Akvaponie — pěstování bez plýtvání?

Michal Netolický a jeho venkovní akvaponický systém v Příslavicích.

Foto | Marie Drahoňovská / Sedmá generace

Akvaponické zemědělství kombinuje intenzivní chov ryb — akvakulturu, s intenzivním pěstováním rostlin bez využití půdotvorného substrátu — hydroponií. Ukázalo se, že rybí exkrementy jsou ideálním hnojivem schopným kompletně nahradit půdu. Zatímco v akvakultuře se jedná o nepotřebný odpad, rostliny jsou schopné rozložené exkrementy vstřebat a využít je pro svůj růst. Navíc tak vyčistí vodu od látek pro ryby toxických, takže může jít znovu do oběhu. Studie i experimentátoři s akvaponií a hydroponií se shodují na tom, že se tímto způsobem hospodaření dá ušetřit až 90 procent vody oproti klasickému pěstování rostlin v půdě. V době, kdy téma sucha neustále plní titulní strany novin, je takové číslo náramně přitažlivé.

Zahrádka na šestnácti centimetrech

„Tento projekt děláme pro děti. Potravin je málo, lidí je moc, proto je potřeba přijít s něčím, co ten problém alespoň částečně vyřeší,“ vysvětluje Michal Netolický, proč do akvaponie věnují tolik energie, ačkoli se jim zatím ekonomicky nevyplácí. Vzhledem k tomu, že k pěstování rostlin pomocí akvaponie a hydroponie není zapotřebí půda, dá se množství sazeniček zhustit a naskládat nad sebe do několika pater. Významně se tak zvyšuje objem vypěstovaných plodin na jednotku plochy. „Představte si třeba rodinnou farmu. V dnešní době v podstatě nemůže fungovat, pokud nemá aspoň 15 hektarů. Pokud by se měla uživit, potřebuje aspoň 25 hektarů půdy. Kdo má ale tolik zemědělské plochy? A k tomu ještě technologie a traktory? S akvaponií se dá úplně stejná produkce vypěstovat na dvou hektarech,“ tvrdí Netolický. V jejich venkovním systému mohou na 72 metrech čtverečních v osmi patrech vypěstovat až 1104 rostlin a sezonní sklizeň se podle Netolického rovná téměř osmi tisícům salátů.

Právě díky možnosti vertikálního pěstování rostlin učarovala hydroponie lidem žijícím ve městech, kde se cení každá úspora prostoru. „Ne každý má vlastní zahrádku a hydroponie těmto lidem umožňuje zahradničit. Třicet šest rostlin je ekvivalentem zahrady o rozměru 2,5 metrů čtverečních. V hydroponii to zabere jen 16 centimetrů. Využijete jednu stěnu od spodku do vrchu,“ popisuje Michal Zatřepálek z Parallel Garden hydroponický systém, který společně s kolegy postavil v pražském Bistru 8.

Experimentovat s tímto alternativním přístupem začali kvůli horku v kanceláři, kde těžili kryptoměny. Uvažovali, co udělat s přebytečným teplem z počítačů, kterého při těžbě kryptoměn vzniká ohromné množství. Společným brainstrormingem se nakonec v organizaci Paralelní Polis dostali až k hydroponii, čímž položili základy Parallel Garden. Michal Zatřepálek si dokáže představit, že by takový systém mohl být řešením pro velké těžařské farmy. „Každý dnes ví, že těžení bitcoinů spotřebovává hodně elektřiny. Velkotěžaři mají odběr, který by mohl vytápět stovky rodinných domů. Teplo z počítačů pouze odvádějí ven a nic dalšího s ním nedělají. To je velmi krátkozraké. Chceme najít ekologičtější cestu. Jedním z příkladů je výstavba hydroponických skleníků, které by teplo využívaly.“

Úplná kontrola systému

Hydroponii a akvaponii si jejich zastánci chválí i díky vyšší efektivitě a rychlejšímu růstu rostlin. Produkce vzroste ještě víc, stojí-li systém v uzavřeném prostoru, například ve skleníku nebo v opuštěné městské hale. Hospodář zde může regulovat teplotu i světlo, čímž urychlí proces dozrávání. Netolický a Fojtík využívají i venkovní akvaponický systém, ale pouze v létě. Na zimu už zaseli saláty ve sklepení své firmy. Sklízet čerstvou zeleninu tak mohou ve vytápěné a osvětlené místnosti v průběhu celého roku.

Celý výjev působí jako ze sci-fi filmu. Zelené saláty vyrůstají z bílé polystyrenové plovoucí desky. To celé zahaluje fialové světlo. Místností se rozléhá hučení cirkulující vody a dalších zařízení, která systém udržují v chodu. Podobně futuristicky působí i box na devět rostlin sestavený v Parallel Garden. Saláty zde rostou pod pásy LED světel, v boxu napuštěná voda putuje k rostlinám pomocí čerpadla skrze kapilární jehly. Voda v systému neustále cirkuluje. Malý počítač v čele boxu ovládá osvětlení i jeho intenzitu a závlahu. Saláty bez ustání sleduje a fotí malá webkamera. Shromažďuje data o tom, jak má ideální zdravý salát vypadat, a v budoucnu dokáže systém upozornit na to, že je s rostlinami něco v nepořádku.

„Naším cílem je dostat se k automatizovanému skleníku, který by mohl být umístěn ve městě na plochých střechách. S automatizací by pomohl internet věcí (síť 5G — pozn. red.). Ten pomáhá řídit procesy, které člověk nedokáže řídit na základě svých vjemů. Například vnímat intenzitu osvětlení a podle toho měnit sílu světel a optimalizovat spotřebu v reálném čase. Za dostupné peníze vyvíjíme automatizační technologie, které dokážou ovládat vstupy s větší efektivitou než člověk,“ líčí svou vizi krajinář a člen Parallel Garden Jakub Hamata na Enviro Meetupu v ostravském centru Cooltour, kde ho poslouchají nadšenci pro městské zahradničení. Jeho kolega Radim Kozub dodává, že jde o ideální řešení pro člověka žijícího městským životem, který se vrací domů v devět večer a nemůže trávit hodiny zahradničením.

Takto automatizovaný a zcela kontrolovatelný systém nemusí být všem po chuti. Řada lidí je vůči akvaponii skeptická. Zbyněk Ulčák, expert na zemědělství a vyučující na Katedře environmentálních studií Masarykovy univerzity, chápe, že akvaponie u někoho vzbuzuje nadšení z technologie. „Líbí se nám, jak dobře to dokážeme řídit, vyřešit nějaký problém, možná proto se to zdá sympatické,“ vysvětluje. Přesto má ale k těmto trendům odstup. „S akvaponií jsem se poprvé setkal v roce 1994 na kurzu v Izraeli. Rajčata a papriky se tam často pěstují ve skleníku. Zní to zvláštně, když je tam teplo, ale je to proto, že skleník umožňuje hodně kontrolovatelné prostředí. Aby tamější pěstitelé dosáhli větší efektivity, měli po stranách skleníku v kádích ryby. Už jenom pocitově mi to moc nesedělo, podle vzhledu bych takové ryby jíst nechtěl,“ vzpomíná Ulčák.

Radim Kozub tyto výtky vnímá, a i proto se snaží dělat skrze Parallel Garden o akva- a hydroponii osvětu. „Jsme asi lehcí technooptimisti. Z tradičního trendu citlivého přístupu k přírodě cítíme určitou skepsi k moderním technologiím. Buď jdu směrem k přírodě a navracím se k tradičním postupům, nebo jdu proti ní a rozvíjím moderní technologie. My chceme obě věci racionálně skloubit. Myslím si, že automatizovaná závlaha je dobrý příklad, dá se s ní ušetřit velké množství vody.“

Chuť rajčátka ze zahrádky

Kritici hydroponie a akvaponie včetně Ulčáka se též pozastavují nad nutností dodávat do systému hodně světla a tepla, což v konečném důsledku nemusí být zrovna dvakrát ekologické ani ekonomické. Výzkum vědců z Arizonské státní univerzity z roku 2015 (více zde) porovnával nároky na vypěstování konvenčního a hydroponického salátu. Výsledky ukázaly, že u konkrétního zkoumaného případu nebylo hydroponické pěstování výhodné právě kvůli vysoké spotřebě energie. Přesto autoři výzkumu věří, že hydroponie může být efektivnější než konvenční zemědělství, pokud bude využívat obnovitelné zdroje energie.

O výhodách akvaponie a hydroponie tedy nelze hovořit obecně. Záleží na efektivitě a funkčnosti každého jednotlivého systému. V Austrálii například postavili 65 hektarů velkou farmu na poušti, kde hydroponie pomáhá řešit nedostatek vody. Elektřinu získává ze slunce, kterého je zde dostatek. I podle Hamaty lze získat základní vstupy z různých zdrojů. Pokud má člověk hydroponii doma, může s rostlinami sdílet světlo a teplo, které by jinak vytvářel jen sám pro sebe. „Aktuálně pomocí senzorů měříme intenzitu přirozeného světla ze slunce. Můžeme zjistit, zda má rostlina dostatek přirozeného světla. Dosvěcovat se bude pouze v momentě, kdy rostlina dostatek nemá, tím se zvýší udržitelnost projektu,“ doplňuje Zatřepálek.

S tím souhlasí i Michal Fojtík, prezident Asociace aquaponických farem a syn Miroslava Fojtíka, který provozuje akvaponický systém v Přáslavicích.. „Hlavní podmínkou je sehnat levné zdroje energie. Pro vytápění se snažíme využívat teplo z bioplynové stanice nebo odpadní teplo.“ Udržitelnost těchto přístupů záleží na řadě faktorů. Podle Fojtíka mladšího může akvaponie ušetřit až 70 procent energie, do které se započítává i distribuce, spotřeba fosilních paliv a využívání zemědělských strojů, které jsou nutné při obhospodařování velkého prostoru.

Dalším zdrojem obav z hydroponie je chuť vypěstovaných plodin. Barbara Stalmachová z Katedry environmentálního inženýrství na Vysoké školy báňské — Technické univerzitě sice věří, že hydroponie je budoucnost a že se živné roztoky dají namíchat tak, aby de facto kopírovaly podmínky v půdě. „Je ale také pravda, že je tam řada esenciálních látek, které už nemáte do roztoku šanci dostat, protože ty jsou jenom v půdě a dávají plodině specifickou chuť. Bez sluníčka to nejde, to je můj názor. Když vám dám ochutnat rajče z hydroponie a ze zahrádky, tak ten rozdíl setsakramentsky poznáte,“ říká.

S tím ale členové Parallel Garden ani Michal Netolický a Miroslav Fojtík nesouhlasí. Přemlouvají nás, ať salát z jejich venkovního akvaponického systému ochutnáme. Naše chuťové buňky na něm neshledávají nic netradičního, přece jen se ale jedná o zeleninu, která vyrostla na vzduchu. „Věřím tomu, že při zanedbání určitých faktorů může být produkce z hydroponie mizerná. Stejně tak jako produkce plodin pěstovaných v půdě,“ shrnuje Hamata a dodává, že voda s půdou sice srovnatelná nikdy nebude, na druhou stranu ale ani žádná půda není stejná, do každé něco dodáváme. V Parallel Garden používají pouze organická hnojiva a do budoucna přemýšlejí o využívání žížalího čaje z vermikompostéru.

Saláty, pstruzi a ti další

Zatím se jim daří pěstovat hlavně saláty a bylinky, chystají se také experimentovat s jahodami a chilli papričkami. I na přáslavické farmě je zeleno. Vedle různých druhů salátů pěstují také mangold, fazole nebo pažitku, v příštím roce by rádi začali s jahodami. Kvůli nutnosti opylování zatím neplánují rajčata a vzhledem ke špatné zkušenosti s keramzitem — substrátem, do kterého se rostliny někdy sázejí — se zdráhají začít s kořenovou zeleninou. „Se substráty jsme měli vždy jenom potíže, usazují se v nich například zbytky řas, proto se musí jednou za čas vymývat, na což už nemáme kapacitu. Většina rostlin navíc funguje stejně dobře jen ve vodě,“ tvrdí Miroslav Fojtík. S kořenovou zeleninou experimentují hlavně hobby zahradníci. Pro komerční využití se u nás i v zahraničí z důvodu efektivity doporučuje pěstovat především listovou zeleninu a bylinky. Vyloženě ekonomicky nevýhodné by bylo produkovat obilí, sóju nebo kukuřici.

Pro úspěšné akvaponické hospodaření je potřeba zvolit nejen správné rostliny, ale také správné druhy ryb. Akvaponické příručky i informační videa většinou doporučují začít s těmi druhy, které nejsou moc citlivé na změny prostředí. Nejčastěji doporučují chovat tilápie nilské nebo sumečky africké. Tyto druhy ryb už se dnes dají koupit i v českých zverimexech, přesto se nadšenci z Přáslavic rozhodli pro české ryby, a to jedny z nejcitlivějších: pstruhy. Koupili si roční ryby, které po deseti měsících dorostly do prodejní velikosti 300 až 400 gramů. V nádrži o objemu pět tisíc litrů chovají zhruba 50 kilogramů ryb. Zatím jich nemají tolik, aby s nimi obchodovali, a tak si pstruhy rozebírají zaměstnanci a známí. Hobby akvaponické projekty ale využívají i okrasné akvarijní rybky nebo třeba kapry, kteří jsou proslulí svou odolností.

Vytvořit paralelní strukturu

Uzavřené hydroponické a akvaponické systémy zcela nezávislé na půdě i na klimatu mohou pomoci řešit jednu z aktuálních výzev konvenčního zemědělství, kterou je dovoz potravin na velké vzdálenosti. Vedle produkce emisí navíc při převozu může docházet i k přenosu škůdců.

Naši průvodci na farmě v Přáslavicích věří, že nebude trvat dlouho a technologii se podaří vylepšit natolik, že celý akvaponický systém bude kontrolovat počítač. Pak už bude stačit jen krmit ryby, zasít a sklidit. Akvaponie by podle nich mohla být řešením potravinové soběstačnosti i v rozvojových zemích. „V Africe je dost tepla. K systému stačí přidat dva fotovoltaické panely, aby běžela čerpadla, a akvaponickou farmu lze postavit i tam, kde není elektřina. Tam, kde je extrémně málo vody, je dneska akvaponie nutnost,“ míní Miroslav Fojtík. Akvaponie je podle něj také řešením pro malé komunity. Projekt v přepočtu za půl milionu korun by podle něj dokázal komunitu uživit.

Tím se dostáváme k dalšímu rozměru, kterým hydroponie a akvaponie okouzlují čím dál více lidí: decentralizaci zemědělství. „Dnes je tady pár velkých firem, které nakládají s desítkami tisíc až sta tisíci hektarů, a to je podle mě nebezpečné. Používá se chemie, distribuuje se daleko,“ kroutí hlavou Netolický. Pro Paralelní Polis je decentralizace jedním z nejdůležitějších rozměrů projektu. „Chceme vytvářet struktury nezávislé na strukturách konvenčních. Ty vytvářejí koncentraci moci nebo tržní tlak. Jak toho lze dosáhnout? Vytvoříte třeba hydroponický box, který povede k dalšímu rozšíření hydroponie ve městech. Pokud provozujete zemědělskou aktivitu, musíte získat pozemek. Jestli tu chcete pěstovat udržitelně a bez dotací, dostanete se na hranici reálné možnosti přežití. Ekologické zemědělství, ale i velké zemědělské firmy jsou závislé na dotacích. Alternativou je takový systém, který bude na strukturách do značné míry nezávislý a zajistí potravinovou soběstačnost,“ líčí Kozub.

Krásné a jednoduché, ale jen na papíře

Hydroponie i její formy ve světě získávají na oblibě. Hydroponické farmy prosperují například v některých oblastech Spojených států, Izraeli nebo Austrálii, kde hydroponie tvoří pětinu produkce zeleniny a řezaných květin. Světovým lídrem v komerční hydroponii je Nizozemí, kde takové produkty tvoří celou polovinu objemu veškeré zeleniny a ovoce vypěstovaného v zemi. Michal Fojtík tvrdí, že už dnes se některým státům kvůli klimatickým změnám přestává jiné než hydroponické zemědělství vyplácet.

Podle článku Hydroponie jako pokročilá technika pro produkci zeleniny: přehled (vlastní překlad, více zde) v odborném časopisu Journal of Soil and Water Conservation z roku 2019 se nedávné výzkumy zabývající se efektivitou hydroponie shodují na tom, že jde o technologii budoucnosti, zvláště pro chudší země s vysokou hustotou obyvatel. Aby se však mohla komerčně rozšířit ve velkém, je potřeba ji dále vylepšovat, například automaticky udržovat hladinu pH. Výhodou vnitřního hydroponického systému je ochrana proti škůdcům bez používání chemických pesticidů. Problém však může nastat, pokud se škůdce dovnitř přece jen dostane — rozšíří se totiž velmi rychle a může napáchat ohromné ekonomické ztráty.

To se stalo i na akvaponické farmě v Přáslavicích, kde kvůli svilušce přišli o celou jednu úrodu. Proto jsou rádi, že zatím provoz zkoušejí jen v malém. U akvaponie navíc může být problematické vybalancovat ideální množství ryb, vody, krmiva a rostlin v systému. Také v Přáslavicích se při prvních pokusech stávalo, že ryby hynuly, dokud se nepodařilo systém vyladit. „Když si to člověk nakreslí na papír, je to krásné a jednoduché, ale jiné je to pak v praxi. Akvaponista musí být všeuměl,“ shrnuje Netolický. S kolegou Miroslavem Fojtíkem zatím systém pouze testují. Teprve až jim pojede bez nutnosti velkých zásahů celý rok, přejdou na plný provoz. Pak také začnou zeleninu prodávat, ideálně formou bedýnek pro místní obyvatele. Do té doby chtějí systém vylaďovat, pořádají na své farmě školení a spolupracují na výzkumu s vysokými školami.

Akvaponie v obchodních centrech?

Obtíže akvaponie vyzkoušela i lektorka permakulturního zahradničení Denisa Tomášková. „Máme doma přírodní jezírko s rybami. Mojí představou bylo, že si ho pomocí akvaponie budu čistit a zároveň si tak pěstovat zeleninu. Není to ale tak jednoduché.“ Na růst zeleniny musíme vyčkat aspoň šest týdnů, než se v nádobě ustaví mikrobiální život. S touto překážkou se setkáme, pokud nemáme akvaponii ve skleníku, ale na zahradě, kde se podmínky nedají tak snadno regulovat. „Jezírko se sice čistilo, jenže zasazené kytky jen přežívaly, nerostly,“ popisuje Tomášková.

Pro úspěšný provoz akvaponie je podle ní zapotřebí rozumět rybám i rostlinám. „Rybám nerozumím, ale myslím si, že jsou v jezírku spokojené. Mají tam dost prostoru i řas k přežití. Jenže voda nejspíš ještě pořád není dostatečně zašpiněná živinami, které by uživily nejen ryby, ale i rostliny.“

Akvaponické systémy by podle ní mohly vznikat na střechách městských domů, v nákupních centrech nebo v průmyslových provozech. „Kdyby se někdo podíval, kde ta energie je a kudy utíká, našla by se ve městě spousta míst vhodných pro akvaponii,“ myslí si Tomášková. Jenže zde nadšenci narážejí na problémy s českou legislativou, která má problém akvaponii uchopit.

To se teď snaží Michal Fojtík změnit. Problém podle něj spočívá v tom, že na akvaponii nepamatuje územní plán, tudíž je například složité prodávat produkty z akvaponických farem postavených ve městech. Úřady považují akvaponii za zemědělství, a pokud není dané místo v územním plánu vedené jako zemědělská plocha, není možné tam rostliny pěstovat. Na této překážce ztroskotala například možnost umístit akvaponické systémy do obchodních center. Podmínky pro pěstování zeleniny jsou tam přitom ideální. Budova je tak jako tak osvětlená a vytápěná, lidé by se mohli chodit na akvaponický systém dívat a zároveň si v obchodech nakoupit zcela čerstvou zeleninu.

Co je vlastně „organické“?

Další problém vidí Fojtík mladší v tom, že Evropská unie nedovoluje prodávat hydroponické ani akvaponické plodiny jako bio (organic), a to i přesto, že při jejich produkci se nepoužívají žádná chemická hnojiva ani pesticidy, aby se neubližovalo bakteriím, a tudíž ani rybám v systému. Za certifikované bio se však mohou považovat pouze plodiny pěstované v půdě. Pro prodej ryb toto pravidlo neplatí, pokud jejich akvaponický chov splňuje všechny nutné standardy.

Michal Fojtík proto společně s francouzským kolegou Jeanem-Francoisem Chouxem sepsal petici, ve které žádá Evropskou unii, aby uznala veškerou akvaponickou produkci za bio. Zároveň založil vlastní značku pro absolutně kvalitní potraviny jdoucí mimo oficiální označení „organic“. Značka zaručí, že pěstování dané potraviny nemá negativní dopad na životní prostředí, je lokální, bez chemických látek a bez odpadu.

Opačná petice vznikla letos v lednu ve Spojených státech, kde ministerstvo zemědělství hydroponické produkty za bio označuje, pokud splňují náležité standardy. Debata, zda je to správně, se zde vede už od roku 1995. O vyjmutí hydroponie z biocertifikace žádají odborníci z nevládní organizace Centrum pro bezpečnost potravin (Centre for Food Safety). Argumentují tím, že hydroponie nepomáhá zlepšování kvality půdy a zachování biodiverzity, protože s půdou vůbec nepracuje. Tradiční ekozemědělství podporuje zdraví půdy a veškeré bakterie, houby a hmyz, které v ní žijí. Zároveň je nezbytné pro včely a další divoká zvířata. Označování hydroponických produktů jako bio navíc podle pracovníků Centra pro bezpečnost potravin tradiční ekozemědělce ekonomicky znevýhodňuje. Americké ministerstvo zemědělství ale změny neplánuje, a to proto, že hydroponie podle něj půdě sice přímo nepomáhá, ale ani jí neškodí.

Michal Zatřepálek z Parallel Garden však tvrdí, že hydroponie pozitivní vliv na půdu má. „Vůbec není jisté, co bude naše půda plodit třeba za deset let, když do ní neustále doléváme další chemii a podpůrné prostředky, aby z ní něco rostlo. Původní pole se mění na polopoušť. Hydroponie může být určitá alternativa, jak dát půdě odpočinout. Můžete mít brownfieldy, kde je půda kontaminovaná, ta místa jsou úplně nepoužitelná. Hydroponie může pomoct s rychlejší revitalizací prostoru,“ říká a dodává, že hydroponie reaguje i na narůstající populaci lidí ve světě. „Bylo by hezké pěstovat pouze na bio poli, ale to v takové situaci nebude možné.“

V Přáslavicích i v Parallel Garden uznávají, že hydroponie s akvaponií nemají zcela nahradit pěstování v půdě, ale být jeho doplňkem. „Musíme se zabývat konkrétním řešením konkrétního problému v roce 2019. V Evropě máme půdu, která je vyčerpaná, může nám začít docházet, bude se snižovat její produkční schopnost, a je proto potřeba hledat alternativu. Měli bychom budovat více směrů potravinové soběstačnosti, ne jenom jeden,“ uzavírá Radim Kozub ostravský Enviro Meetup.

Přečtěte si také |

Revoluce nastane, až farmáři porozumí půdě