Vyladěním fotosyntézy vědci zvýšili rostlinám výnos o 20 %  
Americkému týmu v němž je i jedna Polka, se zvýšením hladiny tří proteinů podílejících se na fotosyntéze, podařilo zvýšit rostlinám produkci. Upravené rostliny vyprodukují ze stejného množství světla mnohem více hmoty. I když tvůrci své vylepšení nazývají buněčným a metabolickým inženýrstvím, odpůrcům GMO tato kamufláž nejspíš dlouho unikat nebude.

 

Tak, jak předpověděl počítač, nové geneticky modifikované rostliny rychleji začnou využívat energii slunečního světla ve chvílích, kdy se listy dostanou do částečného stínu a zvýší svou produkci o více než deset procent. (Kredit: Julie McMahon)
Tak, jak předpověděl počítač, nové geneticky modifikované rostliny rychleji začnou využívat energii slunečního světla ve chvílích, kdy se listy dostanou do částečného stínu a zvýší svou produkci o více než deset procent. (Kredit: Julie McMahon)

Podobně jako v mnoha jiných laboratořích světa i v Ústavu genomické biologie spadajícím pod Universitu státu Illinois, se zabývají řešením neradostných vyhlídek vyplývajících z budoucího hladu. V materiálech Organizace spojených národů se můžeme dočíst, že v roce 2050 budeme muset na nyní obhospodařované půdě vyprodukovat o 70 procent více potravin. Soudě podle článku v časopisu Science, tým Štěpána Longa (Stephen Long) z Illinois je na nejlepší cestě část nelehkého úkolu vyřešit.

 

Stephen Long, vedoucí laboratoře a týmu naInstitute for Genomic Biology, University of Illinois, Urbana)
Stephen Long, vedoucí laboratoře a týmu naInstitute for Genomic Biology, University of Illinois, Urbana)

Horší zprávou je, že zatím se jim výnos podařilo zvýšit jen u plodiny určené pro narkomany. Řeč je o tabáku vylepšeném geny z huseníčku. Než se k tak pracnému pokusničení vědci odhodlali, najali počítač a nechali ho prověřit pracovní hypotézu zaměřenou na získání vyšší produkce lepším využitím sluneční energie. Konkrétně té, která na list dopadá ve chvílích, kdy sluníčko svítí a nesvítí. Protože to začíná být poněkud nepřehledné, uděláme vysvětlující odbočení.

 

Fotosyntéza

Využívání slunečního světla není pro rostliny tak jednoduché, jak by se to na první laický pohled, mohlo zdát. Když na list, takzvaně „praží“, není rostlina schopna takový příval energie najednou zužitkovat a ocitá se ve stejné situaci, jako elektrárna. Té také, když vázne odbyt, hrozí kolaps. Rostlina má pro takovou situaci pojistky. Jednou je mechanismus, který se přebytku energie zbavuje vyzářením z listu ve formě tepla. Odborníci pro tento proces rozptylování energie používají ve svých odborných textech a na konferencích termín NPQ. Zkratka je z anglického nonphotochemical quenching. Automatické překladače textů vám to ale přeloží jako kalení (od slova zakalit, upevnit). Automatický wordovský opravář chyb má tendenci kalení vylepšit na „kálení“ a tak se mnohde na internetu setkáte s věru svérázným vysvětlením funkce NPQ. Nebudeme to dál rozvádět, protože to je k zapamatování mnohem snazší, než to, co bude následovat.

Tabákové listy vykazují přechodně zvýšenou expresi genů zapojených do ochranného mechanismu NPQ, chránícího rostliny před poškozením z přílišného osvitu. Červené a žluté oblasti jsou signalizují nízkou NPQ aktivitu, modré a fialové oblasti vysokou. (Kredit: Lauriebeth Leonelli a Matthew Brooks / UC Berkeley)
Tabákové listy vykazují přechodně zvýšenou expresi genů zapojených do ochranného mechanismu NPQ, chránícího rostliny před poškozením z přílišného osvitu. Červené a žluté oblasti jsou signalizují nízkou NPQ aktivitu, modré a fialové oblasti vysokou. (Kredit: Lauriebeth Leonelli a Matthew Brooks / UC Berkeley)


Nejprve několik slov k chlorofylu

Světlo (fotony) přicházející ze sluníčka zachycuje chlorofyl. Pohlcené fotony pohání fotochemické reakce, které zářivou energii světelného kvanta přemění na biochemicky využitelnou formu  v podobě chemické vazby. Když molekula chlorofylu absorbuje světlo, dostane se do excitovaného stavu. Z něj se zpět do svého základního může vrátit různými cestami. Většinou energii předá do reakčního centra k fotosyntéze (fotochemické zhášení). Může se ale také energie zbavit ve formě tepla (tzv nefotochemického zhášení) a právě toho se vylepšování rostlinek našeho tabáku týká.

 

Krishna Niyogi, molekulární biolog na University of California, Berkeley, spolutvůrce strategie zvyšování produkce vylepšením nefotochemického zhášení. (Kredit: UC)
Krishna Niyogi, molekulární biolog na University of California, Berkeley, spolutvůrce strategie zvyšování produkce vylepšením nefotochemického zhášení. (Kredit: UC)

NPQ neboli nefotochemické zhášení

Základem tohoto mechanismu, kterým se rostlina zbavuje přebytku fotonů, jsou konformační změny proteinů a tvorba takzvaných energetických pastí. Popisuje se také jako enzymatická přeměna karotenoidů violaxanthin na zeaxanthin. Violaxanthin přepraví foton z chlorofylu a zeaxantin rozptýlí jeho energii ve formě tepelného záření. Umí to provádět tak šetrně, že integrita fotosystému je zachována. Tento rozptyl přebytečné energie, která by jinak celý systém fotosyntézy poškodila, se nazývá nefotochemické zhášení a většina rostlin se bez něj neobejde. Jinak by jim každé silnější sluníčko spálilo listy a uschly by. Jako všechno, má i tato pojistka své mouchy.


Přenesme se na chvilku v myšlenkách do pohody, kdy se nám vyvede dovolená, jsme u vody a po obloze jen sem tam nějaký ten kumulus. Lenošíme a mažeme krémem alespoň s faktorem 4, abychom si nezkazili zbytek dovolené. Tehdy i rostlina zapíná svou NPQ ochranu aby se zbavila přemíry fotonů. Ve chvíli, kdy přes sluníčko přejde mráček, má tak trochu problém. Vypnout NPQ ochranu nejde snadno a hlavně ne rychle. Vše nějakou dobu jede dál jako Titanik. Rostlině to zkrátka trvá, než se jí podaří proces maximálního využití světla optimalizovat a i když svítí sluníčko zrovna tak akorát,  že by mohla využít veškeré jeho fotony, nečiní tak. Slovy ekonoma, ve využívání energie má rostlina „prostoje“. Nejde totiž jen o mraky. Dočasná zastínění si dovedou způsobovat i sousední rostliny.

Tabák obohacený o geny huseníčku za sterilních podmínek v laboratoři. (Kredit: Geneticky Steve Long Lab)
Tabák obohacený o geny huseníčku za sterilních podmínek v laboratoři. (Kredit: Geneticky Steve Long Lab)

 

Jak moc je ale takových situací, kdy už na list moc nesvítí ale NPQ brzda energii vyhazuje pánubohu do oken? Jsou ztráty, kdy fotosyntéza „jede jen v nouzovém“ a málo výhodném modu, významné? Nebo jsou z pohledu ekonomiky zemědělské produkce ztráty na produkci zájmu nehodny?

 

... o pár měsíců později ve skleníku. (Kredit: Geneticky Steve Long Lab)
... o pár měsíců později ve skleníku. (Kredit: Geneticky Steve Long Lab)

Xinguang Zhu, jeden ze spoluautorů uvedený na publikaci, je onen matematik, který na samém počátku krmil superpočítač (NCSA) dostupnými daty o účinnosti fotosyntézy  - fotochemické konverze zářivé energie, dobou adaptace rostlin,… Výpočty na rostliny „práskly“, jací jsou to břídilové. Ztrátu výnosu z jejich pomalého zotavování z NPQ útlumu stanovil computer na 7,5 až 30 procent. Rozptyl hodnot je sice velký a  počítač je „vysvětlil“ typem rostliny a teplotou prostředí jejich růstu. I tak je výsledek zarážející. Nikdo nepředpokládal, že by rostliny mohly tolik energie promrhávat.

 

Zhuovy výpočty byly tím impulsem, který nakopnul genetické inženýry, aby se pokusili s tím něco udělat. Tak došlo na diskuse genetika Stephen P. Longa a experta na molekulární biologii Krishna Niyogi. V jejich hlavách se zrodil úmysl podpořit rostlině hladinu tří proteinů, které mají pod palcem zotavování rostliny po spuštění NPQ ochrany. Zbývalo už jen  rozhodnout, na které začít.

 

… a v „soutěži“ na poli s tabákovou klasikou. (Kredit: Geneticky Steve Long Lab)
… a v „soutěži“ na poli s tabákovou klasikou. (Kredit: Geneticky Steve Long Lab)

Podobně jako kdysi měl Gregor Mendel v oblibě hrách a jestřábník, u dnešních genetiků to jsou tabák a huseníček. Důvod je prostý, s oběma rostlinami se dobře pracuje a jejich genomy jsou již podrobně zmapovány. Geny, které u huseníčku mluví do NPQ byly navíc už byly známy, což Stephen Longovi usnadnilo rozhodování. Vybral si huseníček a geny si od něj „vypůjčil“. Long motivoval k práci i své dva postdoktorandy a tak se všichni pustili do „znásilňování“ tabáku. Moc se s tím nemazlili a do genomu jim vpašovávali ne jeden gen, ale hned celou jejich sadu. Říkají tomu „kazeta“ ovládající NPQ. U některých rostlin to provedli tak šikovně, že se s kazetou trefili na správné místo, kde v novém působišti se cizí geny cítily jako doma a zajistily činnost, jak jim to sekvence nukleotidů ukládá. V tabáku se tak rozběhla produkci proteinů huseníčku. Jeho proteiny zatuplovaly tvorbu vlastních tabákových proteinů a spolu pak, v duchu předpokladů, se vylepšeným rostlinám urychlilo  vypínání NPQ ochrany. Teď už šlo jen o to, vyselektovat ty nejlepší z nejlepších. S jejich výběrem pomohla fluorescenční zobrazovací technika. Ta vyzradila, které z transformovaných rostlinek se po „přenesení do stínu“ zotavují obzvláště rychle. Třem nejlepším tabákovým výtečníkům se pak dostalo cti, účastnit se v kontrolovaných polních podmínkách soutěže s rostlinami klasického tabáku. Jednoznačnými vítězi se staly GMO linie. Jedna byla ve srovnání s GMO-free, lepší „jen“ o 14 procent a dvě další se svými svorně vykázanými o 20 procent vyššími výnosy, dělily o „zlato“.

 

 

O dvacet procent vyšší výnos v reálných polních podmínkách, to je pro šlechtitele něco neslýchaného. Většinou se u klasického šlechtění hraje jen o setiny až desetiny procenta. Bohužel autoři nejsou schopni garantovat, že to tak bude i u jiných hospodářsky významných plodin. Nicméně Stephen Long k tomu dodává, co stojí za ocitování: “Jde o mechanismus, který je společný všem plodinám a proto jsme si skoro jisti, že tento přístup u dalších plodin využít půjde".

Katarzyna Głowacka, polská spoluautorka publikace a členka „týmu modifikátorů“ University of Illinois, Urbana
Katarzyna Głowacka, polská spoluautorka publikace a členka „týmu modifikátorů“ University of Illinois, Urbana

Výzkum financovala nadace Billa a Melindy Gatesových, takže veškeré nové zemědělské produkty, které z něj vzejdou, budou smět být licencovány jen takovým způsobem, že budou volně dostupné pro zemědělce zemích Afriky a jižní Asie. Nás bohužel, za tak rozvojové zatím nepovažují.

 

Co k tomu dodat?
Snad jen, že pozdě bycha honit a že je velká škoda, že se odpůrcům GMO podařilo z Evropy tento výzkum téměř vystrnadit a že spolu s ním a jeho financováním odešla i řada odborníků do zámoří. Téměř rodačka Katarzyna Głowacka z Instytutu Genetyki Roślin v Poznani, která je spoluautorkou studie a členkou amerického kolektivu na University of Illinois, potvrdila, že v tuto chvíli již její kolektiv (na Carl R. Woese Institute for Genomic Biology), pracuje na tomtéž, jenže tentokrát se zvýšení produkce má týkat několika potravinářských plodin.
Držme jim alespoň palce, aby jim tam rostlinky na pokusných políčkách, tak jako u nás v Evropě, nějací zelení nevytrhali.

 

Literatura

Carl R. Woese Institute for Genomic Biologie, University of Illinois
Johannes Kromdijk et al.: Improving photosynthesis and crop productivity by accelerating recovery from photoprotection, Science, science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aai8878

Autor: Josef Pazdera
Datum: 19.11.2016
Tisk článku

Komunikace s lidmi s postižením - Slowík Josef
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 259 Kč
cena: 230 Kč
Komunikace s lidmi s postižením
Slowík Josef
Související články:

Dopady pěstování geneticky modifikovaných plodin     Autor: Josef Pazdera (19.07.2015)
Většina zemí v EU usiluje o zákaz geneticky modifikovaných plodin     Autor: Josef Pazdera (05.10.2015)
(Eko)logické zemědělství I     Autor: Jan Kašinský (21.03.2016)
Objev, který má předpoklad změnit naše zemědělství k nepoznání     Autor: Josef Pazdera (27.05.2016)
Co kdyby celý svět vyslyšel aktivisty a zakázal GMO plodiny     Autor: Josef Pazdera (08.11.2016)



Diskuze:

Jaká je hraniční výkonová hustota?

Pavel Hudecek,2016-11-20 11:37:57

Jaká je vlastně hraniční výkonová hustota, kterou jsou rostliny běžně schopny využít, než aktivují NPQ?
(líbily by se mi W/m2, nebo % letního poledního slunce, ale jsem schopen zpracovat i u biochemiků oblíbené mikromoly/m2 v PAR pásmu)

Odpovědět


Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Milan Krnic,2016-11-20 12:43:13

Myslíte příkon kytek? Já bych si hustě tipnul, že je to u každé jinak. Každopádně znát to, by bylo super. Zdá se mi totiž, že můj neplodící kávovník má mizernou účinnost.

Odpovědět


Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Pavel Hudecek,2016-11-20 12:49:15

Účinnost bude v každém případě mizerná. Kdysi jsem počítal účinnost tvorby biomasy a byla to katastrofa: Něco v řádu 1 promile a míň.

Odpovědět


Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Milan Krnic,2016-11-20 12:59:43

Tak zrovna účinnost tvorby biomasy bych tipnul na 100%. Aneb popel popelu, prach prachu. Znáte to, koloběh života a zákon zachování energie.
(tedy když bych to omezil jen na danou rostlinu, pak by to samozřejmě platilo jen případě, pokud by z toho stromu neodčerpával energii nějaký vykuk, ala náš pan prezident)
:)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Pavel Hudecek,2016-11-20 13:25:27

Realita v ČR je následující: Na 1 m2 za rok dopadne asi 1 MWh slunečního světla. Z toho vyroste biomasa, jejíž spalné teplo je v řádu 1 kWh a méně.

Když do toho vložím ještě "popel popelu, prach prachu", zjistím, že spálením unikne část dusíku, fosforu a možná i dalších věcí, které mají plynné produkty spalování. Takže abych mohl cyklus do nekonečna opakovat, budu muset vynakládat další energii na dodání těchto uniklých složek. S dusíkem by pomohlo pěstování luštěnin, jenže ty zas myslím mají horší tu primární účinnost (v řádu 1 kWh bylo jen pár specifických plodin, už nevím jakých a ostatní byly mnohem horší).

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Milan Krnic,2016-11-20 13:38:39

Kolik sluneční energie dopadne za rok na m2, a kolik z toho přijme a kolik pak i vydá rostlina, která se zrovna někdy víceméně na tom hypotetickém m2 nachází, jsou dvě rozdílné věci.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Pavel Hudecek,2016-11-20 13:56:17

To sice jsou, ale je to jen plané filozofování. Prakticky zajímavé je v první fázi právě jen porovnání začátku a konce.

Co se děje mezi tím, jsou detaily, které začnou být zajímavé právě až třeba při snaze vytvořit vhodnou GM rostlinu do kamen, nebo zcela jiný způsob pěstování(např. bazén s pohnojenou vodou místo pole).

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Stanislav Florian,2016-11-20 23:06:50

http://vytapeni.tzb-info.cz/tabulky-a-vypocty/12-vyhrevnosti-a-merne-jednotky-palivoveho-dreva
Sláma obilovin 10% vlhkosti výhřevnost 15,490 MJ/kg .
Budu počítat 15,5 MJ/kg.
Na 1 m2 u nás dopadá asi 1000 kWh sluneční energie za rok na 1 m2 ( nazeleno.cz : V České republice je intenzita slunečního záření odhadována na 950–1 340 kW na metr čtvereční za rok.)
1 kWh = 3,6 MJ, z toho při 2% účinnosti fotosyntézy z 1 kWh sluneční bude 0,02kWh =0,072 MJ energie v produktech fotosyntézy, to je výhřevnost z 4,6 g slámy s 10% vlhkosti.
Odtud tedy za rok z 1 m2 a 1000 kWh sluneční energie vyjde 1000 x víc, tedy 4,6*90 % =4,14 kg úplně suché slámy.
Produkce slámy se udává 4t/ha= 4000kg/10000 m2 = 0,4 kg/m2, tedy 1/10 předchozího výpočtu.

http://www.nazeleno.cz/biomasa.dic
http://www.nazeleno.cz/vytapeni-1/biomasa/jak-funguje-spalovani-biomasy-priklad-konopi.aspx
"Rostliny ( konopí) nejčastěji polských odrůd u nás dorůstají přibližně 3 metrů, výnosy se pohybují mezi 8 až 10 t suché hmoty na hektar. ( to je 0,8-1,0 kg suchého konopí/m2)..Výhřevností kolem 17 MJ/kg si nezadá s kvalitním hnědým uhlím či dřevem. "
Řekněme tedy 17*9 000 MJ/ha= 153 000 MJ/ha =42 000 kWh/ha= 42 MWh/ha. Spotřeba ČR je asi 7 000 GWh za rok = 7 000 000 MWh, to odpovídá 166 700 ha technického konopí. ČR má asi 3 000 000 ha orné půdy, tedy jen pro pěstování energetického konopí by bylo třeba 5,7% orné půdy.K tomu energie a prostory na sušení, celkem biomasoběs by mohl zabrat několik okresů.
Takže + 20 % účinnosti fotosyntézy navíc to energeticky nevytrhne. Ale mít o 20% víc obilnin pro výrobu poaevin je jiná kategorie.

Odpovědět


Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Josef Hrncirik,2016-11-20 13:11:03

A jaká je průměrná chemická účinnost listu = Spalné teplo/energie bílého světla dopadlá; ev. tato při různé vlnové délce či intenzitě světla.
Potřebují rostliny (konopí ve skříni) temnou fázi?
Mám pocit, že se říká 1- max. 2% je energetická účinnost rostlin, tj. cca 2,2- 4,4 g sušiny/kWh bílé fotoenergie

Odpovědět


Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Roman Sobotka,2016-11-20 13:31:06

Zalezi na druhu a mnoha dalsich faktorech. Ale pokud budete uvazovat nejakou lucni rostlinu z naseho pasma, tak kolem 200 umol fotonu/m2/s uz zacne dochazek k vyraznejsi fotoinhibici (predevsim poskozeni fotosyntemu 2) a (k castecne) aktivaci NPQ. Pri letnim dnu je ozarenost az 1500 umol, takove mnozstve energie rostliny nedokazi z mnoha duvodu vyuzit. NPQ je jenom jeden z celeho spektra mechanismu, kterym rostliny kontroluji excitaci fotosyntetickeho aparatu.

Odpovědět


Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Josef Hrncirik,2016-11-20 14:27:14

A na jaké pásma spektra to reaguje, ev. jak jsou dle hodin či počasí dostupné,
Ev. utlumení je mírné, nebo se to ořeže na 200 umol f/m2 což by při zelené bylo směšných 38,6 W/m2
1500 um = pak 290 W/m2
No dobře, ale kolik z těch 38,6 W jde do cukru; stačí i umol glukozy či CO2 či sušina či O2.

Odpovědět


Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Pavel Hudecek,2016-11-20 14:37:03

V zelené oblasti je minimum, proto jsou listy zelené.

Odpovědět


Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Pavel Hudecek,2016-11-20 14:35:27

Tak to je nářez.. 200 umol fotonu/m2/s, to je asi 34 W při 700 nm. Účinnost červených LED určených pro tyto účely je již kolem 50 %, takže jsme na 70 W/m2.

Předpokládám, že to bude složitější a budu potřebovat ještě modré světlo a těch 200 umol je součet. Tím se dostáváme na cca 100 W kvůli větší energii modrých fotonů.

Tím nejspíš pěstování rajčat ve skříni začíná být zajímavé (ve smyslu tom, že nebude mnohem dražší než z obchodu). Vždycky na podzim, až začne kvalita v obchodech klesat, o tom uvažuji, ale končím někde u stovek Kč/kg. Tímhle se cena řádově snížila.

Odpovědět


Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Josef Hrncirik,2016-11-20 14:47:20

A jak je to s konopou?
kWhel/kg paliva

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Pavel Hudecek,2016-11-20 15:04:40

Mám za to, že jsem kdysi někde četl základní odhad 1 g/W, ve smyslu výsledný produkt na každý W výkonu sodíkového svítidla po celou dobu růstu, pakliže je výkon hlavním omezujícím faktorem. Takže předpokládám, že s LED v PAR pásmu by to mohlo být ideálně až řádově lepší:-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Daniel Konečný,2016-11-20 21:53:22

1g/W se považuje za velice solidní výnos a cíl většiny (horších) pěstitelů:) dosavadní praxe s LED zatím ukazuje rozporuplné výsledky, pravděpodobně proto, že se na vhodné podmínky pěstování ještě nepřišlo

Odpovědět


Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Roman Sobotka,2016-11-20 15:44:30

Bezna chyba pri pestovani na LED je prilis velky vykon. Lide maji velke oci, a aby se kytickam darilo, tak to ohuli. Pak se divi, proc je to cele tak zlute a ztrapene. Modre svetlo neni pro beh fotosyntezy vubec treba; chlorofyl excitovany v modre okamzite spadne na cervenou hladinu (internal crossing) a rozdil energie je vyzarene teplo (neplest si s NPQ). Nicmene rostliny potrebuji modrou z hlediska regulace (aktivace kryptochromu pro cirkadialni rytmy atd) a podobne maji radi far-rad (~720 nm). Pro pestovani neni 700nm idealni, lepe tak 650nm, do toho tak 20% modre (480) a 20% far-red (720). Optimalne 8 hodin tma, po zapnuti pustit vcetne far-rad tak na 30 min a 30 min far-red pred vypnutim svetla (vychod a zapad slunce). A rajcata porostou, ale je otazka, kdy vykvetou - muze byt dulezite zkracovani dne.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Pavel Hudecek,2016-11-20 16:54:31

Těch 700 jsem vzal jako hodnotu blízko, se kterou se snadno počítá. Reálně je zas potřeba vybírat z toho co je k dispozici, např:
http://www.tme.eu/sk/Document/9b1d484cd14de962a15fcd317add9c3b/LH%20CP7P-2T3T-1.pdf
(640 nm, 355 mW nom/800 max, 0,85 Eur při 100 ks)
http://www.tme.eu/sk/Document/751d4e1ec6b6b4179319b1f3cd471a2e/PK2N-3LME-HSD.pdf
(660 nm, 405 mW nom/780 max, 0,67 Eur)
http://www.tme.eu/sk/Document/fce082bae218b07f4501ee5ffb122fd1/PM2B-3LxE-SD.pdf
(730 nm, 520 mW nom=max, 1,57 Eur)
http://www.tme.eu/sk/Document/f654df4314e69a03851560a0b8520ec3/LD-CQAR-APAR-24-1.pdf
(450 nm, 1200 mW/2,9 W max, 1,22 Eur)

Škoda, že ten poměr R/B není obrácený, vyšlo by to investičně levněji:-)
(dlouhodobě je to ale levnější takhle, protože červené fotony jsou levnější)

S tím kvetením: U jisté nejmenované byliny se používá režim 18h na růst a potom 8h na kvetení, takže předpokládám, že u rajčat to bude podobné, resp. si pak najdu, v jakém ročním období mají kvést.

Ale napadlo mě, jestli by nešel udělat hack: Při kvetení mít 8h denní rytmus podle modré a FR, ale ten hlavní červený výkon nechat mnohem déle a tím zvýšit produkci:-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Pavel Hudecek,2016-11-20 17:29:11

A ještě LED pásky:
http://www.t-led.cz/led-pasek-sb3-300-vnitrni
Modrá 470 nm, červená 630.
Ale účinnost je o něco horší. Na modrých LED je celkem asi 10 V, 2 zbývají na ztrátu v odporech, tzn. asi 16 % ztráta navíc. U červených je to podstatně horší, ty mají asi 2 V a protože jsou taky po 3, je to celkem 6, tedy půlka, takže účinnost se tím degraduje z asi 50 na asi 25 %.
Takže modrý jsou zajímavý kvůli vlnové délce a o něco horší účinnost nevadí, když je to stejně jen 20 % výkonu.
Červený by byly příjemný kvůli snížení pracnosti, ale stejně by to pak obnášelo vyměnit odpory a živit to třeba ze 7 V.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Roman Sobotka,2016-11-20 17:55:30

Klidne to otocte, 80% modre, 20% cervene. Je to uplne jedno, ta energie navic v modrych fotonech se premeni v chlorofylech na teplo. Cista modra zase neni uplne optimalni kvuli regulaci (fytochromy atd).

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Josef Hrncirik,2016-11-20 21:56:46

Díky za tipy na světelný řetěz, ze kterého bude mít stromeček skutečně radost.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Pavel Hudecek,2016-11-20 22:47:50

Pozor, co se týče toho pásku, tak 12W/m nejde provozovat bez chladiče. K věšení se dá použít 5W/m, který mají v jiné kategorii a je o hodně levnější:-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Josef Hrncirik,2016-11-20 18:27:53

A bude tedy GMO rajský tabák o 20% levnější než vykuřovací směs do skleníků?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Pavel Hudecek,2016-11-20 22:50:05

Obávám se, že asi nebude. Tohle byl experiment a platit za extrémně nákladné schvalování se jim asi chtít nebude.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Jaká je hraniční výkonová hustota?

Jan Novák9,2016-11-30 07:43:25

Rajcata normalne kvetou a dozravaji cely rok prubezne, krome nekterych prumyslovych odrud, takze delka dne by nemela byt urcujici.

Odpovědět

Pro zvidave

Roman Sobotka,2016-11-20 10:32:10

Diky Pepo za promptni a dobre podanou informaci o teto publikaci, kterou Science vybral na obalku. Na vysvetlenou dodam, ze bez NPQ by se energie absorbovana chlorofylem take vyzarila, ale jako fluorescence. To zhaseni (quenching) znamena prave pokles fluorescence. Proc je problem pro rostlinu vyzarit nadbytek energie jako fluorescence? Vtip je v tom, ze navrat chlorofylu na zakladni energeticky stav vyzarenim fotonu trva dlouho (nekolik nanosekund). To zni jako velmi kratka doba, ale dost dlouha na to, aby doslo k predani energie mezi excitovanym chlorofylem a kyslikem a generovanim singletniho kysliku, ktery poskozuje bunku. NPQ konvertuje svetlo na teplo v radech desitek ps, coz velmi omezuje tvorbu kyslikovych radikalu.

Jeste dodam, ze schizofreni situace v EU je mimojine v tom, ze na (zakladni) vyzkum rostlin (vylepseni fotosyntezy, fixace dusiky rostlinami apd) jdou pomerne znacne prostredky. Mol-biol rostlin je v EU, a predevsim v UK, zatim stale na vysoke urovni. Zaroven tu jiz nejsou zadne silne firmy, ktere by tyto vysledky prevzaly a pokusily se aplikovat. To je velky rozdil oproti USA, Kanade a dnes jiz i Cine. Evropane si plati nakladny vyzkum, ktery ma obrovsky potencial, ale nelze je v Evrope vyuzit. Vedecka pracoviste mohou prodavat licence a patenty (coz delaji), ale hlavni ekonomicky vynos je nekde jinde.

Odpovědět


Re: Pro zvidave

Josef Hrncirik,2016-11-20 13:24:53

Nechce se mi to hledat, kdy tu máme biochemiky.
Chlorofyl = X přejde do excitovaného stavu X*, tj. je schopen? předat něčemu elektron a díru.
Potřebuji provést reakci 4 X* +CO2 +H2O = CH2O + O2 + 4X
Pravděpodobně redukci i oxidaci provádějí jiné Y* a Z* vzniklé v cyklech s X*, Y, Z?
V čem je problém, když dobře hnojíme CO2?
Je více chlorofylů?
Co je ev. Y, Z či Y*, Z* ?
Je to úplně jinak?

Odpovědět


Re: Re: Pro zvidave

Josef Hrncirik,2016-11-20 14:38:53

A proč tedy 1. vrstva listí nevrhá nejmenší stín šikmým dopadem a proč Allah nepovolil doping větší koncentrací chlorofylu či zmenšením extinkčního koef. či větší koncentrací redukovadla chlorofylu?

Odpovědět


Re: Re: Re: Pro zvidave

Josef Hrncirik,2016-11-20 14:56:11

Proč Allah do spodních vrstev listu nedal fluorofor z modré a zelené do čínské rudé?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Pro zvidave

Josef Hrncirik,2016-11-20 19:05:06

A na zem Alobalové listí?

Odpovědět


Re: Re: Pro zvidave

Roman Sobotka,2016-11-20 15:19:01

Otazka je v poradku, korektni odpoved by se trochu rovnala semestralni prednasce z rostlinne biochemie. Nicmene uplne zjednodusene, elektron z Chl je odebran a prechazi komplikovanym systemem prenasecu na NADPH (redukcni ekvivalent v bunce). Hlavni spotreba NADPH je enzymaticka redukce CO2, ale take mnoha dalsich substratu (napr NO3). Rozklad vody zaroven generuje protony, ktere se pouziji na syntezu ATP, elektrony z vody se vraci na Chl. Problem je, ze jednotlive kroky (napr fixace CO2, system prenasecu, ATP syntaza) neprobihaji stejne rychle. Ackoli CO2 a NO3 ad libitum zlepsi celkovou situaci, pri vysoke ozarenosti bunka stejne nestiha zpracovat elektrony a protony (tlaci pH prilis dolu) a zacnou se generovat radikaly kysliku.

System by slo teoreticky vybalancovat tak, ze by pracoval velmi dobre pri urcite konstatni ozarenosti - mnozstvi chlorofylu (tedy velikost anteny) a dalsi parametry. Nicmene takove podminky v prirode neexistuji, behem 5 min se klidne meni ze 100 -> 1000 -> 100 umol. Priroda selektuje na vetsi absorbanci a naslednou disipaci.

Odpovědět


Re: Re: Re: Pro zvidave

Josef Hrncirik,2016-11-20 16:34:49

Nemaje patřičné semestry, domnívám se, že s pohyblivými elektrony a redukcí jsou asi problémy menší či dokonce malé, podobně jako u anod palivových článků.
Těžko si ale dovedu představit, že by 4 díry v chlorofylu dokázaly snadno, tj. koordinovaně 4 elektronově ekonomicky vyoxidovat O2 z vody,
nebo že by to šlo přes naprosto zhoubný OH* likvidující organiku ev. energeticky příliš náročný.
Spíš bych čekal že postupně získané 4 Z* + 2H2O = O2 + 4Z + 4 H+ jsou event. podpořené nízkým pH a nějakým? enzymem,
než že H2O +OH- -2e = H2O2 + H+ a rozpad H2O2?

Je tam zrada přes aktivaci O2 z atmosféry či sebevražedně produkovaného (nemyslím jen při stále obvyklejších požárech?

Odpovědět


Re: Pro zvidave

Josef Hrncirik,2016-11-20 14:29:43

A nepomůže to urychlit použití DIQUATE místo ROUNDUP?

Odpovědět


Re: Pro zvidave

Josef Pazdera,2016-11-20 14:45:14

Ano, ano! Bezva - díky moc za doplnění principu zhášení!

Odpovědět

Zajímavé

Alexandr Kostka,2016-11-20 06:35:13

Takto to zní fajn, ovšem nikdo neví co to udělá s člověkem, který bude podobné rostlinky jíst. A ne jen občas, ale když budou doslova v každém jídle. Aby se mu náhodou za 20 let nerodily tříoké děti. Jinač uznávám že GMO může být šikovné, viz třeba plast z gmo brambor atd, jen se mi nezdá "pouštět" to do potravin bez dlouhodobých testů.

Odpovědět


Re: Zajímavé

Milan Krnic,2016-11-20 08:46:50

Přesně tak. Nikdo neví, co to udělá s člověk, když bude jíst rostliny (nebo třeba zvířata) s geny. To je obecný fakt.
Ovšem vzhledem k tomu, že nic jiného, co by se dalo jíst, resp. přežívat na tom, na planetě nemáme, je to trošku zbytečné konstatování.

Odpovědět


Re: Re: Zajímavé

Alexandr Kostka,2016-11-20 12:56:35

Ehm, no díky za vtípky. geny má všechno, rostliny i živočichové. Mě jde o to, že si živočich běžžně volí určitou stravu a zvyká si na ní a postupně se přizpůsobuje statisíce či miliony let. A nemálo druhů místo přizpůsobění vymře. A člověk fakt normálně nejí Bacillus thuringiensi, ze které je BT gen. To, že je glyfosát, jinak produkt ve kterém se ráchají Monsanto plodiny pěkné svinstvo už vyplula na světlo boží, je důvodně podezřelý z rakovinotvorných účinků.. A ohledně rostlin o kterých je tento článek, opět: člověk nejí ani tabák, ani huseníček a nikdo neví co to udělá, když je bude konzumovat. A když je bude konzumovat trvale, prakticky v každém jídle. Stačí se podívat na "junkfood" kde přídavky cukrů a modifikovaných škrobů způsobily epidemii cukrovky. Jako já neříkám, že je GMO fuj, ale že by se mělo výzkumu věnovat o hodně víc času a ověřování, než se to pustí mezi lidi.

Odpovědět


Re: Re: Re: Zajímavé

Milan Krnic,2016-11-20 13:28:40

Fakticky o žádném přizpůsobování se stravě byť po statistice let nemůže být řeč. Příroda je komplexní. Kdy neustálé evoluční změny probíhají jak v kytičkách, tak ve zvířátkách.
Když vám vadí BT, případně herbicidy, navrhněte lepší alternativu.
O tom, co kdo (každý) jí, nic nevíte.
Co se týče "junkfood", cukrů a škrobů, pak by se dalo z pohledu svobodné vůle říci, že každý svého štěstí strůjcem. Kdy prospěšná není přemíra čehokoli.
No a co se týká toho věnování "o hodně víc času" tak schválně, kolik to je teď a o kolik více byste to tak viděl?

Odpovědět


Re: Re: Re: Zajímavé

Pavel Hudecek,2016-11-20 13:42:13

Obecně vzato, by se měla udělat důkladná revize všeho klasicky šlechtěného, co jíme. Tam totiž nemáme informace žádné. Geny se měnily zcela nekontrolovaně. Evoluce chodívá "cestou nejmenšího odporu". Osobně mám podezření, že je to pak asi takhle: Zvíře, na které uděláme selekční tlak, aby rostlo těžší, začne produkovat více patřičných hormonů, které to řídí. Jenže my pak jíme maso i s těmi hormony...

Takže zrovna tady by se mi líbilo nějaké GMO zvíře, kde by bylo garantováno, že jeho objem nebude přenosný na konzumenta. Taky by bylo super, udělat GMO zvířata s červeným masem bez Neu5Gc, který u člověka způsobuje rakovinu.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Zajímavé

Pavel Hudecek,2016-11-20 15:10:32

Jo a ještě by to vlastně chtělo nějaké syntetické E s chutí dehtu, které na rozdíl od něj nezpůsobuje rakovinu. Pak by se mohly začít vyrábět "nenezdravé" uzeniny. Místo uzení by se namočily do toho E:-)

Odpovědět


Re: Re: Re: Zajímavé

Pavel A1,2016-11-20 16:32:47

Bacillus thuringiensi je půdní bakterie vyskytující se všude na světě a na všem co kdy bylo v půdě. Takže pokud jíte brambory, mrkev, atd. tak baštíte i značné množství Bacillus thuringiensi.

Odpovědět


Re: Zajímavé

Libor Tomáš,2016-11-20 14:48:42

V USA konzumuji GMO uz nejakych 20 let a pocet oci maji porad standardni. Rovnez GMO byly v USA testovany nez je pustili do produkce potravin.
Horsi nez GMO mi pripada slechteni pomoci ionizujiciho zareni a chemikalii zpusobujicich mutace. Nez dostanete plodinu odolnou proti nejakemu skudci, tak se vam jako bonus nahromadi dost mutaci u kterych nikdo nevi co delaji. Takove produkty jime spoustu let a nikomu to nevadi. GMO je proti tomu soft verze.
Je skoda, ze je kolem GMO v EU tolik hysterie. Zbytecne to zpomaluje a vyvoj a obavam se, ze vlak uz nam ujel a budeme ho tezko dohanet.

Odpovědět


Re: Zajímavé

Honza Kohout0,2016-11-21 11:34:33

A vy stále věříte, že změny odpovídající GMO nedělá příroda normálně?
Nedávno tu myslím zde byl článek o živočichovi, který si vezme z pozřených rostlin chlorofyl, a aktivně ho využívá ve svém genu. To je teprve míchání!

Odpovědět

Supr

Milan Krnic,2016-11-19 17:27:24

Dvě dobré zprávy na GMO poli za sebou, to se nám ale urodilo! Děkuji.
Alarmisté (kontrola pravopisu mi úsměvně navrhuje Islamisté) budou vzrušeni, jak rychle se nám přibližuje hodina velkého trestu. :)
Dokonce i v Evropě (to k tomu "pozdě bycha honit")
http://phys.org/news/2016-09-vegetables-crispr-cas9-cultivated-harvested-cooked.html

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni