Klima v pěstírně pro pokročilé

Fotosyntéza

Když se podíváte na rostliny optikou správného zahradníka, není možné vnímat pouze jejich vůni, barvu, sílu stonků nebo velikost květů. Měli byste vidět důmyslný organismus, ve kterém se odehrávají složité chemické procesy, které na první pohled vidět nejsou. Právě díky nim je následně možné hodnotit rostliny lidskými smysly.

Nejzásadnějším procesem probíhajícím v rostlinách je fotosyntéza. Z pohledu člověka se může zdát, že jejím nejdůležitějším produktem je kyslík. Z hlediska rostlin je ale kyslík odpadním prvkem. Zjednodušeně se dá říci, že při fotosyntéze vstřebávají rostliny oxid uhličitý (CO2), vodu, živiny, fotosynteticky aktivní záření a teplo, které přeměňují na kyslík a cukr. Zatímco většinu kyslíku vypouštějí do vzduchu, cukr používají jako energii pro vlastní růst a přežití.

Během fotosyntézy si tedy rostliny cukry vyrábějí. Když jsou podmínky pro průběh fotosyntézy optimální, mají rostliny energie více a mohou ji použít pro svůj růst a kvetení nebo uložit jako zásobu. Procesu, při kterém se z jednoduchých anorganických sloučenin vytvářejí složitější struktury, v tomto případě cukry, říkáme asimilace. Pokud některá ze složek podílející se na fotosyntéze chybí, proces neprobíhá vůbec nebo jen z části.

Když rostliny nemají k dispozici fotosynteticky aktivní záření, tedy v noci, fotosyntéza neprobíhá. Taková situace nastává v indoorové pěstírně, když jsou světla zhasnutá. Rostliny ale i v noci spotřebovávají energii pro své životní funkce a pro růst i kvetení. Složitější látky v podobě cukrů pak rostliny rozkládají zpět na látky jednodušší.

Tento proces se nazývá disimilace a je pravým opakem asimilace. Jestliže chcete, aby rostliny co nejvíce energie využily pro svůj růst a kvetení, potřebujete maximalizovat asimilaci, tím, že podpoříte a zrychlíte fotosyntézu, a naopak minimalizovat disimilaci.

Transpirace

Správný průběh fotosyntézy závisí nejen na zmíněných látkách, ale také na správné transpiraci. To je proces, který zajišťuje zásobování rostliny vodou, respektive živinami, a je hlavním mechanizmem výdeje vody. Transpirace pomáhá rostlině i s termoregulací.

Pokud se rostlina zahřívá, stomata se otevírají, rostlinou proudí více vody a dochází tak k jejímu ochlazení. Úroveň transpirace je ovlivněna intenzitou světla, množstvím CO2, teplotou a vlhkostí vzduchu. Vodu rostlina přijímá kořeny, odkud ji transportuje do celé svojí nadzemní části.

Do ovzduší je pak transpirována v plynném skupenství prostřednictvím pokožky – kutikulární vrstvy nebo speciálních průduchů – stomat. Podle toho se dělí transpirace na stomatární a kutikulární. Kutikulární transpiraci nedokáže rostlina regulovat a jejím prostřednictvím opouští rostlinu asi 10 % vody.

Stomatární transpiraci rostlina regulovat dokáže tím, že otevírá, nebo uzavírá stomata. Tímto způsobem transpiruje rostlina asi 90 % vody.  Přestože voda tvoří asi 70 % těla rostliny, většinu vody, kterou rostlina vstřebá, zase transpiruje do ovzduší. Jedná se až o 99 % vstřebané vody.

Pokud tedy zalijete rostlinu jedním litrem vody, transpiruje skrze stomata a kutikulární vrstvu do ovzduší až 990 ml vody v plynném skupenství. Z jednoho litru vody se tak stane asi jeden a půl metru krychlového páry. Při přeměně vody na vodní páru tedy logicky vzniká velký tlak, protože z malé kapky se musí stát mnohem objemnější pára.

Přeměna probíhá uvnitř listu, takže zmíněný tlak se soustředí právě tam. Při správné transpiraci musí být příjem a výdej vody v rovnováze. Pokud je v rostlině vody moc, rostou rostliny vyšší a listy jsou větší. To může na první pohled vypadat dobře, ale pro úrodu to moc dobré není. Rostlina s vyšším obsahem vody tvoří sice poměrně velké, ale za to řidší květy.

Takové květy při sušení ztratí velkou část svého objemu a jsou pak malé a lehké. Pokud některé části rostlin přestanou transpirovat, a jsou to většinou špičky listů, kroutí se a přestávají vyrábět energii.

V tu chvíli se zpomaluje fotosyntéza, a to nechcete. Listů, které nevyrábějí energii, ale může být na vašich rostlinách mnohem více. Jsou to všechny listy, kterým se nedostává dostatek osvětlení. Listy schované hluboko v porostu nedostávají dostatek světelné energie pro fotosyntézu, ani pro své přežití.

Rostlina je pak musí podporovat energií ze svých zásob, a tím narůstá disimilace. Metody pěstování, při kterých se listy hromadně odstraňují, se snaží eliminovat množství pasivních listů a maximalizovat plochu těch, které mohou energii rostlině vyrábět.

Rozdíl tlaku vodních par

O pár řádků výše jsem zmínil, že voda mění své skupenství z kapalného na plynné uvnitř listu a tím vzniká tlak vodní páry. V ovzduší pěstební místnosti je ale také tlak vodní páry. Když mluvím o rozdílu tlaku vodních par, jedná se o rozdíl tlaku vodní páry v rostlině a tlaku v ovzduší rostlinu obklopující.

Jako zkratka se používá nejčastěji VPD, z anglického vapor pressure deficit či vapor pressure difference. Aby mohla transpirace, potažmo fotosyntéza probíhat co nejlépe, musejí být tyto dva tlaky v optimálním poměru. Vědci zabývající se rostlinami a pěstitelé se shodují v tom, že nejlépe vyhovující hodnota VPD je okolo 0,8 kPa. Pro různé fáze vegetačního cyklu se nicméně doporučují rozdílné hodnoty. Pro klonování a ranou fázi růstu 0,4–0,8 kPa, pro pozdější fázi růstu a začátek kvetení 0,8–1,2 kPa a pro duhou fázi kvetení 1,2–1,6 kPa.

Někteří odborníci doporučují pro konopí rozmezí 0,2–1 kPa. Výše tlaku v pěstírně je ovlivněna teplotou a vlhkostí vzduchu, výše tlaku v rostlině je ovlivněna teplotou listu a vlhkostí uvnitř listu, která je vždy 100 % – pokud tyto údaje znáte, lze výši obou tlaků vypočítat. Pro výpočet je možné použít rovnici nebo použít některý z mnoha automatických kalkulátorů dostupných na internetu. Jako příklad vezmu pěstírnu, kde je teplota 26 °C a vlhkost vzduchu 50 %.

Po zadání hodnot do kalkulátoru mi vyjde tlak vodní páry v místnosti 1,7 kPa. Pro výpočet tlaku v listu zadám teplotu 24 °C a vlhkost 100 %. Výsledek je 3 kPa. Hodnotu tlaku v místnosti pak odečtu od hodnoty tlaku v listu a získám hodnotu VPD ve výši 1,3 kPa. Tato hodnota je optimální pro druhou fázi kvetení.

Pokud bych v pěstírně zvýšil teplotu na 28 °C, stoupl by tlak v místnosti na 1,8 kPa, teplota listu rostliny by stoupla na cca 25 °C a tlak uvnitř listu by stoupl na 3,2 kPa. VDP by dosáhl 1,4. Pokud bych ale zároveň zvýšil relativní vlhkost vzduchu v pěstírně na 60 %, hodnota VPD by klesla na 0,9. Pokud je VPD nízký, stomaty se otevírají a transpirace je vyšší, a naopak.

Jistě jste si všimli, jak důležitá je při výpočtu VPD, a tedy i pro správný průběh fotosyntézy, teplota listů. Ta by měla být vždy nižší, nežli teplota vzduchu v pěstírně. Jen v takovém případě může rostlina přijímat energii v podobě tepla ze svého okolí.

Jakmile je povrch rostliny teplejší nežli její okolí, dochází k opačnému jevu, tedy že rostlina předává svoji energii do ovzduší, a to samozřejmě nechcete, protože vaším cílem je, aby rostlina využívala energii pro růst, kvetení a produkci sekundárních metabolitů.

Teplota a vlhkost

Sami můžete posoudit, jak teplota a vlhkost v pěstební místnosti ovlivňuje VPD, a tím i transpiraci a fotosyntézu. Mnoho pěstitelů se drží zažitého postupu, při kterém se snaží v počátcích pěstebního cyklu držet vysokou relativní vlhkost vzduchu. Při teplotě 28 °C a relativní vlhkosti 80 % je VPD 0,2 kPa, což je na hraně.

Při snížení vlhkosti na 70 % získáte mnohem lepší VPD v hodnotě 0,6 kPa.  Nicméně vysoká vlhkost ve fázi růstu není tím nejčastějším problémem, i když může mít za následek křehčí stavbu rostlin. Větší problém je snaha pěstitelů snížit vlhkost vzduchu v závěrečných fázích pěstování, aby zabránili výskytu plísní.

Snížení relativní vlhkosti na 40 % při denní teplotě 28 °C posune VPD na nevhodných 1,7 kPa. Zvýšením vlhkosti na 55 % klesne VPD na 1,1 kPa, což je mnohem blíže optimální hodnotě 0,8 kPa i všem doporučením pro vrcholnou fázi kvetení.

Vidíte, že teplota a relativní vlhkost musejí při pěstování jít vždy ruku v ruce, abyste docílili očekávaných výsledků. Používání zvlhčovače a/nebo odvlhčovače jen v určitých fázích vegetačního období není správným řešením. Tyto komponenty by měly být přítomné neustále a automaticky reagovat na aktuální vývoj klimatu, zejména pokud je pěstírna chlazena pouze s pomocí odtahu teplého vzduchu, nikoliv klimatizací.

Nezbytné je také sledování teploty porostu a rychlá reakce v případě jeho přehřívání. Na trhu jsou například dostupné světelné zdroje s termo kamerou. Kamera neustále sleduje teplotu vzduchu a porostu. Pokud se porost zahřeje příliš, kamera dá světlům pokyn, aby snížily intenzitu světla. Tím dojde nejen k rychlejšímu ochlazení rostlin, ale také k úspoře energie, kterou přehřáté rostliny stejně nejsou schopné vstřebat.

Mr. José / info@pestovat.cz