В Сибири создали умные теплицы для суровых климатических условий

18.05.2020
Технологии
771

В российском Новосибирске компания iFarm создала «умные» вертикальные фермы, позволяющие вырастить овощи, зелень и фрукты даже человеку, не имеющему опыта или образования в сфере агротехнологий. Руководитель компании Александр Лысковский рассказал о том, как подобрать оптимальную агротехнику с помощью цифровых технологий, почему будущее за «умными» теплицами и как вырастить за месяц 20 кг земляники садовой (клубники) в условиях сибирских морозов. Об этом сообщает интернет-портал EASTFRUIT

Опытная ферма iFarm, на которой выращивают органическую продукцию размещена в местном Академпарке Новосибирска. Продукты здесь растут в натуральном грунте, а не на питательной смеси, и при их выращивании вообще не используются агрохимикаты.

Умные фермы идеально подходят для выращивания овощей, ягод, салатов. Системы можно эксплуатировать даже в условиях сибирского климата с экстремально низкими температурами и коротким световым днем

Новосибирскую ферму отличают не только экометоды выращивания продукции. Ее создатели Александр Лысковский и Олег Костенко разработали собственные автоматизированные гелиотеплицы, вертикальные фермы и модули доращивания. Система с помощью датчиков отслеживает температуру, влажность, уровень освещенности и автоматически регулирует их, осуществляет полив и подкормку, сигнализирует о необходимости своевременного сбора урожая. Теплицы подходят для выращивания овощей и иных культур даже в суровых климатических условиях.

Первым опытным образцом компании стала гелиотеплица, которую построили в конце 2017 г. Основа такой теплицы — утепленный каркас из легких стальных конструкций, который легко собрать самостоятельно. Стена, выходящая на юг, — прозрачная, крыша также скошена в южном направлении. Чтобы удерживать тепло, северную стену обшивают светоотражающим материалом. Также для обеспечения комфортной температуры теплицу оборудовали системой «Теплый пол». Площадь первой теплицы была 42 м2. 

Создатели решили дополнительно усовершенствовать классическую конструкцию. Чтобы снять с владельца заботу о поддержании оптимального микроклимата, разработчики установили внутри датчики, которые отслеживают влажность, температуру, освещенность, содержание углекислого газа и своевременность полива. Информация отправляется на компьютер. 

Управлять всеми процессами можно с помощью «облака», через ПК или обычный смартфон

Первый урожай  (около 20 кг садовой земляники)  собрали уже через месяц после посадки кустов в феврале 2018 г. Разработчики пошли дальше и стали высаживать в теплице томаты, огурцы, несколько видов салатов и пряных трав. 

Также разработчики решали проблемы, которые возникали в процессе эксплуатации теплицы. Сначала самой сложной задачей им казался обогрев растений в суровые сибирские морозы. Однако они столкнулись с другой проблемой: слишком высокая температура при нагревании конструкции даже слабым весенним солнцем также негативно сказывалась на культурах, а проветривать теплицу было нельзя — нарушался микроклимат.

«Сначала мы делали обычные теплицы — на них все располагалось плоско, а не на стеллажах. И досвечивалось специальными фитолампами, которые автоматически включались, когда солнца не хватало для роста овощей. Мы строили матмодели, считали приход и расход света и что на него влияет — прозрачность крыши (первая была из двухслойного поликарбоната), облака и многое другое. Выяснили, что чем прозрачнее крыша, тем сложнее сохранить тепло — через ту же крышу тепло уходило ночью (инфракрасное излучение). А летом она слишком перегревалась, растения погибали от жары. Проветривать нельзя — СО₂, который надо было держать повышенным, улетучивался. А также снаружи залетало много патогенов, их приходилось травить пестицидами».

В дальнейшем было принято решение сосредоточиться на производстве собственных вертикальных ферм — полностью изолированной конструкции, которую, в отличие от гелиотеплиц, можно размещать только в закрытых пространствах. Она не зависит от изменений в окружающей среде, поэтому поддержание микроклимата внутри проще и дешевле. Например, не надо бояться, что в летние месяцы температура внутри поднимается слишком сильно. Культуры размещаются на стеллажах, тем самым увеличивается полезное пространство: при высоте потолков в 4,5 м и площади помещения 80 м2 площадь выращивания увеличивается почти вдвое — до 148 м2. 

Итоговый вариант фермы представляет собой своеобразный конструктор — быстромонтируемую коробку, в которой на стеллажах размещаются емкости с субстратом, в случае iFarm — торф. Культуры выращиваются в изолированной среде, поэтому не нуждаются в обработке от вредителей и инфекционных болезней, передающихся по ветру, через насекомых или другие растения. 
Компактные размеры дают возможность получать достаточно большой урожай на ограниченной площади. Модули можно располагать вертикально или горизонтально, рационально используя пространство.

«Это гидропоническая установка — внутри поддонов несколько раз в день подается вода с удобрениями, которая смачивает корни растения и торф, насыпанный в небольшие горшочки. Данный торф не содержит питательных веществ, он нужен, чтобы держалась корневая система».
Александр Лысковский разработчик стартапа
За микроклимат внутри ферм отвечает интеллектуальная система

Для каждого продукта специалисты-технологи разрабатывают определенный «рецепт» выращивания — агротехническую карту. Эта программа-сценарий сообщает, когда пора полить растение, дать прикорм или изменить освещение. В технологической карте заложено множество параметров, в частности, можно контролировать количество плодов, их сладость и даже состав витаминов.

Система автоматического регулирования климата, питания и света требует минимального участия человека. С обслуживанием теплицы площадью 100 м2 справится один человек. Срок монтирования такого конструктора — два-три месяца. За всеми изменениями специалисты компании следят, оцифровывают их, анализируют и улучшают агротехнику. 

Управление теплиц и ферм осуществляется через облачную систему. «Рецепты» выращивания получают из центральной базы данных, благодаря чему продукт можно вырастить, просто нажав на кнопку. Изучать агротехнические основы и тонкости для этого не нужно. Управлять процессом можно дистанционно — через компьютер или смартфон. 

Сейчас у стартапа iFarm промышленная ферма в Новосибирске площадью 1000 м2. Ведется строительство трех объектов в Москве, по одному — в Казани, Иркутске, Томске и Хельсинки.