Blog

Všichni to známe – ráno vstát, nachystat se do práce, osm hodin v práci, doma si chvíli odpočinout a zase spát. Stejně tak známe dlouhé ponocování, práci až do rána, krátký nebo žádný spánek a den plný stresu. A tomuto 24hodinovému kolečku, ve kterém se střídá den a noc, se říká cirkadiánní rytmus nebo také biologické či vnitřní hodiny. Má je každá živá bytost, řídí je různé fyziologické procesy a fungují autonomně. Zajišťují střídání bdělosti a spánku.  Jejich narušení a špatné nastavení, zejména pak dlouhodobé, může mít až fatální následky.

Lidé však nejsou jediné živé bytosti s vnitřními hodinami – mají je i rostliny. Biorytmus rostlin aktivuje a řídí širokou škálu procesů jako je fotosyntéza, kvetení, stárnutí, klíčení atd. Například umístěním listů nahoru během dne mnoho rostlin zachytí více slunečního světla, které pak uloží pro noční cyklus. Fungování a nastavení cirkadiánních hodin rostlin je ovlivněno geografickou polohou, nadmořskou výškou, klimatem a ročním obdobím. Každá rostlina, a tedy i její biorytmus, se s těmito vnějšími podmínkami musí vyrovnat a přizpůsobit se jim. Adaptace na místní podmínky je však stojí mnoho energie, často se dostávají do stresu a nepřežijí. To vše může mít při tradičním zemědělství za následek malý objem produkce či nekvalitní úrodu a s tím spojené problémy nejen pro zemědělce, ale také pro populaci a potravinový systém.

Podle nové studie britských a belgických vědců by pochopení cirkadiánního rytmu rostlin mohlo z dlouhodobého hlediska učinit naše potravinové systémy udržitelnějšími a produktivnějšími. Jak se naše klima mění, náklady na energie se zvyšují a populace roste, potřebujeme odolnější a udržitelnější způsob pěstování rostlin. Pro udržitelný svět bez hladu je naprosto zásadní přehodnotit způsob, jakým dnešní zemědělství funguje. A zde přichází na řadu vertikální farmy.

Když podmínky prostředí odpovídají přirozenému cirkadiánnímu rytmu rostliny, může růst rychleji a vyhnout se stresu. Zjednodušeně řečeno, sladění podmínek vnějšího okolí s vnitřními hodinami rostliny pomáhá maximalizovat produktivitu rostliny a optimalizuje její růst. Bohužel, na otevřeném poli nedokážeme kontrolovat a vytvořit ideální podmínky růstu pro každou rostlinu.  Naproti tomu vertikální farmy takovéto optimální prostředí vytvořit umí, a to díky 100% kontrole jednotlivých faktorů jako je pH, vlhkost, světlo, teplota, živiny atp. V těchto systémech je možné celoročně pěstovat hodnotné a výživné plodiny odolné vůči klimatickým změnám, a to v neměnné kvalitě bez pesticidů a hnojiv. Kdekoliv, kdykoliv.

Vertikální farmy přinášejí výhody nejen rostlinám, ale také pěstitelům – představují pro ně spolehlivý a stálý tok příjmů, možnost pružně reagovat na poptávku, efektivně pracovat s náklady, zvýšit čerstvost a také snižovat potravinové míle. Jinými slovy minimalizovat náklady a maximalizovat produktivitu a zisk.

Navíc, tento systém pěstování plodin je dnes součástí rychle se rozvíjejícího odvětví podporovaného AI (umělou inteligencí). V dnešní době charakterizované energetickou krizí je to také značná výhoda. Použitím umělé inteligence k využití cirkadiánních rytmů rostlin mohou majitelé vertikálních farem snížit spotřebu elektřiny až o 27 %, a navíc simulovat přirozenější prostředí pro růst rostlin. Podle výpočtů by vertikální farma o rozloze 10 000 m2, kde se pěstuje římský salát, mohla z jejich účtu za energii ubrat nejméně 1,08 milionu eur ročně¹.

Zavedením umělé inteligence a strojového učení lze kontrolované prostředí ještě lépe vyladit podle denních cyklů závodu, což vede k nižším nákladům na energii a lepšímu růstovému cyklu. Vytvořením vhodného modelu lze poskytnout doporučení ohledně zavlažování, živin, změny světelných podmínek nebo zavádění dalších podnětů. Zavedení umělé inteligence by pomohlo majitelům farem produkovat vyšší výnosy a rychleji přesazovat, což by pomohlo snížit výdaje na energii o více než čtvrtinu.

Cirkadiánní rytmus rostlin a jeho výzkum představuje další krok v zelené revoluci a vede k novému vývoji a inovacím v oblasti vertikálního zemědělství, včetně rostlinného genového inženýrství.

1. Horti Daily: Circadian rhythms: AI can reduce vertical farm energy consumption by up to 27%