Řasy jako továrna na cenné látky – Akademie věd se představuje na výstavě Expo

Skleněná svítící palma je na světové výstavě v Dubaji stálým exponátem Mikrobiologického ústavu AV ČR. Projekt zvaný Alga Oasis umělecky ztvárňuje model fotobioreaktoru pro pěstování řas, které poskytují nutričně bohatý zdroj potravy. K vidění je v Českém pavilonu na Expo 2020.

Mikroskopické řasy jsou ve své podstatě malou továrnou na cenné látky pro moderní biotechnologie. Pomocí řas je možné řešit mnohé problémy současnosti, například nedostatek kvalitních potravin. Vznikl tak nápad představit tento proces veřejnosti v umělecky ztvárněné podobě. Návrh dobře zapadl do konceptu českého pavilonu „Connecting minds, building the future“.

„Exponát je opravdu výjimečný, jak nápadem, tak po vědecké i umělecké stránce. Výborně reprezentuje špičkový výzkum Akademie věd i české vědy jako celku,“ říká předsedkyně Akademie věd ČR Eva Zažímalová.

Objekt reaguje na diváka

Výroba Alga Oasis (alga, latinsky řasa, oasis anglicky oáza) trvala více než rok a každý její prvek je unikátem, vyrobeným speciálně právě pro tento projekt tak, aby odolal extrémním podmínkám venkovního prostředí Arabského poloostrova.

Alga Oasis je inspirována technologií fotobioreaktoru. Jde o samostatně stojící objekt z kruhovitě uspořádaných skleněných trubic, jež tvoří dynamicky tvarovanou stylizovanou palmu vyzařující světlo. Uvnitř skleněných trubic probublává kapalina, přičemž bubliny vznikají v místě, kde se divák pohybuje. Objekt reaguje na diváka i změnou světelného schématu.

Děj uvnitř exponátu vysvětluje světelně zvýrazněný středový pás s obrazovými světelnými ilustracemi. Součástí je i animace, kterou si lze prohlédnout na osobních zařízeních připojených na internet.

„Pro Mikrobiologický ústav Akademie věd a jeho pracoviště v Třeboni je opravdu velká čest, že máme možnost se této prestižní výstavy zúčastnit “, poznamenává ředitel pracoviště Jiří Hašek.

Autorem Alga Oasis je multimediální umělec Michal Kohút, absolvent VŠUP v Praze. Ve své tvorbě snoubí přístupy mezi uměleckými technikami a technologiemi z různých oborů. Jeho typickým rukopisem je spojení dynamičnosti s jemností a cit pro detail.

Čas mikroskopických řas jako zdroje potravin může přijít s rostoucím počtem lidí na planetě nebo zhoršujícími se podmínkami pro tradiční zemědělství vlivem klimatických změn. I když se mikroskopické řasy ani v nejbližších letech nestanou masovou potravinou nahrazující obiloviny, mají přesto pro člověka velký potenciál.

Akademii věd ČR na světové výstavě Expo kromě Alga Oasis reprezentují i další ústavy. Hlavním exponátem českého pavilonu je systém S.A.W.E.R., který vyrábí vodu ze suchého pouštního vzduchu pouze za pomoci solární energie. Ta pak zavlažuje zahradu vysázenou v dubajském písku a názorně ukazuje, jak stvořit oázu v poušti. Zařízení pro kultivaci pouště vyvinul Botanický ústav AV ČR.

V únoru 2022 Akademie věd ČR převezme štafetu v rotační expozici s tématem Energie na chytrý způsob. K vidění bude například interaktivní model tokamaku – zařízení k produkci energie termojadernou fúzí koncept lodě, která likviduje odpad z plastových ostrovů v mořích s minimálním zbytkem nezpracovatelného odpadu. (4.10.2021)

Začíná Expo v Dubaji. Čeští vědci na něm přemění vodu ze vzduchu

Větru ani dešti neporučíme, vyrobit vodu ze vzduchu a nechat rozkvést poušť ale zvládneme. Přesvědčit se o tom budou moci návštěvníci českého pavilonu na světové výstavě Expo 2020 v Dubaji. Kvůli pandemii covidu-19 začíná světová výstava s ročním zpožděním. Pečlivě a dlouho se na ni připravovali také čeští vědci, jednu z největších atrakcí připravilo České vysoké učení technické v Praze (ČVUT). Na jeho projektu S.A.W.E.R. (Solar Air Water Energy Resource) od počátku úzce spolupracoval Miroslav Vosátka z Botanického ústavu AV ČR.

Žížaly se pomalu proplétají tmavou vrstvou kompostu a usilovně pracují na přeměně kuchyňských zbytků v organické hnojivo. Pomáhají jim v tom tisíce chvostoskoků a dalších miniaturních živočichů, které nejsou na první pohled vidět. Jejich společné úsilí v nevelké nádobě zvané vermikompostér je ale pro budoucí zazelenání pouště velmi důležité. „Výsledkem je kompostový výluh, kterému pracovně říkáme žížalice, přidáváme jej jako přírodní hnojivo do jednoho z našich experimentálních záhonků,“ říká ve skleníku průhonického areálu Botanického ústavu AV ČR Miroslav Vosátka.

Kromě žížalice se písčitá půda hnojí řasovou suspensí. I ta se vyrábí přímo na místě – v tzv. fotobioreaktoru. Představit si jej můžeme jako takový dlouhý nerezový kaskádovitý stůl, po němž nepřetržitě protéká brčálově zelená voda. Množí se v ní speciální sladkovodní mikrořasy, které jsou schopny vychytávat živiny z odpadní vody, organicky je navázat a následně pomalu uvolňovat k rostlinám.

„V Dubaji chceme ukázat, že jsme schopni pěstovat rostliny v písku. Tady ve skleníku to zatím zkoušíme v menším měřítku a výsledky jsou velmi slibné,“ dodává Miroslav Vosátka. Uprostřed skleníku se nacházejí dvě řady bedýnek s pískem. V levých bedýnkách rostou na pohled zdravé pěkné byliny a trávy, v pravých se přikrčují méně vzrostlé kousky stejných druhů rostlin. Většinou jde o vojtěšku, čirok, levanduli, rozmarýn a tymián, v plánu jsou ale i experimenty s rajčaty, pórkem a další zeleninou. Rozdíl mezi pravým a levým záhonem spočívá v druhu hnojení a způsobu zavlažování.

Levou stranu posiluje organická výživa složená z kompostového výluhu, řasové suspense, různých bakterií a endofytických a mykorhizních hub (symbiotické houby, v prvním případě se vyskytují v pletivech rostlin, v druhém případě v kořenovém systému). Pravá strana záhonu je vyživována anorganicky, tradičním zemědělským hnojivem se zkratku NPK (obsahuje dusík, fosfor a draslík).

Pouštní zahrádka bez deště

Podstatným rozdílem mezi oběma řadami je způsob zavlažování. Levou „přírodní“ řadu bedýnek zavlažuje podpovrchový kapkový systém, zatímco pravý „tradiční“ záhonek kropí sprška vody nad půdou. Princip závlahy, kdy se voda po kapkách pomalu a postupně dostává přímo ke kořínkům, vymysleli Izraelci, a úspěšně jej využívají v tamním zemědělství. Díky němu se jim daří ušetřit spoustu vody (uvádí se 50 %), která se při užití konvenčních metod zbytečně ztrácí, vypařuje.

Běžnou metodou zavlažování v zemích s nedostatkem pravidelných srážek je tzv. záplavová metoda. Spočívá v tom, že se vykopané brázdy kolem rostlin zatopí vodou. Její historie sahá až ke starým civilizacím kolem Eufratu a Tigridu v oblasti dnešního Iráku, na mnoha místech světa se používá dodnes, i když je velmi nehospodárná. 

Celý český pavilon na Expu v Dubaji by měl být soběstačný, co se vody týče. Přístroj na získávání vody ze vzduchu zkonstruovali odborníci z Univerzitního centra energeticky efektivních budov a Fakulty strojní ČVUT v Praze. Velmi zjednodušeně řečeno se jedná o velkou chladicí aparaturu, která vyrábí vodu kondenzací z horkého pouštního vzduchu. Zařízení S.A.W.E.R. by mělo být schopné získat z dubajského vzduchu zhruba 300 litrů za den. Takto získaná voda se bude v pavilonu používat k vaření, mytí, splachování i k zavlažování zeleně.

„Původním záměrem bylo vytvořit maketu tunelu pod pouští, aby mohli návštěvníci zespoda obdivovat kořenový systém rostlin, které tam vysadíme. Plánujeme i průhledné tubusy, jakoby sloupy, s kořenovým systémem, a videosmyčky ukazující zrychlený růst kořenů nebo rozklad odpadu na kompost,“ prozrazuje Miroslav Vosátka. Vegetace by měla mít několik pater, spodní byliny porostou ve stínu větších palem. To vše se začne chystat a vysazovat přímo na místě ještě letos. A chybět u toho nebudou ani žížaly a chvostoskoci z vermikompostéru, také s jejich pomocí se snad dubajská písčitá půda krásně zazelená. (1.10.2021)