Гидропоника в промышленности, или Откуда зимой свежие овощи

Промышленная гидропоника

Человечество шагнуло далеко вперед, освоив гидропонные установки и взяв на вооружение метод проращивания растений гидропонным способом. Круглый год в специальных помещениях и/или теплицах можно успешно растить различные культуры, с высокой отдачей. На некоторых видах растений урожай собирается до 15 раз в год!

Размер и вес плода, характер роста и развития конкретного растения, его внешний вид изменяются в лучшую сторону, когда почвогрунт заменен гидропоникой. К примеру, кусты томатов в грунте, достигающие к финальному своему развитию метровой высоты, на гидропонике уже через 75 дней от семечка могут стать под два метра ростом, иметь на 50% больше боковых ветвей, иметь более короткие междузлия и более толстые ветки. Тот же неприхотливый тростник, растущий в год до трех метров, на системах гидропоники за половину этого срока вырастает до 6 метров! То есть быстрее в два раза и эффективнее, так же в два раза. Потенциал на лицо. А, раз это так, — обязательно найдутся люди, понимающие процессы и желающие монетизировать их.

Овощи и фрукты, выращиваемые на гидропонных субстратах, завоевывают рынки сбыта все больше и больше. В странах с холодным климатом промышленные системы гидропоники еще более популярны, ведь традиционное земледелие практически отсутствует. Причиной популярности, как показывают более глубокие исследования стоимости процессов, является экономия ресурсов, трудозатрат, повышенная урожайность. В целом, гидропонный метод можно назвать экономически эффективным! Сегодня все чаще и чаще можно услышать о так называемых «Фабриках Овощей и Фруктов» Предприятие заменяет природные процессы (освещение, ветер, температурный режим, дождь, микроклимат) на искусственные и управляет ими с помощью современных приборов контроля, которых в нашем магазине — великое множество. Компьютеризация процессов контролирует все аспекты, от концентрации раствора (как это делает, например, E-Mode) до регулировки микроклимата. Что уж говорить про освещение — солнышко встает и садиться тогда, когда захочет хозяин установки.

Получается, что производство становиться независимым от погодных условий. Производителю не нужно солнышко и ветер — он их заменил. Он их контролирует, в «режиме Бога». Что мы имеем в результате? Нам уже не требуется строить тепличный комплекс — предприятие может разместиться в любом оборудованном подвале, да и в любом помещении вообще. Если хозяин предприятия ответственно подходит к выбору удобрений, потребляемых растением — на выходе получается экологически чистая и безопасная продукция, которая всегда стоит хороших денег. В такой продукции маленькое содержание нитратов.

Прочитать о пользе и питательности продукции гидропоники можно в статье «Вопросы о гидропонике и ответы на них».

Почему так происходит?

Растению не приходится конкурировать за поиск удобрений — они подаются ему по графику, причем в доступной форме. Сокращение времени производства — хороший и рентабельный показатель.

Сопутствующие товары

GO Bio Thrive Grow 1L

BioThrive® — органическая подкормка для растений BioThrive Grow BioThrive Grow гарантирует максим..

Bio-Heaven BioBizz 500 ml

BioHeaven от BioBizz это специальный стимулятор растительного происхождения, для растений. Необходим..

Субстрат Кокосовый Cocоland 4 L

COCOLAND universal 4 литра Кокосовый субстрат — это “опилки” которые остаются от переработки кокосо..

Gavita Pro 600 SE Complete Fixture

Gavita Pro 600 SE EU (полная комплектация, включая лампу) — светильник с электронным пускорегулирующ..

Гидропоника в промышленности, или Откуда зимой свежие овощи

После публикации моей статьи про картофель в комментариях был поднят вопрос о вкусе домашних, выращенных в парниках на приусадебном участке, и промышленных томатов.

Промышленное выращивание овощей, в том числе томатов, происходит в открытом грунте в южных регионах нашей страны, а так как большая часть России находится в зоне рискованного земледелия, то для получения урожая не обойтись без сооружений для защиты грунта от неблагоприятных погодных условий – теплиц. В этой статье мы поговорим о технологиях, которые используются в промышленном растениеводстве, и о том, какие шаги необходимо предпринять, чтобы вырастить эталонные томаты.

Какие бывают теплицы

Теплица – это защитное сооружение, предназначенное для выращивания по сути всех форм и видов растений. Но есть дополнительная деталь, которая позволяет называть теплицы «теплицами». Это отопление.

По назначению и использованию теплицы можно разделить на категории:

1. Производственные (промышленные теплицы по площади от 3 га и более, предназначенные для выращивания овощей, цветов и прочего) и фермерские (теплицы, площадь которых варьируется в диапазоне от 0,2 до 2 га).
2. Есть теплицы для проведения селекционных работ и под репродукционные работы.
3. К группе специализированных теплиц можно отнести зимние сады, оранжереи, вегетарии и даже торговые центры (Greenshop), например, садовые отделы магазинов OBI или подобные.
4. В последнюю группу выделяются теплицы, работу которых разберем подробнее, – фитотронно-тепличные комплексы или тепличные комплексы, работающие по методу малообъемной гидропоники или промгидропоники.

Основной моделью промышленных теплиц на сегодняшний день является многопролетная блочная теплица типа Venlo.

Источник. Блочная теплица типа Venlo

Площади тепличных комбинатов могут достигать сотен гектар. В России самым большим тепличным комплексом является агрокомбинат «Южный», который занимает площадь в 144 га.

Современные тепличные комплексы, как правило, состоят из нескольких основных блоков:

• административное здание,
• сервисная зона,
• склады средств защиты растений (СЗР) и удобрений,
• энергоцентр,
• производственные блоки, состоящие из отдела водоподготовки, растворного узла, рассадного отделения,
• тепличный блок (основная и самая большая часть).

Источник. Рассадное отделение

Источник. Энергоцентр: общий вид и вид крыши, на которой установлены сухие градирни

Блочные теплицы типа Venlo могут иметь пролет (расстояние между опорными колоннами) от 8 до 12,8 м, а высота колонны — 6 м.

Источник. Конструктивные элементы блочной теплицы

Микроклимат теплицы

Микроклиматом теплицы можно назвать совокупность всех физических параметров воздушной среды и среды корнеобитания. Регулирование микроклимата производится оборудованием систем отопления, вентиляции, полива, питания, подачи углекислого газа, освещения. При регулировании настроек микроклимата всегда надо учитывать влияние внешних климатических факторов, а также фитоценоза (фитоценоз – растительное сообщество, характеризующееся определенным составом и взаимоотношениями между растениями и окружающей средой). Проще говоря, растительная масса в процессе жизнедеятельности также нагревает окружающее пространство и при значительном объеме замедляет воздухообмен.

Система отопления предназначена для поддержания необходимого температурного режима в тепличном блоке, в качестве теплоносителя используется вода. Нагрев воды происходит в газовых котлах и когенерационных установках (Когенерация – процесс совместной выработки электрической и тепловой энергии). Подача теплоносителя от котлов в теплицы осуществляется через смесительную гребенку на четыре контура:

• подлотковый – расположен под самой крышей и обеспечивает снеготаяние при интенсивном выпадении осадков;
• контур верхнего обогрева – регулирует температуру в верхней части теплицы для исключения проникновения холодного воздуха при резких понижениях наружной температуры и открывании системы проветривания (фрамуг);
• зональный – регулирует температуру и влажность в зоне роста растений;
• контур нижнего обогрева – основной регулирующий контур, который формирует заданный тепловой режим в теплице. Еще он используется как рельсы для перемещения тележек для ухода за растениями и сбора урожая.

Источник. Газовые котлы

Источник. Смесительная гребенка

Источник. Нижний контур обогрева с установленными на него тележками

Система вентиляции позволяет осуществлять естественный воздухообмен через вентиляционные проемы в крыше тепличного блока. Открытие фрамуг предусмотрено во всех пролетах теплицы, площадь вентиляционных пролетов может доходить до 25% площади всей кровли. Вентиляция обеспечивает поступление наружного воздуха в теплицу для поддержания допустимой температуры воздуха в период повышенной солнечной активности.

Система зашторивания предназначена для создания затенения при избыточной солнечной активности в весенне-летний период, а также для сохранения тепла в ночное время и в период сильных холодов. Система располагается под крышей теплицы, а также на боковых стенах.

Источник. Система зашторивания

Система испарительного доувлажнения воздуха позволяет повышать влажность воздуха за счет мелкодисперсного распыления воды через систему форсунок. Использование в системе форсунок с дисперсностью распыла в 100 микрон позволяет избежать образования на растениях капель воды, которые могут привести к ожогам растений, так как будут действовать как увеличительные стекла.

Система рециркуляции воздуха. Здесь все просто, установленные осевые вентиляторы перемешивают весь объем воздуха в теплицы для выравнивания температурного режима и влажности во всем объеме.

Система подачи углекислого газа. Для обеспечения нормальной жизнедеятельности растениям необходимо более высокое, чем человеку, содержание углекислого газа в воздухе. Для использования в тепличных комплексах существует два источника двуокиси углерода: сжиженный газ и отходящие от котельной газы (дымовые), для использования которых применяют специализированное оборудование, состоящее из конденсатора, дозатора и контрольной аппаратуры.

Все вышеперечисленные системы позволяют создать оптимальные условия воздушной среды. Но для запуска в растениях одного из важнейших процессов фотосинтеза еще необходим свет, влияющий также на темпы роста, развитие и урожайность выращиваемых растений. На большей территории нашей страны его не хватает. В защищенном грунте применяют два способа освещения растений в условиях, когда солнечного света недостаточно:

• досвечивание (дополнительный источник света к естественному освещению),
• светокультура, когда лампы являются единственным источником света. В качестве источников света применяются светильники с натриевыми лампами высокого давления (ДНаТ, ДНаЗ) мощностью от 400 Вт, а также светодиодные светильники LED сине-красного или белого спектра.

Источник. Досвечивание растений лампами ДНаТ

Источник. Досвечивание растений LED-лампами сине-красного спектра

Источник. Общий вид тепличного комплекса с включенной системой досвечивания с использованием натриевых ламп

Источник. Общий вид тепличного комплекса с включенной системой досвечивания с использованием LED-ламп

Вода, как источник жизни на земле, также необходима растениям. Для этого в тепличном комплексе предусмотрена система капельного полива растений, которая позволяет поставлять необходимое количество воды прямо к корням каждого растения. Одной воды для роста растений недостаточно, поэтому в систему капельного полива встраивают систему питания растений комплексом минеральных удобрений. В комплект оборудования для системы капельного полива и питания растений входит:

• узел для приготовления питательных растворов с дозатором и насосами капельного полива, а также емкость для приготовления и хранения маточного раствора (маточный раствор в сельском хозяйстве – концентрированный, малообъемный раствор, заготавливаемый для последующего разведения в большем количестве воды и применения в работе);
• распределительная сеть капельного полива, состоящая из магистральных каналов, микротрубок и капельниц с заданным пропускающим объёмом;
• емкости для подготовки и хранения воды;
• установки очистки дренажной воды для повторного использования;
• емкости для сбора и хранения дренажной воды перед повторным использованием.

• теплица поддерживает в любой период времени года идеальный микроклимат;
• теплица позволяет экономить затраты на отопление;
• теплица в любой период времени может поддерживать оптимальный уровень СО2;
• теплица защищена от проникновения вредителей;
• в теплице Ultra Clima не происходит застоя воздуха. Это препятствует развитию заболеваний благодаря пленочным рукавам, расположенным под каждой грядкой. Более подробно про теплицы пятого поколения и технологию Ultra Clima можно узнать из видео, подготовленного компанией «Лаборатория инженерных систем», которая с начала 2017 года является правопреемницей НПФ «ФИТО» и входит в состав группы компаний «ФИТО».

Лотки изготавливаются на месте и подвешиваются по всей длине блока теплицы. Профиль лотка позволяет собирать дренажные растворы и перенаправлять их в емкости для сбора. При монтаже лотков создается уклон 0,2%, достаточный для отвода дренажных вод.

Источник. Схема профиля лотка

Источник. Подвесные лотки с расположенными на них матами с растениями

По всей длине лотков на них располагаются маты с субстратом (в нашем случае субстратом будет служить минеральная вата), на котором расположатся растения. При данном методе выращивания субстрат необходим для закрепления корневой системы и влагоудержания. Данную методику называют малообъемной, так как для полноценного развития томатов или огурцов требуется от двух до четырех литров субстрата на весь цикл роста растений.

Немного про минеральную вату. Минеральная вата, которую еще называют «каменной ватой», производится из базальтовых горных пород или сходных с ними диабазов. Измельченную горную породу смешивают с коксом и доводят до температуры плавления в 1600 о С. Затем из расплавленной массы делают волокна. В общем процесс чем-то схож с производством сахарной ваты. Первой использовать минеральную вату в качестве субстрата для растений стала датская компания «Гродания AG». Применение минеральной ваты, благодаря её нейтральной среде, позволяет агроному точно контролировать количество воды и минеральных веществ, поступающих к растению. Самым крупным производителем минеральной ваты на сегодня является группа ROCKWOOL и, в частности, входящая в её состав компания Grodan.

Источник. Мат с минеральной ватой фирмы Grodan

Система подачи питательного раствора к корням растений, описанная выше, относится к одному из пяти методов гидропоники, применяемых в промышленности (по Тараканову Г.И., 1982).

• Агрегатопоника – вышеописанный метод выращивания растений на твердых субстратах (в нашем случае — минеральная вата), обладающих небольшой влагоемкостью с периодической подачей минеральных удобрений.
• Водная культура – при которой корни растения постоянно или периодически погружены в питательный раствор (широко применяется для выращивания салата).
• Хемопоника – метод близок к выращиванию растений на почвосмесях. В качестве субстрата при данном типе выращивания используют сфагновый мох, древесную кору, опилки, рисовую шелуху, отходы хлопчатника, кокосовую стружку и др.
• Ионитопоника – совершенно новый метод. Растения выращиваются на субстрате, состоящем из двух типов ионообменных смол: катионита КУ-2 и анионита ЭДЭ 10П. Оба ионита не разлагаются при воздействии кислорода, света и при обычной температуре. В отличие от агрегатопоники питательные вещества находятся в субстрате, поэтому поливают только водой. По факту данный субстрат является искусственной почвой.
• Аэропоника – более развитая модификация гидропоники (в данной классификации водной культуры), при котором корни растения находятся не в водной среде, а в воздушно-капельной среде и имеют постоянный доступ к кислороду, что фактически исключает удушье растений.

Как вырастить томаты в защищенном грунте: основные шаги

Первое, с чего необходимо начать, — это правильно подобрать гибрид для выращивания. Основные требования к гибридам для выращивания в защищенном грунте: они должны быть высокопродуктивными, раннеспелыми, с комплексом устойчивости к болезням (ToMV; Ff 1,2,3; V; F 1,2; On). Плоды хорошо завязывается в условиях пониженной освещенности и должны обладать высокими товарными качествами, быть выровненными по размеру и форме, вкусными, высокоурожайными и подходящими для транспортировки.

Выбрав гибриды, необходимо подготовить все помещения и оборудование для выращивания. Помимо обычной уборки после предыдущих растений происходит обработка от грибной и бактериальной инфекции, а также вирусов, которые могли появится ранее. Для примера, систему и баки для маточного раствора могут промывать 5%-ным раствором препарата «Виркон С», пластиковые кассеты для рассады замачивают в 1%-ном растворе препарата «Вироцид», и, конечно, после всех процедур оборудование промывают чистой водой.

После всех этапов подготовки переходим непосредственно к выращиванию. Для этого в ячейки кассеты для рассады раскладываем небольшие «пробки» из минеральной ваты и насыщаем их водой. В каждую ячейку на «пробку» выкладываем семя томата и присыпаем небольшим количеством влагоудерживающего материала (перлит, вермикулит и др.). Кассеты с семенами устанавливаются на тележки и закатываются в камеры для проращивания. В специализированных камерах для проращивания, которые внешне похожи на промышленные холодильники, устанавливаются условия (повышенной температуры и влажности), которые позволяют ускорить процесс прорастания семян. Подросшие и окрепшие растения из камеры проращивания вместе с пробкой переставляют в кубики из минеральной ваты, которые в свою очередь расставляются по столам в рассадном отделении. Для поддержания влажности и поступления питания к молодым растениям специальные столы, которые имеют бортик, затапливают питательным раствором, тем самым насыщая им кубики с растениями.

Источник. Пробка из минеральной ваты

Источник. Стандартная кассета на 240 ячеекс предустановленными пробками

Источник. Кубик из минеральной ваты

Источник. Общая схема перемещения рассады

Весь процесс выращивания рассады происходит в выделенном помещении (рассадное отделение). После завершения цикла развития рассады ее перемещают в основной блок теплицы на постоянное место, перед этим за 4-5 суток температуру в основном блоке поддерживают на уровне 19 о С.

После перемещения растений в кубиках из рассадного отделения в основной блок их расставляют на маты, к каждому растению подводят капельный полив с питательным раствором. От каждого растения к верху теплицы натягивается шпагат, за который растение будет держаться пока растет.

Здесь хочу сделать небольшое отступление и немного рассказать о технологии прививки томатов (так же прививать могут и огурцы). Суть прививки в том, чтобы взять два гибрида: один из них будет давать томаты в большом количестве, но его корневая система слаба и не может раскрыть весь потенциал растения. Поэтому корневую часть берут от другого растения, и две эти части соединяют. Процесс прививки происходит на раннем этапе рассады. Он очень трудоемкий и может привести к большим потерям растений, которые не пережили такую операцию. Поэтому не многие предприятия применяют данную технологию. На сегодняшний день уже есть машины, позволяющие проделывать данную процедуру в автоматическом режиме за исключением подачи растений, но они ещё не получили массового распространения.

Вернемся к жизненному циклу растений и тем процедурам и операциям, которые проводят в этот период.

Высота шпалеры, к которой привязывают шпагат для роста растений, не превышает 6 м, а гибриды томатов используемые в защищенном грунте могут вырастать до 16-17 м. Соответственно, для того, чтобы растению было куда расти, запас шпагата сверху на шпалере немного приспускают, тем самым опускают всё растение, и у него появляется дополнительное место для роста вверх. К концу вегетации снизу у лотков скапливается большое количество скрученных стволов растений, с которых уже убрали всю лишнюю листву.

Во время вегетации растение подвержено различным заболеваниям, а также появлению вредителей, которые могут залетать во время проветривания. Для защиты растений применяют как химические препараты, так и биологические средства защиты, к которым относятся биопестициды и энтомофаги. Для внесения жидких средств защиты растений на листья во многих современных комплексах применяют специализированное оборудование (на видео – робот-распылитель Qii-Jet TAV-342).

Для защиты от насекомых-вредителей всё чаще применяются энтомофаги (насекомые хищники, которые не вредят растениям, но поедают вредных для нас насекомых), их покупают у специализированных предприятий по их разведению. Также ведется специальная селекция для улучшения характеристик таких насекомых.

Источник. Диглифус изеа Digliphus isaea

Источник. Хищный клоп Macrolophus pygmaeus

Насекомых-энтомофагов применяют не только при появлении вредителя, но и для профилактики. При этом, чтобы поддержать популяцию энтомофагов без естественных источников питания, приобретается специальный корм, который также способствует повышению жизнеспособности и интенсивному развитию.

Вырастив здоровое и сильное растение, создав ему все условия и защитив от болезней и вредителей, мы все еще можем не получить урожай. Для завязывания плодов томата необходимо провести опыление его цветков. В открытом грунте этим занимаются пчелы, поэтому для закрытого грунта специально разводят шмелей, и улья с ними расставляют по блокам тепличного комплекса, где необходимо начинать опыление.

Источник. Улей для со шмелями

Для регулирования количества шмелей в ульях перекрывают один из двух выходов. Но так как в каждом блоке теплиц может располагаться много ульев и они расположены друг от друга на достаточном удалении, данный процесс может затянутся во времени. Для решения этой проблемы применяются системы автоматического закрывания ульев, которые реагируют на освещение или другие параметры, а также могут управляться удаленно.

В регионах планеты, где есть сложности со шмелями, долгое время это приходилось делать вручную. Сейчас австралийская компания Arugga AI Farming разработала робота, который самостоятельно при помощи искусственного интеллекта распознает цветки и опыляет их.

После опыления цветков завязываются плоды и начинается процесс созревания. Есть гибриды томата с небольшими кистями, на которых плоды созревают примерно в одно и то же время, и это позволяет собирать кисть целиком. На других гибридах томаты в кисти созревают неравномерно: сначала те, что ближе к основному стволу растения, так как питательные вещества поступают к ним быстрее. Сбор томатов осуществляется рабочими вручную, созревание контролируется с помощью оценки интенсивности окраски плода.

Для оценки потенциальной урожайности и расчета времени начала уборки урожая в ближайшем будущем будут использовать роботов и технологии искусственного интеллекта, которые сейчас уже разработаны и проходят процесс корректировки и повышения точности (на видео – робот для сбора штучного томата от Root AI; робот для сбора урожая томатов от стартапа Metomotion). К таким роботам также можно отнести разработку Нидерландской компании Berg Hortimotive Group – робот Plantalyzer. Он автономно пробегает по теплице и целенаправленно фотографирует помидоры. Программное обеспечение и алгоритмы Vision оценивают зрелость плодов и преобразуют изображения в надежную и точную оценку урожая. Такие роботы по сбору урожая работают в разы медленней человека, но их точность стремится к 100%. При этом они могут работать 24/7.

Собранный урожай складывается в ящики на тележках и «паровозиком» транспортируется в зону хранения или упаковки.

Источник. Транспортировка готовой продукции в зону хранения

Также уже применяются и автоматические транспортировочные тележки, которые самостоятельно перемещаются между тепличным блоком и складским помещением.

Цифровые решения для растениеводства

Из-за больших затрат на отопление, освещение и другие процессы при круглогодичном производстве овощей в защищенном грунте, а также из-за огромного количества параметров и процессов, которые требуют постоянного контроля, такое направление, как растениеводство среди первых начало применять цифровые решения в своей практике.

Одним из самых распространенных решений для управления тепличным комплексом является оборудование и программное обеспечение компании Priva. Программа Priva Office Direct для контроллеров Compass, Compact CC, Connext используется для контроля климата, энергосбережения и водопотребления в теплицах. Теплица разделяется на блоки – климатические зоны. Для каждой климатической зоны (блока) можно устанавливать свои сценарии управления системами климат-контроля:

• системы отопления;
• систему форточной вентиляции;
• систему циркуляционных вентиляторов;
• системы горизонтального и вертикального зашторивания;
• систему увлажнения и охлаждения;
• систему подачи СО2;
• система искусственного досвечивания.

Источник. Программное управление Priva Office Direct

Для повышения эффективности труда и снижения производственных затрат компания Priva создала роботизированные системы. Например, это робот Kompano для удаления листьев.

Источник. Робот Kompano для удаления листьев

Сейчас компания Priva позволяет управлять своими сервисами Priva Operator, Priva Alarms и Access Control через единый облачный сервис Priva Connected.

Также широкое распространение на рынке получили решения DrainVision и PhytoVision для мониторинга роста и развития растений от компании Paskal.

DrainVisio оценивает уровень напитки субстрата (через измерение веса мата), строит графики объема и частоты поливов, объёма и частоты дренажа, а также процентного соотношения объема дренажа от полива. Решение непрерывно контролирует остаточный уровень удобрений, которые не усвоили растения.

Источник. Схема устройства системы мониторинга DrainVision

Источник. Фото устройства системы мониторинга DrainVision

PhytoVision – мониторинг роста растений на основе климатических данных.

Источник. Схема устройства системы мониторинга PhytoVision

Компания Grodan, крупнейший производитель субстратов из минеральной ваты, разработала систему GroSens, которая в режиме реального времени создает отчет о состоянии субстрата из каменной ваты (включает показатели содержания воды, концентрации солей, температуру и др.). Grodan также на своей базе разработала аналитическую программную платформу для обработки всего массива данных, поступающих от датчиков теплицы и данных об урожае, формируя на их основе умные рекомендации по стратегии выращивания.

При объединении всех вышеупомянутых технологий, систем и роботов в одном месте уже на сегодняшний день можно получить практически полностью автоматическую теплицу, но это история хотя и недалекого, но будущего. Сейчас часть из этих роботов и технологий искусственного интеллекта находится на этапе развития и пока еще стоит очень дорого. Полностью положиться на них фермеры не решаются из-за больших рисков. Поэтому в тепличных комплексах до сих пор трудится много людей. Для распределения заданий и отслеживания процесса и результатов работы применяются системы отслеживания труда. Принцип работы системы простой: у каждого сотрудника есть идентификационная карта. Приходя на работу, сотрудник получает сканер и регистрируется в системе. Перед заходом в междурядье сотрудник сканирует QR-код или RFID-метку рядка, в котором будет проводить работу, указывает тип работы. Например, сотрудник будет проводить сбор урожая. Соответственно, после прохода всего рядка работник взвешивает тележку с собранным урожаем и указывает в системе, сколько получилось. Такое отслеживание работ позволяет в реальном времени иметь конкретизированную по месту оперативную информацию.

Сельское хозяйство становится «умнее». Сегодня создание и обслуживание промышленного тепличного комплекса – это не простой сельскохозяйственный проект, а в первую очередь – проект сложный и высокотехнологичный. Более того, подобные задачи, как правило, требуют системного подхода и разносторонней экспертизы, а это не всегда могут предложить узкоспециализированные компании или сельскохозяйственные стартапы. Задача компании «ЛАНИТ-Интеграция», в которой я работаю, – использовать и создавать по-настоящему эффективные решения, соответствующие целям заказчика. Современная теплица – пример такого решения, и его реализация под силу теперь только игрокам с наработанной экспертизой в области ИТ и «цифры».

Оборудование для выращивания на гидропонике

Выращивание растений методом гидропоники — современный способ, не требующий больших площадей для посадки культур. В данной ситуации садовод должен предусмотреть необходимость использования специализированного оборудования, без которого невозможно обеспечить соблюдение установленных технологией требований. В предлагаемом материале приводится краткий обзор подобного оснащения, с анализом особенностей его применения, в зависимости от выращиваемых культур и прочих характеристик организуемого гидропонного комплекса.

Оборудование для выращивания на гидропонике

Оборудование для гидропоники комплектуется с учетом подбора следующих обязательных компонентов гидропонной системы:

• резервуара, для хранения питательных растворов;
• емкости с субстратом (или без него) для высаживания растений;
• система для выращивания;
• насосное оборудование — чтобы обеспечить подачу раствора в систему;
• воздушный компрессор, для насыщения жидкости кислородом;
• осветительные лампы различного спектра, обеспечивающие растения свотом;
• обогревательные приборы, поддерживающие требуемый температурный режим в зоне выращивания;
• термометры и гигрометры, контролирующие температуру и влажность;
• приборы для измерения уровня электропроводности растворов;
• приборы для измерения уровня кислотности жидкостей.

В зависимости от особенностей производства, может применяться дополнительное оборудование и автоматика, облегчающее задачу того, кто заинтересован выращивать растения данным методом.

Простое оборудование всегда возможно приобрести уже готовое или изготовить своими руками.
Про то как изготовить своими руками простое, но действенное оборудование мы разбирали в разделе: «Сделай сам», переходите, изучайте, эксперементируйте.
Давайте далее зазберемся с разнообразием оборудования более подробно.

Виды оборудования для выращивания овощей и цветов

Возможно применение нескольких видов оборудования для выращивания культур методом гидропоники. Предусмотрено использование следующих разновидностей гидропонных установок:

• фитильной;
• с периодическим затоплением;
• в виде плавающей платформы;
• система переодического подтопления;
• капельного полива;
• аэропонная.

Выращивание клубники

Для выращивания клубники используются установки, предусматривающае размещение культур в специальном субстрате, при подаче питания через систему капельного полива. Цикличность поливов контролируются таймерами.

Принцип следующий: раствор для питания клубники находится в отдельной емкости из которого при помощи насоса через определенные промежутки времени по трубкам подается питательный раствор в корневую зону растений. Такой способ гарантирует достаточное питание клубники и достаточное количество кислорода в корневой зоне растений. Это способ самый универсальный не сегодняшний день и позоляет добиться гарантированных урожаев.

Использование данной системы обеспечивает высокие урожаи даже в домашних условиях, без занятия серьезных площадей под данную культуру, что характерно для традиционного способа.

Выращивание зелени

Зелень для дома можно вырастить гидропонным методом при использовании следующего оборудования которое можно приобрести в магазинах:

«Домашний сад» — компактная установка с привлекательным внешним исполнением. В комплекте с оборудованием идут субстраты, семена, удобрения и лампы. Цена комплекта стартует от 13 000 руб.;

«Луковое счастье» — специализированный компактный комплекс для выращивания лука на перо. В составе установки предусмотрен компрессор, нагнетающий воздух в раствор. Производительность этого комплекта — до полутора килограммов из помещенных в него 20 луковиц. Оборудование стоит приблизительно 1 900 руб.

Aquapot — удобная альтернатива обычному стаканчику с луком на подоконнике. В зависимости от предусмотренного объема, стоимость составляет от полутора до 7 тысяч рублей.

Гидропонные системы от компании GHE — это разнообразие установок для масштабных посадок по стоимости от 10 000 руб.

Кроме готовых установок, владелец может собрать подобное своими руками. Для этого потребуется подобрать подходящие емкости — для размещения растений и стекания остатков раствора, купить насос и компрессор. Далее — достаточно собрать установку из перечисленного оборудования, чтобы обеспечить замкнутый цикл циркуляции раствора.

Овощи

При выборе или изготовлении оборудования для выращивания овощей, необходимо учесть, что здесь не подойдет фитильная система, поскольку при выборе этого типа установки растения не получат необходимого количества питательных веществ.

Кроме применения модулей промышленного производства, владелец может изготовить систему своими руками. Один из вариантов такого:

1. в пластиковой трубе выполнить отверстия под размещение горшочков с культурами;
2. закрепить заготовку горизонтально;
3. под трубой разместить емкость для хранения питающей жидкости;
4. края трубы заглушить.
5. к каждому растению подводится трубочка, которая подает питание при помощи насоса.

Принцип работы такой установки основан на том, что насос подает жидкость к корням растений, с последующим стеканием состава, питающего растения обратно в бак.

Семена овощных культур предварительно проращивают в увлажненной вате, с последующим помещением в субстрат. После того, как рассада подросла, ее пересаживают в гидропонную установку.

Цветы

Для выращивания цветов методом гидропоники подойдет любой из перечисленных способов, включая применение фитильной установки. В отличие от овощных культур, цветы требуют меньшее количество питательных веществ, поэтому можно обойтись без использования насоса для подачи жидкости, с применением системы, предусматривающей капиллярное проникновение жидкости в перлит, керамзит, пемзу или другой наполнитель. Выбор состава субстрата зависит от особенностей выращиваемой культуры.

Один из возможных вариантов установки можно изготовить в следующем порядке:

1. подобрать емкость подходящих размеров;
2. для верхней панели взять лист пенопласта или пластика, разметив и выполнив отверстия под горшки с цветами;
3. с боковых сторон просверлить отверстия для подачи жидкости;
4. продезинфицировать емкость, чтобы исключить проникновение в систему болезнетворных и вредных микроорганизмов;
5. расположить в отверстиях верхней панели цветочные горшки и подключить систему подачи питательной жидкости;
6. подобрать и разместить отдельный бак для раствора.

Для начала эксплуатации, в систему заливают питающую жидкость в необходимом количестве, подобрав состав всех компонентов.

Самые популярные гидропонные установки

Ниже приводится несколько вариантов исполнения наиболее популярных установок для выращивания растений гидропонным методом, предлагаемых производителями, из числа оборудования, выпускаемого в промышленных масштабах.

Описание установки AeroGarden

Компактная установка для дома AeroGarden — установка с полностью автоматизированным управлением, подходящая для выращивания зелени в домашних условиях. Оборудование оснащено системой освещения, выполненной из светодиодных элементов с экономичным энергопотреблением.

Пользователь может установить необходимые параметры выращивания тех или иных культур с помощью удобной системы управления. В дальнейшем электронный блок будет анализировать состав раствора, уведомляя владельца о необходимости добавления отдельных компонентов или увеличении объема жидкости.

Описание установки AquaFarm

Еще один из наиболее популярных образцов, позволяющих вырастить приличный урожай в условиях ограниченного пространства — агроферма AquaFarm. Это миниатюрная экосистема с поддоном для размещения культур и небольшим аквариумом, устанавливаемым снизу. Объем аквариума достаточен для размещения одной рыбки.

Данный комплекс полностью автономен, если обеспечить соответствие условий эксплуатации предусмотренным изготовителем требованиям. Продукты жизнедейтельности рыбки используются для питания растений. От владельца требуется только своевременно кормить рыбку и поддерживать объем воды на установленной отметке.

Описание установки Fashion Grower

Гидропонная установка Fashion Grower — неплохой выбор для выращивания земляники или клубники в домашних условиях. Этот вариант подойдет и для других культур — от томатов до зелени. Комплекс рассчитан на 18 посадочных мест, полностью автономен.

Наличие питательных веществ контролируется датчиками, с питанием устройства пальчиковыми батарейками. Растения могут выращиваться в почвенном субстрате или исключительно водной среде, в зависимости от выбранной культуры.

Небольшой недостаток — модуль не содержит в комплекте осветительную систему, поэтому освещение потребуется устраивать дополнительно, или размещать установку рядом с источником естественного освещения.

Описание установки PlantMe

PlantMe — аппаратура для посадки и выращивания зелени. Также может использоваться для клубники и других культур. Система рассчитана на шесть режимов эксплуатации, при полном погружении корней растений в жидкую среду.

Достаточно поместить семена в специальную емкость, налить воду и выбрать требуемый режим. В дальнейшем установка работает автоматически, обеспечивая циркуляцию жидкости и контролируя состав питательных веществ.

Описание установки Здоровья клад

«Здоровья клад» — выгодный вариант для проращивания семян. Установка состоит из пластикового резервуара, внутри которого устанавливается сетка, компактного компрессора, нагнетающего кислород.

Семена, помещаемые в систему, следует предварительно промыть. По завершении цикла, перед повторным применением, установку необходимо разобрать и вымыть с мылом все ее детали.

Описание установки Power Plant Growing Machine

Power Plant Growing Machine — оборудование, которое подойдет для выращивания салатных культур или цветов, различных видов зелени. Для высевания растений предусмотрена специальная губка, насыщаемая кислородом и питательными компонентами.

Этот модуль требует подключения к электропитанию. В комплекте не предусмотрена осветительная система, поэтому о данном аспекте владельцу придется побеспокоиться дополнительно.

Описание установки Click and Grow

Click and Grow — комплекс в виде «умного» цветочного горшочка. Подходит для выращивания цветов и других растений, не требующих большого количества питательных веществ.

Комплект включает набор сменных картриджей с семенным материалом различных культур и почвенный субстрат. После монтажа системы, останется только залить воду и подключить аппарат к электропитанию.

Описание установки Sun Garden

Гидропонное оборудование под наименованием «Sun Garden» — комплекс для выращивания зелени дома, снабженный светодиодной подсветкой с регулируемым расположением ламп.

Может устраиваться в несколько ярусов, с соответствующей окраской этих блоков:

в зеленый лоток заливают воду;

в белый помещают субстрат.

Функционирование системы основано на капиллярном методе проникновения влаги, поэтому аппарат не подойдет для выращивания овощей или ягодных культур.

Описание установки FreshLife FL-3000

FreshLife FL-3000 (Tribest) — гидропонный проращиватель от корейского производителя. Площадь посева может увеличиваться за счет установки дополнительных лотков. Вода постоянно циркулирует, без опасности застаивания. Эта фитоустановка требует дополнительного оборудования системы освещения.

Описание установки Boxsand

Boxsand — вариант фитомодуля для вертикального выращивания растений. Предусматривает возможность настенного крепежа. Удобное исполнение для культур, помещаемых в горшки с субстратом.

Полив производится с верхнего яруса, с последующим распространением влаги через дренажную систему к нижним элементам.

Это и другое из перечисленного оборудования можно приобрести в специализированных магазинах или через интернет. Один из сайтов, предлагающих образцы подобной продукции — Алиэкспресс.

Автоматизация гидропоники

Большинство промышленных систем предусматривают автоматизированное управление, с обеспечением контроля содержания питательных веществ, уровня воды, показателей ее кислотности и электропроводности.

Один из вариантов автоматизированных комплексов — гидропонная система под управлением Ардуино. При использовании такого оборудования, владельцу нет необходимости беспокоиться по поводу состава питательного раствора. Система автоматически поливает растения, сообщает о возможных проблемах с питательным раствором, объемом жидкости и ее характеристиками.

Подобные системы проще использовать в готовом виде, чем изобретать самостоятельно.

Лампы

Лучше других подойдут осветительные лампы, предусматривающие использование светодиодных элементов. Они достаточно экономичны. Изготовители предлагают варианты светодиодных ламп с различным спектром. Владельцу важно подобрать осветительные элементы с учетом требуемой интенсивности света и спектральных характеристик.

Компрессоры для гидропоники

Компрессоры обеспечивают необходимую концентрацию кислорода в жидкости. Выбор аэратора необходимо производить с учетом следующих его характеристик:

• мощности;
• производительности.

Это оборудование подбирают, исходя из объема жидкости в системе и масштабов гидропонной установки. Более мощные агрегаты включают несколько выходов, позволяющих подключать к ним одновременно различные гидропонные модули.

Водяные помпы для гидропоники

Чтобы обеспечить циркуляцию жидкости, для гидропонной установки необходимо подобрать соответствующий насос. Это оборудование выбирается по аналогичным критериям с компрессором. Большинство гидропонных систем предусматривают использование помпы. Главное — правильно подобрать устройство, с учетом мощности и производительности.

Основные показатели питательного раствора

Владельцу важно обеспечить контроль следующих характеристик питательного раствора:

• кислотности — показатель pH для большинства культур следует удерживать на уровне 5,5 единиц; более точное значение зависит от вида растения;
• электропроводности — от 1 до 6 мСм/см2, в зависимости от стадии жизненного цикла растений;
• наличия необходимых питательных компонентов;
• содержания кислорода.

Качество жидкости может контролироваться различными приборами. Некоторые промышленные гидропонные установки включают компьютеризированные системы, контролирующие характеристики питательного раствора.

Промышленное оборудование гидропоники для теплиц

Современные производители предлагают огромное количество разнообразных вариантов гидропонных систем, рассчитанных на выращивание культур в теплицах.

Установки промышленного производства обойдутся существенно дороже, чем самостоятельно изготовленные аппараты. Но такие комплексы предполагают выращивание овощей и других растений в больших объемах для тех, кто занимается гидропонным растениеводством в промышленных масштабах.

Кроме непосредственно оборудования, дополнительно предлагаются различные комплектующие для поставляемых гидропонных систем и необходимые запчасти.

Многоярусное оборудование гидропоники

Многоярусные системы для выращивания культур методом гидропоники пользуются наибольшим спросом. Такое оборудование позволяет максимально экономить рабочее пространство, что особенно актуально при использовании теплиц.

Стандартный комплект обычно включает стеллажный блок с системой управления. Ярусы застилаются тканью ПВХ, предусмотрена отдельная подача по ярусам питательных компонентов, с соответствующей циркуляцией жидкости, осветительными устройствами. Автономную эксплуатацию комплекса обеспечивает автоматическое управление.

Аэропоника

Метод аэропоники подходит для выращивания салата или других культур (преимущественно в виде зелени), без помещения в субстрат. Растения подвешиваются в специальном сосуде, раствор подается на насосную установку и распыляется через форсунки.

Та часть жидкости, которую не использовали растения, скапливается в поддоне и используется в замкнутом цикле.

Оборудование для аэропоники можно приобрести в готовом виде или изготовить своими руками.

Аквапоника

Аквапоника представляет собой гидропонную систему, не предполагающую использования субстрата, с помещением корней растений в жидкость. Рост культур обеспечивается за счет питательных веществ, поставляемых с раствором. Эти комплексы,

как и остальное гидропонное оборудование, выпускаются промышленными производителями. Но возможны варианты самостоятельного изготовления.

Подобные комплексы могут представлять замкнутую экосистему, в которой растениеводство сочетается с размещением аквариумных рыбок или других представителей животного мира. В этом случае отходы их жизнедеятельности используются для питания растений, с созданием полного и гармоничного цикла.

Разнообразные предложения многочисленных производителей позволяют подобрать необходимые комплектующие для самостоятельной сборки гидропонной системы или приобрести готовый комплекс, оснащенный по последнему слову техники. Для садовода главное — отчетливо представлять цели, которых он желает добиться, и подбирать установку с учетом разновидностей выращиваемых растений и планируемых масштабов производства.

Источник https://gidrostore.ru/promyshlennaya-gidroponika/

Источник https://habr.com/ru/company/lanit/blog/545716/

Источник https://gidronom.ru/oborudovanie/gotovye-resheniia/945-oborudovanie-dlja-vyraschivanija-metodom-gidroponiki.html