Безґрунтове вирощування, гідропоніка, вертикальне землеробство

Коли ви чуєте «вирощування без грунту», перше, що спадає на думку, це стерильні лабораторії з ідеальними рослинами. На практиці це брудні гумові чоботи, постійна боротьба з водоростями в ємностях і ці вічні проблеми з pH. Пам’ятаю, як у 2018 році ми запустили експериментальну вертикальну ферму в передмісті Новосибірська – думали, що відтворили голландські технології, а отримали – чахлі паростки з хлорозом. Виявилося, що про добові перепади температури в неопалюваному ангарі забули.

Гідропоніка: більше, ніж просто вода та добрива

Більшість людей сприймає гідропоніку як простий полив поживним розчином. Насправді це точна наука – я досі веду зошит із записами про електропровідність розчинів для різних культур. Наприклад, для базиліка оптимальна ЕЦ 1,8-2,3 мСм/см, але якщо нічна температура опуститься нижче 16°С, концентрацію необхідно знизити на 15%, інакше коріння почне відмирати.

Зараз ми працюємо зShandong Linyao Intelligent Agriculture Technology Co., Ltdнад системою автоматичного контролю - їх обладнання добре справляється з підтриманням pH, але є нюанси з регулюванням по часу доби. На їх сайті https://www.lyzhihuinongye.ru є цікаві рішення для інтеграції води та добрив, хоча алгоритми довелося модифікувати для російських умов.

Найпоширенішою помилкою новачків є економія фільтрації. Ми якось поставили на систему крапельного поливу дешевий дисковий фільтр - через місяць всі емітенти забилися відкладенням. Довелося повністю міняти лінійку, яка коштувала понад десять якісних фільтрів.

Вертикальне фермерство: де математика зустрічається з біологією

Розрахунок світлових потоків в багатоярусних системах - окрема головний біль. Люмен, люкс, PAR - все це потрібно перевести в практичні показники. Для салату оптимальна ППФД становить 150-200 мкмоль/м2/с, але при висоті стелажа більше 50 см нижні яруси отримують на 30% менше світла.

У проектіShandong Lingyao Co., LtdПід час будівництва розумних агропарків ми просто зіткнулися з проблемою затінення. Нам довелося розробити індивідуальну систему рухомих ламп – це було дорого, але це збільшило врожайність на 17%.

Найскладніше у вертикальному землеробстві – це не технології, а логістика. Збирати врожай з п'ятого ярусу, перетягуючи драбину, як і раніше одне задоволення. Зараз пробуємо конвеєрні системи, але поки вони більше заважають, ніж допомагають.

Обладнання: між «розумним» і «робочим»

Автоматизація безґрунтового вирощування часто є кошмаром. Датчики pH потребують калібрування раз на тиждень, датчики EC покриваються покриттям, а розумні клапани іноді забувають закритися. Одного разу ввечері вийшов з ладу контролер, і до ранку весь салат плавав у розчині з EC 5,8.

UShandong Linyao Intelligent Agriculture Technology Co., LtdЄ хороші напрацювання з дистанційного керування вентилями, але в умовах російських стрибків напруги довелося встановлювати додаткові стабілізатори. Їхня система фільтрації води зарекомендувала себе краще багатьох європейських аналогів, особливо при роботі з жорсткою водою.

Перетворювачі частоти для насосів є обов'язковими для будь-якої серйозної гідропонної системи. Без них перепади тиску вбивають крапельниці протягом кількох місяців. Це ми дізналися дорогою ціною – після третьої заміни всієї системи поливу.

Поживні розчини: Алхімія сучасного землеробства

Приготування розчину - це не просто змішування компонентів А і Б. Необхідно враховувати стадію росту рослини, температуру, вологість і навіть швидкість вітру (для відкритих систем). Влітку 2020 року ми втратили весь урожай помідорів через те, що через різке підвищення температури не відрегулювали рівень кальцію.

Мікроелементи – окрема тема. Залізо має бути в хелатній формі, інакше воно випадає в осад. Мідь і цинк потрібні в мікродозах - занадто багато в 0,1 проміле вже викликає токсикоз. Довго підбирали співвідношення для полуниці - виявилося, що калію в період плодоношення їй потрібно на 30% більше, ніж вказано в стандартних рецептах.

Зараз експериментуємо з органічними добавками для гідропоніки – поки непереконливо. Здається, зростання покращується, але стабільності системі це не додає. Це може працювати краще для аквапоніки.

Реальні випадки і невдачі

Найбільш вдалий проект - тепличний комплекс під Казанню, де поєднали гідропоніку і вертикальні грядки. Урожайність салату склала 6,8 кг/м2 проти звичайних 3,2 у ґрунті. Але собівартість все одно висока - енерговитрати на додаткове освітлення з'їдають 40% прибутку.

Але спроба виростити полуницю в багатоярусній установці повністю провалилася. Світла не вистачало навіть при щільності лампи 350 Вт/м2, і квіти доводилося запилювати вручну – невигідно. Нам довелося перепрофілювати систему на зелені.

Під час роботи ми отримали цікавий досвідShandong Lingyao Co., Ltdпо проекту високоякісних сільськогосподарських угідь. Технології інтелектуального обладнання показали, що добре працюють у великих тепличних комплексах, хоча дрібним фермерам їх важко обслуговувати.

Перспективи і тупикові гілки

Безґрунтове вирощування точно не панацея. Для зернових чи коренеплодів це навряд чи колись стане рентабельним. Але для зелені, лікарських трав і деяких овочів це вже вигідніше традиційних методів.

Гідропоніка в її нинішньому вигляді, думаю, скоро поступиться місцем аеропоніці – менше споживання води, краща аерація коренів. Але поки це занадто дорого і примхливо.

Вертикальне землеробство має сенс лише в умовах дорогої землі та розвиненої логістики. Будувати вертикальні ферми в регіонах, де гектар коштує копійки, – економічне божевілля.

Зараз ми спостерігаємо цікавий тренд – комбіновані системи, дебезґрунтове вирощуваннясуміжний з традиційними методами. Можливо, це майбутнє - не повна відмова від ґрунту, а розумне поєднання технологій.