Co je to hydroponie?

Hydroponie je umění pěstovat rostliny ve vodě. Toto slovo pochází z řeckého "hydro = voda" a "ponos = práce". Rostliny mohou růst ve vodě, ale ne za všech okolností. Voda musí být "živá". Musíme si uvědomit, že ať je prostředí, ve kterém pěstujeme, jakékoliv – půda, vzduch či voda, rostliny absorbují potravu formou rozpuštěných iontů v kyslíku. Hydroponie pracuje následovně: jedná se o metodu pěstování bez půdy, kde dochází ke stimulaci rostlinného růstu a kde je řízeno množství vody, minerálních solí a, co je nedůležitější, rozpuštěného kyslíku. Základní princip je docela jednoduchý. Když jsou kořeny zavěšeny v pohybující se vodě, absorbují potravu a kyslík rychle. Pokud obsah kyslíku je nedostatečný, růst rostliny bude pomalý. Ale když je roztok nasycen kyslíkem, růst rostliny zrychlí. Úkolem pěstitele je na základě potřeb rostliny najít rovnováhu mezi množstvím vody, živin a kyslíku, a maximalizovat tak výnos a kvalitu.

Abychom dosahovali těch nejlepších výsledků, musíme vzít na vědomí několik důležitých parametrů; teplotu, vlhkost a hladinu CO2, ventilaci a genetické vybavení rostliny. Všechny tyto parametry jsme schopni sledovat pomocí čidel. Stačí propojit vědomosti zahradníka, který musí vědět, co které rostlině vyhovuje a elektronika se postará o přesné dávkování. Jak tyto požadavky splnit si můžete přečíst v článku „Inteligentní řízeni pěstování rostlin“. Pokud tyto všechny požadavky dodržíme stále nemáme vyhráno. V zimním období nebo v místnostech, kde je nedostatek světla, je nutné světelné paprsky uměle dodat .

Typy světel

Žárovka - Jedná se o normální žárovky s wolframovými vlákny, které jsou stále ještě k sehnání. Žárovky s vyšším výkonem lze sehnat jako tepelný zdroj nikoliv světelný. Pořizovací cena je nízká, jsou nejméně efektivní a v konečném řešení nejdražší. Mohou pomáhat pokojovým rostlinám, ale nejsou vhodné pro pěstování zeleniny. Živostnost cca 750 až 1000 hodin.

Fluorescenční - Mezi ně patří CFL lampy a zářivky. Měli byste koupit pouze T5 nebo T8 žárovky označené HO, které mají plné spektrum světla. Běžně dostupné v obchodech nebudou pro zahradnictví vhodné. Živostnost < 20 000 hodin.

Výbojkové s vysokou intenzitou - světla zahrnují halogenidy kovů, sodíku nebo vysokotlakého sodíku. Všechny tyto funkce vyžadují zátěž, aby se dosáhlo vysokého ionizačního napětí. Vykazují nejvíce tepla až 250 ° C. Pro jejich použití je typické použití extra ventilačního zařízení. Kombinace MH / HPS jsou účinné pro vegetační i kvetení. Živostnost < 10 000 hodin.

Plazmové světlo - produkují celé spektrum světla bez vlákna nebo elektrody. Jsou stejně efektivní jako CFL lampy, ale produkují velké teplo a náklady jsou přibližně stejné jako u výbojkových svítidel.Živostnost > 20 000 hodin.

LED-  zaznamenaly v poslední době obrovské zvýšení výkonu s velkým zlepšením v účinnosti. Při stejných rozměrech svítidla jako pro výbojkové či plazmové světla dodají stejné množství fluorescenční látky, ale s menší tepelnou ztrátou a přibližně s polovinou elektřiny. Živostnost > 50 000 hodin.

Historie LED světel pro pěstování rostlin?

LED světla mají dlouhou historii použití v různých aplikacích. Vzhledem k tomu, že začaly být používány pouze jako kontrolní světla na elektronice, LED diody nalezly v moderním světě větší a větší roli. U pěstitelů ve vnitřních prostorech začínají být velmi oblíbené. Není to tak dávno, kdy byly použity jen jako doplňkové osvětlení. Pěstitel používal výbojková světla a během různých fází růstu přidával určité spektrum nebo světelný výkon pomocí LED panelů. Nyní však existují silné a mnohem větší LED panely, které dokáží dodat dostatek světla pro celou místnost.

Jaké jsou výhody použití LED světel?

Existuje téměř nekonečný seznam výhod pro používání LED diod. Podíváme se na tyto přínosy ve srovnání s jinými typy světla, které byly v minulosti používány.

• Design šetřící prostor - Ostatní typy světel vyžadují spoustu místa a často vyžadují spoustu vybavení, například chladící systémy atd. LED světla, uvolní tento důležitý prostor. Čím lepší je přístup k rostlinám, tím je snadnější se o rostliny starat.
• Nízká provozní teplota – Teplotní pohoda rostliny je neuvěřitelně důležitá. Bez tepelné pohody může dojít až k úhynu rostlin. LED světla mají malý ztrátový tepelný výkon a nedochází k přehřívání celé místnosti, jak to bylo běžné při použití výbojkových světel.
• Účinost - Tradiční formy osvětlení (žárovka, výbojka, plazmové zdroje atd.) mohou mít vysoký výkon, ale bohužel nejsou příliš účinné. To je důvod, proč LED světla jsou upřednostňovány.
• Dlouhá životnost-  Většina světelných LED zdrojů má napsanou životnost někde mezi 50 000 a 100 000 hodinami. Což je dle mého názoru zbožné přání a nebudu daleko od pravdy, že skutečná životnost bude na poloviční hodnotě.

Proč jsou LED světla vhodná pro pěstování?

Pomocí různých materiálů polovodiče je možné vytvořit LED diody s různými vlnovými délkami světla. Díky tomu jsou schopny dát rostlinám přesně to, co potřebují pro každou fázi růstu.

Co byste měli vědět o wattech

Je důležité si uvědomit, že Watty, které jsou uvedeny na Led světle, nemusí být přesně to, co očekáváte. Pokud je na lampě napsáno 1000 wattů růstového světla, je to maximální možný výkon, který budete moci využívat. Podívejte se na skutečnou spotřebu energie, nikoli na to co je uvedeno na obale.

Vlnová délka světla

LED světlo umožňuje dodat rostlinám světelné spektrum, které potřebuje. V přírodě rostliny přijímají světlo z celého spektra vlnových délek. To se pohybuje od ultrafialového světla, které lidé nemohou vidět, na infračervené záření, které je také neviditelné pro lidi. Mezi nimi je fialová, modrá, zelená, žlutá, oranžová a červená. V závislosti, v jaké fázi růstu se rostlina nachází, je zapotřebí použít odpovídající světelné spektrum.

Co jsou LED světla s plným spektrem?

Rostliny rostoucí venku mají prospěch ze slunečního záření, které nabízí celé spektrum. Abyste mohli svým rostlinám poskytnout vše, co potřebují, včetně světla pro vegetativní i růstovou fázi, budete potřebovat celou škálu LED diod. HPS a fluorescenční růstové lampy byly používány již řadu let, pokud jde o růst v interiéru.  Jejich velkou výhodou je velmi silné světlo s paprsky z celého spektra, ale provozní náklady jsou vysoké, navíc tu nastává problém s chlazením. Mnoho lidí dělá chybu, že zvolili pouze jeden druh LED světla. Existují LED svítidla s plným spektrem světla, které poskytují širokou škálu modrého, červeného, ​​bílého a ultrafialového světla. Dovolují kombinovat různé spektrum v různých fázích růstu rostliny.

Barvy spektra

Při konstrukci LED panelů, výrobci používají pouze určité druhy LED, které poskytují určitou barvu, aby mohli vaše rostliny „krmit“ tím, co potřebují v daný okamžik. Podíváme se na různé barvy, včetně toho, jaká je nejlepší kombinace v určité fázi růstu. Vhodnost světelných zdrojů pro fotoperiodické ozařování je hodnocena indexem fotoperiodické radiace. To je procentuální podíl záření v rozmezí vlnových délek 550nm až 760nm, které aktivují fytochromy red a far, k fotosynteticky aktivnímu záření v rozmezí vlnových délek 365 až 830nm (FAR).

• Modrá barva -  rozmezí střední-400nm, jsou ideální pro vegetativní růst. Během fáze rozkvětu a rozvíjení se však modré světlo příliš nehodí a může způsobit, že rostliny budou bez pupenů.
• Červená barva - červené LED diody v rozmezí 600-640 nm pomohou povzbudit růst i kvetení. Příliš mnoho červeného světla nepomůže vegetativnímu růstu a vytváří nezdravé rostliny.
• Bílé světlo - Bílé LED diody jsou zdrojem sporu pro mnoho lidí. Zda jsou prospěšné či nikoliv. Pokud bude místnost vybavena jen červenými a modrými světli, lidské oko nemůže rozeznat problém na rostlinách. Proto je nutné mít toto spektrum v místnosti.
• Ultrafialové světlo - Ultrafialové světlo se nepoužívá ve všech LED světlech, ale může to být něco, co stojí za to experiment. Bylo dokázáno, že ultrafialové světlo dokáže v plodech vybudit více prospěšných látek.

Správná kombinace spektra - 55% červené LED diody, 660nm, 20% červené LED diody, 630nm, 15% modré LED diody, 470nm, 10% modré LED diody, 425 nm

Srovnání několika LED lamp se spektrem přírodního světla (Zdroj: https://www.migrolight.com/grow-light-spectrum-explained/)

Co jsou to světelné cykly

Pokud bychom rostliny osvětlovali nepřetržitě mohlo by se stát, že se rostliny brzo vysílí a mohou uhynout. V přírodě rostliny získají na začátku vegetačního období velké množství světla. Jak pokračují měsíce, dny se zkracují a noci se prodlužují. Při pěstování rostlin uvnitř je nutné toto nasimulovat uměle. Rostliny přes den shromažďují energii a v noci dochází k přeměně energie v růst. Naopak v době zrání plodů je nutné mít více světla, aby docházelo k rychlému dozrávání.

Automatizace

LED diody se okamžitě zapnou a nevyžadují čas na zapnutí. Celý procese lze jednoduše automatizovat. Lze použít klasické časovače nebo použít moderní IoT systémy s vizualizací do mobilního telefonu. Pokud k tomu přidáme ovládání hydroponického systému, budeme mít celou vnitřní zahradu pod kontrolou.

LED diody zvýší kvalitu a výnos rajčat

LED světla mohou být umístěny blízko rostlin, a tím je průnik světla do listů mnohem intenzivnější. Tento faktor zvyšuje schopnost rostlin rychle růst. Účinnost LED světel a správné spektrum PAR (Photosynthetically active radiation) jsou klíčem při pěstování rajčat. Když rajčata obdrží správné světlo vlnové délky produkují plody, které obsahují dvakrát více vitaminu C než rajčata, která pocházela z rostlin, které nebyly vystaveny světlu z LED diod. Další studie provedená Thomasem Colquhounem z univerzity na Floridě ukázala, že chuť na ovoci a zelenině může být vylepšena světelnými podmínkami.

Závěr

Technický pokrok nelze zastavit. Pěstování zeleniny ve vnitřním prostředí se stává nedílnou součástí našeho života. Obrovské skleníky nejsou jen ve španělsku, ale i u nás. Slovensko v pěstování rajčat je kousek od soběstačnosti. Hydroponie dovedlo pěstování k dokonalosti. Přesná dávka vody a živin je důležitým faktorem v ekonomické stránce. Posledním „žroutem“ peněz byla energie pro světelné zdroje. Zdokonalení LED technologie pomohlo snížit spotřebu elektrické energie, a navíc otevřelo dveře automatizaci pomocí IoT technologie. Jak bylo v článku zmíněno doba osvětlení a světelné spektrum ovlivňuje nejenom růst a výnos, ale také přeměnu živin a energie ve vitamíny a minerály. Uvidíme kam se dostane výzkum a vývoj v této oblasti. Za několik desetiletí klesne pořizovací cena, sníží se provozní náklady a zvýší se účinnost jednotlivých technologií a bude běžné mít ve sklepě domácí minizahrádku po celý rok. Ale zatím musím dodat, že chuťová kvalita rajčat nebo okurek pěstovaných na zahradě je mnohonásobně větší než rajčata či okurky pěstované v umělém prostředí.