g solí/l); 2 ms/cm Potřebný obsah živin Nutná kontrola
Obsah solí (mg/l) Ca(NO 3 ) 2 KNO 3 KH 2 PO 4 MgSO 4 0,5 % roztok vinanu Fe 821 506 136 120 Občas přidat 1 ml Obsah živin v mg/l N P K Ca Mg Fe 211 31 92 200 24 ~ 1 + 1 ml roztoku ph 4,6 zasolenost 0,15 % Sloučenina mg/l Sloučenina mg/l Al 2 (SO 4 ) 2 55,6 H 3 BO 3 611 KI 27,8 ZnSO 4 55,6 KBr 27,8 CuSO 4.5H 2 O 55,6 TiO 2 55,6 NiSO 4.6H 2 O 55,6 SnCl 2.2H 2 O 27,8 Co(NO 3 ) 2. H2O 55,6 LiCl 27,8 As 2 O 3 5,6 MnCl 2.4H 2 O 388,9
Dusík 100 200 mg/l Nitrátový (nad 70 %) Amonný (do 30 %) Draslík 100 300 mg/l Převažující kationt Fosfor 30 60 mg/l Úprava roztoků dle sezóny a rostlin
Růstová fáze N-NH + 4 N-NO - 3 P K Ca Mg mg/l Zima + jaro Intenzivní růst 30 110 80 280 240 50 Začátek tvorby plodů 40 120 80 320 240 50 Plná plodnost 50 130 80 320 240 50 Končící plodnost 20 120 60 220 200 40 Podzimní období Intenzivní růst 50 130 80 240 200 50 Tvorba plodů 20 140 80 300 240 50 Končící plodnost - 120 60 320 200 50
investice know how kvalita procesu kvalita produktu práce Problémy výnos energie VSTUP VÝSTUP
60000 50000 45000 55000 40000 plochy (ha) Greenhouse (ha) Plastic tunnels (ha) ground area [ha] 30000 20000 32000 22000 10000 0 7000 North-West- Europe 4000 5000 Mediterranean Middle Europe 4500 2500 2000 United States of America Eastern Asia 0 2000 South America
skleníky (nájem, stavba) umělé osvětlení závlaha, hnojení energie na zastínění topení elektroinstalace základní vybavení struktura provedení konkrétní zákl. práce doprava, přemisťování náklady v /m² 50 48 45 40 35 30 25 20 20 15 10 5 10 9 8 7 7 7 5 4 4 4 3 3 2 2 2 1 0 obohacování o CO 2 mlžení kontrola mikroklimatu uložení dešťové vody marketing chladící systémy bezpečnostní vybavení úřední komunikace specifické náklady na vybavení 2ha plochy skleníků pro rajčata
se štítem plochý oblouk tunel dóm tri-penta zubatý šikmý nepravidelný A-rám se hřbety gotický zastíněný přiléhající iglů
Typy skleníků - se štítem
Skleník s otevíratelnou střechou; střešní plocha může být celá otevřená, takže rostliny mohou růst prakticky v polních podmínkách
Teplota vzduchu Rychlost větru Tepelná radiace Světelné podminky relativní vlhkost energiezastínění systém topení mlžení relativní vlhkost Tlak páry ventilacce Teplota vzduchu Mikroklima skleníků transpirace tepelná radiace Teplota listů a plodů Růst a kvalita Tok mízy Světelné podmínky Šířka průduchů fotosyntéza respirace Specific. osvětlení stínění CO 2, koncentrace CO 2 Obohacování zavlažování Výměna CO2/O2 Vodní management Zdroje živin Prostředí v rhizosféře hnojení 03
Ventilace pro snížení teploty vzduchu Stínění redukující solární radiaci energetické zástěny omezující ztráty tepla přes noc CO 2 hořák zvyšující koncentraci CO 2 uvnitř systémy pro kontrolu vlhkosti (zmlžovače) topné systémy pro zvyšování teploty v okolí rostlin intenzivní umělé osvětlení umožňující průběh asimilace v noci zavlažovací systémy dodávající vodu a živiny pro rostliny mnohofaktorová optimalizace pro: výnos kvalitu dobu sklizně náklady mzdy energii vodu živiny pesticidy
vlhkost světlo Kontrola mikroklimatu CO 2 teplota
LAI Využití a účinnost vody Čistá radiace Teplota listů konvekční teplo Osmotický tlak Využití a účinnost světla výnos Výměna CO 2 Výměna O 2 Přírůstky plodů transpirace Proud latentní ener. Teplota plodů mikroklima Průměr stonku hmotový tok tok energie pohyby rostlin efektivita Půdní voda Mízní tok teplota, relativní vlhkost, hraniční vrstvy, CO 2, světlo,
Růst plodů Teplota listů Teplota plodů Mízní tok Průměr stonku Osmotický tlak Vlhkost půdy ( substrátu ) Celková radiace
Přístroj měřící výměnu plynů v podniku zabývajícím se produkcí sazenic v jižním Německu. Komory na rostliny (na listy)
4 2 3 1 Systém měření pomocí komor na listy (Schmidt, 1998) Schmidt, U., 1998: Low cost system for online measurement of plant transpiration and photosynthesis in greenhouse production - Acta horticulturae 421; S. 249-258
Fytomonitoring - možností měření parametrů Možnost odhalení aktuální nálady rostlin včasná identifikace stresu Rychlá cesta od odhalení k opatření Hlavní cíle Optimalizace výnosů a kvality Prevence stresu, chorob, škůdců, minimální potřeba energie, vody, hnojiv a pesticidů.