Kvalita a bezpečnost rostlinných produktů v kultivačních bezpůdních systémech

Anna-Běla Sýkorová

Bachelor's thesis

Quality and safety of plant products in soilless cultivation systems

Abstract:

Bezpůdní systémy se dají rozdělit na dva hlavní směry: hydroponii a akvaponii. Přičemž akvaponie je spíše rozšířená hydroponie o akvakulturu, ze které se dodávají živiny z odpadních látek vodních živočichů. Základní myšlenkou bezpůdních systémů, konkrétně tedy hydroponie, je pěstování rostlin bez půdy, popřípadě v uzavřeném prostoru či se substrátem. Znamená to konstatní dodávání vody, roztoku s příslušnými živinami, kontrolu okolní teploty a vlhkosti a v případě úplně uzavřeného systému i náhradu slunečního světla. Hydroponické systémy se dají dělit na dva hlavní typy, jimiž jsou cirkulující a necirkulující hydroponické systémy. Zásadní rozdíl je v tom, že v cirkulujícím systému se recykluje voda v oběhu stále dokola. To má svá rizika, zejména v podobě náchylnosti k akumulaci určitých prvků, rozšíření chorob aj. Dále se pak dají dělit podle typů zavlažovaní jako jsou např. NFT, DFT systémy a aeroponie, které se všechny liší zejména zůsobem distribuce vody ke kořenům. Akvaponie je bezpůdní systém rozšířený o akvakulturu. Je to spojení akvakultury s hydroponií, fugující jako ekosystém. Podobně jako samotná hydroponie, existují dva hlavní typy akvaponie – jednosmyčková a dvojsmyčková. Jednosmyčková akvaponie je přímo spojená s rostlinou hydroponií a voda mezi těmito dvěma systémy koluje. Dvojsmyčková je pak oddělena a voda z akvakultury se dostane na hydroponické části externě. V akvaponii je důležité koloběh dusíku, jehož zdrojem jsou opadní látky ryb a ty se pak dostávají k rostlinám. V procesu jsou zakomponované také mikroorganismy, které mění dusík na vhodnou formu pro přijetí rostlinami. Nutriční kvalita produktů vyspěstovaných bezpůdními systémy pravděpodoně nestrádá. Vzhledem k velké míře kontroly nad živinami a nad prostředím, lze kvalitu produktů určitými způsoby i zlepšit. K tomu může být nápomocný parametr elektrické vodivosti, který vypovídá o množství rozpuštěných iontů v roztoku. Bezpůdní systémy mají potenciál v možném osidlování jiných planet jako např. Marsu, který se zdá pro pěstování těmito způsoby nejvhodnější. Dalším využití bezpůdních systémů je přesun pěstování produktů do měst, do uzavřených budov s myšlenkou ušetření orné půdy, jejíž plocha ubývá. Druhým možným pozitivním vlivem může být tímto navýšení množství vypěstovaných potravin a tím potenciální řešení problémů vycházejících přelidnatosti země.

Abstract:

Soilles cultivation divides into two main directions: hydroponics and aquaponics. To be more specific, hydroponic system is included in more complex aquaponics, where there is a relation between fish and their disposal which produces valuable nutrients for hydroponic plants in a solution. The main idea of soilless cultivation is growing plants without soil and even can be applied indoor with more controled environment. The controlled environment means constant supply of water, nutrient solution, temperature and humidity control and in the case of indoor systém also a sufficent lightning. The nutrient solution might be circulating; which is a system where water with nutrient is recycled. However, this can cause particular issues: for example when certain elements acumulate there or it there can be caused a spread of disease. On the contrary, in non-recycled system, the nutrient solution is used only once. Another way how to divide hydroponics is according to an irrigation, for instance NFT, DFT and aeroponics system. They differ by way of water distribution to the roots. Aquaponics is a system, where aquaculture is together with hydroponics. There also exist two main types of aquaponics: coupled and decoupled. Coupled aquaponic is directly connected with the hydroponic part. Decoupled one is completely separeted from the hydroponic part and the nutrient solution from fish disposal is given externally. Another imporant part in an aquaponic system is nitrogen distribution between the two systems. Nitrogen is the main element given by fish to hydroponic plants, but there are also microorganisms which play an important role in transforming nitrogen into compunds more suitable for plants. Nutritional quality of soilless products most probably does not deteriorate. That might be caused by strict and complex control over the nutrients solution and environment. What is more, the quality can be enhaced in certain conditions. For such enhancement of the quality an electrical conductivity parameter can be helpful, which interprets the amount of dissolved ionts in the solution. Soilless systems have a possible potential while settling in other planets, such as the Mars which seems to be suitable for further research. Further use for soilles systems can be found in urban farming, meaninggrowing plants in cities and enclosed buidlings. That also has a potential in saving an arable land and in the increase in the number of crops related to the issue of overpopulation.

Keywords

bezpůdní kultivace, hydroponie, akvaponie, výživa, kvalita a bezpečnost, pěstování ve Vesmíru

Keywords

soilless, hydroponic, aquaponic, nutrition, quality and safety, exoplanetary

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 5. 2021

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Pavel Klouček, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Agriculture, Horticulture and Rural Development / Nutrition and Foodstuffs