Nové technológie kvapkovej hadice dodávajú rastlinám presne toľko vody, koľko práve potrebujú.
Zavlažovací systém. Zdroj: iStockphoto.com
Technologický pokrok sa odnepamäti realizoval dvoma spôsobmi. Buď krok za krokom, postupným zlepšovaním predošlej technológie, alebo skokovo, takpovediac revolučne. Druhý spôsob bol zvyčajne výsledkom originálneho myslenia. Faktu, že ktosi sa na problém pozrel celkom novým, nevšedným spôsobom. Fascinujúcim príkladom druhého spôsobu je nový systém responzívnych závlah.
Úroda bez vody nebude
Poľnohospodárstvo je jedným z dominantných sektorov svetovej ekonomiky s ročným výnosom viac ako 13 400 miliárd amerických dolárov, zamestnávajúci viac ako 40 percent svetovej populácie. Technologické inovácie spojené s produkciou rastlinnej potravy majú preto takmer nevyčísliteľný ekonomický potenciál, nehovoriac o sociálnych benefitoch prameniacich z jeho rozvoja do oblastí, kde dnes nie je možné efektívne pestovať poľnohospodárske plodiny (arabské štáty, Blízky východ, púštne pásy). Napriek digitálnej ére je rozvoj potravinovej produkcie nevyhnutným predpokladom prosperity ľudstva.
V súčasnosti je pravdepodobne najlimitujúcejším faktorom pre rozvoj globálneho poľnohospodárstva dostupnosť závlahovej vody. Tá je stále kritickým determinantom množstva a kvality úrody každej poľnohospodárskej plodiny.
Nový zavlažovací systém posunie poľnohospodárstvo na novú úroveň. Zdroj: iStockphoto.com
Ako fungujú závlahové systémy
Princípom, na ktorom boli vybudované všetky moderné závlahové systémy, sa stala voda, ktorá je dostupná vždy, keď človek potrebuje, a v množstve, ktoré človek určí. Je to voda, ktorá je podriadená našim potrebám a chápaniu. Ľudia vyvinuli sofistikované závlahové systémy a rovnako dômyselné technológie na meranie ich efektu. Dnes existujú desiatky sond, snímačov a softvérov, ktoré interpretujú zložité dáta z fyzikálno-chemických meraní v pôde. To všetko s cieľom stanoviť, aké množstvo vody je optimálne.
Postupne sa však presadzuje zaujímavá technológia, ktorá sa zrodila z celkom opačnej úvahy. Kedy a koľko vody chce samotná rastlina?
Rastlina povie, koľko vody chce
V roku 2018 vedci zo Spojených arabských emirátov a Spojených štátov amerických po prvý raz predstavili novú technológiu. Je to úplne nový typ kvapkovej hadice, o ktorej jej tvorcovia tvrdia, že má schopnosť prečítať potreby rastliny a dodať jej presne toľko vody, koľko práve potrebuje.
Prevratná hadica mala priniesť výrazné úspory v množstve spotrebovanej vody, umožniť pestovanie plodín na miestach, kde to pre nedostatočne výdatný zdroj vody bolo dovtedy nemožné, a zároveň zvýšenie úrody odstránením stresových stavov (prebytok vody je stresovým stavom rovnako ako jej nedostatok a má negatívny vplyv na množstvo a kvalitu úrody).
Technológia sa medzičasom komerčne adaptovala a prípadové štúdie, ktoré postupne pribúdajú zo všetkých kútov sveta, sú mimoriadne sľubné. Úspory na úrovni 30 až 40 percent boli potvrdené v Číne, Spojených štátoch, subsaharskej Afrike, ale aj v Európe. Rovnako významná je aj energetická úspora závlahového systému o 40 – 90 percent a nárast produkcie o 10 – 15 percent.
Responzívna kvapková závlaha Zdroj: Responsive Drip Irrigation
Kľúčom je komunikácia s koreňmi
Presné chemické zloženie látky, ktorá responzivitu zabezpečuje, je prísne strážené obchodné tajomstvo. Princíp fungovania novej hadice je však dobre známy.
Jej steny sú tvorené polopriepustnou membránou. Tá je napustená chemickou látkou, ktorá na princípoch organickej chémie reaguje s exodátmi (výlučkami) koreňového systému rastlín. Keď má rastlina nedostatok vlahy, korene na to reagujú tak, že do svojho okolia uvoľňujú cukry a niektoré druhy aminokyselín. Snažia sa prilákať symbiotické mikróby, ktorých prítomnosť dokáže krátkodobo nedostatok vlahy kompenzovať.
Zdá sa, že autori patentu dokázali vyvinúť syntetickú látku, ktorá túto aktivitu rastlín zaznamená a zareaguje na ňu tak, že otvorí mikropóry v stene hadice, čím sa do okolia uvoľní voda. Fascinujúce na celom procese je aj to, že tento proces je reverzibilný. Ak membrána prestane zaznamenávať prítomnosť potrebných exodátov, póry sa znova uzavrú.
Pozrite si
Zavlažuje súčasne malé aj veľké rastliny
Zvlášť zaujímavým dôsledkom fungovania takejto hadice je schopnosť flexibilne reagovať na potreby rôznych rastlín na odlišných miestach. V praxi to znamená, že responzívna hadica dokáže súčasne zavlažovať desaťmetrový strom a o niekoľko metrov ďalej dokáže tá istá hadica polievať mladé priesady bez toho, aby jednej či druhej rastline ublížila nedostatkom či prebytkom vody.
Hadica je stále napustená vodou, cez svoje steny však vypustí len také množstvo vody a na tom mieste, kde jej povrch reaguje s potrebnými metabolitmi koreňov. Vďaka tomu hadice pracujú len na minimálnom vnútornom tlaku 0,14 baru, zatiaľ čo bežné kvapkové systémy pracujú pri tlaku 1 – 4 bary.
Nová technológia je stále v plienkach. Kým nahradí odolnejšie a etablovanejšie systémy, prejde ešte dlhú cestu. Je však fascinujúcou ukážkou toho, akými neuveriteľnými metódami raz možno budeme so zvyškom živej prírody interagovať a ako nám porozumenie, poznanie a poznávanie môžu pomôcť zachrániť našu planétu.
Autor: Jozef Mertuš (odborný pestovateľ v ovocinárskej firme)
Zdroj: HPWD, Responsivedrip, TheBusinessresearchcompany
(JM)
