Автоматична гідропонна система внесення добрив, яка використовується на фермі

Коли ви почуєте проавтоматична система внесення добрив для гідропоніки, багато хто уявляє панель з кнопками, де все поливається самостійно за розкладом. Але на практиці навіть найкраща автоматика вимагає постійного втручання - або засмітився датчик ЕС, або рН поплив через стрибок температури в теплиці. Ми в Shandong Lingyao Intelligent Agriculture Technology Co., Ltd. Не раз стикалися з тим, що клієнти чекають «чарівної кнопки», а потім дивуються, чому листя жовтіє, коли налаштування контролера ідеальні.

Чому автоматизація не «встановіть і забудьте»

У минулому році ми налаштували систему для тепличного комбінату в Ростовській області - замовник купив голландський контролер з сенсорним екраном, але через місяць поскаржився на некроз країв листя томатів. Виявилося, що проблема навіть не в алгоритмах, а в тому, що вода зі свердловини давала сезонні коливання карбонатної жорсткості, які не відстежувалися датчиками. Доводилося кожні три дні доповнювати систему ручними тестами – автоматика просто не встигала адаптуватися.

Особливо критичний момент сфертигаціяв багаторівневих установках - де нижні рівні отримують дренаж з верхніх. Наш інженер Михайло якось на прикладі полуниці показав: якщо датчик ЕС тільки на вході, то до четвертого ярусу розчин згущується на 15-20%, і рослини починають «голодувати» при формально правильних показниках. Тому тепер ми завжди встановлюємо резервні датчики на виході кожного контуру.

До речі, про Shandong Lingyao LLC - ми спочатку спеціалізувалися на проектуванні гідротехнічних споруд, і це дало нам несподівану перевагу: розуміння того, як поводитиметься вода в довгих трубопроводах взимку. У наших системах часто в розводку баків включають нагрівальні кабелі - дрібниця, а без нього в тому ж Підмосков'ї листопадові морози вивели з ладу цілі лінії крапельного поливу.

Обладнання, яке дійсно працює

Зараз ми активно просуваємо модернізовані версіїінтелектуальне обладнання для інтеграції води та добрив- ті, що мають можливість калібрування для конкретної культури. Не так, як у стандартних контролерах, де середні «помідор/огірок/салат», а з урахуванням фази росту. Наприклад, базиліку в період нарощування зеленої маси додаємо поправку на амонійний азот, який рідко входить до базових налаштувань.

Перетворювачі частоти - інша історія. Багато досі використовують релейні схеми, але там скачки тиску вбивають крапельниці протягом сезону. Ми перейшли на системи з плавним регулюванням, особливо для високих штабелів - коли насос повинен піднімати розчин на 8-9 метрів, критична стабільність тиску. Одного разу в Краснодарському краї через естафетні перенапруги було втрачено 30% урожаю салату - рослина просто не встигла засвоїти поживні речовини.

Фільтрація – це елемент, на якому не заощадиш. Ми встановлюємо багатоступеневі системи з дисками та сітками, але головне – це датчики перепаду тиску до та після фільтра. В автоматичному режимі це дозволяє запускати зворотне промивання саме тоді, коли це необхідно, а не за таймером. На сайті https://www.lyzhihuinongye.ru є кейс на теплиці з полуницею, де така схема зменшила витрату води на 22% за рахунок точного визначення моменту змиву.

Вибір рішень - де найчастіше допускаються помилки

Я бачив десятки випадків, коли люди купували дорогі ізраїльські добрива, але не брали до уваги вихідну воду. У Підмосков’ї, наприклад, часто буває підвищений вміст заліза, яке вступає в реакцію з фосфатами – утворюється осад, який забиває не тільки крапельниці, але і прикореневу зону. Тепер ми завжди рекомендуємо попередній хімічний аналіз води - це копійки в порівнянні з втратами від простою системи.

З азотними підживленнями теж не все однозначно. В автоматичному режимі легко перестаратися – датчики ЕС показують норму, але рослини отримують надлишок амонію. Особливо чутливі до цього огірки у фазі плодоношення. Наш агроном Вадим розробив емпіричну формулу поправки: при температурі вище 28°C ми знижуємо концентрацію аміачного азоту на 15%, незалежно від показань датчика – інакше починає пригнічуватися коренева система.

Мікроелементи – окрема справа. В автоматичних системах їх часто годують так само, як і основну форму, але хелатні форми можуть руйнуватися, якщо їх залишити в баку протягом тривалого часу. Необхідно було ввести окремі дозувальники з короткочасним перемішуванням безпосередньо перед подачею. Здавалося б, очевидне рішення, але 80% готових систем на ринку цього не передбачають.

Інтеграція з іншими системами

Коли ми говоримо пророзумні агропарки, автоматизація внесення добрив є лише частиною загальної схеми. Наприклад, на концентрацію розчину повинні вплинути дані метеостанції: в похмурі дні знижувати ЕК на 10-15%, тому що сповільнюється транспірація. Але не всі контролери можуть створювати такі з’єднання — часто доводиться додавати логіку самостійно.

З дистанційним керуванням також є деякі нюанси. Теоретично регулювати клапани в теплиці під Воронежем можна з офісу в Москві, але на практиці затримки зв'язку іноді досягають 30-40 секунд. Для систем поливу це не критично, а ось для регулювання рН це вже проблема. Тому залишили зайвий локальний контроль – автоматика має працювати навіть при порушенні каналу зв’язку.

Ми отримали цікавий досвід під час інтеграції з системами освітлення. Виявилося, що при переході на світлодіодне додаткове освітлення рослини починають споживати на 20% більше кальцію — довелося переписувати програми підживлення. Зараз ми тестуємо схему, де спектр освітлення впливає на алгоритмфертигація— за попередніми результатами урожайність салату зросла на 8-9%.

Перспективи та обмеження

Зараз усі цікавляться ШІ та машинним навчанням, але у випадку гідропоніки нейронні мережі все ще слабкі в прогнозуванні локальних проблем. Я бачив систему, яка три тижні «вчилася» за показаннями датчиків, а потім видала рекомендацію подвоїти магній - рослини просто згоріли. Досвід агронома поки не замінить жодна автоматизація.

Основний напрямок розвитку – прогнозна аналітика. Не просто реагувати на зміни, а передбачати їх. Наприклад, виходячи з динаміки витрати розчину, прогнозують настання мінерального голодування за 2-3 дні до візуальних проявів. У Shandong Linyao LLC ми тільки запускаємо пілотний проект з такою системою для теплиць троянд – подивимося, чи зможемо ми зменшити втрати від хлорозу.

Головний висновок останніх років: будь-яка автоматика повинна мати «аварійний вихід» — можливість швидкого переходу на ручне керування. І візуальний контроль обов’язковий. Якими б якісними не були датчики, досвідчений агроном швидше за будь-яку електроніку визначить проблему по одному виду листя. Баланс між технологією та людським досвідом – ось що робитьавтоматична система внесення добрив для гідропонікидійсно ефективний.