Co rostliny potřebují k výživě? |

Proč rostlina potřebuje hnojení minerálními hnojivy? Ne vždy půda obsahuje všechny prvky, které rostliny k růstu potřebují, a to ve správném poměru. A to je nezbytná podmínka pro získání dobré sklizně. Zvažme, jaké prvky jsou nezbytné a jaké výhody přinášejí.

Dusík. Je základním prvkem pro růst, zejména zeleninových plodin. Ve sklenících pomáhá dusík téměř neustále udržovat růstový proces, zeleninové plodiny rostou dobře a plodí.

Právě přítomnost dusíku v dostatečném množství rozhoduje o procesu fotosyntézy a v konečném důsledku i o kvalitě úrody. Dusík se v půdě vyskytuje v různých formách, hlavně dusičnan a čpavek. Pro výnos je důležitá dusičnanová forma (samozřejmě nadbytek dusičnanů škodí).

Dusičnanová forma podporuje aktivní růst nadzemních částí rostliny – listů, stonků.

Forma amoniaku je příznivější pro vývoj kořenového systému. Vápník a chlór mohou pomoci absorbovat amoniakální dusík a sodík tento proces brzdí. Obsah dusíku v půdě klesá s hloubkou. Proto se ve sklenících používá až 70 % dusíku.

Draslík. Podílí se na metabolismu sacharidů a bílkovin, zvyšuje imunitu rostlin, stimuluje klíčení semen, tvorbu a růst nových buněk. Draslík reguluje absorpci slunečního záření rostlinami a podporuje příjem dusíku. Obsah draslíku v půdě s hloubkou mírně klesá, půda jej snadno vstřebává. V kyselé půdě obsah draslíku klesá, alkalizační postupy půdy jeho hladinu zvyšují.

Fosfor. Tvoří komplexní buněčné proteiny, vitamíny a enzymy, podílí se na pohybu organických sloučenin v rostlinách, přenáší dědičné faktory druhů a stimuluje buněčné dýchání. Fosfor je velmi důležitý v počáteční fázi vývoje rostlin – stimuluje klíčení, růst sazenic a sazenic. Fosfor má velmi účinný vliv na růst a posílení kořenového systému. Fosfor je nezbytný pro trvalé plodiny zeleniny – výrazně zvyšuje odolnost rostlin proti chladu.

S rostoucí hloubkou obsah fosforu postupně klesá. Zahradníci se domnívají, že udržení nízké, ale stabilní koncentrace fosforu v kořenovém systému je nejlepší způsob, jak tento prvek využít. Fosfor se ke kořenům dostává nejlépe z popela. Chlór snižuje absorpci fosforu.

Hořčík. Podílí se na redoxních reakcích, metabolismu organických kyselin a sacharidů, stimuluje tvorbu vitamínů. Hořčík podporuje růst kořenů a podporuje zásobování rostlin fosforem z půdy. Nedostatek hořčíku výrazně snižuje výnos. Amoniakální dusík narušuje vstřebávání hořčíku.

Vápník. Nezbytný pro růst silných výhonků, stonků a vrcholů rostliny, eliminuje toxické účinky čpavku, zlepšuje vstřebávání mnoha dalších prvků. Nejúčinněji funguje jako listová aplikace a snadno se vymývá z půdy. Spolu s hořčíkem a draslíkem neutralizuje radioaktivní prvky.

Chlór. Pomáhá urychlit mnoho biochemických procesů, ale je-li obsažen v půdě v malém množství. Používá se k ošetření semen před setím. Na podzim se doporučuje aplikovat hnojiva obsahující chlór.

Síra. Ovlivňuje růstové procesy, mnoho biochemických reakcí, výrazně posiluje imunitu rostlin. Všechny pozitivní vlastnosti tohoto prvku se nejúčinněji projevují v kombinaci s dusíkem a fosforem.

Žehlička. Další důležitý prvek pro tvorbu chlorofylu a normální průběh redoxních procesů ovlivňuje i proces dýchání rostlin. Používáním organických hnojiv je železo přístupnější pro kořenový systém rostlin. Draslík podporuje nejlepší vstřebávání tohoto prvku.

Bor. Zlepšuje fotosyntézu, zvyšuje obsah chlorofylu a zabraňuje jeho rozkladu ve tmě. Stimuluje syntézu bílkovin, metabolismus sacharidů, posiluje buněčné membrány, podporuje klíčení semen, kvetení a zabraňuje pádu vaječníků. Nejvíce bóru obsahují jílovité a hlinité půdy. V rašelinných půdách je ho málo, je nutné dodatečně přidávat. Bór zvyšuje počet semen v zeleninových plodinách a má dobrý vliv na jejich klíčení.

Pro rostliny má velký význam i mnoho dalších prvků – mangan, měď, molybden, jód, zinek, křemík.

Pamatujte, že rovnováha minerálů je pro půdu důležitá. Nedovolte přebytek jednoho nebo dvou, dokonce i velmi důležitých prvků. Snažte se pečlivě sledovat stav rostlin a přidejte přesně to, co v danou chvíli potřebují.

Tato část stručně představuje hlavní části rostliny a poté se zabývá výživou rostlin (obrázek 6.3). Další diskuse přesahuje rámec této publikace, ale podrobnější informace lze nalézt v části Další četba.

Základní anatomie a funkce rostlin

Kořeny

Kořeny absorbují vodu a minerály z půdy. Z kořene vyčnívají drobné kořenové chloupky, které napomáhají procesu absorpce. Kořeny pomáhají ukotvit rostlinu v půdě a zabraňují jejímu převrácení. Kořeny také ukládají další živiny pro budoucí použití. Kořeny v bezpůdním pěstování vykazují zajímavé rozdíly od standardních suchozemských rostlin. V bezpůdním pěstování je rostlinám neustále dodávána voda a živiny, což jim usnadňuje nalezení živin a může rychleji růst. Růst kořenů v hydroponii může být významný pro intenzivní absorpci a optimální přísun fosforu, což stimuluje jejich růst. Za zmínku stojí, že kořeny si zachovávají téměř 90 procent kovů absorbovaných rostlinami, mezi které patří železo, zinek a další užitečné mikroživiny.

Stonky

Stonky jsou hlavní nosnou strukturou rostliny. Fungují také jako instalační systém rostliny, který vede vodu a živiny z kořenů do jiných částí rostliny a transportuje potravu z listů do jiných oblastí. Stonky mohou být bylinné, jako je klenutý stonek sedmikrásky, nebo dřevnaté, jako je kmen dubu.

Listy

Většina potravy v rostlině se tvoří v listech. Listy jsou určeny k zachycování slunečního světla, které rostlina poté využívá k tvorbě potravy procesem zvaným fotosyntéza. Listy jsou také důležité pro transpiraci vody.

květiny

Květy jsou reprodukční částí většiny rostlin. Květy obsahují pyl a drobná vajíčka zvaná vajíčka. Jakmile je květ opylen a oplodněn, z vajíček se vyvinou plody. U bezpůdních metod může rychlé dodání draslíku před květem pomoci rostlinám dosáhnout lepších podmínek pro plodění.

Plody/Semena

Plody jsou vytvořené části vaječníků květu, které obsahují semena. Mezi plody patří jablka, citrony a granátová jablka, ale také rajčata, lilky, kukuřičná zrna a okurky. Ty jsou v botanickém smyslu považovány za ovoce, protože obsahují semena, ačkoli v kulinářské definici se jim často říká zelenina. Semena jsou reprodukční struktury rostlin a plody slouží k rozptýlení těchto semen. Plodící rostliny mají jiné nároky na živiny než listová zelenina, zejména vyžadují více draslíku a fosforu.

Fotosyntéza

Všechny zelené rostliny jsou uzpůsobeny k tomu, aby si samy vytvářely potravu procesem fotosyntézy (obrázek 6.4). Fotosyntéza vyžaduje kyslík, oxid uhličitý, vodu a světlo. Uvnitř rostliny se nacházejí malé organely zvané chloroplasty, které obsahují chlorofyl, enzym, který využívá energii ze slunečního záření k rozkladu atmosférického oxidu uhličitého (CO₂) a vytvářejí vysokoenergetické molekuly cukrů, jako je glukóza. Voda (H₂O). Tento proces uvolňuje kyslík (O₂) a historicky je zodpovědný za veškerý kyslík v atmosféře. Jakmile jsou molekuly cukru vytvořeny, jsou transportovány rostlinou a poté využívány pro všechny fyziologické procesy, jako je růst, rozmnožování a metabolismus. V noci rostliny používají stejné cukry a také kyslík k výrobě energie potřebné pro růst. Tento proces se nazývá dýchání.

Je nezbytné umístit akvaponický systém na místo, kde má každá rostlina přístup ke slunečnímu záření. To poskytuje dostatek energie pro fotosyntézu. Voda by měla být prostřednictvím systému vždy dostupná ke kořenům. Oxid uhličitý je volně dostupný z atmosféry, i když při velmi intenzivním pěstování v interiéru je možné, že rostliny spotřebují veškerý oxid uhličitý v uzavřeném prostoru a vyžadují větrání.

Požadavky na živiny

Kromě těchto základních požadavků pro fotosyntézu potřebují rostliny řadu živin, nazývaných také anorganické soli. Tyto živiny jsou potřebné pro enzymy, které usnadňují fotosyntézu, pro růst a rozmnožování. Tyto živiny lze získat z půdy. Nicméně při absenci půdy musí být tyto živiny dodávány jiným způsobem. V akvaponii všechny tyto základní živiny pocházejí z rybího odpadu.

Existují dvě hlavní kategorie živin: makroživiny a mikroživiny. Oba typy živin jsou pro rostliny nezbytné, ale v různém množství. Těchto šest makroživin je potřeba v mnohem větším množství ve srovnání s mikroživinami, které jsou potřeba pouze ve stopovém množství. I když se všechny tyto živiny nacházejí v pevném rybím odpadu, některé živiny mohou být v akvaponii omezené a způsobovat jejich nedostatky, jako je draslík, vápník a železo. Základní pochopení funkce každé živiny je důležité pro pochopení toho, jak ovlivňují růst rostlin. V případě nedostatku živin je důležité určit, který prvek v systému chybí nebo je nedostatečný, a systém odpovídajícím způsobem upravit přidáním dalších hnojiv nebo zvýšením mineralizace.

Makroživiny

Existuje šest živin, které rostliny potřebují v relativně velkém množství. Těmito živinami jsou dusík, fosfor, draslík, vápník, hořčík a síra. Následující text popisuje funkce těchto makroživin v rostlině. Jsou zde také uvedeny příznaky jejich nedostatku, které pomohou identifikovat problémy.

**Dusík (N)** je základem všech proteinů. Je nezbytný pro stavbu struktur, fotosyntézu, růst buněk, metabolické procesy a produkci chlorofylu. Dusík je proto v rostlinách nejhojnějším prvkem po uhlíku a kyslíku, které oba získáváme ze vzduchu. Dusík je proto klíčovým prvkem v akvaponickém živném roztoku a slouží jako snadno měřitelná náhrada za další živiny. Rozpuštěný dusík se obvykle nachází ve formě dusičnanů, ale rostliny mohou k podpoře svého růstu využívat mírné množství amoniaku a dokonce i volných aminokyselin. Nedostatek dusíku je zřejmý a zahrnuje žloutnutí starších listů, tenké stonky a nízkou vitalitu (obrázek 6.5a). Dusík může být redistribuován v rostlinných tkáních, a proto mobilizován ze starších listů a dodáván novým porostům, takže nedostatky se projevují u starších porostů. Příliš mnoho dusíku může vést k nadměrnému vegetativnímu růstu, což má za následek bujné, měkké rostliny náchylné k chorobám a poškození hmyzem, a také k obtížím s kvetením a nasazováním plodů.

**Fosfor (P)** je rostlinami využíván jako základ DNA (deoxyribonukleová kyselina), jako strukturní složka fosfolipidových membrán a jako adenosintrifosfát (složka pro ukládání energie v buňkách). Je nezbytný pro fotosyntézu a tvorbu olejů a cukrů. Stimuluje klíčení a vývoj kořenů u sazenic. Nedostatek fosforu obvykle způsobuje špatný vývoj kořenů, protože energie nemůže být rostlinou správně transportována; starší listy se zdají být matně zelené nebo dokonce fialovohnědé a špičky listů se zdají být spálené.

**Draslík (K)** se používá pro buněčnou signalizaci prostřednictvím řízeného toku iontů přes membrány. Draslík také řídí otevírání žaludku a podílí se na nasazování květů a plodů. Podílí se na produkci a transportu cukru, příjmu vody, odolnosti vůči chorobám a zrání plodů. Nedostatek draslíku se projevuje spálenými skvrnami na starších listech a špatnou vitalitou a turgorem rostlin (obrázek 6.5b). Bez draslíku se květy a plody nebudou správně vyvíjet. Na okrajích listů může být pozorována mezižilná chloróza neboli žloutnutí mezi žilkami.

**Vápník (Ca)** se používá jako strukturální složka buněčných stěn i buněčných membrán. Podílí se na posilování stonků a podpoře vývoje kořenů. Nedostatky jsou v hydroponii běžné a vždy se projevují u nových výhonků, protože vápník je v rostlině nepohyblivý. Mezi příklady nedostatku patří plíseň salátu a hniloba květů u rajčat a dýní. Nové listy jsou často deformované se zahnutými špičkami a nepravidelným tvarem. Vápník může být transportován pouze aktivní xylémovou transpirací, takže když jsou podmínky příliš vlhké, může být vápník k dispozici, ale může být zablokován, protože rostliny nepropouštějí transpiraci. Zvýšení proudění vzduchu pomocí ventilátorů může tomuto problému zabránit. Přidání korálového písku nebo uhličitanu vápenatého lze v akvaponii použít k doplnění vápníku s další výhodou pufrování pH.

**Hořčík (Mg)** je centrálním akceptorem elektronů v molekulách chlorofylu a klíčovým prvkem ve fotosyntéze. Jeho nedostatek se projevuje jako žloutnutí listů mezi žilkami, zejména ve starších částech rostliny. Ačkoli jsou koncentrace hořčíku v akvaponii někdy nízké, nezdá se, že by se jednalo o limitující živinu a jeho doplňování do systému je obecně zbytečné.

**Síra (S)** je nezbytná pro produkci některých proteinů, včetně chlorofylu a dalších fotosyntetických enzymů. Aminokyseliny methionin a cystein obsahují síru, která přispívá k terciární struktuře některých proteinů. Nedostatky jsou vzácné, ale zahrnují obecné žloutnutí všech listů v nových výhonech (obrázek 6.5c). Listy mohou zežloutnout, ztuhnout, zkřehnout a opadat.

Stopové prvky

Níže je uveden seznam živin, které jsou potřebné pouze ve stopovém množství. Nedostatek většiny mikroživin je spojen se žloutnutím listů (jako je železo, mangan, molybden a zinek). Nedostatek mědi však způsobuje tmavnutí zelené barvy listů.

**Železo (Fe)** se používá v chloroplastech a v elektronovém transportním řetězci a je zásadní pro správnou fotosyntézu. Nedostatky se projevují jako mezilehlé žloutnutí, po kterém následuje zbarvení celého olistění do světle žlutého (chlorotické) a nakonec bílé barvy s nekrotickými skvrnami a deformovanými okraji listů. Vzhledem k tomu, že železo je imobilní prvek, lze nedostatky železa (obrázek 6.5d) snadno identifikovat, pokud se nové listy jeví jako chlorotické. Železo by se mělo přidávat jako chelátové železo, jinak známé jako sekvestrované železo nebo FeiEdta, protože železo se dokáže srážet při pH nad 7. Doporučené množství je 5 mililitrů na metr čtvereční rostlinného krytu, pokud existuje podezření na nedostatek; větší množství systému nepoškodí, ale může způsobit změnu barvy nádrží a potrubí. Bylo navrženo, že ponorná magnetická čerpadla mohou absorbovat železo, což je předmětem současného výzkumu.

**Mangan (Mg)** se používá ke katalýze štěpení vody během fotosyntézy, takže mangan je nezbytný pro celý fotosyntetický systém. Nedostatek se projevuje jako snížený růst, matně šedý vzhled a žloutnutí mezi žilkami, které zůstávají zelené, následované nekrózou. Příznaky jsou podobné nedostatku železa a zahrnují chlorózu. Příjem manganu je při pH vyšším než 8 velmi nízký.

**Bór (B)** se používá jako druh molekulárního katalyzátoru, zejména se podílí na strukturních polysacharidech a glykoproteinech, transportu sacharidů a regulaci některých metabolických drah v rostlinách. Podílí se také na rozmnožování a absorpci vody buňkami. Nedostatky se projevují jako neúplný vývoj pupenů a květů, přerušení růstu a nekróza špiček a nekróza stonků a kořenů.

**Zinek (Zn)** je využíván enzymy i chlorofylem, což ovlivňuje celkovou velikost, růst a zralost rostliny. Mezi nedostatky může patřit nedostatek energie, zpomalený růst se zkrácenou délkou internodálních uzlů a velikostí listů a intravenózní chloróza, kterou lze zaměnit s jinými nedostatky.

**Měď (Cu)** je využívána některými enzymy, zejména při množení. Pomáhá také posilovat stonky. Mezi nedostatky může patřit chloróza a hnědé nebo oranžové špičky listů, snížený růst plodů a nekróza. Někdy se nedostatek mědi projeví abnormálně tmavě zeleným růstem.

**Molybden (Mo)** je rostlinami využíván ke katalýze oxidačně-redukčních reakcí s různými formami dusíku. Bez dostatečného množství molybdenu mohou rostliny vykazovat příznaky nedostatku dusíku, i když je dusík přítomen. Molybden není biologicky dostupný při pH nižším než 5.

Dostupnost mnoha z těchto živin závisí na pH (viz oddíl 6.4 o dostupnosti v závislosti na pH) a ačkoliv živiny mohou být přítomny, nemusí být kvůli kvalitě vody použitelné. Více informací o nedostatku živin, které nejsou relevantní pro tuto publikaci, naleznete v části Další informace s ilustrovanými průvodci identifikací.

Zdroje živin pro akvaponie

Dusík je do akvaponických rostlin dodáván primárně ve formě dusičnanů, které se přeměňují z amoniaku v rybím odpadu bakteriální nitrifikací. Některé další živiny se z rybího odpadu rozpouštějí ve vodě, ale většina zůstává v pevném stavu, pro rostliny nedostupná. Pevný rybí odpad je rozkládán heterotrofními bakteriemi; tímto způsobem se do vody uvolňují esenciální živiny. Nejlepším způsobem, jak zajistit, aby rostliny netrpěly nedostatkem živin, je udržovat optimální pH vody (6-7), krmit ryby vyváženou a kompletní stravou a používat poměr krmných dávek k vyvážení množství potravy pro ryby a rostliny. Postupem času se však i dokonale vyvážený akvaponický systém může stát nedostatkem určitých živin, nejčastěji železa, draslíku nebo vápníku.

Nedostatek těchto živin je výsledkem složení krmiva pro ryby. Pelety (popsané v kapitole 7) jsou kompletní krmiva pro ryby, což znamená, že poskytují vše potřebné pro růst ryb, ale ne nutně vše potřebné pro růst rostlin. Ryby jednoduše nepotřebují stejné množství železa, draslíku a vápníku jako rostliny. Proto se může vyskytnout nedostatek těchto živin. To může být pro produkci rostlin problematické, ale existují řešení, jak zajistit dostatečné množství těchto tří prvků.

Železo se obvykle do akvaponického systému přidává ve formě chelátovaného železa, aby se dosáhlo koncentrace přibližně 2 mg/l. Vápník a draslík se přidávají pufrováním vody na správné pH, protože nitrifikace je okyselující proces. Přidávají se jako hydroxid vápenatý nebo hydroxid draselný, nebo jako uhličitan vápenatý a uhličitan draselný (další informace viz kapitola 3). Volba pufru může záviset na druhu pěstované rostliny, protože listová zelenina může vyžadovat více vápníku, zatímco zahradnické rostliny mohou vyžadovat více draslíku. Kapitola 9 dále pojednává o tom, jak z kompostu vyrábět jednoduchá organická hnojiva pro použití jako doplněk k rybímu odpadu, čímž se zajistí, že rostliny vždy dostávají správné množství živin.

• Zdroj: Organizace OSN pro výživu a zemědělství, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus a Alessandro Lovatelli, Produkce potravin v malém měřítku v akvaponii, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reprodukováno s laskavým svolením.*

Organizace spojených národů pro výživu a zemědělství

Vášnivý zájem o udržitelné zemědělství a moderní zemědělské techniky.