V přírodě, která je naší největší studnicí znalostí, funguje jistý druh aeroponie odedávna. V tropických klimatech se například vyvíjejí a rostou orchideje volně na stromech.

V roce 1942 W. Carter jako první prozkoumal a popsal metodu pěstování rostlin s kořeny ve vodní tříšti, aby mohl snadněji zkoumat kořeny.

V roce 1944 L. J. Klotz jako první využil vodní tříšť, aby usnadnil pěstování a studii kořenů citrusů a avokáda. V roce 1952 G. F. Trowel pěstoval v prostředí s rozprašovači jabloně.

V roce 1957 použil jako první název „aeroponie“ F. W. Went, který pěstoval rostliny kávovníku a rajčat v prostředí s kořeny visícími volně ve vzduchu, na něž aplikoval mlhu s živinami.

Komercionalizace aeroponního pěstování

Aeroponie nakonec opustila laboratoře a vstoupila do komerční oblasti pěstování. V roce 1966 průkopník komerčních možností aeroponního pěstování B. Briggs uspěl s pokusem nechat zakořenit řízky listnatých stromů. Briggs zjistil, že řízky z aeroponního systému byly silnější než ty z půdního substrátu. Zjistil, že řízky z aeroponního systému je možné přesadit do půdy bez způsobení šoku z přesazení a bez zhoršení normálního vývoje. Tento šok z přesazení se obvykle vyskytuje při přesazování rostlin u hydroponních systémů.

V létě 1976 britský výzkumník John Prewer provedl u Newportu (Isle of Wight, Velká Británie) sérii aeroponních experimentů, v nichž pěstoval od semínka po zralost hlávkové saláty. Trvalo to jen 22 dní. Jeho zařízení konvertovalo vodu/živiny v mlžné kapky. V roce 1984 John Prewer ve spolupráci s komerčním pěstitelem využil odlišný design aeroponního systému v němž pěstovali jahody. Rostlinám se dařilo a přinesly ohromnou sklizeň jahod, které sbírali zákazníci. Systém se ukázal být populárním u starších zákazníků, kteří si pochvalovali čistotu, kvalitu a chuť vypěstovaných jahod a fakt, že se při jejich sbírání nemuseli ohýbat.

V roce 1982 si v Izraeli L. Nir nechal patentovat aeroponní zařízení využívající nízký tlak vzduchu, který dodával živný roztok rostlinám upevněným v polystyrenu uvnitř velkého plechového kontejneru.

V roce 1983 si nechal R. Stoner patentovat první mikroprocesorový interface dodávající vodu a živiny do uzavřené aeroponní komory. Stoner založil několik společností zabývajících se výzkumem a vylepšováním aeroponního vybavení, rozhraní, biokontrolních mechanismů a komponent pro komerční využití aeroponie.

Genesis Machine

První komerčně dostupný aeroponní systém byl vyroben společností GTi v roce 1983. Byl znám pod názvem Genesis Machine. Tento název byl odvozen z filmu Star Trek II: Khanův hněv. Systém byl prodáván jako „Kořenový systém Genesis“.

Zařízení GTi mělo otevřený okruh vody ovládaný mikročipem a pod vysokým tlakem dodávalo do aeroponní komory atomizované živiny.

V té době se jednalo z pohledu rozvoje této technologie pěstování o revoluční úspěch. Přístroj Genesis fungoval jednoduše po připojení k vodě a elektrické energii.

Aeroponní pěstování způsobilo převrat v klonování rostlin (pěstování z řízků). Hlavně bylo možné díky aeroponii celý proces provést v jediné automatizované jednotce. U mnoha rostlin, u nichž bylo považováno za obtížné, ne-li nemožné, pěstovat je z řízků, se najednou podařilo replikovat je z jediného odříznutého kousku stonku. Šlo o ohromný přínos pro pěstitele ve sklenících, kteří pěstovali například kaktusy, jejichž pěstování bylo možné pouze ze semen, kdy byly sazenice náchylné k bakteriálním infekcím.

Aeroponie při sterilním rozmnožování rostlin dalece překonává možnosti hydroponie a pěstebních médií. Se zařízením Genesis Machine, případně jiným podobným aeroponním systémem, může jakýkoli grower klonovat rostliny. Díky automatizaci většiny úkonů procesu lze rostliny klonovat a pěstovat po stovkách nebo dokonce po tisících. Ve zkratce se dá říct, že klonování je snadnější, protože aeroponní systémy umožňují rychlejší a čistší vývin kořenů a to díky sterilnímu, na živiny bohatému, vysoce okysličenému a vlhkému prostředí.

Genesis Growing System (1985)

V roce 1985 GTi představilo druhou generaci aeroponních zařízení pod názvem „Genesis Growing System“. Tato druhá generace aeroponních zařízení měla uzavřený systém, díky čemuž byla využita a recyklována odtékající voda. O celý průběh se staral mikroprocesor. Aeroponie nadále zlepšovala své možnosti klíčení semen.

V roce 1985 se Stonerova společnost GTi stala první společností, která začala vyrábět, prodávat a používat velké množství aeroponních systémů s uzavřeným okruhem pro skleníky a komerční pěstitele.

Mnoho z těchto aeroponních systémů s otevřeným a uzavřenými okruhem je v provozu až do dnešní doby.

V devadesátých letech chtěla společnost GHE (General Hydroponics Europe) uvést aeroponní systémy na trh s hydroponií a přišla se systémem Aerogarden. Nicméně tento systém nelze označit za skutečnou aeroponii, protože systém Aerogarden produkoval malé kapičky roztoku a ne mlhu. Jemná mlha měla reprodukovat podmínky amazonského deště. V každém případě byl tento produkt uveden na trh a groweři mohli prohlašovat, že své hydroponní sklizně dosáhli aeroponicky. Vznikla poptávka po aeroponním pěstování, které bylo navíc považováno za ultimátní hydroponní techniku. Rozdíl mezi pěstování v mlze při skutečné aeroponii a pěstováním s využitím malých kapek se v očích mnoha lidí setřel.

Na konci devadesátých let se anglická firma Nutriculture rozhodla vyzkoušet pěstování ve skutečné aeroponii. I když testy přinesly v porovnání s tradičními technikami, jako je NFT nebo Ebb & Flood, pozitivní výsledky, vyskytly se i zápory v podobě nákladů a náročné údržby. Aby bylo při pěstování dosaženo skutečné (mlžné) aeroponie, muselo být použito speciální čerpadlo, což s sebou ovšem přineslo i mnoho potíží. Snazší bylo vytvořit kapkovou aeroponii, která přinášela srovnatelné výsledky. Nutriculture tedy začalo vyvíjet různé systémy kapkové aeroponie, které se snadno používaly. Během testů zjistili, že aeroponie je ideální pro množení rostlin. Ty bylo možné množit bez média. Nutriculture nakonec potvrdilo, že lepších výsledků je dosaženo, pokud byly rostliny množeny v jejich aeroponním propagátoru X-stream a následně byly přesunuty do speciálně navrženého systému s kapkovou aeroponií s názvem Amazon.

Aeroponicky pěstované potraviny

Stoner byl v roce 1986 první osobou, která dodala na trh (dokonce do celonárodního řetězce obchodů) aeroponicky vypěstované potraviny. V rozhovoru pro národní veřejné rádio hovořil o důležitosti šetření vodou jak při moderním zemědělství, tak pro potřeby života ve vesmíru.

Stoner je považován za otce komerčních aeroponních systémů. Jeho aeroponní systémy jsou známé po celém světě. Jeho aeroponní zařízení, technologie a vybavení se používají na těch nejlepších zemědělských univerzitách a u komerčních pěstitelů.

Aeroponie ve vesmíru

Poprvé se rostliny dostaly na oběžnou dráhu Země v roce 1960 během dvou misí – Sputnik 4 a Discover 17. Na prvních misích se do vesmíru dostala pšenice, hrášek, kukuřice, jarní cibulka a semena černuchy damašské, na těch pozdějších buňky Chlorelly pyrenoidosy.

Rostlinné experimenty byly později prováděny během mnoha čínských a sovětsko-amerických misí, včetně Biosatellite II, Skylab 3 a 4, Apollo-Soyuz, Sputnik, Vostok a Zond. Některé z prvních výsledků ukázaly účinky nízké gravitace na orientaci kořenů a výhonků.

V roce 1996 NASA sponzorovala Stonerův výzkum známý jako ODC (Organic disease control – Kontrola organických onemocnění), kdy se aktivují rostliny tak, aby se vyvíjely bez potřeby užití pesticidů při kontrole patogenů v uzavřeném pěstebním systému.

Experimenty NASA na vesmírné stanici MIR potvrdily, že ODC má při použití na fazole v uzavřeném prostředí pozitivní vliv na zvýšenou klíčivost, lepší tvorbu výhonků, lepší růst a mechanismus ochrany před nemocemi. V současnosti je OCD standardem aeroponního pěstování bez použití pesticidů a při organickém pěstování. Ze zapracování ODC do svých technik mohou těžit i groweři využívající půdu a hydroponii. ODC splňuje standardy organického zemědělství Ministerstva zemědělství USA.

V roce 1998 Stoner získal od NASA prostředky pro vývoj vysoce výkonného aeroponního systému pro Zemi i vesmír. Stoner demonstroval, že suchá biomasa hlávkového salátu může být při použití aeroponie znatelně vyšší. NASA využila mnoho vylepšení aeroponie vyvinutých Stonerem.

Mise na Mars

Dlouhodobé plány NASA ukazují, že pro lidskou cestu na Mars a její následné ubytování na povrchu rudé planety jsou zapotřebí nafukovací konstrukce. V plánech jsou také nafukovací skleníky, které zajistí produkci potravin.

Plánované scénáře NASA také odhalují, že lidé na povrchu Marsu stráví 60 % času farmařením, aby byli soběstační. Jedním ze zvažovaných pěstebních systémů je i aeroponie. Důvodem je nízká spotřeba vody a energie a zároveň vysoké výnosy.

Aeroponie 21. století

Aeroponie je v porovnání s hydroponií a kapénkovou závlahou (tyto postupy byly využívány pěstiteli desetiletí) technikou vylepšující umělou podporu života pěstováním rostlin, klíčení semen, kontrolu životního prostředí a rychlý, ničím neomezený růst.

Současné aeroponní techniky byly vynalezeny agenturou NASA a komercionalizovány centrem BioServe Space Technologies na Coloradské univerzitě v Boulderu.

V roce 2000 Stoner získal patent na technologii ODC, která umožňuje pěstovat v aeroponním prostředí bez použití pesticidů.

Aeroponie jako nástroj pro výzkum

Krátce po vynalezení aeroponie se tato technologie stala cenným nástrojem výzkumu. Aeroponní systémy umožnily vědcům neinvazivně prozkoumat kořeny během jejich vývoje. Tato nová technologie vědcům rovněž umožňuje získat ze své práce větší množství rozsáhlejších parametrů.

Možnost přesně ovládat vlhkost v kořenové zóně a množství dodávané vody dělá z aeroponie ideální technologii pro studování vodního stresu.

Aeroponie je také ideální pro studium morfologie kořenů. Nepřítomnost pěstebního média dává vědcům snadný přístup k celé, neporušené struktuře kořenů bez nutnosti jejich poškození, k němuž může dojít při vyjmutí kořenů z půdy či jiného média. Bylo zjištěno, že aeroponie produkuje normálnější kořeny, než hydroponie.

Komerční systémy

Komerční aeroponní systémy kombinují vysokotlaká zařízení a biologické systémy. Biologické subsystémy a jejich komponenty obsahují kontrolní systémy odtékající vody, prevence nemocí, pomůcky pro zvýšení odolnosti proti patogenům, přesné časování a natlakování živného roztoku, senzory topení a chlazení, teplotní kontrolu roztoků a mnoho dalších prvků, které redukují náročnost údržby, množství práce a napomáhají dlouhodobé bezporuchovosti.

S komerčními aeroponními systémy, jako jsou vysokotlaká zařízení, pěstitelé dosahují vysoce kvalitních sklizní. Pokročilá komerční zařízení navíc dokážou schraňovat data, monitorovat průběh pěstování a díky připojení k internetu podávat na základě informací z různých subsystémů i analytickou zpětnou vazbu.

Jak vidíte jedna z cest pěstování rostlin pro budoucnost, vyřešení nedostatku potravin v některých částech světa a zároveň zajištění soběstačnosti astronautů na dlouhodobých výpravách vesmírem může ležet právě v aeroponii.

V jednom z příštích vydání ROOTS se podíváme na to, jak si svépomocí jednoduchý aeroponní systém postavit doma. Není to těžké ani nijak zvlášť nákladné 🙂