Vliv barev světla na rostliny: příležitost pro umělé pěstírny i otazníky nad zjednodušeným pohledem na „bio“ osvětlení

17.1.2020 Je známo, že různé barvy světla mají bezprostřední vliv na vývoj rostlin. Tento fakt se úspěšně využívá pro umělé pěstování rostlin a je v této souvislosti výzvou pro dodavatele příslušných světelných zdrojů. Zároveň se však objevuje i při poněkud zjednodušeném a tendenčním pohledu na barevné odstíny ve veřejném osvětlení. Produktová informace společnosti OSRAM v lednu 2020 ohledně nových svítidel pro umělé pěstírny (viz foto) dala podnět naší redakci k následujícímu zamyšlení na toto téma.

Vliv barev světla na vývoj rostlin

Jak je to tedy s vlivem barev světla – tedy viditelné části elektromagnetického záření – na vývoj rostlin? Při bližším zkoumání zjistíme, že odpověď není zdaleka jednoduchá.

Výzkumy americké vesmírné agentury NASA zaměřené na problémy umělého pěstování rostlin, a následně i některé odborné domácí a zahraniční zdroje, které se na ně odvolávají, k tomu uvádějí zhruba následující:

Červené světlo (vlnová délka 600 – 700 nm) je pro rostliny zásadní. Je totiž „hnacím motorem“ fotosyntézy, nejintenzivněji v oblasti vlnových délek 620 – 660 nm. Podporuje růst stonků a listů rostliny a reguluje období kvetení i vegetačního klidu a klíčení semen.

Modré světlo (vlnová délka 400 – 500 nm) má naproti tomu na rostliny ze všech barev nejsložitější vliv. Je zřejmé, že ovlivňuje množství chlorofylu v rostlině a stejně tak růst stonku a sílu a tloušťku listů. Potřebná míra modré složky světla pro zdravý vývoj je však velmi individuální podle jednotlivých druhů rostlin. Citlivost na modrou složku spektra se kromě toho může lišit v různých fázích životního cyklu rostliny.

Zelené světlo (vlnová délka 500 – 600 nm) je často považováno pro rostliny za nepotřebné – zelená barva rostlin znamená, že rostliny toto světlo neabsorbují, nýbrž odrážejí. Nicméně u rostlin s hustým listím je červená a modrá složka absorbována svrchními vrstvami listí, zatímco zelená složka dokáže proniknout i do vnitřních vrstev listí a zajistit zde fotosyntézu. Zelená složka světla má kromě toho v souvislosti s pěstováním rostlin i jeden velmi praktický význam: V kombinaci s modrou a červenou dává dohromady bílé světlo (viz níže). To umožňuje přirozené vnímání barev lidským okem, a tím i vizuální kontrolu rostlin a případné snadné objevení jejich problémů a chorob.

Dalece červené světlo (anglicky far red; vlnová délka 700 – 800 nm) je pro rostliny rovněž významné. Toto záření, je-li přítomno společně s červeným světlem, urychluje kvetení rostlin. Rovněž listy rostlin vystavené dalece červenému světlu expandují do větší plochy a menší tloušťky. Podobně jako zelené světlo navíc dokáže i dalece červená proniknout hustým olistěním až do spodních vrstev a podporovat jejich růst.

Bílé světlo, od tzv. teple bílé po tzv. studeně bílou, představuje kombinaci vlnových délek červeného, modrého a zeleného světla v různých vzájemných proporcích. Nelze tedy hovořit o konkrétním vlivu „bílé barvy“ světla na rostliny.

Použití zdrojů bílého světla má v souvislosti s rostlinami některé důležité technické aspekty: Především je nutno mít na zřeteli, že LED světelné zdroje s různými odstíny bílé nikdy úplně nenapodobí distribuci červené, modré a zelené v přirozeném denním světle, vzhledem ke své monochromatičnosti (jednobarevnosti). Vhodně volený bílý světelný zdroj nicméně může potřebným způsobem doplnit celkové barevné spektrum osvětlení a podle potřeby dodat chybějící zelenou složku světla, aniž by bylo nutné zapojovat její samostatný zdroj.

Jednotlivé druhy rostlin mohou být citlivé i na UV záření a další vlnové délky elektromagnetického záření, resp. na jejich nedostatek.

Je zde třeba zdůraznit, že toto vše je – při vší snaze o úplnost – pouze zjednodušená interpretace jmenovaného odborného zdroje NASA (viz odkaz výše). Ve skutečnosti je celý problém složitější. Nejstručněji jej lze shrnout tak, že citlivost rostlin na konkrétní vlnové délky světla a vliv jednotlivých barev na vývoj rostlin a jejich částí je velmi individuální. Liší se podle konkrétních druhů a odrůd rostlin, stadia jejich vývoje a intenzity daného světla.

Barvy světla v umělých pěstírnách rostlin

Citlivost rostlin na různé barevné spektrum je v průmyslu zkoumána již od třicátých let minulého století. Teprve nástup LED zdrojů však umožnil ve větší míře sofistikovaně vytvářet individuální „recepty na růst“ pro každý konkrétní druh plodin nebo požadavky konkrétního pěstitele.

Jednobarevné světlo z různých LED zdrojů (viz naše nápověda k LED zdrojům) funguje, obrazně řečeno, jako „světelné pastelky“ či „světelná paleta“, z níž může člověk řízeně míchat požadované spektrum na míru konkrétním rostlinám. Kromě toho LED zdroje produkují málo tepla, a proto mohou být umístěny blíže k rostlinám v optimální poloze, která zajistí celkové a rovnoměrné osvětlení každé z nich. K tomu se přičítají další ekonomické efekty těchto zdrojů, které dále zefektivňují jejich použití pro pěstírny.

K takovýmto specializovaným LED světelným zdrojům patří například i v úvodu zmíněný Oslon Square Hyper Red nabízený společností OSRAM. Tento zdroj vydává červené světlo o vlnové délce 660 nm – tedy té, která intenzivně podporuje fotosyntézu (viz výše).

Barva světla ve veřejném osvětlení

Jak uvedeno výše, hovořit o citlivosti rostlin na tu či onu bílou barvu nedává tak docela smysl. Vždy jde totiž o různou kombinaci červené, modré a zelené složky světla, přičemž každá z těchto složek má na vývoj rostlin různý a ne jednoduše definovatelný vliv.

Nicméně je zřejmé (viz náš rozhovor s Dr. Hollanem z Akademie věd ČR), že rostliny přizpůsobují své vývojové fáze délce dne a noci, a tím i ročním obdobím. S klesající délkou dne se adaptují na zimu – shodí listí. Narušení tohoto rytmu rostlinám neprospívá. Například některé stromy blízko lamp na podzim včas nezežloutnou, ale listí jim opadá zelené, až přijde mráz. Nestáhnou si tak z listí užitečné látky do kořenů, jak by jinak – stejně jako všechny dřeviny s opadavými listy – učinily.

Lze tedy obecně konstatovat, že zbytečné svícení ve veřejných prostorách s městskou zelení narušuje přirozené biorytmy rostlin, a tím jim škodí. Svícení do stromů je zkrátka neekologické a v neposlední řadě i neekonomické.

Rozebírat v této souvislosti konkrétní odstíny bílého světla ve veřejném osvětlení a činit z toho zjednodušené „ekologické“ závěry je však chůze po tenkém ledě, poněkud zavánějící demagogií nebo skrytou podporou dodavatelů konkrétních technologií. Jako zvláště ošidné se podobné závěry jeví, uvážíme-li, že nevyvážené barevné složení v pouličním osvětlení s velkým podílem červené, doporučované jako „ekologické“, významně zhoršuje vnímání barev lidským okem. To může mít ve svém důsledku nepříznivý dopad na bezpečnost v ulicích, která je prvotním cílem každého veřejného osvětlení.

V neposlední řadě je třeba mít na zřeteli, že veřejné osvětlení v té či oné bílé barvě nemusí zdaleka být největším „škůdcem“ městské vegetace nebo spících obyvatel. V tomto směru je dokáží předčít například zářící různobarevné světelné reklamy (viz foto vpravo). A nejen ony. Z praxe víme, že například modře zářící displej elektronické nástěnky nejmenovaného městského úřadu narušoval spánek okolních obyvatel natolik, že bylo nutno zabudovat jeho automatické ztemnění, není-li právě používán. A ovšem, následně bylo nezbytné informovat občany, že tento displej je jinak plně funkční.

Jednoduchá řešení založená na zkratkovitých úvahách prostě nebývají bez problémů.

Jakub Slavík, Pavla Slavíková

Foto nahoře © OSRAM

Foto vpravo dole © redakce Smartcityvpraxi.cz

 Přečtěte si také:

Ostrava začala řešit reklamní smog, nezapomíná ani na nevhodně svítící reklamy

11.10.2019 Řada měst má jako svoji důležitou prioritu chránit svůj urbanistický a architektonický charakter veřejného prostoru, jeho jedinečnost a genius loci. Důležitý krok v tomto směru učinilo město Ostrava, které vydalo v říjnu 2019 manuál o tom, jak správně pracovat s venkovní reklamou. Doporučuje správné postupy a příklady, aby reklama byla čitelná, přehledná, vkusná a efektivní. Ostrava tak jako jedno z prvních měst v ČR (ne-li vůbec první) začíná řešit reklamní smog na svém území.

Nová výzva MŽP a MPO na podporu veřejného osvětlení: prospěšný počin vlády i rozpaky

21.8.2019 Města a obce mohou získat příspěvek na rekonstrukci veřejného osvětlení díky společným výzvám Ministerstva životního prostředí (pro obce v chráněných krajinných oblastech) a Ministerstva průmyslu a obchodu (pro ostatní obce), vyhlášeným v srpnu 2019. Žádosti mohou být podávány od 1. září do 31. října 2019. Tuto vládní podporu lze v principu považovat za velmi užitečný počin, který ve svém důsledku může městům a obcím přispět k lepšímu a ekologicky šetrnějšímu veřejnému osvětlení i k úsporám energie, a následně i peněz z městských či obecních rozpočtů. S tímto užitečným počinem se nicméně pojí i některá „ale“, na které chceme v tomto článku rovněž upozornit.

Bílé LED veřejné osvětlení a jeho nemilé důsledky

20.2.2017 Současným trendem ve světelných zdrojích pro veřejné osvětlení jsou LED svítidla používající bílé světlo s velkým podílem modré složky. To působí dojmem bílého dne, což se někomu třeba i líbí, ale má i „temnou“ stránku – je škodlivé pro lidi i městskou přírodu. V čem je problém, na to jsme se zeptali RNDr. Jana Hollana, Ph.D. z Ústavu výzkumu globální změny Akademie věd ČR.

Celý článek zde

Řada českých měst a obcí má v současné době zájem o postavení „smart city“ či „chytré obce“ a k tomuto postavení již často podniká konkrétní kroky. Problém je, že pojem smart city provází v ČR (ostatně i jinde ve světě) řada nedorozumění – od pojímání smart city jako pouhého „digitálního města“ po technické výstřelky typu „chytré“ lavičky. V této situaci se provozovatelé našeho portálu, firma Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services, rozhodli nabídnout městům, obcím a dalším institucím zainteresovaným na rozvoji „smart“ konceptu krátké interaktivní školení pro praktickou realizaci tohoto konceptu v jejich konkrétních podmínkách.

Smart city v praxi: první kniha českého autora o konceptu smart city a jeho zavádění v každodenním životě

Chytrým městem, obcí, či regionem, označovaným souhrnně pojmem „smart city“, rozumíme koncept strategického řízení, při němž jsou využívány moderní technologie z oblasti energetiky a služeb, mobility a informatiky pro ovlivňování kvality života ve městě, a následně k dosahování hospodářských a sociálních cílů. Nejde tedy o pouhé „digitální město“ nebo o nepromyšlené pořizování nákladných moderních technologií pro potřebu měst a regionů, jak je tento pojem někdy mylně interpretován. Zhruba stopadesátistránková barevná publikace Smart city v praxi s bohatým obrazovým doprovodem je přednostně určena jako praktická příručka těm, pro něž koncept smart city představuje každodenní práci řídících pracovníků a specialistů při vytváření strategie chytrého města a při jejím naplňování pomocí projektů moderních technologií. 

Více o knize zde

Knihu je možné zakoupit v e-shopu vydavatelství Profi Press zde

Cyklus odborných konferencí „Smart city v praxi“, „Efektivní elektromobilita v organizacích“ a „Elektrické autobusy pro město“

Konference „Elektrické autobusy pro město“ se již od svého prvního běhu v říjnu 2013 vyprofilovala jako zcela ojedinělá prezentační a vzdělávací akce i jako místo vzájemné výměny aktuálních zkušeností mezi profesionály z elektrické osobní dopravy. Díky svému zaměření na konkrétní téma, konkrétní prezentující a konkrétní publikum se tato konference stala prostředkem přímé komunikace mezi výrobci elektrobusů a trolejbusů (včetně jejich komponent a infrastruktury) a jejich provozovateli a uživateli. V neposlední řadě zde hrají důležitou roli i zástupci institucí, které rozhodují o financování této dopravy, nebo mají v tomto ohledu aktuální a spolehlivé informace. Konference „Efektivní elektromobilita v organizacích“ je první konferencí svého druhu v ČR, prezentující elektromobily jako dopravní prostředek pro organizace soukromého a veřejného sektoru, ne tedy a priori jako luxusní nebo zábavní předmět pro elektromobilní nadšence a jejich sdružení. Obsah konference je cíleně zaměřen na organizace a správce jejich vozového parku.  Konference „Smart city v praxi“ je zaměřena především na ty zástupce měst a obcí a veřejných organizací, kteří se budou rozhodovat o volbě konkrétních řešení od konkrétního dodavatele pro definování a naplňování investičních projektů, jimiž je koncept smart city v daném městě realizován.

Pozvánky na tyto konference a zprávy z těchto a dalších konferencí naleznete v naší rubrice Konference zde

Consulting Services: Naše odborné služby

Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services je konzultační firma v oblasti inovativních technologií pro dopravu a smart city (včetně energetiky a vodíkových technologií), která rovněž provozuje informační portály www.smartcityvpraxi.cz a www.proelektrotechniky.cz a organizuje odborné akce. V rámci našich odborných služeb Vám nabízíme vypracování strategie smart city, spolupráci na vytváření strategických dokumentů, vytváření a realizace projektů pro smart city, další odborné konzultační služby (studie, průzkumy, analýzy), vytváření a realizace dalších projektů s inovativními technologiemi (automatická vozidla, vodíkové technologie, elektromobilita aj.), specializované vzdělávací akce „na klíč“, prezentační a autorské služby (prezentace na konferencích, portálech). Celý článek zde

Pojmem smart city rozumíme koncept strategického řízení města, resp. obce nebo regionu (pro jednoduchost hovořme dále pouze o „smart city“ bez dalšího rozlišení), při němž jsou využívány moderní technologie pro ovlivňování kvality života ve městě. Přitom dochází k synergiím mezi různými aktivitami a veřejnými službami, díky nimž město funguje – především doprava, logistika, bezpečnost, energetika, správa budov, atd. V konceptu smart city je současně kladen důraz na „tvrdé“ i „měkké“ aspekty řízení života ve městě a na soulad „šedé“ a „zelené“ infrastruktury města. Celý článek zde

Na redakci našeho portálu se obrátili kolegové s prosbou, abychom koncept smart city vysvětlili mladým čtenářům ve věku -nácti nebo čerstvých -ceti. Takové prosbě nejde odolat, zvlášť když ve zmíněném věku je právě teď generace našich dětí. Vymyslel jsem si tedy návštěvu ve fiktivním smart city a duchem jsem se přitom vrátil o nějakých třicet let zpátky. Redakční počítač byl najednou pryč a já posedával v moderním vlaku, s cizími nápisy za okny…

Celý článek zde