Malý ráj – ekologický projekt pro budoucnost
Pěstování tropických plodů při využití nízkoteplotního odpadního tepla
Věcná zpráva projektu č. 129: „Klein-Eden“-Tropenhaus am Rennsteig GmbH [Malý ráj –
tropický skleník v lokalitě Rennsteig, s. r. o.] Evropského fondu pro regionální rozvoj/Cíl 3
Svobodný stát Bavorsko-Česká republika 2007-2013
Obsah
1 Energeticky účinné využití odpadního tepla pro tropický skleník v Horních Francích (shrnutí) ..... 1
2
Věcná zpráva ..............................................................................Fehler! Textmarke nicht definiert.
2.1 Výstavba tropického skleníku .....................................................Fehler! Textmarke nicht definiert.
3 Proč zrovna banány & spol.? Optimalizace pěstování tropického ovoce ve skleníku............ Fehler!
Textmarke nicht definiert.
3.1 Výchozí situace: globální poptávka a energetická bilance .............................................................. 1
3.2 Výzkum v Ekologické botanické zahradě ....................................Fehler! Textmarke nicht definiert.
4
Financování, spolupráce a adresy autorů...................................Fehler! Textmarke nicht definiert.
4.1 Projektová rada Bavorsko-Česká republika..………………………………………………………………………………32
5
Použitá literatury/ adresy autorů……………………………………………………………………………………………...35
1
Energeticky účinné využití odpadního tepla pro tropický skleník v Horních
Francích (shrnutí)
V obci Kleintettau v Horních Francích, v regionu se spíše drsným klimatem, se pěstují subtropické a
tropické plody a chovají se zde i sladkovodní konzumní ryby, obojí v biokvalitě. Pod názvem Malý ráj
(Klein-Eden) zde na ploše cca 3.500 m2 od roku 2011 vznikala soustava skleníků. Jedná se o vůbec
první referenční projekt pro energeticky účinné využití nízkoteplotního odpadního tepla. Tropický
skleník, který byl otevřen roku 2014, je vytápěn teplem z procesních provozů blízkého sklářského
závodu Heinz-Glas GmbH, tedy teplem, které do té doby unikalo zcela bez užitku. I když dosud nejsou
k dispozici všechny výsledky výzkumu, projekt už ukázal, že do budoucna je možné pěstovat tropické
užitkové rostliny a chovat konzumní ryby za podmínek, které jsou jak trvale udržitelné, tak i úsporné.
Odpadá tak dlouhá přeprava způsobující vysoké emise škodlivin.
Ralf Schmitt
1
Výchozí situace
Na úpatí horské stezky Rennsteig v bavorských Horních Francích se už po generace rozvíjí sklářský
průmysl. Při výrobě skla vzniká velké množství tepla, které však dosud zůstávalo většinou nevyužito.
To platilo i pro firmu Heinz-Glas GmbH v obci Kleintettau, která podniká ve výrobě a zušlechťování
skla a vyrábí flakóny a nádobky z vysoce transparentního a barevného skla. Kogenerační jednotka,
která je nepřetržitě v provozu, vyrábí spolu s připojeným chladičem stlačený vzduch a studenou vodu
pro produkci skla. Jak teplo vznikající při tomto procesu, tak i teplo z obvodu s chladicí vodou ze
sklářské produkce byly dosud bez užitku vypouštěny přes chladicí věže do okolí. Pro hospodářské
využití nízkoteplotního odpadního tepla chybělo smysluplné uplatnění.
Odpadní teplo pro tropický skleník
Příslibným se jevil až nápad zrealizovat projekt tropického skleníku, který by využíval odpadní teplo v
rozsahu nízkých teplot. Cílem bylo zkoumání kultur subtropického a tropického ovoce a konzumních
ryb. Zpočátku ještě panovala velká skepse, zda bude vůbec možné „na bavorské Sibiři“ při poměrně
nízké slunečnosti pěstovat ve skleníku tropické plody v takovém množství, aby se mohly uplatnit na
trhu. Exotické rostliny v tropech kompenzují nedostatek slunečního svitu konstantním optimálním
příjmem živin. Navíc odpadá stres vyvolaný bouřemi, obdobími sucha a dešťů.
Tropický skleník byl navržen roku 2011 v bezprostřední blízkosti výrobny firmy Heinz-Glas GmbH.
Tepelnou energii ze sklářské produkce lze bez problémů odvádět na vytápění do skleníku a je k
dispozici po dvacet čtyři hodin denně. V případě Malého ráje (Klein-Eden), jak byl hornofrancký
projekt nazván, byl zvolen polykulturní systém, který vytváří téměř uzavřené cykly v tom smyslu, že
zdroje, jako energie, voda a živiny, jsou využity hned několikrát. Odpadní voda z chovu ryb tak slouží
jako hnojivo pro rostliny.
Ralf Schmitt
2
Obr. 1: Pěstební skleník ve
výstavbě, říjen 2012 © Jana
Messingerová
Technické vybavení
Do konce roku 2013 vznikly dva tropické skleníky: skleník pro návštěvníky na ploše 800 m² a na něj
navazující pěstební skleník o rozloze cca 2.600 m², který zároveň slouží výzkumným účelům. Celková
výměra plochy „pod sklem“ je asi 3.500 m². Z bezpečnostních důvodů byla část pro návštěvníky
postavena z vrstveného bezpečnostního skla, které v případě rozbití minimalizuje riziko řezných ran a
i při zničení tabulek si uchovává zbytkovou nosnost. Pěstební a výzkumný skleník je naproti tomu
převážně ze speciálního skla, které propouští 99 % ultrafialového světla, aby měly tropické užitkové
rostliny zajištěny jeho optimální příjem.
V obou sklenících jsou instalovány dvojité systémy s energetickou clonou. Jedná se o svého druhu
klimatizaci umístěnou v hřebenu střechy, která dílem slouží – podobně jako žaluzie – k zastínění
rostlin při příliš vysokém slunečním záření, dílem ale i snižuje vyzařování tepla do okolí a izoluje před
studeným vzduchem v prostoru bezprostředně pod střechou (v hřebeni). Tímto způsobem je
zajištěna úspora energie.
Odpadní teplo z výroby skla, kterým jsou skleníky vytápěny, má celoročně před vstupem teplotu cca
35-38 °C. Přibližně 100 ventilátorů rozvádějících teplý vzduch zajišťuje nepřetržitě v celém prostoru
teplotu od 20 až po 24 °C. Pomocí roletožaluzie Twinroll lze vytvořit dvě rozdílné klimatické zóny. Pro
mimořádné situace oba skleníky disponují vytápěcím zařízením pro havarijní provoz.
V pěstebním a výzkumném skleníku byly ještě na začátku roku 2013 vysazeny předpěstované
užitkové rostliny. Těžištěm výzkumu jsou tropické druhy ovoce jako lulo (naranjilla) a marakuja,
kromě toho se zkoumají banán, mango, karambola (čínská hvězdice), papája, čerimoja, kvajáva,
sapodila, avokádo a celá řada dalších exotických druhů. Skleník pro návštěvníky byl dokončen v zimě
2013, pro veřejnost byl otevřen v květnu 2014.
Pěstební a výzkumný skleník je založen na organicko-biologickém systému uzavřeného cyklu
(polykuturní systém) a vedle produkce tropických plodů v biokvalitě slouží i k chovu tropických
konzumních ryb, jako nilský okoun (robalo nilský). Akvakulturní systém vybudovaný k těmto účelům
Ralf Schmitt
3
se skládá ze čtyř výkrmných nádrží, každé o objemu 30 m³, a pěti nádrží na odchov s celkovým
objemem 18 m³.
Trvalá udržitelnost skrze polykulturní systémy
Polykulturní systémy jsou trvale udržitelné zemědělské výrobny, které zdroje, jako vodu, živiny nebo
energii, využívají v takřka uzavřených systémech vícekrát, a tím umožňují vysokou produktivitu při
optimálním využití dostupných zdrojů. V tropických sklenících Malého ráje jsou rostlinná a rybí
produkce propojeny koloběhem vody a oběhem látek. Voda obohacená o nezkonzumované krmivo a
rybí výkaly slouží jako hnojivo pro produkci tropických plodů. To umožňuje zvyšovat výnosy, aniž by
narůstala zátěž na životní prostředí, protože „odpadní produkt“ v podobě „vody od ryb“ se čistí
zavlažováním a hnojením tropických produkčních ploch. Půda s vysokým obsahem humusu – na
rozdíl od hydroponických systémů – zjemňuje živiny. Využitím kaskádovitého systému se navíc snižuje
riziko rozšíření patogenů.
slunce
energie z odpadního tepla
dešťová voda
zavlažování
plantáž
tropické plody
akvakultura
rybí krmivo
tropické ryby
hnojení
biomasa
ochlazená voda
odpadní voda
Obr. 2: Schéma
polykulturního
systému tak, jak
funguje v Malém
ráji.
Demonstrační hodnota a přenositelnost
Malý ráj slouží jako objekt, který má průmyslu a závodům produkujícím v podobné míře odpadní
teplo (např. pivovary, tavírny oceli, chladírenské a mrazírenské velkosklady, sítotiskové provozy,
porcelánky etc.) demonstrovat možnosti, jak ho využít. Touto cestou se rozvíjejí nové energetické
koncepty, které budou s to obstát v budoucnosti i tím, že budou se zřetelem na trvalou udržitelnost
smysluplně využívat nízkokalorické odpadní teplo namísto toho, aby bylo bez užitku vypouštěno do
okolí. Pouze odpadní teplo, které je z průmyslové produkce k dispozici jen v regionu Rennsteig, by
podle aktuálních propočtů stačilo, aby vytápělo skleníky s celkovou pěstební plochou zhruba 75.000 100.000 metrů čtverečních. Přeshraniční projektová rada složená ze zástupců univerzit, obcí i
sklářského a keramického průmyslu regionu poskytuje proto výsledky projektu energeticky náročným
závodům regionu. Na konci listopadu 2012 se sešla poprvé a v budoucnosti se má scházet dvakrát až
třikrát ročně.
Cíle ekologického projektu
Ralf Schmitt
4
Cílem Malého ráje je uvést do praxe regionu inteligentní ekologické cykly a trvale udržitelné
hospodaření. Malý ráj byl již před svým otevřením vzorovým projektem pro ochranu životního
prostředí, energetickou účinnost, jakož i přeshraniční spolupráci. Zároveň ukazuje, že energeticky
účinné hospodaření šetrné ke zdrojům nepřispívá pouze ke snížení emisí CO2 a ochraně klimatu, ale
může i otevírat a zajistit nový tržní potenciál a poskytnout možnosti vytvářet pracovní místa na
venkově a dosahovat přidané hodnoty.
•
Snížení emisí CO2 a ochrana klimatu
Na rozdíl od konvenčního vytápění tropických skleníků lze využitím odpadního tepla ze sklářské huti
dosáhnout úspory ohromného množství CO2. Díky využívání odpadního tepla se dle propočtů sníží
roční emise o 350 t. Místní produkce subtropického a tropického ovoce a konzumních ryb zcela
eliminuje dlouhou přepravu, a tím i s ní spojenou spotřebu energií a emise CO2 a škodlivin, které
vznikají při dovozu letadlem a/nebo lodí. Projekt tak zásadní měrou v dlouhodobé perspektivě
přispívá k snižování emisí CO2, a tím i k ochraně klimatu.
•
Ekologický výzkum
V Ekologické botanické zahradě (EBZ) Univerzity Bayreuth se nám podařilo najít partnera pro
spolupráci v oblasti aplikovaného výzkumu životního prostředí. Cílem je optimalizace pěstování
tropických užitkových rostlin ve sklenících ve střední Evropě se zřetelem k aspektům trvalé
udržitelnosti a úspornosti. Úkolem je vyzkoumat, které užitkové rostliny jsou pro pěstování ve
sklenících ve střední Evropě mimořádně vhodné a jak lze za daných podmínek standardizovat
produkční a růstové procesy pro vysokojakostní biologické potraviny a zvyšovat jejich produkci.
•
Ekologické vzdělávání
Dalším cílem projektu je zpřístupnit dospělým, mládeži a dětem v bavorsko-českém pohraničí
inteligentní ekologické cykly a trvale udržitelné hospodářství a učinit je hmatatelnými. Smysl pro
zodpovědnost za další existenci zdravé přírody lze totiž rozvíjet pouze tehdy, když pochopíme
komplexní souvislosti a interakce jednotlivých oblastí ekologie v jejich celistvosti. Pro školní třídy
vzniká německo-česká nabídka ekologického vzdělávání, jejímž cílem je zvýšit povědomí dětí a
mládeže o prostředí, ve kterém žijí.
Univerzita Bayreuth/Ekologická botanická zahrada jako partner projektu má za úkol předávat
průběžně informace o výsledcích z výzkumného projektu vyšším třídám gymnázií s přírodovědným
zaměřením v Bavorsku a Česku. Za tímto účelem se zpracovávají informační a výukové materiály,
např. brožury a pracovní sešity, které jsou prověřovány v praxi a neustále zlepšovány.
•
Pracovní místa a posílení regionu
Dalším cílem projektu Malý ráj bylo a je vytvořit i po dostavění tropického skleníku pracovní
příležitosti a místa v do budoucna atraktivní oblasti pěstování, produkce a výzkumu, zejména ve fázi
využívání. V souladu s tímto záměrem zde byla vytvořena pracovní místa pro jednoho vedoucího
pracovníka a zemědělský personál (tři zahradnice, jeden sádkař), kteří se starají o provoz zařízení a
pedagogicky školené průvodce/průvodkyně tropickými skleníky (dvě osoby).
Později by měla být ve výše uvedených profesních oblastech vzdělávána i mládež (popřípadě ve
spolupráci s EBZ). S fakultami (z Německa/Česka) jsou realizovány výměny studentů-praktikantů a do
Ralf Schmitt
5
budoucna by měli mít čeští studenti více možností absolvovat praxi v tropickém skleníku. Z Česka
signalizují zájem o několikatýdenní projektovou práci pro své studenty i zemědělské střední školy.
Je v plánu dokumentovat a předávat „vědění, které umí” (poradenství v tomto směru), třeba formou
elektronických příruček a coachingu (personálu).
Osvětový a modelový charakter tropického skleníku bude mít díky návštěvníkům zajímajícím se o
přírodní vědy vliv i na turistiku v regionu. Místní/regionální gastronomická zařízení mají navíc
možnost odkupovat produkty z tropického skleníku (ryby, ovoce, zeleninu, koření, bylinky) a nabízet
je svým hostům.
Tím vzniká vysoký potenciál přidané hodnoty na venkově a má příznivý dopad na rozvoj turistiky.
Ralf Schmitt
6
2
Věcná zpráva
Dlouhou dobu bylo vehementně zpochybňováno, že by v Kleintettau v Horních Francích bylo možné
pěstovat tropické ovoce. Projekt Malý ráj dokazuje opak. Na ploše asi 3500 m² se v tropickém
skleníku pěstují exotické plody v biokvalitě a chovají tropické konzumní ryby, brzy rovněž s
certifikátem biokvality. Aby byly po celý rok garantovány ty nejlepší podmínky pro růst, je celý
komplex vytápěn odpadním teplem, které vzniká průběžně při provozních procesech sousedního
sklářského podniku Heinz-Glas GmbH. Tím představuje tropický skleník referenční projekt pro
energeticky účinné vytápění nízkoteplotním odpadním teplem.
2.1
Výstavba tropického skleníku
Tropický skleník „Malý ráj“ je rozdělen do dvou velkých částí, skleníku pro návštěvníky a skleníku
výzkumně-pěstebního.
Tropický skleník pro návštěvníky byl vybudován ve svahu na ploše 800 m², celkové převýšení činí až
10 metrů. Zde se nachází pouze několik exemplářů od všech druhů rostlin a návštěvníci tu mohou
poznávat tropickou flóru na vlastní pěst a samostatně nahlédnout do rozmanitého světa tropických
plodů.
Skleník leží ve svahu, což má za následek, že se zde vytvářejí různé teplotní zóny. Tuto skutečnost je
třeba zohlednit při volbě stanoviště jednotlivých rostlinných druhů. Panují zde právě opačné poměry
než v přírodě pod širým nebem. Protože ve skleníku stoupá teplota vzhůru, v nejvyšším pásmu se
pěstují rostliny, které by v tropech rostly v údolích. V nejspodnějším pásu, chladné zóně, se pěstují
druhy, které by jinak v přírodě upřednostňovaly výše položená, tudíž i chladnější stanoviště.
Pro bezpečnost návštěvníků jsou stěny skleníku z dvojitého skla, které zajišťuje lepší stabilitu a tím
větší nerozbitelnost, zároveň propouští asi 55 % UV-záření.
Fakta a čísla – skleník pro návštěvníky:
•
•
•
•
•
Skleník pro návštěvníky má plochu 800 m² a je bezbariérový.
Informační tabule se nachází na dobře viditelných místech a pojednávají o tématech
tropického skleníku (rostliny a jejich využití, spotřeba energie a energetická účinnost, využití
přirozených nepřátel škůdců) a globálních tématech ochrany životního prostředí a klimatu.
Momentálně se zde nachází více než 230 odrůd a druhů subtropických a tropických
užitkových rostlin.
Nabízíme prohlídky obou skleníků, přičemž v části pro návštěvníky je primárně kladen důraz
na různé užitkové rostliny a jejich využití.
Půdní substrát ve skleníku pro návštěvníky tvoří půda (první vrstva humusu) z dřívější náhorní
pastviny skotu. Struktura půdy je podobná půdní struktuře v tropech, a proto bylo možné ji
zde použít (hodnota pH atd.)
Ralf Schmitt
7
Vstup do skleníku pro návštěvníky
Bezbariérová prohlídka s pedagogickými informačními tabulemi s tématem ochrany životního
prostředí a klimatu a výstavby tropického skleníku.
Ralf Schmitt
8
Skleník pro návštěvníky (střední část)
Skleník pro návštěvníky (dolní část)
Ve výzkumném a pěstebním skleníku, který je pro návštěvníky přístupný pouze při oficiálních
prohlídkách, se pěstuje ovoce a chovají ryby pro pozdější prodej (i za účelem pokrýt provozní
Ralf Schmitt
9
náklady), zároveň se zde provádějí nejrůznější výzkumné projekty. Na ploše 2600 m² lze jednotlivé
druhy nalézt ve větším počtu, pěstují se mimo jiné i na pozdější prodej. Středem zájmu jsou tropické
druhy ovoce jako lulo (naranjilla), marakuja, banány, mango, karambola (čínská hvězdice), papája,
čerimoja, kvajáva, sapodila, avokádo a celá řada dalších. Pěstební plocha je zde rovná. Obložení
skleníku je z tenkého speciálního skla, které propouští 99 % UV-záření.
Oba skleníky mají boční a střešní okna řízená počítačem, která se automaticky otevírají při vnitřní
teplotě cca 25-30 °C, aby nedošlo k přehřátí. Vždy mohou být podle potřeby otevírána a zavírána i
ručně. V obou sklenících je také instalované střešní zastínění, které se vysunuje buď při příliš silném
slunečním záření, aby se zabránilo spálení rostlin, nebo při nočním ochlazení, aby ze skleníku
neunikalo teplo. Výzkumný a pěstební skleník k tomu ještě disponuje vysouvací energetickou clonou,
která ještě zintenzivňuje tuto zimní ochranu před únikem tepla. V tomto skleníku je navíc instalovaná
i rolovací příčka s elektronickým ovládáním, která se spouští při silném ochlazení, aby oddělila
nejteplejší zónu s nejzimomřivějšími rostlinami od zbytku skleníku.
Fakta a čísla – výzkumný a pěstební skleník:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Výzkumný skleník má plochu 2.600 m², je bezbariérový, návštěvníci s vědeckým zájmem si ho
mohou prohlédnout po vyhrazených cestách.
K vytápění slouží 101 ventilátorů rozvádějících teplý vzduch.
Momentálně se zde ve spolupráci s Ekologickou botanickou zahradou (EBZ) Univerzity
Bayreuth zkoumá a optimalizuje 51 druhů užitkových rostlin.
Sběrná nádrž na dešťovou a průsakovou vodu o objemu 300 m³.
Chov ryb: 4 výkrmné nádrže, každá o objemu 30 m³ a pět nádrží na odchov s celkovým
objemem 27 m³.
550 metrů teplovodního potrubí
Nízkoteplotní odpadní teplo se vstupními teplotami mezi 35 až 38 °C
teplota ve skleníku: 20 až 34 °C a vlhkost vzduch cca 70 %
Pomocí příčky lze vytvořit dvě různé klimatické zóny pro lepší produkci plodin.
Poznatky po prvním roce provozu:
•
•
•
•
•
•
•
V roce 2013 byla velmi dobrá úroda chilli a marakuji.
První sklizeň banánů v roce 2014 byla úspěšná.
Spodní výsadba chilli, lilků, melounů a okurek je dosud velmi úspěšná.
Marakuja a malajská hvězda nasadily v druhém pěstebním roce (2014) hodně květů a plodů.
Ve srovnání s rokem 2013 je díky využívání vody z rybích nádrží patrný intenzivnější růst.
V pěstebním skleníku je i zcela jasně vidět, že rostliny zde rostou díky instalování speciálního
skla rychleji než v části pro návštěvníky.
Od února je zařízení certifikováno Svazem pro ekologické zemědělství Bioland a má i značku
biokvality EU. Zajímavost: Skleník pro návštěvníky je svého druhu jediný v Evropě a i
akvakulturní zařízení nemá nikde obdoby.
Ralf Schmitt
10
Výzkumný skleník (pozadí: nástavba pro pokusy Univerzity Bayreuth 2014)
Výzkumný skleník (pokus s osvětlením Univerzity Bayreuth zima 2013/2014)
Ralf Schmitt
11
Pěstování tropických plodů ve výzkumném skleníku (vlevo papája; vpravo smíšený porost s
čerimojou a marakujou)
Pěstování rostlin ve výzkumném skleníku (vlevo papája; uprostřed mango a sapodila; vpravo
banány)
Ralf Schmitt
12
Užitková cesta ve střední části výzkumného skleníku (vlevo: klimatická zóna, kterou lze oddělit
spuštěním roletožaluzie Twinnroll; vpravo banány se spodní výsadbou chilli, voňatky citrónové
atd.)
Banány ve výzkumném skleníku (první fruktifikace byla úspěšná a srovnatelná se zeměmi, odkud
banánovník pochází)
Ralf Schmitt
13
2.2
Chov ryb/akvakultura
Výzkumný a pěstební skleník neslouží pouze k pěstování fruktifikujících rostlin, ale chovají se zde ve
společných sádkách tropické konzumní ryby, a sice tlamoun nilský (rod Oreochromis), druhy červená
a modrá tilápie.
Ryby se vždy po šesti týdnech třídí podle velikosti. Chovají se v pěti malých nádržích na odchov a
čtyřech výkrmných nádržích. Pět malých nádrží na odchov má dohromady obsah 18 m³, naproti tomu
každá ze čtyř výkrmných nádrží má objem 30 m³. V každé výkrmné nádrži se chová zhruba 2000 ryb.
Jakmile dosáhnou váhového přírůstku 200 g, putují do další nádrže, takže v poslední nádrži se
nacházejí největší exempláře o váze 600 – 1000 gramů. Toto opatření je nezbytné, aby větší ryby
nepožíraly menší jedince.
Voda se pohybuje v ne zcela uzavřeném oběhovém cyklu. Nejdříve se voda vypouštěná z výkrmných
nádrží čerpá přes bubnový filtr, který odfiltruje všechny pevné částice. Takto předčištěná voda pak
teče do další čisticí nádrže, do níž je (kompresorem) přiváděn vzdušný kyslík, který podporuje tvorbu
bakterií. Navíc se v této nádrži ještě nacházejí plastová výplňová tělíska, která zvětšují plochu, na níž
se mohou bakterie uchytit. Bakterie jsou nutné k tomu, aby rozkládaly bílkovinné složky, o něž je
voda obohacená, a přeměňovaly amoniak na dusičnan amonný. Odbourávání amoniaku má nejvyšší
prioritu, protože amoniak působí už od koncentrace 0,002 mg /l na ryby toxicky. Při tomto procesu se
nepoužívá kapalný kyslík, jak je to běžné ve většině akvakulturních provozů. Voda pak teče do nádrže
s rostlinami o velikosti přibližně 50 m2. Voda ve skleníku jednak zvyšuje vlhkost vzduchu (chlazení
výparem), jednak slouží k zavlažování, zajišťuje další okysličování a kořeny rostlin ji svou aktivitou
dále čistí. Část odtoku je odváděna do ozónového čisticího zařízení, které zničí všechny bakterie,
teprve pak je voda přečerpána zpět do nádrží s rybami.
Voda se do nádrží vrací potrubím, které vede paralelně s okrajem výkrmných nádrží, a to proto, aby
se voda v nádrži lehce rozvířila, což zlepšuje její promíšení a odvod nečistot směrem k filtru. Oběhová
voda je deskovým tepelným výměníkem neustále udržována na teplotě 26-28 °C. Na produkční ploše
se nacházejí dvě čisticí zařízení na vodu, protože je běžné pro mladší, citlivější ryby používat
samostatnou čističku. Navíc je k dispozici kyslíkový systém pro havarijní stav, který je poháněn baterií
a spustí se automaticky při výpadku proudu, aby byly nádrže s rybami zásobovány životně důležitým
kyslíkem.
Při přibližné spotřebě vody na závlahu 2 litry na m2 osazené plochy a den (průměrná hodnota
vysledovaná v průběhu roku) je na 3.500 m² plochy skleníků spolu s dodatečnou spotřebou
připadající na chov ryb zapotřebí cca 1.800 m³ vody ročně. Toto množství vcelku přesně odpovídá
objemu dešťové vody, kterou lze v průběhu celého roku zachytit ze srážek na celé ploše střechy.
Nádrže na dešťovou vodu mají objem cca jedné desetinu ročního úhrnu srážek (empirické zjištění).
Malá vodní laboratoř umožňuje provádět nezbytnou kontrolu kvality vody přímo na místě.
Z tohoto koloběhu voda uniká pouze evapotranspirací („výpar“ na povrchu půdy, z rostlin a vodní
hladiny). Zejména v zimě se však voda sráží na stěnách skleníku a znovu se vrací do cyklu (skape do
půdy). Díky tomu není nutné napojení na systém veřejné kanalizace odpadních vod/čističku.
Ralf Schmitt
14
Fungování polykulturního systému/akvaponického systému:
Polykulturní systémy jsou zemědělské výrobny, které využívají živiny, vodu a energii v cyklech a
kaskádách vícekrát, tím umožňují vysokou produktivitu při optimálním využití dostupných zdrojů.
Koncept Malého ráje, kdy se dohromady pěstuje tropické ovoce a rostliny a chovají ryby, byl navržen
ve spolupráci se švýcarskými specialisty. Jedinečnost Malého ráje spočívá v tom, že produkce
tropických plodů a chov ryb jsou propojeny koloběhem vody a oběhem látek. To umožňuje zvyšovat
výnosy, aniž by narůstala zátěž na životní prostředí, protože „odpadní produkt“ v podobě „vody od
ryb“ se čistí zavlažováním, hnojením a oteplováním půdy ovocné plantáže a znovu se používá jako
voda pro ryby.
Produkce tropického ovoce, zejména banánů, papájí, malajské hvězdy, marakují a kvajáví poskytuje
vysokojakostní ovoce v kvalitě, která je výrazně vyšší než u dovážených produktů. Nabídku navíc
rozšiřují sazenice a rostliny v kořenáčích, které lze do jisté míry chápat jako vedlejší produkt
pěstování ovoce. Další rostliny jako lilek, chilli a voňatka citrónová pěstované jako spodní kultury
dodatečně zvyšují výnos z osázené plochy.
Nyní se pokoušíme do produkce integrovat náročné kultury, jako káva nebo kakao, jako spodní
výsadbu. První pokusy, které probíhají od října 2013, vypadají velmi nadějně.
Integrovaný chov teplomilných ryb se ukázal být důležitou systémovou součástí pro zdárný růst
rostlin. Rod Tilapia je z čeledi afrických ryb vrubozubcovitých (cichlidy) a dnes se chová především
v tropických oblastech. I v Evropě nyní roste poptávka po této mimořádně chutné konzumní rybě
s nízkým obsahem tuku.
Probíhají i první testy a pokusy kompenzovat odčerpávání živin z půdy nejen vodou z chovu ryb, ale i
produkcí půdy terra-preta podle principu bokashi.
Za tímto účelem se nechávají v barelech zkvasit rostlinné a živočišné odpadní látky. Základem
produkčního procesu je organický odpad v kombinaci s rostlinným uhlím a mikroorganismy. Tento
substrát se pak proporcionálně dodává do obdělávané půdy.
První pokusy, které proběhly v říjnu 2013 s podporou subjektů zapojených do projektu Terra Boga v
Berlíně (www.terraboga.de / www.ecosus.de / www.das-gold-der-erde.de), byly velmi příslibné. V
budoucnu by měla být v zařízeních tohoto typu možná produkce bez rašeliny.
Na těchto pokusech se nyní podílí i Univerzita Bayreuth, budou vyhodnoceny na konci roku 2014.
Ralf Schmitt
15
odpadní teplo
slunce
dešťová voda
krmivo pro ryby
zavlažování
hnojení
akvakultura
plantáž s tropickými rostlinami
biomasa
tropické plody, koření a rostliny v květináčích
ryby a vodní rostliny
Vysvětlivky ke schématu:
Polykulturní systémy jsou trvale udržitelné zemědělské výrobny, v nichž se zdroje, jako voda, živiny, a
energie využívají synergicky v uzavřených cyklech. Tento způsob umožňuje dosáhnout vysoké
produktivity při optimálním využívání dostupných zdrojů. V Malém ráji jsou například rostlinná a rybí
produkce propojeny koloběhem vody a oběhem živin. Voda obohacená o nezkonzumované krmivo a
rybí výkaly tak slouží jako hnojivo pro produkci tropických plodů. To umožňuje zvyšovat výnosy, aniž
by narůstala zátěž na životní prostředí, protože odpadní voda z chovu ryb se čistí zavlažováním a
hnojením tropických produkčních ploch. Na rozdíl od hydroponických systémů půda s vysokým
obsahem humusu zjemňuje živiny. Využitím kaskádového systému se navíc snižuje riziko rozšíření
patogenů.
Fakta a čísla – polykulturní systém/využívání odpadního tepla (prokazatelně vykazuje tyto
přednosti)
•
•
•
•
Už jen akvakultura využívající teplou vodu zajišťuje celoroční odběr tepla, a tím i výhodnější
tarif dálkového vytápění.
Nízkoteplotní průmyslové teplo (o vstupní teplotě 35-38 °C) lze využívat produktivně se
zřetelem na trvalou udržitelnost. V roce 2013 se tak podařilo zabránit emisím CO2 ve výši 335
t (v té době byl vytápěn pouze pěstební skleník a správní budova).
Živiny pro provoz celého polykulturního zařízení poskytuje rybí krmivo. Teplá voda z chovu
ryb bohatá na živiny se používá na hnojení kultur pěstovaných ve skleníku, tím se zároveň
čistí pro další použití.
Rostliny se zalévají ručně hadicí, což redukuje spotřebu vody na minimum a brání zaplevelení
a napadení houbami. Při ručním zalévání může voda obsahovat jako hnojivo i další pevné
částice, přičemž nelze ucpat postřikovače, jak by se stalo u automatického zavlažovacího
systému.
Ralf Schmitt
16
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Teplá voda jako závlaha prohřívá kořenový prostor (rhizosféru) a významně tak optimalizuje
podmínky pro růst rostlin.
Nadbytečná biomasa se recykluje jako kompost (získávání substrátu) a rybí krmivo (čerstvé,
posekané nebo z chovu červů).
Spodní výsadba zvyšuje výnos z obdělávané plochy.
Při výběru rostlin jsou preferovány samosprašné druhy. Opylování ve skleníku navíc
podporujeme tím, že sem nasazujeme čmeláky, bzučivky a pestřenky.
Chov ryb se řídí produkčními podmínkami certifikovaných organizací, to znamená: chovné
nádrže nejsou přehuštěné (25 kg/m³ vody) nepoužívá se transgenní chovný materiál, ani
geneticky modifikované krmivo, antibiotika nebo chemické přídavné látky atd. V únoru 2014
jsme si podali žádost o certifikaci biokvality. Společně se Svazem pro ekologické zemědělství
Bioland usilujeme o certifikaci všech částí provozu (do února 2016).
Boj se škůdci probíhá biologicky: K potírání škůdců (např. červec paprsčitý, sviluška, molice
atd.) se do skleníků vypouštějí jejich přirození nepřátelé. Nepoužíváme herbicidy, pesticidy,
ani umělá hnojiva.
Osázením svahu, střechy kanceláří a parkoviště speciální směsí osiva (medonosných rostlin a
rostlin vyhledávaných jinými druhy hmyzu) přispíváme k biodiverzitě i mimo prostor skleníků.
Budoucí projekty na základě prvních empirických zjištění
Zvýšení kapacitních možností v akvakultuře; rozšířit chov o keříčkovce jako konzumní rybu a
provést pokusy s tímto druhem, přemýšlíme o optimalizaci rostlinného biofiltru za využití
australského raka červenoklepetého (je jedlý a živí se zbytky z filtru a vznikajícím rostlinným
materiálem, nepotřebuje tudíž extra krmivo).
Optimalizace chovu nedospělých ryb, optimalizovat dosavadní úspěchy (momentálně jsme
sami odchovali téměř 3.000 kusů) s cílem dosáhnout lepších úspěchů u samčího potěru.
Optimalizovat pěstování subtropických a tropických plodů, zeleniny a koření/bylinek vhodnou
volbou odrůd, selekcí rostlinných druhů a reorganizací pěstebních variant.
První pokusy s vlastním šlechtěním, úspěšně jsme ve spolupráci s bamberským Ústavem pro
experimentování se zeleninou (Gemüseversuchsanstalt in Bamberg) zušlechtili lulo
(naranjillu), první výsledky budou zveřejněny v listopadu 2014.
I nadále bude přetrvávat potřeba výrazné optimalizace osázených akvaponických filtrových
schránek. Podle dosavadních poznatků jsou nejvhodnějšími druhy galgan, voňatka citrónová,
povinice vodní (povojník), rajčata, banán a s jistým omezením chilli. Ve sklenících se ale
budou i nadále vysazovat nové druhy, aby byl udržen optimální výkon filtrů.
Ralf Schmitt
17
Chov ryb/výkrmná nádrž
Stanice pro chov ryb v juvenilním stádiu
Ralf Schmitt
18
Chovné nádrže
Akvakulturní filtrační zařízení (vlevo bubnový filtr; vpravo bílkovinný skimmer)
Ralf Schmitt
19
Akvakulturní biofiltr (dole biofiltrační nádrž; nahoře čerpací jímka)
Akvaponický filtr (rostlinný filtr)
Ralf Schmitt
20
Akvaponický filtr funguje na tomto principu.
2.3 Vytápěcí systém/přenos tepla:
Nádrže s rybami, skleníky i správní budova jsou vytápěny průmyslovým (nízkoteplotním) procesním
teplem firmy Heinz-Glas GmbH.
Při výrobě skla vzniká velké množství odpadního tepla, které bylo dosud bez užitku vypouštěno do
okolí. Protože se sklářský závod nachází přímo vedle tropického skleníku, lze tepelnou energii ze
sklářské produkce bez problémů přivádět a produktivně ji využívat dvacet čtyři hodin denně k
vytápění skleníků a chovné stanice ryb. V tomto případě se jedná o tzv. nízkoteplotní odpadní teplo,
které má na vstupu teplotu přibližně 35-38 °C. Ventilátory rozvádějící teplý vzduch přiváděné teplo
rovnoměrně distribuují v obou sklenících. Prioritní obvod zajišťuje, aby byla přednostně vytápěna rybí
chovná stanice. Kvůli relativně nízké teplotě na vstupu jsou všechny místnosti v kancelářské budově
vybaveny podlahovým topením.
Vytápěcí systém je naprogramován tak, aby byla v tropickém skleníku vždy minimální teplota 18 °C
až 22 °C (v závislosti na jednotlivých kulturách). Pokud tropický skleník ohřívá i dopadající sluneční
záření, větráky se vypnou. Klíčovou podmínkou pro připojení bylo, aby teplota na výstupu
nepřesahovala 30 °C, v opačném případě by došlo k přetížení olejového průtokového chladiče, který
zajišťuje další chlazení. Tento aspekt byl jeden ze zásadních důvodů, proč byl zřízen akvakulturní
provoz, protože jen skleník by nebyl v létě s to zajistit odběr tepla.
Ralf Schmitt
21
Fakta a čísla – využití odpadního tepla
•
•
•
•
•
•
•
•
Trasa dálkového vytápění má celkovou délku 1. 100 m (Vzdálenost od průmyslového závodu
Heinz Glas GmbH je 550 m.)
V závodě Heinz-Glas GmbH zajišťuje předávání tepla tepelný výměník.
Dvě tepelná oběhová čerpadla s vysokým výkonem se střídají po 24 hodinách v přepravě
horké vody, a to z těchto důvodů: a) aby míra opotřebení byla rovnoměrná; b) aby byly v
případě havarijního stavu (porucha jednoho z čerpadel) zajištěny nezbytné dodávky tepla do
tropického skleníku. V případě, že by byl v zimě nedostatečný průtok, resp. množství tepla by
nestačilo, budou v provozu obě čerpadla. Inteligentní regulace rychlosti otáčení (při větší
potřebě tepla vyšší rychlost otáčení, při nízké spotřebě se rychlost sníží) je řízena ovládáním
klimatizace/počítačem. Tím se zamezuje zbytečné spotřebě elektřiny.
Rozvodna a tepelné obvody distribuují teplo do skleníků, stanice s chovem ryb a kancelářské
budovy.
Rozvod tepla zajišťují ve sklenících ventilátory, ve stanici s chovem ryb tepelné
čerpadlo/tepelný výměník, v kancelářské budově podlahové topení.
V roce 2013 bylo ve srovnání s konvenčním vytápěním fosilními palivy dosaženo úspory
1.200.000 kw/h odpadního tepla. To odpovídá 120.000 topného oleje, který by byl na
vytápění výzkumného a pěstebního skleníku zapotřebí.
Aniž bychom chtěli předjímat výsledky dosud probíhající optimalizace, můžeme dle
dosavadních poznatků konstatovat, že teplem, které máme k dispozici, by bylo možné
vytápět ještě další plochu o výměře 2.000-3.000 m², která by mohla rovněž sloužit jako
tropický skleník.
Využitím odpadního tepla se v roce 2013 snížily emise CO2 přibližně o 350 t, tím, že odpadla
přeprava, pak minimálně o dalších 570 g CO2 na kilogram potravin. S ohledem na plánované
množství produkce ovoce a zeleniny v objemu 10 tun a 10 tun ryb tak jen výzkumný a
pěstební skleník sníží emise CO2 celkem o cca 11.750 tun ročně!
Ralf Schmitt
22
Rozvodna tepla a regulace čerpadel ve výzkumném skleníku
Rozvodna tepla („červená“ vstup a „modrá“ výstup)
Ralf Schmitt
23
Pohled z výzkumného skleníku na závod Heinz-Glas GmbH (v popředí dvě sběrné nádrže na
dešťovou vodu, v pozadí/uprostřed fotografie lze rozeznat 30m nadzemní trasu)
Pohled ze strany (přední část skleníku pro návštěvníky; zadní část výzkumného skleníku)
Ralf Schmitt
24
Vstup a parkoviště
Pohled na výzkumný skleník
Ralf Schmitt
25
Vstupní prostory a foyer (vlevo pokladny a pult; vzadu šatna; vpravo vstup k toaletám)
V horním patře se nachází sál (na fotografii rozdělený), který může sloužit pro pořádání kongresů a
konferencí, koncipován je až pro 120 osob.
Ralf Schmitt
26
3
Proč zrovna banány & spol.?
Optimalizace pěstování tropického ovoce ve skleníku
Dr. Marianne Lauererová a Jana Messingerová
Projekt komerčního pěstování tropického ovoce ve skleníku je v Německu zcela jedinečný. Ekologická
botanická zahrada univerzity v Bayreuthu byla díky svým zkušenostem s pěstováním tropických
rostlin od začátku, během plánování a podání žádosti o finanční podporu a rovněž v zahajovací fázi
projektu důležitým partnerem. Odpadní teplo, které je k dispozici v obci Kleintettau (okres Kronach,
Horní Franky), je vzhledem ke svému množství a k malé vzdálenosti mezi producentem a
odběratelem tepla a s tímto faktem souvisejícími nízkými náklady na jeho transport velmi výhodné
pro pěstování tropických rostlin. Efektivita využití odpadního tepla je tak na prostorovou jednotku
vyšší než u plodin pěstovaných ve studených sklenících, jako je salát nebo rajčata.
3.1
Výchozí situace: globální poptávka a energetická bilance
Nejoblíbenějším čerstvým ovocem v Německu jsou jablka, banány a pomeranče, stále větší oblibě se
těší mango, ananas a papája (zdroj FAO, obr. 1). Každý Němec zkonzumuje za rok, viděno statisticky,
asi 14 kg banánů a 3 kg ananasu. V současné době se ročně do Německa dováží asi 52 000 tun
manga (včetně kvajávy), k největším dodavatelům se řadí Brazílie a Peru. Banány a papáje pochází
především z Indie, jihovýchodní Asie a Brazílie.
Obr. 1: Vývoj globální produkce banánů a papájí od roku 1960 do roku 2011 (zdroj FAO).
Tropické ovoce však není ekologicky nezávadné: Dlouhý transport, skladování (a přitom částečně
ošetření fungicidy) a zrání a chlazení v cílovém místě způsobují vysoké emise škodlivého kysličníku
uhličitého. Na kilogram ovoce, které se přepravuje ze zámoří na lodi do Německa, je to 570 g.
V případě letecké přepravy v průměru 11.000 g, resp. asi 1 g CO2 na kg potravin a kilometr. Na
přepravu regionálního ovoce se oproti tomu připadá pouze asi 230 g CO2 na kg (zdroj: Spolkové
ministerstvo životního prostředí a ochrany přírody). Tropické ovoce sklízené ve zralém stavu má
nejlepší chuť, ale musí se přepravovat letecky. Pro přepravu lodí se ovoce sklízí nezralé, musí dozrát a
nevoní stejně jako ovoce, které se sklízí zralé. Pokud bychom tedy mohli pěstovat tropické ovoce u
Ralf Schmitt
27
nás, snížil by se negativní dopad na životní prostředí a ovoce by bylo chutnější, protože by se mohlo
sklízet a prodávat zralé.
Příští léta a výzkum v rámci tohoto projektu ukáží, jaké ovoce najde svůj nový domov pod skleněnou
střechou Malého ráje a zda ho bude možné pěstovat v dobré kvalitě a se ziskem.
3.2
Výzkum v Ekologické botanické zahradě
3.2.1
Výzkumné otázky
Na základě zkušeností z podobného projektu ve Švýcarsku (Todt 2003) lze počítat s ekonomicky
rentabilním pěstováním tropického ovoce ve skleníku ve střední Evropě především v případě papájí,
karambol, banánů a kvajávy. Mango, avokádo nebo čerimoja (anona cherimoya) plodí sice chutné
ovoce i pokud se pěstují ve skleníku, vzhledem k nutným klidovým stádiím ve vývoji rostlin však
nemají po celý rok stejný výnos.
V současné době se v Malém ráji pěstuje rozsáhlý sortiment rostlin a druhů plodících ovoce, abychom
do příštích let získali zkušenosti, jaké druhy ovoce jsou nejvhodnější. V aktuálním výzkumném
projektu Ekologické botanické zahrady se na několika modelových druzích analyzuje výnos a kvalita
ovoce za standardizovaných podmínek výzkumu. Zaměřujeme se především na druhy, které rychle
zrají, snadno se pěstují, plodí chutné ovoce a dosud byly na německém trhu jen málo dostupné nebo
téměř nedostupné.
Výzkumný projekt by měl objasnit především následující otázky:
1. Je tropické ovoce vypěstované ve skleníku přímo na místě chutnější než dovážené ovoce
zakoupené v supermarketu?
2. Jak vysoký je výnos na plošnou jednotku a jak lze výnos a kvalitu ovoce zvýšit (např. volbou
druhu, použitím vhodného hmyzu k opylení, ořezem rostlin)?
3. Lze přídavným osvětlením dosáhnout celoročně vysokého výnosu ovoce?
3.2.2
Lulo – ovoce s velkým potenciálem
Lulo (Solanum quitoense), ve španělštině nazývané také naranjilla, je jihoamerická užitková rostlina
z čeledi lilkovitých. Vědecká součást názvu quitoense se odvozuje od Quita, hlavního města Ekvádoru
a jedné z hlavních oblastí pěstování lula. V Ekvádoru a Kolumbii, zčásti i v dalších zemích jižní
Ameriky, se v horských oblastech And, ve výšce 1.000 až 2.400 m pěstuje několik druhů ovoce lulo.
Plané druhy (už) nejsou známé. Zralé plody se tu ředí vodou a zpracovávají na oblíbenou a chutnou
šťávu, která je v jižní Americe populárnější než pomerančový džus. Šťávu je sice možné konzervovat,
ztrácí pak ale rychle na chuti (Heiser & Anderson 1999). Plody lulo lze konzumovat rovněž čerstvé.
Jejich chuť je jedinečná a připomíná směs jahod, ananasu a banánu (Daunay et al. 1995). V Evropě
není toto ovoce téměř vůbec známé a dostupné, protože pokud se sklízí předčasně, tak nedozrává a
jeho rychlé zrání zhoršuje možnosti přepravy. Lulo by do našeho jídelníčku mohlo přinést novou
tropickou chuť, především pro výrobu džusů by jeho potenciál mohl být podobný jako u marakuje
(National Research Council 1989).
Ralf Schmitt
28
Ovoce je zvenku oranžovožluté, většinou hustě plstnaté a podobá se rajčeti, dužina je uvnitř
nazelenalá. Rostlina dorůstá až 2 m, roste bujně a vytváří již v prvním roce květy a plody, lze ji tedy
pěstovat jako jednoletou čí víceletou rostlinu. Ve střední Evropě dosud neexistují žádné zkušenosti
s komerčním pěstováním ve skleníku – což je jedním z důvodů, proč jsme tuto rostlinu zvolili jako
modelový druh a výzkumný objekt našeho projektu. V průběhu roku spolu budeme porovnávat více
druhů podle výnosu a kvality ovoce a kvantifikovat úspěšnost opylení čmeláky zemními.
Obr. 2: Lulo
(Solanum quitoense, fotky zleva
nahoře doprava
dolů) rostliny
pěstované
v květináčích
v Ekologické
botanické
zahradě; květ;
příčně rozkrojený
plod na listu lula
a zralé plody.
3.2.3
První výsledky
Chutná ovoce vypěstované přímo na místě lépe?
Tropické ovoce vypěstované v Malém ráji má samozřejmě lepší ekologickou bilanci vzhledem k nízké
spotřebě CO2 na přepravu, skladování atd. než ovoce zakoupené v našich supermarketech.
V takzvané trojúhelníkové zkoušce (DIN/ ISO 4120) jsme testovali, jestli spotřebitel pozná rozdíl
v chuti mezi oběma variantami. Při této zkoušce jsme náhodně vybraným testovaným osobám nabídli
k degustaci z jednoho ovoce vždy tři vzorky dvojího různého původu – v našem případě ovoce ze
supermarketu a z produkce ve skleníku ve Švýcarsku. Testované osoby musely uvést, jaký vzorek se
od obou ostatních chuťově odlišuje, nehledě na to, jestli chutná lépe či hůře. Přitom vyšlo najevo, že
mezi všemi čtyřmi testovanými plody (kumquat, banány, papája „Sunrise“ a papája „Formosa“) byly
zjištěny podstatné rozdíly v chuti.
Testované osoby hodnotily vybrané tropické plody v podstatě jako chutné, ne vždy však
upřednostnily plody vypěstované ve skleníku (obr. 3). Více jim chutnaly banány a papája „Sunrise“
vypěstované na místě, u papáji „Formosa“ spíše plody ze supermarketu a v případě kumquatu nebyl
výsledek jednoznačný. Poslední jmenovaný plod byl také nejméně oblíbeným ovocem tohoto testu.
Ralf Schmitt
29
Banány a papáje lze tedy pro pěstování ve skleníku v našich zeměpisných šířkách doporučit, u
spotřebitelů by měly mít úspěch.
Obr. 3: Výsledky chuťového testu na testovaných osobách. Na devítimístné stupnici byly v září roku
2012 hodnoceny plody, které byly vypěstovány ve skleníku ve Švýcarsku (Greenhouse), příp. byly
zakoupeny v supermarketu v Bayreuthu (z dovozu). n představuje počet testovaných osob, které
daný plod hodnotily.
Jak lze zvýšit výnos ovoce?
Na plodu lulo (Solanum quitoense) byl prováděn výzkum, jehož cílem je zvýšit výnos ovoce.
Násada plodů na rostlině lulo je i při komerčním pěstování v Andách jižní Ameriky nízká (např. na
plantážích v Kolumbii 16 %). Jedním z důvodů je skutečnost, že květy opylují čmeláci (Bombus
atratus), kteří nalétávají na květy a pohybem svých křídel vytváří frekvence, kterými se vysypává pyl z
prašných váčků a hmyz opyluje květy jen malým nánosem pylu (tzv. vibrační opylování). Úspěšnost
opylení čmelákem Bombus atratus činí zhruba 75 % (Almanza 2007). Dosud není známo, zda jsou i
naše domácí druhy čmeláků, jako čmelák zemní (Bombus terrestris), schopni opýlit květy lula a
s jakou úspěšností. Tento údaj je však důležitý pro zjištění výnosu. V létě roku 2012 byl do skleníku
nasazen druh čmeláka Bombus terrestris (obr. 4) s cílem zjistit úspěšnost opylení plodu lulo.
Průměrná násada plodů činila 58 % (n = 134). Zemní čmelák by se tedy mohl úspěšně využívat při
pěstování rostlin lulo jako opylovač, ale přesnější výzkum bude proveden ještě v létě 2013.
Ralf Schmitt
30
Obr. 4: Čmelák
zemní (Bombus
terrestris) při
opylování květu
rostliny lulo.
Lze při přídavném osvětlení v zimě pěstovat ovoce celoročně?
Exotické ovoce nás láká především v zimě, kdy je čerstvé ovoce z našich krajů nedostatkovým zbožím.
Musí se však dovážet z velkých dálek, často z druhého konce světa. Pro pěstování v Malém ráji by
tedy bylo především zajímavé zjistit, zda se dá tropické ovoce pěstovat v zimních měsících.
Lulo plodí ovoce i v zimních měsících, i když méně než v létě (obr. 5; 8 plodů na rostlinu oproti 13
plodům v létě). Prodloužením dne pomocí přídavného osvětlení (Poot PL 90 N 400, 400 W/H.P.S.) ve
skleníku lze zvýšit počet květů a nasazení plodů na 16 plodů na rostlinu. Energetická náročnost
tohoto procesu je však značná: při předpokládaných cenách elektrické energie 20 centů/kWh a
prodloužení dne na 16 hodin od října do března činí dodatečné náklady zhruba 1 € na 1 plod. Otázka,
zda se tato investice při komerčním pěstování vyplatí nebo zda by bylo možné snížit náklady
eventuálním omezením přídavného osvětlení, avšak při stejném výnosu, je v současné době stále
nezodpovězená. Především proto, že pěstovat ovoce na komerční využití je možné i bez přídavného
osvětlení.
Obr. 5: Počet vypěstovaných
plodů na rostlinu v závislosti
na roční době (květy a násada
plodů v létě-na podzim příp.
v zimě) a v závislosti na
přídavném osvětlení (dlouhý
den) v zimních měsících
(počet opakování n = 11 příp.
12).
Ralf Schmitt
31
4
Financování, spolupráce a adresy autorů
Projekt Malý ráj společně financují kraj, obce, místní firmy a
sponzoři. Předpokládané náklady na realizaci projektu,
které se pro první tři roky pohybují ve výši pěti milionů eur,
jsou z velké části pokryty z prostředků programu
přeshraniční spolupráce Evropské unie Cíl 3 Svobodný stát
Bavorsko - Česká republika (3 miliony €), Všeobecného
ekologického fondu (500.000 eur) a rovněž z Nadace Horní
Franky. Malý ráj nemá být pouze úspěšným demonstračním
objektem pro praktické využití odpadního nízkoteplotního
tepla průmyslového původu.
požadovaný příspěvěk z Cíle 3 Svo-
Všeobecný ekologický fond
Nadace Horní Franky
vlastní prostředky
celkem
Projekt získal finanční podporu ve výši 90 %, přispěvateli jsou:
•
Evropský fond pro regionální rozvoj (EFRE)
Cíl 3 Svobodný stát Bavorsko - Česká republika 2007-2013
100 %
• Všeobecný ekologický fond, rozpočtový rok 2011-2014
%
• Nadace Horní Franky
100 %
• Vlastní prostředky
100 %
59,91 % ze
9,95 % ze 100
20,00 % ze
10,00 % ze
Do budoucna plánujeme, a částečně jsme již zrealizovali, zjištění a bilanci veškerých regionálně
dostupných toků energie a materiálu a jejich srovnání s výnosy sklizně.
Tento „majákový projekt“ (oficiální ocenění iniciativy UmweltCluster Bayern 2012) má jako
celoevropský modelový a výzkumný projekt ukázat, že s pomocí nízkoteplotního odpadního tepla lze
v budoucnosti i v městských regionech vyrábět ekonomicky lukrativní, kvalitní potraviny.
Ralf Schmitt
32
Dosavadní zkušenosti ukázaly, že v provozu skleníku se skrývá ještě velký potenciál, který lze do
budoucna rozvinout. Malý ráj tak může podstatně přispět k získání nových poznatků jednak v oblasti
systematického výzkumu, který má budoucnost, jednak v oblasti všeobecného a rovněž odborného
vzdělávání.
4.1 Projektová rada Bavorsko-Česká republika
Byla zřízena a svolána projektová rada, která se skládá ze zástupců obcí, vědecké obce (univerzity a
odborné vysoké školy), ekologických vzdělávacích institucí a škol, energeticky intezivních firem
z Bavorska, České republiky a dokonce i Rakouska a partnera projektu regionálního sdružení Euregio
Egrensis.
Členové projektové rady mají poradenskou a stmelující funkci a podporují Malý ráj, tropický skleník
při horské stezce Rennsteig (obchodní název Tropenhaus am Rennsteig GmbH), při výběru a tvorbě
nástrojů pro výzkum a vzdělávání a budoucích opatření.
Členové rady partnersky a konstruktivně spolupracují s jednateli skleníku v Hranicích (obchodní název
Skleník Hranice, o. p. s.) a tropickým skleníkem Malý ráj.
Po intenzivním hledání zainteresovaných radních na obou stranách hranice bylo 29. listopadu 2012
zorganizováno první společné zasedání v obci Kleintettau.
Zástupce projektové rady tvoří mj. obce Tettau a Hranice, univerzity Bayreuth a Suchdol/Praha,
ekologický vzdělávací institut Mittwitz a Střední zemědělská škola v Dalovicích, společnosti WiegandGlas, Heinz-Glas a Stölzle-Oberglas a regionální sdružení Euregio Egrensis, partner projektu pro
Bavorsko a Českou republiku.
V současné době jsme pro oblast technických/energetických témat získali jako nového člena rady
rovněž odbornou vysokou školu v Hofu, která má velký zájem se formou výzkumných prací podílet na
budoucím projektu v českém pohraniční.
Členové rady se při svých návrzích a doporučeních řídí myšlenkou podporovat tropický skleník při
realizaci jeho cílů a podporují smysluplné využití finančních prostředků.
Setkání se budou konat minimálně dvakrát ročně, střídavě v jedné z partnerských zemí.
Díky kooperaci jednotlivých členů rady jsme zaznamenali v České republice již první známky zájmu o
zbudování podobného zařízení jako v obci Kleintettau. Zájem projevila společnost Stölzle, která
v pohraničním regionu v Nové Huti provozuje sklárnu. Společnost by chtěla počkat do jara roku 2015
na výsledky univerzitního výzkumu a zkušenosti provozovatelů v Kleintettau a pak učiní rozhodnutí.
Zajímavá pro ni není jen lokalita v České republice, ale také např. v Rakousku.
Velkým společným cílem zůstává záměr společnosti Skleník Hranice, o. p. s., realizovat pomocí
projektové rady tropický skleník v místě společnosti Heinz Decor, tiskárny v Hranicích. Uskutečnění
tohoto projektu tak poskytne univerzitě v Suchdolu podobné předpoklady, jaké má díky Kleintettau
Univerzita Bayreuth.
Ralf Schmitt
33
Nová žádost o získání financí byla po dohodě a poradě s projektovou radou podána na jaře 2014.
Rozhodující byly poznatky ze zasedání konaných v roce 2013, na nichž byl představen stavební pokrok
a výzvy pro budoucnost.
Na zasedání 11. března 2014, které proběhlo v prostorách Ekologické botanické zahrady (univerzity
v Bayreuthu), bylo možné projektové radě exkluzivně představit první vyhodnocené výsledky z
výzkumu Univerzity Bayreuth z výzkumného období 2012 až 2013.
Tyto výsledky a celostátní/mezinárodní přednášky univerzity a vedení tropického skleníku Malého
ráje vzbudily na celém území Německa velký zájem o podobná zařízení, také díky spolupráci
se Spolkovým ministerstvem životního prostředí.
(Návštěva Spolkového ministerstva životního prostředí v srpnu 2013 s partnery projektové rady)
Ralf Schmitt
34
Partneři projektu:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
5
Sdružení Rennsteigregion im Frankenwald e.V.
Okres Kronach
Obce Steinbach am Wald, Tettau, Ludwigsstadt, Teuschnitz
Společnost Heinz-Glas GmbH
Univerzita v Bayreuthu / Ekologická botanická zahrada
Společnost Skleník Hranice, o. p. s. (CZ)
Město Hranice u Aše
Společnost Schottische Hochland-Rinderzucht Frankenwald GmbH
Společnost Chocolate GmbH & Co KG
Regionální sdružení Euregio Egrensis
Univerzita Suchdol/Praha
Střední zemědělská škola v Dalovicích
Ekologický vzdělávací institut Oberfranken - Wasserschloss Mitwitz e. V.
Použitá literatura
Almanza MT (2007) Management of Bombus atratus bumblebees to pollinate Lulo (Solanum
quitoense) a native fruit from the Andes of Colombia. Ecology and Development Series No 50,
Zentrum für Entwicklungsforschung ZEF Bonn. 132 str.
Daunay M, Rousselle-Bourgeois F, Lester R, Peron J (1995) Known and less known Solanum species
for fresh market. In: Fernández-Muñoz R, Cuartero J, Gómez-Guillamón ML (eds) First International
Symposium on Solanaceae for Fresh Market. Acta Horticulturae 412: 293-305.
Heiser C, Anderson G (1999) “New” Solanums. In: Janick J (ed.) Perspectives on new crops and new
uses. ASHS Press, Alexandria, VA. pp 379-384.
National Research Council (ed. 1989) Lost Crops of the Incas: Little-Known Plants of the Andes with
Promise for Worldwide Cultivation. Washington, DC. National Academies Press. 428 p
Morton JF (1987) Passionfruit. In: Morton JF & Dowling FC: Fruits of warm climates. Miami, Creative
Resources Systems. p. 320-328.
Todt D (2003) Erobern Tropenfrüchte unsere Gewächshäuser? Der Gartenbau 2: 2-3.
Ralf Schmitt
35
Adresy autorů
Ralf Schmitt (ředitel)
Klein-Eden Tropenhaus am Rennsteig GmbH
Dr. Marianne Lauerer & Jana Messinger
Klein Eden 1
Ökologisch-Botanischer Garten
99355 Tettau
Universität Bayreuth
Tel.:09269-77145
95440 Bayreuth
mail: [email protected]
Tel. 0921 552972
Web: www.tropenhaus-klein-eden.eu
Mail: [email protected]
Facebook:
www.facebook.com/KleinEden.Tropenhaus
web: www.obg.uni-bayreuth
Ralf Schmitt
36
Download

Sachbericht Tropenhaus_CZ_def