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:
Výuka v Singapuru se příliš neliší. Školné jde ale do milionů
Aplikace Pozor na triky vzdělává děti v kybernetické bezpečnosti
Studenti chtějí pomáhat. Sami se ale mnohdy bojí, říkají organizátorky Kapky krve
VUT získalo na Akademickém mistrovství ČR v terčové lukostřelbě dvě medaile
Vodní pára je nejúčinnějším skleníkovým plynem, její efekt si studenti FEKT VUT budou moci sami ověřit