Organické molekuly versus horniny
Ve chvíli, kdy máte k dispozici kvalitní vodu, přicházejí na řadu živiny. Rostliny přitom přijímají stejné látky, ať už se nacházejí v půdě, anebo rostou v inertním substrátu. A co víc – dokonce i v zemi rostliny potřebují, aby byly živiny rozpuštěné ve vodě ve formě iontů. Koncept, který nyní představím, vychází z jasně vymezeného rozdílu mezi organickými (nebo chcete-li přírodními) a anorganickými (minerálními) živinami. V půdě se vyskytují ve dvou formách: buď vázané v podobě hornin, nebo jako organické molekuly.
Organické molekuly jsou pozůstatkem rozkladu něčeho nebo někoho, co bylo kdysi živé. Vážou se elektrickým nábojem k malým částicím v půdě a tvoří je uhlík, vodík, nerostné atomy a atomy kovů. Tak vzniká vrstva humusu, která překypuje životem – bakteriemi, houbami, hlísticemi, hmyzem, různými členovci, červy a tak dále. Určitá část těchto živočichů se živí samotnou organickou hmotou, což probíhá tak, že jim uhlíkové částice molekul slouží jako zdroj energie, a přitom uvolňují nerostné a kovové ionty, jež uhlíkové sloučeniny v organické hmotě obsahují. Až poté se tyto prvky rozpustí v půdě a rostliny je mohou začít vstřebávat. Pokud se tak nestane, prosáknou až do podzemních vod, protože půda jich dokáže zachytit jen omezené množství. Jakmile se ovšem tyto sloučeniny přemění na organické molekuly, zůstanou v kořenové zóně. Nyní se samozřejmě snažím celý proces popisovat velmi zjednodušeně. Ne všechny organické molekuly a ne všechny minerály se chovají stejně, ale obecně tento princip platí.
Druhým zdrojem potravy pro rostliny jsou horniny, které přirozeně patří mezi velmi odolné materiály. Nicméně z povrchu skal a kamenů se pod palbou organických kyselin z rostlinných výměšků a působením mikroorganismů (i za vydatné pomoci kyselých dešťů) uvolňují částice, které jsou rostlinám již dostupné. I v tomto případě platí, že živiny, které rostliny nevstřebají, mohou skončit hluboko pod zemí. Tak dochází ke kontaminaci spodních vod minerálními solemi. Celkově je tedy zřejmé, že rostliny vstřebávají rozpuštěné nerostné a (kovové) ionty, ať už je jejich původ jakýkoli. V hydroponii platí to samé – rozpouštíme minerální soli, které jsou rostlinám okamžitě dostupné. Takže:
Nepříjemně hořká pachuť pochází z nahromaděných stopových prvků – častým viníkem je zde kobalt.
Organické živiny jsou živiny, které dodávají rostlinám komplexní živou potravu anebo horniny ve formě prášku. Tyto živiny musí nejprve podlehnout půdnímu rozkladu (nesmí dojít k jejich odplavení dešťovou vodou), čímž se vytváří zásoby potravy pro rostliny. Zdůrazňuji, že rostliny mohou živiny vstřebávat až poté, co dojde k jejich rozložení působením mikroorganismů.
Minerální živné roztoky vznikají rozpouštěním minerálních solí ve vodě a jsou okamžitě vstřebávány rostlinami. Oproti organickým živinám nemají schopnost vázat se na půdu. V podstatě lze zjednodušeně říct, že organické živiny se vstřebávají pomaleji, zatímco minerální živné roztoky reagují s rostlinami okamžitě.
Používání minerálních solí při pěstování na rozsáhlých polnostech je velmi kontroverzním tématem, a to zcela po právu. Více než půl století využíváme v zemědělství tento způsob dodávání živin, přičemž zejména v posledních letech můžeme stále častěji pozorovat, jaké negativní dopady na životní prostředí tato činnost má. Důležité mikroorganismy, jež se v půdě přirozeně vyskytují a působí jako naprosto zásadní element pro její udržování a regeneraci, totiž působením těchto minerálů vymírají. Jedná se o přesný opak toho, čemu říkáme trvale udržitelný rozvoj. Souhlasím s názorem, že používání minerálních solí na polích je kontraproduktivní a mělo by být omezeno, nebylo-li nejlepší od něj zcela ustoupit. Nejde přitom o samotné minerální soli, ale především o způsob jejich aplikace. V uzavřeném hydroponickém systému jsou totožné soli nejen neškodné, ale stávají se dokonce naším nejlepším pomocníkem na cestě k dosažení kvalitní sklizně.
Dělení podle potřebného množství
Jaké látky tedy rostlina potřebuje? Aby se dalo o nějakém prvku hovořit jako o esenciálním čili nezbytně potřebném, musí jeho nedostatek vést k viditelným defektům, přičemž daný prvek není obvykle možné nahradit jiným. Toto pravidlo zní vcelku jasně a jednoduše, ale v reálném světě nelze vždy zcela jednoznačně určit vlastnosti a chování všech látek, přičemž o některých víme z vědeckého hlediska ještě dnes velmi málo. Z toho důvodu se můžete v různých příručkách a návodech k pěstování u některých prvků setkat s odlišným doporučeným množstvím. Určité prvky jsou obsaženy jak v plynech, tak ve vodě: uhlík, vodík a kyslík. Ty ostatní se dělí do tří kategorií (někdy do dvou, nicméně já preferuji toto rozdělení) podle rozdílného množství, které rostliny potřebují:
Základní minerály (někdy též označované společně s doplňkovými jako makroživiny): Dusík, draslík a fosfor jsou prvky, které rostliny potřebují ve větším množství, přičemž jsou seřazené právě podle množství – dusíku je potřeba nejvíce.
Doplňkové minerály: Vápník, hořčík, síra. Jak název napovídá, těchto prvků nebudete potřebovat tolik, ale stále jich bude více než stopových.
Stopové prvky (někdy též označované jako mikroživiny): Železo, měď, zinek, mangan, bor, molybden, chlor. Železo je potřeba ve větším množství než ostatní prvky, přičemž molybden a chlor se rostlinám dodávají v menším množství. Všechny tyto stopové prvky ani nejsou přirozenou součástí fyziologie rostlin, ale slouží spíše jako urychlovače enzymatických procesů, a proto jsou potřeba v minimálním množství.
Těchto 13 prvků spolu se 3 strukturálními (kyslík, vodík a uhlík) tvoří dohromady 16 základních minerálů sloužících k výživě rostlin. K nim je nutno připočíst prvky, které jsou někdy považovány za esenciální, a někdy zase ne: typickým příkladem jsou kobalt a křemen. Další nelze považovat přísně řečeno za esenciální, nicméně hrají bezesporu důležitou roli ve zdravém vývoji rostlin. Mezi takové patří například nikl, sodík, selen a vanad. Vymezit jasnou hranici mezi těmi opravdu zásadními prvky a těmi, jež jsou „pouze“ důležité, není úplně jednoduché.
Problematické minerály
Většina prvků je rostlinám dodávána ve formě samostatných minerálů. Jednou důležitou výjimkou je dusík, který má zcela zásadní vliv na růst rostlin. Ty ho přijímají ve třech odlišných formách: v hydroponii je nejběžnější dusičnan NO3, poté amonium NH4 a nakonec organické výměšky krav (i nás) v podobě močoviny CO(NH2)2. Jelikož močovina je nejlevnějším zdrojem dusíku, používá se ve velkém při pěstování na rozsáhlých polnostech. Nicméně jedná se o organický materiál, který musí před tím, než ho budou moci vstřebávat rostliny, podlehnout určitému stupni rozkladu. Z toho důvodu je močovina vhodná pouze do uzavřených hydroponických systémů, ale celkově má mezi pěstiteli špatnou pověst, protože může obsahovat toxické látky jako například biuret. Zato amonium je pro hydroponické pěstování prakticky povinností: jedná se o jediný prvek, který má tendenci snižovat pH živného roztoku, protože rostliny díky němu efektivněji izolují vodík (H+), čímž se celý roztok stává stabilnějším.
Živiny, které rostliny nevstřebají, mohou skončit hluboko pod zemí. Tak dochází ke kontaminaci spodních vod minerálními solemi.
Jedním z prvků, na které je nutné dávat si speciální pozor, je fosfor. Jako důsledek jeho slučitelnosti s nabitými částicemi na povrchu může dojít k izolaci tohoto prvku substrátem ještě předtím, než se dostane ke kořenům. To se může odehrát během krátkého časového úseku a vede to ke snížení hladiny fosforu v roztoku krátce po dodání nových živin. Fosfor většinou reaguje s dalšími složkami roztoku, zejména s vápníkem, za vzniku dihydrogenfosforečnanu vápenatého. Ten má největší podíl na vzniku bílých usazenin ve vašem substrátu nebo trubkách a hadičkách.
Stejným způsobem je k elektricky nabitému povrchu přitahován zinek (Zn). Tato přitažlivost se zvyšuje s vyšším pH, takže při vysokých hodnotách pH můžete očekávat nedostatek zinku v roztoku.
Prvky v párech
Hlavní potíž při sestavování výživového receptu pro váš roztok spočívá v tom, že základní a doplňkové prvky nejsou dostupné samostatně, ale vždy v párech, stejně jako všechny minerální soli. Když budete chtít do roztoku přidat jeden specifický prvek, ve skutečnosti budete přidávat dva. Například dusík dodáváte v podobě dusičnanu draselného, dusičnanu amonného, dusičnanu vápenatého a tak dále. Co se týče draslíku, budete ho přidávat ve formě síranu draselného, hydrogenfosforečnanu draselného nebo dihydrogenfosforečnanu draselného a podobně… Některé prvky (dusík, fosfor) lze začlenit ve formě kyselin, ale při tom vás bude zase omezovat vliv těchto kyselin na hodnoty pH.
Stopové prvky fungují na jiném principu – do roztoku se přidávají jako součást sulfátů nebo chelátů. Výraz chelát pochází z řečtiny a znamená „dráp, spár“, což tyto molekuly výstižně popisuje. Jedná se o velké, uměle vytvořené organické molekuly, které izolují stopové prvky (dostávají je do svých spárů). Ve chvíli, kdy dojde k vyčerpání nějakého prvku ve vodě, spáry se rozevřou a dojde k jeho dalšímu uvolnění do roztoku. Cheláty jsou skvělé, protože chrání rostliny před předávkováním těmito živinami. Při výběru živné směsi byste měli vybírat směsi obsahující cheláty. Jedná se o nejdražší položku z celého roztoku, a proto mnoho výrobců i pěstitelů dává přednost spíše levnějším sulfátům. I ty lze běžně používat, nicméně pokud chcete mít jistotu, že máte roztok alespoň na nějakou dobu dostatečně zásoben železem, je nutno přidávat i cheláty železa. Sulfáty sice dodávají potřebné živiny, ale mají takřka nulovou pufrační kapacitu, což se může projevit na chuti výsledného produktu. Nepříjemně hořká pachuť, kterou asi sami dobře znáte, pochází z nahromaděných stopových prvků – častým viníkem je zde kobalt. Mějte na paměti, že je naprosto nezbytné chápat rozdíl mezi půdními hnojivy a živinami pro hydroponické roztoky.
V hydroponii rozpouštíme minerální soli, které jsou rostlinám okamžitě dostupné.
Jak můžete vidět z diagramu, živiny nacházející se přirozeně v půdě nedokáží pokrýt všechny potřeby rostlin. Výrobci půdních hnojiv dobře vědí, jaké živiny již půda obsahuje a jaké je potřeba ještě dodat. Oproti tomu hydroponické výživové směsi nám umožňují pěstovat rostliny ve vodě. Je zřejmé, že musí být zohledněny všechny jejich potřeby. Receptura musí být komplexní a vyvážená. Půdní hnojiva nelze používat v hydroponických systémech, ale přípravky s živinami pro hydroponii lze bez problémů přidávat do půdy. Navíc s nimi dosáhnete lepších výsledků než s obvyklými hnojivy určenými do půdy. Stopové prvky obsažené v půdě nejsou totiž samy o sobě dobře rozpustné. Brání jim v tom různé procesy, zatímco po přidání těchto prvků v roztoku, který je určený pro hydroponii, je rostlina může vstřebat všechny.
Studium etikety
Poté co se rozhodnete, jaký druh živin vám více vyhovuje (organické nebo minerální), budete ještě muset zvážit, s jakým konkrétním produktem nejspíše dosáhnete nejvyšších výnosů a návratnosti investovaného času a prostředků. A tak se najednou ocitnete v prodejně, kde budete zkoumat vystavené produkty od různých výrobců – a dumat, který z nich si vybrat. Rozhodování vám může ulehčit etiketa s informacemi o obsahu, i když v našem oboru platí, že některé obaly jsou dost nepřehledné. A tu hlavní věc z obalů zcela jistě nevyčtete: je tento přípravek s živinami opravdu dobrý? Nakonec si budete stejně muset ověřit sami, jestli vám výrobce nelže. Podle jakého klíče si tedy máte vybírat? Zkuste se zeptat nějakého zkušenějšího pěstitele, co vyhovuje jemu, a s tím začít. Jestliže se raději rozhodujete podle sebe, ale před vstupem do obchodu nemáte konkrétní představu, pročtěte si pozorně více obalů a vyberte tu značku, u které se vám bude zdát, že o produktu informuje nejlépe.
Zdroj: Texier, William. Hydroponie pro každého. Mama Editions, 2014.
…………………………..…………………………..…………………………..
Přehled prvků a jejich funkce
Uhlík (C): Tvoří páteř rostlin i všech ostatních živých organismů. Ve formě uhlovodanů funguje jako skladiště energie.
Vodík (H): Je součástí všech organických molekul a je nezbytný k výrobě cukrů. Účastní se také mnoha reakcí včetně výměny elektrických nábojů a absorpce některých jiných prvků.
Kyslík (O): Zajišťuje dýchání buněk, přeměňuje cukry na energii.
Dusík (N): Prvek s největším zastoupením v rostlinách. Je obsažen v chlorofylu, aminokyselinách a mnoha dalších významných organických molekulách. Patří mezi základní složky všech proteinů a hraje důležitou roli při růstu stonku a květů.
Draslík (K): Druhý nejvíce zastoupený prvek. Jeho funkce jsou ale jiné: aktivuje enzymatické reakce a především reguluje pohyb vody v rostlinách. Zlepšuje jejich schopnost přežít v chladnějších podmínkách a dodává jim zdravý a bujný vzhled.
Fosfor (P): Základní složka nukleotidů: ATP (adenosintrifosfátu) a ADP (adenosindifosfátu). Jakmile je světelná energie přeměněna na chemickou, fosfor a jeho sloučeniny ji skladují.
Vápník (Ca): Stavební složka buněčných stěn. Reguluje (omezuje) příjem dalších živin.
Síra (S): Nachází se v molekulách dodávajících rostlinám jejich chuť a odér, také je obsažena ve dvou aminokyselinách a slouží jako obranná složka. Je stavebním kamenem chloroplastů.
Železo (Fe): Jeho primární funkcí v rostlinách je syntéza chlorofylu (ovšem v něm obsaženo není). Také funguje jako koenzym.
Měď (Cu): Obsažena v enzymech, slouží také při tvorbě buněčných stěn. Nejvíce se jí nachází v kořenech.
Zinek (Zn): Aktivuje enzymy a je zásadním činitelem metabolismu uhlovodanů. Má vliv na rychlost růstu kořenů.
Magnesium (Mg): Okupuje centrální pozici v chlorofylových molekulách a funguje také jako koenzym.
Mangan (Mn): Hraje důležitou roli v enzymatických procesech a má výraznou antioxidační aktivitu. Také se podílí na stavbě chloroplastů, na dýchacích procesech a metabolismu dusíku.
Molybden (Mo): Podílí se na vázání dusíku. Funguje jako koenzym při tvorbě aminokyselin.
Bor (B): Jedná se o jednu ze stavebních složek buněčných stěn, hraje mimo jiné důležitou roli při dělení buněk a transportu sacharidů.
Chlor (Cl): Účastní se fotosyntetických reakcí. Reguluje osmotický tlak a vyrovnává hladiny iontů.
Sodík (Na): Dokáže v určitých případech nahradit draslík. Má několik důležitých funkcí, co se týče metabolismu, ať už sám o sobě, nebo ve spojení s dalšími prvky.
Nikl (Ni): Vhodný na vstřebávání močoviny (důležité pro enzym ureázy). Také napomáhá absorpci železa.
Kobalt (Co): Životné důležitý pouze pro luštěniny, a to při vázání dusíku.
Křemík (Si): Nachází se v buněčných stěnách, zesiluje stonek a listy. Zlepšuje odolnost rostlin vůči suchu a horku (je tedy velmi užitečný v indoorových pěstírnách na omezeném prostoru, kde teplota často překračuje ideální hodnoty).
