Složení vzduchu a jeho účinky na zeleninu

Na složení vzduchu je vázána fotosyntéza rostlin, ale i jejich dýchání, transpirace, opylování atd. Z praktického hlediska nás nejvíce zajímá obsah CO2, relativní vzdušná vlhkost, pohyb vzduchu, obsah toxických látek a mechanických nečistot.

Vliv obsahu oxidu uhličitého ve vzduchu a jeho regulace

V našich oblastech se obsah CO2 ve vzduchu pohybuje kolem 0,03 %. Různými pokusy bylo zjištěno, že pro různé rostliny je toto množství daleko pod optimem a jsou i názory podložené důkazy, že oxid uhličitý má pro výnosy význam limitujícího faktoru. Pokusy bylo také zjištěno, že optimální koncentrace je rozdílná pro různé druhy rostlin. Pro skleníkové okurky je až 0,6 %, pro další plodiny se uvádí optimum 0,15 – 0,2 %. Příliš vysoká koncentrace CO2 nepůsobí sice na rostliny toxicky, může však vyvolat přivírání nebo úplné zavření průduchů. Mezi takové zeleniny patří salát, kde již koncentrace kolem 0,1 % má u některých kultivarů za následek uzavření průduchů.

Optimální koncentrace oxidu uhličitého je rozdílná pro různé druhy a kultivary, má však také návaznost na světelnou intenzitu, kde jsou prokázány přímé korelační vztahy. Obecně můžeme oxid uhličitý pokládat za faktor podněcující růst a tvorbu sušiny. Tento projev je doprovázen zvýšeným příjmem minerálních živin, zvláště dusíku. Větší fotosyntetický potenciál rostlin navozený optimální koncentrací CO2 se projevuje zvýšenou rychlostí fotosyntézy při nízkých – podsaturačních a při vyšších saturačních intenzitách osvětlení. Toto zjištění tedy zdůrazňuje vhodnost aplikace CO2 i v zimním období.

Výnos, zvláště u rostlin, jejichž konzumními částmi jsou plody (rajčata), je ovlivňován translokací asimilátů do plodů. I zde byly zjištěny příznivé účinky atmosféry obohacené CO2. Zvýšená hladina CO2 zvyšuje přesun asimilátů. Pro úplnost je třeba uvést, že zvýšený obsah CO2 vyvolává určité modifikace morfologické a anatomické struktury listů. U rostlin pěstovaných při vyšší hladině CO2 klesá ve srovnání s kontrolou počet epidermálních buněk, průduchů a palisádových buněk a vzrůstá tloušťka palisádového a houbového peranchymu.

Výsledky, které byly zjištěny výzkumem a potvrzeny praxí, jsou jednoznačné ve prospěch obohacování mikroklimatu ve sklenících a fóliovnících oxidem uhličitým. Můžeme je shrnout takto:

a) Optimální a ekonomicky účinná koncentrace CO2 je pro většinu rostlin 0,1-0,2 objemových procent.

b) Při zvýšené hladině CO2 se tvorba hospodářského výnosu zvyšuje o 20 až 50 %.

c) Zvýšená hladina CO2 stimuluje nakvétání a později urychluje dozrávání plodů. Při zvýšené hladině minerálních živin nastává však útlum tohoto stimulačního efektu. U sazenic předpěstovaných při zvýšené hladině CO2 jsou účinněji využívány minerální živiny pro tvorbu biomasy.

Tato zajištění vedou v praktické agrotechnice k tzv. přihnojování oxidem uhličitým. V některých státech se v uzavřených klimatizovaných prostorech toto přihnojování používá v poměrně širokém měřítku. U nás zatím, i přes ekonomickou výhodnost, naráží přihnojování CO2 na určité potíže spojené se zdroji, způsobem aplikace a spolehlivou kontrolou skutečného stavu CO2 v uzavřeném prostoru.

Jako zdroj k obohacování atmosféry je možno doporučit stlačený CO2 z ocelových lahví, u nichž je zajištěno spolehlivé dávkování a čistota zdroje. Podobné přednosti má i aplikace CO2 ve formě suchého ledu. Zajímavé výsledky byly získány postřikem vodou obohacenou CO2.

Za progresívní je možno pokládat zdroj oxidu uhličitého, který vzniká spalováním čistých tekutých nebo ještě lépe plynných paliv. Komerční paliva však obsahují toxické nečistoty a také spalovací proces může být nedokonalý, takže do vzduchu se dostane i oxid uhelnatý a etylén. Pro skleník je uváděna toxická koncentrace oxidu uhelnatého 500 ppm a etylénu 0,05 ppm. Proto je třeba brát zřetel na tyto okolnosti a před aplikací jednak zjistit složení spalovaného paliva, jednak zabezpečit jeho dokonalé spalování.

Pro zajištění optimální koncentrace CO2 v uzavřených prostorech je nejvhodnější sledovat složení vzduchu (kolorimetricky, infraanalyzátory nebo méně přesně detekčními trubičkami apod.). Pokud není zajištěna analýza složení vzduchu, je možné CO2 aplikovat každé 2-3 dny (v závislosti na větrání) podle vypočítaných hodnot. S ohledem na vyšší měrnou hmotnost CO2 ve srovnání se vzduchem, je třeba zajistit jeho rozvod do nejvyšších částí uzavřených prostorů.

Relativní vzdušná vlhkost a pohyb vzduchu

Relativní vzdušná vlhkost (RVV) ovlivňuje především transpiraci a s ní spojený vodní provoz rostlin. Příliš vysoká nebo příliš nízká relativní vlhkost vzduchu může působit i značné morfologické změny. Například při nízké relativní vzdušné vlhkosti má salát menší a tuhé listy, a při vyšší vzdušné vlhkosti rajčata lépe rostou, ale později nasazují květy a dávají nižší výnosy. Nelze zapomínat také na to, že relativní vzdušná vlhkost ovlivňuje výskyt chorob.

Podle zkušeností je možno orientačně uvést jako optimální pro různé druhy zeleniny tyto hodnoty relativní vzdušné vlhkosti: skleníkové okurky 85 až 95 %, melouny 65-75 %, kedlubny, květák, salát 70-80 %, rajčata, paprika, lilek, fazol 50-60 %.

Regulace relativní vzdušné vlhkosti v polních podmínkách je prakticky velmi omezená. Částečně se dá vzdušná vlhkost zvýšit pouze při závlaze, zvláště v takových případech, kdy se aplikují závlahové dávky ve formě jemného postřiku při menším pohybu vzduchu. Zeleniny, které vyžadují vyšší relativní vzdušnou vlhkost a netrpí houbovými chorobami, zavlažujeme raději v odpoledních hodinách kdežto zeleniny, které vyžadují pro svůj růst nižší relativní vzdušnou vlhkost a trpí houbovými chorobami, zavlažujeme v ranních hodinách.

V uzavřených prostorech můžeme regulovat relativní vzdušnou vlhkost jemnými postřiky, popř. vyšší četností těchto postřiků, např. pro okurky, které při nižší relativní vzdušné vlhkosti hůře rostou a jsou více napadány sviluškou. Určité potíže vznikají se zvyšováním vzdušné vlhkosti při poklesu teploty, protože vodní páry kondenzují na krycím materiálu (sklo, fólie), zvláště při značně rozdílných vnějších a vnitřních teplotách, kdy hlavně na konstrukcích vznikají kondenzáty vody a zakapávají do pěstovaných plodin. U velmi citlivých rostlin (sadba) bráníme zakapávání vhodně umístěnými polyetylénovými fóliemi.

Vysokou relativní vzdušnou vlhkost můžeme snižovat větráním nebo zvýšením teploty. Zvýšení teploty o 1oC sníží relativní vzdušnou vlhkost v uzavřeném prostoru asi o 4 %.

Pohyb vzduchu má především význam při opylování větrosnubných zelenin. Menší pohyb vzduchu, asi kolem 0,3 m.s^-1 urychluje růst, což je zřejmě v souvislosti se snížením difúzního odporu při přijímání CO2 a s průběhem transpirace. Vyšší pohyb vzduchu působí škodlivě a zvláště silnější vítr způsobuje nadměrné vysychání rostlin a půdy, a tím i ochlazování. Proto v zelinářství častěji využíváme větrolamy nebo vybíráme pozemky chráněné proti převládajícím větrům.

Značný dopad má zvýšený pohyb vzduchu na teplotní podmínky ve sklenících a fóliovnících. Bylo zjištěno, že ztráta tepla je dvojnásobná při stejné vnější teplotě, jestliže se rychlost větru zvýší z nula m na 15 m.s-1. Snížení rychlosti větru různými větrolamy o 30 % znamená úsporu tepelné energie o 10 %. Větrné polohy jsou také nevhodné pro stavby fóliovníků, protože zde dochází ke zvýšení vibrace fólie a často i k jejímu utržení od konstrukce.

Mechanické a chemické nečistoty vzduchu

V průmyslových oblastech, v blízkosti měst a speciálních provozů (cementárny, vápenky, tepelné elektrárny) je často značnou závadou nečistota vzduchu. Mechanické nečistoty působí jak znečištění krycích materiálů, a tím i zhoršené pronikání světla, tak přímo ovlivňují kvalitu a růst zelenin. Nečistoty se zachycují na listech, ucpávají průduchy a naleptávají povrch znečištěných orgánů. Poměrně nejlépe vzdušné nečistoty snášejí kořenové zeleniny, nejvíce jimi trpí především všechny druhy listových zelenin, zvláště hlávkový salát, dále zeleniny s bublinatými listy, jako je např. kapusta, a z plodonosných zelenin nejvíce paprika a rajčata. Velmi náročný na čistotu vzduchu je květák, protože jeho bílá růžice se znehodnotí i malým znečištěním.

Při čištění skel skleníků se většinou neobejdeme bez chemických přípravků. Používáme různé saponátové přípravky nebo zředěnou kyselinu solnou, popřípadě fluorovodíkovou (podle charakteru znečištění).

Také chemické sloučeniny plynného charakteru mohou způsobovat značné škody na zeleninách. Nejčastější příčinou poškození tohoto typu bývá vyšší obsah oxidu siřičitého ve vzduchu. Norma v ČSSR připouští obsah 9 ppm. Na tuto koncentraci jsou již citlivé např. luskoviny a květák, ostatní zeleniny ji snášejí bez větších následků. U fluorovodíku norma připouští koncentraci 1,2 ppm. U chlóru je maximálně přípustná koncentrace 1 ppm; ta se může škodlivě projevit pouze u skleníkových okurek. Zeleniny jsou poměrně citlivé na ozón (O3); koncentrace 0,2 ppm již způsobuje okrajové nekrózy listů. Na oxid uhelnatý jsou rostliny podstatně méně citlivé než teplokrevné organismy. Rostliny snášejí bez poruch koncentraci až 500 ppm, kdežto norma v ČSSR připouští pouze 30 ppm.

Určité problémy způsobuje i zvýšený obsah olova v blízkosti komunikací se zvýšeným automobilovým provozem. I když olovo z výfukových plynů nepůsobí přímo toxicky na rostliny, usazuje se na povrchu listů a plodů, a tím způsobuje určité zdravotní závadnosti konzumované zeleniny. Důkladným omytím se sice usazeného olova zbavíme, přesto však je lépe pěstovat zeleninu alespoň 200-300 m od komunikace.

Zdroj: Zahradníctvo, zelinárstvo, ovocinárstvo, vinohradníctvo, Príroda Bratislava 1984

Zelený zdroj života

Ve vodách a na souši naší planety žije více než půl druhého milionu dosud popsaných a poznaných druhů živočichů a rostlin. Z toho je 1 200 000 druhů živočišných, 400 tisíc zelených rostlin a kolem 100 000 hub, lišejníků a mikroorganismů. Přírodní vědy zatím nestačily zaregistrovat všechny druhy; chybí nám znalosti mnohých vzdálených končin, například tropických lesů, mořských hloubek a velehorských výšek. Odhaduje se, že po skončené „inventuře“ bude známo asi 5 milionů druhů organismů a jen desetina z tohoto počtu budou zelené rostliny. Jsou tedy živočichové progresivnější větví, která jednou zcela obsadí prostor pozemské biosféry?

Z hlediska složitosti stavby těla a funkcí tělesných orgánů jsou živočichové velmi různorodí a u vyšších forem i značně složitější nežli většina rostlin. Není tedy náhodou, že jsou druhově tak početní a že nejvlivnějším organismem na současné Zemi se stal člověk, nebo že se jím mohl stát některý druh vysoce organizovaného sociálního hmyzu. Živočichům a lidem však chybí dvě základní schopnosti, které jsou nezbytné pro hladký provoz v biosféře. Za prvé nedovedou si přímo osvojovat stavební látky svých orgánů z plynů ovzduší a nerostů půdy, ani čerpat energii pro funkci těchto orgánů přímo ze životodárného slunečního záření. Za druhé nedovedou rozkládat odumřelou ústrojnou hmotu zpět na základní chemické prvky, nutné v půdě a v ovzduší pro kontinuitu života. Život zvířat a lidí je proto možný jen v zapojení do kompletních přírodních soustav zvaných ekologické systémy neboli ekosystémy.

Zelené rostliny mají v ekosystémech nezastupitelnou úlohu výrobců ústrojné hmoty a lapačů sluneční energie. Proces, jímž se tato výroba v zelených rostlinách děje, je známý pod jménem fotosyntetická asimilace oxidu uhličitého, krátce fotosyntéza. Je to soubor biochemických reakcí, při nichž působením sluneční světelné energie a za spoluúčasti zelených barviv – chlorofylů – dochází ke skladbě ústrojných látek ze vzdušného oxidu uhličitého a z vody, při současném uvolňování kyslíku. Část sluneční energie se tímto způsobem převede do ústrojných látek, z nichž se v následných stavebních procesech tvoří buňky, pletiva, orgány a celé rostliny. Ústrojné látky rostlin složené z uhlíku, vodíku, kyslíku, dusíku, fosforu a síry pak přejímají – včetně v nich obsažené energie – živočišní (i lidští) spotřebitelé čili konzumenti. Jindy se odumřelá rostlinný těla stanou přímo potravou drobnohledných hub a baktérií, rozkladačů, kteří vracejí minerální látky do koloběhu života.

Význam zelených rostlin ve volné přírodě i v kulturní krajině obhospodařované člověkem je nejlépe patrný na toku energie, jednosměrně předávané mezi výrobci, spotřebiteli a rozkladači v ekosystémech. Všechny životní procesy a proměny vnitřního životního prostředí jsou doprovázeny tokem a přeměnou energie. Sluneční záření je při povrchu Země již příliš rozptýleným zdrojem energie, který nemůže udržovat v chodu složité životní pochody a jehož nemůže využít pro růst a metabolické procesy ani člověk. Prostřednictvím zelených rostlin dojde ke koncentraci a skladování energie v listech, stoncích, plodech a semenech, které již mohou být „palivovou“ základnou pro lidi, živočichy a mikroby.

Porosty zelených rostlin zpravidla asimilují v tzv. hrubé primární produkci jen 2 až 10 % energie dopadajícího slunečního světla. Asi polovina z této získané energie se ztrácí ve volném prostoru v podobě tepla, uvolňovaného dýcháním rostlin. Tedy jen 1 až 5 % využitelného slunečního záření vstupuje do palivové základny ekosystému jako „čistá produkce“ a základ všech dalších životních dějů. Ve volné přírodě je největší část čisté produkce (nezřídka 90 %) postupně ukládána v podobě odumřelých listů, stonků a zbytků plodů na povrchu půdy; tato „opadanka“ je zdrojem potravy a energie pro rozkladné mikroorganismy, což vede k úplnému uvolnění základních prvků a k přeměně chemicky vázané energie na bezcenné teplo uvolňované dýcháním mikrobů do okolí.

Ve volné přírodě jen kolem 10 % čisté primární produkce zelených rostlin se stává potravou býložravých živočichů. Do těl zvířat se však asimiluje jen kolem 50 % energie sežrané potravy; ostatek se dostává v podobě výkalů do „opadanky“ ekosystému. Asimilovaná část energie se v tělech býložravců dále dělí na složku, která představuje „čistou sekundární produkci“, a složku, prodýchanou a uvolněnou jako teplo do vnějšího prostoru. Na býložravé živočichy je v přírodě navázán život jedné nebo i několika skupin masožravců, což jsou v podstatě šelmy, dravci a cizopasníci různého stupně. Převod energie z těl býložravců do těl masožravců různého stupně je již úspornější, avšak i při něm dochází k nezbytné ztrátě, vyvolané spotřebou energie pro dýchání rostoucí kořisti.

Také pole, louky, pastviny a zahrady mají svou energetickou bilanci, která se řídí výše vzpomenutými zákony ekosystému: nejvíce sluneční energie hromadí hned v první stojící zelené polní plodiny, luční trávy, zelenina a ovocné stromy. Pro lidskou společnost by bylo energeticky nejvýhodnější spokojit se s potravou na této hladině ekosystémů a jíst maximální množství rostlinné potravy. Při návazném chovu domácího dobytka nutně dochází ke ztrátám energie, která se uvolňuje dýcháním zvířat. Stáj vyhřátá i v zimě živočišným teplem dává nejlepší představu o množství energie, které se při přechodu na živočišnou produkci ztrácí. V případě, že vykrmujeme domácí zvířectvo produkty živočišnými, například mlékem, zvyšujeme energetické ztráty ještě více. Při racionálním propojení rostlinné a živočišné výroby jsou ovšem všechny kombinace látkových a energetických toků možné.

Zdroj: S. Skorňakov, J. Jeník, V. Větvička Zelená kuchyně, Lidové nakladatelství 1988