ÚVOD
Zvýšiť a urýchliť úrodu bolo už dlhé roky základným cieľom poľnohospodárstva. Vyvinuli sa rôzne metódy a technológie pestovania, od jednoduchého striedania plodín až po zložité syntetické hnojivá, aby sa tento cieľ naplnil. Jednou z nových inovácií v poľnohospodárstve je využitie elektriny a magnetizmu, ktoré môžu urýchliť rast, zvýšiť výnosy a zlepšiť kvalitu úrody. Táto technológia sa nazýva elektrokultúra.
Elektrokultúra môže chrániť rastliny pred chorobami a škodcami, a zároveň znižuje potrebu hnojív a pesticídov. Farmári tak môžu pestovať väčšiu a kvalitnejšiu úrodu za kratší čas a s menšou námahou (Barinov, 2012). Zlepšuje sa výnos aj kvalita úrody. Energie sa aplikujú na semená, rastliny, pôdu, vodu alebo živiny.
Vďaka tomu možno vypestovať veľké množstvo potravín aj v záhradách, na balkónoch, strechách, v kvetináčoch, hydropóniách či v permakultúrnych systémoch. To znamená výrazne vyššie zisky – najmä pre pestovateľov konope, ale aj iných plodín. Hydropónne systémy sú na elektrokultúru obzvlášť vhodné (Nelson, 1982).
A to nie je všetko – je toho omnoho viac, ako uviedli ruskí vedci B. R. Lazarenko a I. B. Gorbatovskaja (voľne parafrázované):
„Správy o tom, že vlastnosti získané rastlinami v pôde ošetrenej elektrickým prúdom sa prenášajú dedičnosťou až do tretej generácie, sú mimoriadne zaujímavé. Pod vplyvom elektrického prúdu sa zmenili geometrické proporcie medzi rastlinami konope rôzneho pohlavia v porovnaní s kontrolnou skupinou. Zvýšil sa počet samičích rastlín o 20–25 %, čo súviselo so znížením intenzity oxidačných procesov v rastlinných tkanivách.“
(Lazarenko & Gorbatovskaja, 1966).
METODOLÓGIA
V tomto článku sme použili metodológiu rešerše literatúry. V tomto krátkom prehľade literatúry diskutujeme niektoré metódy, ktoré môžu mať výrazný vplyv na rast rastlín a zároveň skrátiť čas potrebný na ich pestovanie. Snažili sme sa zahrnúť nielen publikácie zo západnej literatúry, ale aj zdroje z východnej Európy a Ázie, keďže niektoré z týchto myšlienok sú pomerne staré.
HISTÓRIA ELEKTROKULTÚRY
Prvé pokusné výskumy účinkov elektriny na rast rastlín sa začali už v roku 1746, keď Dr. Maimbray z Edinburghu ošetroval myrty pomocou elektrostatického generátora, čím podporil ich rast a kvitnutie. O dva roky neskôr objavil francúzsky opát Jean Nolet, že rastliny reagujú zrýchleným klíčením a celkovým rastom, ak sú pestované pod nabitými elektródami (Nelson, 1982).
V roku 1885 fínsky vedec Selim Laemstrom experimentoval so systémom vzdušného vedenia napájaného Wimshurstovým generátorom a Leidenskými fľašami. Zistil, že elektrické výboje z drôtových hrotov stimulovali rast plodín ako zemiaky, mrkva a zeler, pričom priemerný nárast bol približne 40 % (až do 70 %) v priebehu dvoch mesiacov. Jahody pestované v skleníku priniesli zrelé plody za polovicu obvyklého času. Úroda malín sa zvýšila o 95 % a výnos mrkvy dokonca o 125 %.
Úrody kapusty, repy a ľanu však lepšie rástli bez elektrickej stimulácie ako s ňou. Laemstromov systém pozostával z horizontálne natiahnutého anténového drôtu, ktorý bol umiestnený dostatočne vysoko, aby nebránil orbe, odburiňovaniu a zavlažovaniu. Napätie aplikované na anténu sa pohybovalo od 2 do 70 kV, v závislosti od výšky antény. Prúd dosahoval približne 11 ampérov.
V roku 1909 dosiahol švajčiarsky duchovný J. J. Gasner podobné výsledky pri replikácii Laemstromovej práce. V tom istom roku prof. G. Stone preukázal, že niekoľko iskier statickej elektriny vypustených denne do pôdy môže zvýšiť počet pôdnych mikroorganizmov až o 600 %.
Počas 20. rokov 20. storočia publikoval V. H. Blackman svoje experimenty so vzdušným systémom podobným tomu, ktorý používal Laemstrom. Aplikoval jednosmerný prúd 60 voltov / 1 miliampér cez tri oceľové drôty, každý dlhý približne 9,75 metra, zavesené približne 1,8 metra od seba a približne 2,1 metra nad zemou na stĺpoch. Tento systém zvýšil úrodu niektorých druhov rastlín asi o 50 % (Nelson, 1982).
Mokrá pôda zlepšuje vodivosť. Rastliny pestované pomocou elektrokultúry potrebujú asi o 10 % viac vody než kontrolné rastliny, pretože nabitá voda sa odparuje rýchlejšie než za bežných podmienok.
ANTÉNOVÉ SYSTÉMY
Ako uvádza Barinov, je možné zaviesť aj anténové systémy na zlepšenie výkonnosti rastlín. Francúzsky farmár Justin Christofloreau zaujal v roku 1925 svojim zariadením na zber atmosférickej energie pre pestovanie plodín. Ďatelina ošetrená jeho metódou dorástla až do výšky 7 stôp (viac ako 2 metre).
Christofloreauovo zariadenie pozostávalo z 25 stôp (približne 7,6 metra) vysokého dreveného stĺpu. Na jeho vrchole bol kovový ukazovateľ orientovaný sever-juh a anténa. Pásy medi a zinku boli spojené tak, aby generovali elektrinu zo slnečného tepla. Niekoľko týchto stĺpov bolo rozmiestnených asi 3 metre od seba, pričom vodiče z nich sa tiahli až do vzdialenosti asi 900 metrov.
Christofloreau tvrdil, že naakumulovaná energia ničila parazity a podporovala prospešné chemické procesy v pôde (Barinov, 2012).
V roku 1924 Georges Lakhovsky navrhol svoj Oscilátorový okruh – jednookrúhlu medenú cievku so zakončeniami oddelenými medzerou. Vzniknutá kapacita vytvárala oscilujúce prúdy, ktoré mali priaznivý vplyv na rast rastlín. Tento prstenec bol podopretý izolantom, napríklad plastovou tyčou. Táto mimoriadne jednoduchá zostava podporovala rast rastlín.
Ďalšie konfigurácie takisto podporujú rast. Napríklad kužeľovitá cievka z hrubého drôtu s deviatimi závitmi (v severnej pologuli vinutá proti smeru hodinových ručičiek, v južnej v smere) zapichnutá do zeme asi 30 cm severne od rastliny, zachytáva atmosférickú energiu.
Drôt možno pripojiť z oplotenia k kovovej tyči v blízkosti rastlín. Ako anténa môže slúžiť aj televízna prijímacia anténa. Výstužné tyče (rebrá) možno zapichnúť do pôdy na oboch koncoch radu rastlín, spojené odkrytým vodičom buď pod zemou, alebo aj nad zemou. Orientácia sever-juh využíva geomagnetickú polaritu (Butchbaker, 1976).
Nedávnejší vývoj: Solárne napájaná elektrokultúra
Ako uvádzajú E. M. Reyes a kol., na podporu myšlienky využitia elektrickej energie pri stimulácii rastu rastlín a využívania solárnej technológie vedci navrhli a vytvorili projekt, ktorý pomáha zvyšovať rast rastlín bez straty ich kvality a výživovej hodnoty. Elektrokultúra v kombinácii s vhodným zavlažovacím systémom podporuje rast rastlín. Navyše, prenosný solárny zdroj energie môže poháňať tento systém a znížiť prevádzkové náklady (Reyes a kol., 2019).
Okrem toho dospeli k záveru (voľne parafrázované):
„Dobre navrhnutá metóda elektrokultúry má významný vplyv na príjem domácností. Ako bolo pozorované v štúdii, bežná doba zberu rastlín pechay (čínska kapusta) sa skrátila o týždeň. To znamená zníženie spotreby vody, hnojív a prostriedkov proti škodcom. Elektrokultúrna technika je navyše nenáročná na údržbu a má nízke prevádzkové náklady, čo je ideálne pre každého farmára pestujúceho zeleninu. Umožní im pestovať kvalitné úrody rýchlejšie, znížiť environmentálne problémy spôsobené používaním chemických hnojív a zvýšiť svoj príjem.“
(Reyes a kol., 2019)
MAGNETOKULTÚRA
„Magnetokultúra“, ako už názov napovedá, využíva magnetické polia z minerálneho magnetitu (Fe₃O₄), permanentných magnetov alebo elektromagnetov na ovplyvnenie metabolizmu rastlín. Magnetit sa rozptýli v kruhu okolo koreňov alebo v línii sever-juh. Nepriame magnetické pole zlepší klíčenie a následný vývoj rastliny v závislosti od konkrétneho druhu rastliny, pestovateľských podmienok, ako aj typu, polarity a sily magnetického poľa (Nelson, 1982).
Agronóm Yannick van Doorne vytvoril tzv. „magnetickú anténu“ – valec naplnený včelím voskom a magnetmi, ovinutý cievkou a elektrostaticky nabitý. Tieto zariadenia sa umiestňujú na koncoch riadkov zoradených v smere sever-juh a sú prepojené galvanizovaným oceľovým drôtom.
Výsledné úrody sú výživné, chutné a trikrát až šesťkrát väčšie než obvykle a to za posledných desať rokov na tých istých poliach.
Technológia vyvinutá Pearlom Eitanom (patent IL31428) vyžaduje použitie 100 libier magnetitu na aker pôdy (približne 112 kg/ha), v kombinácii s elektrostatickým nábojom. Výsledkom je odolnosť voči mrazom a škodcom, zväčšenie veľkosti plodov, výnosov, rýchlosti rastu a zvýšený počet zberov za rok (Nelson, 1982).
Laserkultúra: Účinky UV-B žiarenia, laserového žiarenia a LED osvetlenia
Okrem vyššie spomenutých metód na zlepšenie rastu rastlín existujú aj ďalšie spôsoby, založené na ultrafialovom žiarení (UV-B) a laserovom/LED žiarení. Tieto možné spôsoby ošetrenia si teraz rozoberieme jednotlivo.
Ako uvádzajú Zuk-Golaszewska a kol.:
V experimente realizovanom v skleníku viedli rôzne dávky UV-B žiarenia aplikované na dve druhy rastlín k zmenám v morfológii listov a rastlín. Došlo k zníženiu výšky rastlín, čerstvej hmotnosti listov, výhonkov a koreňov, ako aj plochy listov. Okrem toho spôsobilo skrútenie listov u oboch skúmaných druhov. Významné rozdiely medzi druhmi v sledovaných parametroch boli spôsobené najmä odnožovacou schopnosťou jednotlivých druhov.
Obsah chlorofylu sa značne líšil. Priemerné hodnoty zelene listov (v jednotkách SPAD) boli u ovsa približne 43, zatiaľ čo u prosa zeleného 32. UV-B žiarenie neznížilo pomer hmotnosti listov, sušiny výhonkov, pomer výhonkov ku koreňom ani pomer plochy listov.“ (Zuk-Golaszewska et al., 2003)
Pokiaľ ide o využitie laserovej technológie v poľnohospodárstve, M. Hasan napísal, že laserová technológia môže byť užitočnou možnosťou, ktorú možno zaradiť do systémov poľnohospodárskej produkcie. Z tohto dôvodu sa v poslednom čase venuje väčšia pozornosť fyzikálnym faktorom, ktoré môžu byť vhodné na prípravu výsadbového materiálu.
Na zabezpečenie vysokej výkonnosti semien sa používajú rôzne metódy ošetrenia, vrátane chemických látok – napríklad očkovanie semien chemickými látkami a rastovými regulátormi – ako aj fyzikálnych faktorov, ako je laserové svetlo a magnetické polia. Predsejbové ošetrenie bolo aplikované s cieľom stimulovať semená, aby lepšie klíčili a rýchlejšie rástli v rôznych pestovateľských podmienkach.
Využitie fyzikálnych faktorov na riadenie biologických procesov počas rastu a skladovania rôznych plodín je moderný trend, ktorý spája zvyšovanie efektivity rastlinných technológií s environmentálnymi požiadavkami
(Hasan et al., 2020).
Mechanizmus zlepšenia rastu rastlín pomocou LASERA
Mechanizmus, ktorým laserové žiarenie zlepšuje rast rastlín, je opísaný nasledovne:
Základom stimulačného mechanizmu v ktoromkoľvek fyziologickom štádiu rastliny je synergický účinok polarizovaného monochromatického laserového lúča a fotoreceptorov. Tie pri aktivácii spúšťajú rôzne biologické reakcie. Existuje mnoho dôkazov, ktoré potvrdzujú biostimulačný účinok laserového žiarenia na rôzne orgány a tkanivá u živočíchov aj rastlín. Rastliny absorbujú svetlo prostredníctvom svojich fotoreceptorov (Hernandez et al., 2010).
A v neposlednom rade existuje aj technológia PARUS, ktorá využíva LED osvetlenie na zlepšenie rastových procesov rastlín.
Všetky tieto poznatky naznačujú, že laserové a UV-B žiarenie v kombinácii s LED osvetlením sú veľmi sľubné alternatívy na podporu rastu rastlín.
ZÁVEREČNÉ POZNÁMKY
V tomto krátkom prehľade literatúry sme rozobrali niekoľko metód, ktoré môžu mať významný vplyv na rast rastlín a zároveň znížiť čas potrebný na ich pestovanie. Tieto metódy zahŕňajú:
- elektrokultúru,
- anténové systémy,
- magnetokultúru.
Okrem vyššie uvedených metód na podporu rastu rastlín existujú aj ďalšie prístupy založené na ultrafialovom žiarení (UV-B), laserovom žiarení a LED osvetlení, ktoré sme postupne rozobrali.
