Nápady a objevy

25. října 2019

Student FEKT VUT navrhl automatický aeroponický systém pro pěstování rostlin

Student testoval aeroponický systém na roubování melounů | Autor: Pixabay
Aeroponie je metoda pěstování rostlin, která pro přísun živin využívá vzduch a vodu. Rostlina je volně zavěšena v uzavřené nádobě a potřebné látky se k odhaleným kořenům dostávají pomocí aerosolu se směsí vody a hnojiv. Pěstební metodu, kterou využívá i americká NASA, se pokusil zavést do praxe student FEKT VUT Martin Šimek. Navrhl automatický aeroponický systém, který sám kontroluje a nastavuje ideální vlhkost, teplotu i kyselost prostředí. Zařízení představil na konferenci EEICT.

Pěstebních systémů existuje několik druhů. Klasický proces sázení rostlin do země dnes nahrazuje především hydroponie, která umožňuje pěstování rostlin bez půdy v živném roztoku. „Na jižní Moravě je vystavěno již několik velkých hydroponických skleníků, které jsou schopny produkovat až 6 tun rajčat denně. Mnoho lidí ovšem o těchto alternativních metodách pěstování ještě neslyšelo, nebo jsou vůči nim skeptičtí. Většinou se jedná o zastánce tradičního pěstování v zemině, kteří o hydroponii tvrdí, že je to čistá chemie. Přitom velká část zeleniny, co kupují v supermarketech, pochází právě z hydroponických farem,“ vysvětlil student automatizační a měřicí techniky na FEKT VUT Martin Šimek, který pracuje v rodinném zahradnictví v Bílovicích.

Právě tam se Šimek posledních několik let zabývá roubováním rostlin v aeroponických systémech, které pro přísun živin k rostlině využívají jemnou mlhu nasycenou hnojivem. „Rostlina nepotřebuje výživu z půdy. Veškeré živiny načerpá z aerosolu, který současně umožňuje přísun vzduchu ke kořenům. Získává dostatek kyslíku a minerálních látek. První fázi růstu absolvuje v aeroponním systému a v okamžiku, kdy dojde ke spojení vrchního roubu k podnoži, může se přesadit do půdy. Díky rozvinutému kořenovému systému podnože je pak rostlina mnohem vitálnější a odolnější vůči nákazám,“ popsal Šimek.

Funkční prototyp aeroponického systému | Autor: Martin Šimek
Techniku aeroponního pěstování rostlin se student rozhodl použít, aby zvýšil efektivitu procesu roubování rostlin. „Roubování vyžaduje specifické pěstební podmínky. Primárně se musí udržovat 100% vzdušná vlhkost, která zabraňuje vysychání roubu. První rok nebo dva jsem proto neustále obíhal rostlinky umístěné v pet lahvích a rozprašovačem v nich záměrně zvyšoval vzdušnou vlhkost. Tento způsob ovšem nebyl moc účinný, tudíž se ve výsledku chytila jen polovina roubů,“ popsal Šimek své začátky. Proto se za tímto účelem rozhodl navrhnout a zkonstruovat vlastní aeroponický systém.

„Komerčně prodávané aeroponní systémy používají nízkotlaká čerpadla, která nedokážou vytvořit tak jemný aerosol, abychom mohli mluvit o aeroponii v pravém smyslu slova. Jedná se o nízkotlaké aeroponické systémy, které svým principem připomínají spíše hydroponii. Ideální průměr kapiček vytvářeného aerosolu by se měl v aeroponii pohybovat okolo 50 mikronů, ale v komerčních systémech jsou mnohem větší. Obalí tak kořen souvislou vrstvou živného roztoku a neumožňují dostatečný přístup vzduchu, což je pro optimální vývoj kořenového systému a rostliny samotné zásadní,“ vysvětlil student.

Ve svém aeroponickém systému proto Šimek využil vysokotlaké membránové čerpadlo. Pěstební prostory jsou uzavřené a správnou hladinu teploty, vodivosti i vlhkosti v nich hlídají senzory. Celý systém je plně automatizovaný a lze jej řídit pomocí dotykového terminálu. „Naprogramoval jsem dva uživatelské módy – manuální a automatický, kde jsou nastaveny ideální pěstební podmínky pro konkrétní rostlinu a celý její cyklus,“ dodal. Systém je variabilní a modulární, lze jej tak použít i pro pěstování dalších plodin, mezi které se mohou řadit například papriky, rajčata či jahody.

Zkušební provoz systému dopadl slibně, a příští rok by proto chtěl Martin Šimek opět roubovat melouny – tentokrát ve svém novém automatizovaném aeroponickém systému – a prodávat hotové přísady v rodinném zahradnictví. „Někteří naši zákazníci už vědí, že třeba roubovaná rajčata jsou odolnější vůči nákazám. Plodí mnohem více a déle, takže jim není líto utratit za sazeničku větší částku. Roubování je zdlouhavý proces, který lze díky aeroponii výrazně zkrátit. Takto roubovaný meloun lze poté pěstovat polně a první plody sklízet již začátkem srpna,“ řekl Šimek a dodal, že i přes konzervativní přístup okolí není aeroponie žádnou novinkou. Systém je známý již od devadesátých let, kdy se vesmírná agentura NASA snažila vyřešit problematiku pěstování rostlin ve stavu bez tíže a bez použití zeminy.

(mar)

Tématastudenti Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Související články:
VUT získalo na Akademickém mistrovství ČR v terčové lukostřelbě dvě medaile
Dvoudenní konference Techfest přilákala stovky studentů
Vodní pára je nejúčinnějším skleníkovým plynem, její efekt si studenti FEKT VUT budou moci sami ověřit
Studenti chtějí pomáhat. Sami se ale mnohdy bojí, říkají organizátorky Kapky krve
Výuka v Singapuru se příliš neliší. Školné jde ale do milionů