Гидропоника на балконе: сити ферма своими руками

Вертикальные фермы, городские или сити-теплицы: новые решения бизнеса на овощах и зелени

Помимо увеличения доли и численности городского населения, перемены в классическом земледелии также вызваны изменением климата, истощением природных ресурсов и углеродным следом от производства и транспортировки продуктов питания (один томат в среднем проезжает 1 500 км, чтобы попасть на прилавок магазина).

Стоит задуматься также и о том, что большая часть всех потребляемых в развитых странах овощей и зелени ими импортируется. В России этот показатель от 30 до 80% в зависимости от вида овощей. (* В последние годы самообеспеченность овощами возросла: по огурцу почти до 90%, До 65 по томату. Чего нельзя сказать о семенах. Многие производители продолжают «по привычке» выращивать овощи из семян голландского производства, не смотря на то, что семена российской селекции, в частости «Гавриш», по качеству превосходят зарубежные аналоги, а по стоимости выгоднее. *прим. ред.)

При доставке до 40% урожаев превращаются в отходы, а то, что доезжает до нас с вами, теряет около 45% питательных веществ.

Выращивание овощей современными методами — выгодно и близко

Мировая продовольственная система в том виде, как она организована сейчас, очень неустойчива. В 2020 году из-за пандемии коронавируса проблемы в сельском хозяйстве обострились. Закрытие границ, санкции, эмбарго привели к срыву поставок продовольствия. После потерь, ощутимых как в экономическом, так и производственном плане, агропромышленный сектор задумался о полном импортозамещении продукции. Как это сделать и чем могут помочь новые технологии хорошо видно на примере компании iFarm, которая создает автоматизированные вертикальные фермы для локального выращивания овощей, ягод и зелени.

Овощи на «Удаленке» — автоматизация выращивания овощей: от биовегетария к вертикальной ферме

Компания iFarm начала работу осенью 2017 года. Тогда в планах коллектива было создание так называемых биовегетариев — светопроницаемых теплиц. Однако контролировать температуру внутри подобной конструкции оказалось сложно: солнечный свет либо моментально нагревал помещение, либо же все тепло уходило за счет инфракрасного излучения и тонких стенок конструкций. Управлять почвой в биовегетарии также было непросто: каждая часть грядки имела свой состав, температуру и влажность. Необходимо было найти решение с полной автоматизацией этих параметров, чтобы получать стабильно вкусный и гарантированный урожай овощей, ягод и зелени на протяжении всего года.

Кроме того, направление биовегетариев не предполагало быстрого масштабирования и не подходило для реализации более глобальной цели — создать автоматизированную технологию локального выращивания, которая могла бы обеспечить продовольственную безопасность в условиях, когда население мира быстро растет и урбанизируется.

В 2018 году команда iFarm представила собственную разработку промышленной технологии выращивания салатов и пряных трав на вертикальных фермах, которые можно располагать в закрытых помещениях в городах и начала эксперименты с различными культурами.

Вертикальные фермы — отличный выбор для городского овощеводства

Сегодня в открытых источниках появляется большое количество информации о вертикальных фермах. Хотя до сих пор вокруг сити-фермерства возникают многочисленные споры, само по себе вертикальное земледелие как подход не ново, просто оно стало активно развиваться несколько лет назад, когда был совершен прорыв в светодиодах (они стали и эффективнее, и дешевле).

Однако каждый раз скептики пытаются переубедить инноваторов в том, что сити-фермерство — это дорогое и неперспективное производство

Но так ли это на самом деле? Давайте разбираться.

Вертикальные фермы задают новые стандарты в производстве еды

Вертикальные сити-фермы для выращивания овощей популярны благодаря многим факторам: такие фермы быстро строятся, находятся рядом с потребителем, позволяют сэкономить природные ресурсы (вода, почва), экологичны, позволяют круглый год получать качественные урожаи практически в любом уголке России, независимо от климата.

Один из главных плюсов вертикального фермерства — автоматизация и возможность управлять большинством процессов, включая микроклимат

Внутри ферм избегают перепадов температуры, перепадов влажности, нехватки или избытка солнечного света, как это бывает в живой природе. В оптимальных условиях растения получают сбалансированное питание и максимально раскрывают свой потенциал. Это позволяет получать больше урожаев и сокращает сроки созревания как минимум на 10-15 дней даже по сравнению с обычными теплицами, а уж тем более с выращиванием овощей открытом грунте, где контролировать рост и развитие растения сложнее.

К примеру, на вертикальной ферме срок созревания листового салата до состояния готовой товарной продукции составляет в среднем 25-30 дней

Сотрудники iFarm комплексно подходят к решению главной задачи — обеспечить доступ населения к качественным продуктам питания. Можно ли на этом открыть полноценный агробизнес в городе и не прогореть? Команда iFarm создала автоматизированную технологию под ключ, на базе которой любой сити-фермер может построить свою ферму и выращивать салаты, пряные травы, съедобные цветы, а в ближайшее время даже садовую землянику, редис, черри-томаты и сладкие перцы.

Вертикальные фермы: сочетание новых технологий агропроизводства, удобства и выгоды

Сегодня технология iFarm представляет собой систему, которая включает в себя три основных блока: программное обеспечение (software), агротехнологии, оборудование (hardware).

Благодаря комплексной работе, запустить вертикальную ферму под силу любому человеку, даже если у него нет специализированных знаний в вопросах автоматизации производства, управления и агрономии.

Ключевой элемент — SaaS-платформа iFarm Growtune. Она отвечает за автоматизацию процессов, обеспечивает связь между владельцем или управляющим фермы с производством, помогает растениеводам выполнять базовые задачи по уходу за посадками.

— Наше облачное решение напрямую взаимодействует со всеми датчиками и контроллерами, управляет параметрами температуры, влажности, CO₂, составом раствора и графиком полива, расписанием включения и отключения света, а также выдает четкие инструкции по действиям с посадками для персонала ферм, — рассказывает директор по продукту iFarm Growtune Олег Костенко.

Благодаря такому уровню автоматизации сити-фермеру не требуется самому подбирать и настраивать параметры, а также мониторить процессы, чтобы получить качественный урожай в прогнозируемые сроки — система все сделает самостоятельно. Для этого необходимо выбрать культуру из каталога, который сейчас содержит более 120 «рецептов» выращивания, запланировать посадку, подтвердить заказ и наблюдать за производством.

Надежность — главное требование, которое предъявляют сотрудники компании к системе автоматизации. Сбой системы на несколько часов может привести к гибели урожая, который рос несколько недель. Искусственный интеллект отслеживает состояние растений на вертикальных фермах и обучается на основе данных loT-устройств, автоматических отчетов производства, компьютерного зрения и данных по продажам, а также сообщает обо всех нарушениях при помощи системы уведомлений. Чтобы избежать влияния человеческого фактора, в Growtune предусмотрен функционал чек-листов — автоматически генерируемых задач с четким перечнем действий для каждого этапа роста, каждой культуры.

Спец-программы выращивания для автоматизированных теплиц

Агрономы и специалисты по питанию растений провели огромное количество экспериментов в восьми собственных лабораториях, проверяя семена, оптимальный микроклимат, освещение и питание для каждой культуры. Управление этими параметрами позволяет добиваться максимальной урожайности с 1 м 2 посадок и получать яркие вкусовые характеристики салатов, пряных трав, овощей и ягод, сохраняя их полезные свойства.

Подобные исследования помогают повысить качественные и экономические показатели продукции. Полученные данные оцифровываются и превращаются в «рецепты» выращивания, каждый из которых содержит библиотеку всех необходимых микроклиматических параметров, а также агротехнических и технических процедур по уходу за конкретной культурой. Эта информация загружается в базу данных iFarmGrowtune и становится доступной сити-фермеру.

— Возможности, которые мы заложили в систему по удаленному управлению всеми процессами, начиная от планирования посадок до организации сбыта, позволяют минимум на 20% сократить расходы на оплату труда и максимально облегчить работу на ферме, снижать стоимость каждого килограмма овощей, ягод и зелени, — рассказывает коммерческий директор компании Майя Городова. — Все высокооплачиваемые специалисты работают внутри iFarm, а результаты их труда доступны клиентам в виде каталога культур и универсальных онлайн-инструментов для управления производством.

Какие культуры поступают на проработку в лабораторию определяется спросом на рынке и трендами в HoReCA. Выбор сортов не обуславливается одним лишь желанием. Во-первых, нужно учитывать экономическую выгоду, то есть, сколько владельцы вертикальных ферм смогут заработать на данной культуре. Во-вторых, большую роль играет сам вкус растения, но его определяют запросы. Так, например, рестораторы заказывают руколу с ярко выраженными вкусовыми характеристиками, а для магазинов выращивается рукола с более классическим, привычным вкусом. В каталоге Growtune есть оба «рецепта».

Сейчас эксперименты проводятся по следующим направлениям: зеленные культуры (новые виды и сорта салатов, пряных трав, микрозелени), ягоды (земляника садовая), съедобные цветы, овощи (томаты черри, сладкий перец, огурцы, редис).

Применение новых агротехнологий на реальном производстве — работает, проверено!

На вертикальных фермах по технологиям iFarm для выращивания овощей, ягод и зеленных культур используется метод проточной гидропоники: корни растений получают питание из специального сбалансированного раствора, который содержит все необходимые макро- и микроэлементы. Этот метод экологичен, надежен в эксплуатации, экономически выгоден и позволяет размещать фермы на любом этаже здания, благодаря легкости конструкций. Кроме того, он подходит для выращивания большого числа растений.

В светопрозрачных теплицах более старого поколения овощи выращиваются в основном на почвогрунте, в современных теплицах — это малообъемная гидропоника с использованием органического (кокосового и торфяного) субстрата, либо минеральной ваты. Данные технологии сопряжены с тем, что в определенный момент (в конце вегетации растений или нескольких циклов вегетации) возникает вопрос утилизации отработанного почвогрунта и субстратов, которые используются в малообъемной гидропонике.

— На вертикальных фермах мы почти ушли от субстрата. Его используется немного — для закрепления корней рассады. Таким образом, мы исключили загрязнение внешней среды и непредсказуемость условий, в которых формируется корневая система растений. Большой плюс в том, что мы в любой момент можем проводить осмотр корней и фиксировать изменения их состояния, а значит — работаем на опережение, если наблюдаем малейшие отклонения в развитии. Это почти невозможно при выращивании культур в почве или большом объеме субстрата, — говорит Наталья Смирнова, кандидат биологических наук, специалист по питанию растений, старший научный сотрудник лаборатории агрохимии Института почвоведения и агрохимии СО РАН.

Метод проточной гидропоники позволяет работать с разными видами субстрата (чаще всего — торф и минеральная вата). Однако агрономы в ходе лабораторных исследований выявили, что у некоторых культур корневая система лучше развивается в поролоне. В качестве одного из субстратов его использовали при выращивании микрозелени. Во время проверки урожайности нескольких культур (редис, горчица, кресс-салат и др.) он показал наилучшие результаты: поролон обладает хорошей воздухоемкостью, что положительно влияет на урожайность. Также у него низкая себестоимость.

Новые реалии — новое оборудование для вертикальных ферм

В работе iFarm использует ряд собственных инновационных решений для городских вертикальных ферм, часть из которых запатентована. Это мировая тенденция на рынке умных теплиц, когда компании сами разрабатывают для себя нужные технологии. Однако инновации приходят и из других секторов, например, искусственный интеллект, дроны или солнечные батареи.

Инженеры iFarm проделали большую работу над созданием собственных систем LED-освещения. Прорыв последних лет на рынке светодиодных фонарей позволил сделать искусственный свет идентичным солнечному! Лампы мало весят и не нагреваются в сравнении с предыдущими вариантами, сегодня их изготавливают в рамках контрактного производства для всех вертикальных ферм по технологиям iFarm и даже сторонних заказчиков (недавно большая партия уехала в Австралию).

Компания iFarm получила патенты на разные компоненты вертикальной фермы по своим технологиям. В их числе поддоны, профессиональный растворный узел (замешивает большое число растворов питания), система кондиционирования и осушения, которая позволяет повторно использовать испаряемую растениями воду.

Микрозелень — популярность растет с каждым днем

Мировой тренд на здоровое питание ставит микрозелень на лидирующие позиции в общем списке полезных продуктов. Поэтому многие компании делают ставку именно на нее. Тем более, что микрозелень — самостоятельное направление, основные покупатели которого — рестораны. Мы писали об этом в нашем материале на сайте официального интернет-магазина профессиональных семян «Гавриш», где микрозелень выделена отдельной линией, как быстрорастущий тренд.

— Микрозелень очень важна для здоровья. Молодые росточки содержат рекордное количество необходимых человеку полезных веществ — до 40 раз больше, чем во взрослых растениях тех же культур. Тренд на употребление микрозелени растет, в результате чего это направление становится популярно и у производителей, — рассказывает Майя Городова.

Для выращивания микрозелени используются специальные семена от проверенных производителей. А одно из главных условий качественного урожая — хорошая циркуляция воздуха в помещении. Побеги срезают после появления одного-двух листиков: горох вырастает за 12-15 дней, амарант — за 6 дней, редиска — за 5-8 дней, подсолнечник — за 12 дней. За это время растения максимально наполняются витаминами, но еще не успевают «затвердеть». На промышленных вертикальных фермах микрозелень выращивают на стеллажах, аналогичных тем, на которых растут «взрослые» салаты и пряные травы. В настоящее время готовится финансовая модель с экономикой фермы для такого ассортимента.

Также в разработке находится решение для ресторанов. Далеко не всегда есть возможность установить вертикальный стеллаж прямо в зале. Нужно адаптировать его под условия кухни, где обычно жарко и влажно. Именно этим сейчас занимается отдел опытного производства iFarm.

Сити-фермерство: экономически обоснованная альтернатива теплицам

Культивирование в закрытых помещениях дает огромное преимущество перед традиционным земледелием. Например, если фермер или агроном потеряли урожай, то зачастую им приходится ждать следующего сезона или оборота. На вертикальной ферме можно выращивать культуры круглый год, а благодаря замкнутому циклу на производстве — не использовать средства для защиты растений от вредных насекомых.

Главная задача вертикальных ферм — накормить растущее население мегаполисов. Овощная продукция должна быть свежей, полезной, вкусной. У продукции с городских ферм есть большое преимущество по сравнению с «собратьями», выращенными в тепличных комбинатах. Это, конечно, в первую очередь — производство, не требующее серьезных затрат на логистику. Овощи, фрукты, ягоды и зелень, которые везут издалека, падают в качестве.

— В тепличных комбинатах томаты срываются зелеными и поспевают по дороге. Не все гибриды хорошо переносят длительную транспортировку, могут испортиться по пути. А это напрямую сказывается на их вкусе, цвете, внешнем виде. То же самое с клубникой, зеленью и другой продукцией, которая относится к сегменту fresh и ultrafresh, — делится Майя Городова.

Окупаемость вертикальных ферм

Вертикальные фермы — инструмент, который помогает решать все эти проблемы. Такие экологически чистые производства удовлетворяют еще один запрос — растущий мировой тренд на эко-продукцию и осознанное, здоровое питание.

Один из главных вопросов со стороны потенциальных клиентов — это сроки окупаемости. По словам Городовой, окупаемость коррелирует с площадью помещения: чем больше ферма, тем быстрее она окупается. Специалисты компании предоставляют обоснование финансовых моделей на примере салатных линий.

Авторы: Елена Шкарубо, Екатерина Ананьева
фото: Ника Селезнева, Елена Альшимари

Гидропоника на балконе: сити ферма своими руками

Для выращивания овощей в домашних условиях приобретают гроубоксы. В них уже имеется гидропоника, предусмотрен обогрев, освещение, вентиляция. Боксы изготавливают под интерьер помещения. Они могут быть замаскированы под шкаф, тумбу, комод.

В этом случае необходимо лишь приготовить питательный раствор, посадить рассаду томатов, огурцов, перца, баклажанов или других овощных культур, и подключить бокс к сети.

Для домашнего выращивания растений приобретают гидропонику от компании GHE, Willma, Oxypot, AquaPot. Если нет возможности купить готовое оборудование, его можно сделать своими руками.

Для этого используют следующие изделия:

• трубу ПВХ диаметр 130 см, толщина стенки 4 см; длина 1,5-2 м;
• на верхней стороне делают разметку для посадочных стаканчиков; шаг 40 см;
• проделывают отверстия диаметром 10 см;
• такого же диаметра выбирают посадочные горшки; в них проделывают отверстия паяльником;
• для питательного раствора приспосабливают бак с крышкой из непрозрачного пластика; объём 15 л;
• в него укладывают автомобильный насос;
• к насосу подсоединяют трубку, через которую в модуль будет поступать питательный раствор; для трубки проделывают отверстие в крышке;
• с правой стороны модуля устанавливают переходник, который соединяют с трубкой от насоса; все стыки закрывают герметиком;
• с левой стороны делают отвод; к нему подключают отводную трубку; через неё р-р возвращается в бак; отвод устанавливают на уровне донной части горшков;
• рекомендуют установить ещё один отвод на высоте 5 см; его закрывают заглушкой; отвод используют, когда корни растений опустятся в модуль;
• на трубе устанавливают шпалеры или сетку для подвязывания веток кустов томатов или плети огурцов.

Остаётся наполнить бак раствором, подключить насос к сети. Горшочки наполняют субстратом: керамзитом, минеральной ватой или кокосовым волокном. Высаживают рассаду, начинают полив.

Над гидропонной системой рекомендуют установить 2 лампы LED мощностью 50 Вт. Их устанавливают на высоте 40 см от саженцев.

Чтобы гидропонная система не нарушала интерьера помещения, используют гроутент. Он спрячет растения. Гидропонику можно расположить на балконе.

Если он находится на солнечной стороне, то в летнее время на нём может быть слишком жарко. Томаты и огурцы хорошо переносят высокие температуры, но их требуется защитить от прямых солнечных лучей. Окна оборудуют цветной москитной сеткой.

Выращивать овощи на балконе в зимнее время не так просто. Помещение требуется отапливать. Обычно устанавливают систему «тёплый пол». Балкон должен быть утеплён.

Гидропонику помещают в гроутент, в котором поддерживают комфортную температуру. Всегда надо помнить, что разница температуры в гроутенте и в помещении не должна быть слишком большой. Чтобы добиться режима 25 0С в тенте, на балконе поддерживают температуру не ниже 15 0С.

Гидропонные субстраты

В гидропонной конструкции применяют растворы, в составе которых имеются все необходимые для развития и роста микроэлементы, где превалируют:

• фосфор — стимулятор роста и завязи плодов;
• калий — отвечает за интенсивность окраса и активизирующий побегообразование;
• кальций, магний — участвуют в развитие корневой составляющей.

Есть варианты устройств, где акцент ставится исключительно на питательных растворах. Однако чаще дополнительно используют специальный субстрат, характеризующийся высокой воздухопроницаемостью и влагоемкостью.

В горшки засыпают такой состав, который благодаря свойству впитывать и надолго удерживать влагу длительный период оберегает корни от подсушивания. А рыхлость структуры не допускает кислородного голодания. Для этого подходит: перлит, вермикулит, мох-сфагнум, керамзит, минеральная вата, ПАА гели. Только керамзит необходимо предварительно промыть в дистиллированной воде.

Профессионалы предпочитают сами заготавливать питательные растворы:

• Смешивают несколько жидких комплексных добавок: Рост, Унифлор и Бутон. Шприцем отмеряют 1,7−2 мл и разводят в литре воды, некоторое время выдержанной при комнатной температуре.
• Добавляют 2 мл раствора кальциевой селитры. Приготовление её следующее: порошок растворяют водой в соотношении 1:5.
• Важно не соединять селитру и удобрения в концентрированном состоянии. Все составляющие перед этим разбавляют.

Подобные составы для гидропоники имеются в свободной продаже. Состав у них сбалансированный, с соблюдением допустимых дозировок.

Установка для клубники

Если овощные культуры могут нарушить интерьер помещения, то клубника или земляника, наоборот, его дополняют. От ягод исходит привлекательный аромат. Для растений приобретают установку «вертикальный сад», «зелёная стена», другое оборудование от производителей.

Для клубники изготавливают многоярусную систему. Чтобы она украсила комнату, используют вертикальную домашнюю гидропонику. Чтобы её собрать, потребуются следующие материалы:

• труба ПВХ 110 мм, длиной 1,5 м;
• для посадки клубники используют стаканчики 300 мл, диаметр 8 см;
• стаканчики прикладывают к поверхности, чтобы сделать разметку для отверстий; их располагают в шахматном порядке, с шагом в 20-30 см;
• в модуль устанавливают трубку диаметром в 3-4 см; в верхней части проделывают отверстия; через них р-р будет проходить в модуль;
• для раствора предусматривают бак из пластика 15 л; в него устанавливают трубу;
• снизу на трубу устанавливают заглушку; на неё крепят трубку для полива; сверху её укрепляют к модулю металлическими петлями;
• для устойчивости в трубу насыпают гравий слоем 5 см;
• на высоте 15-20 см в модуле делают разрез, в который устанавливают москитную сетку; это фильтр; он не даёт керамзиту попасть в бак с раствором;
• в бак устанавливают насос, который нагнетает р-р в систему.

Рассаду клубники помещают сразу в ячейки, на трубе, присыпают со всех сторон керамзитом, но в этом случае субстрат может выпадать из отверстий. Чтобы этого не происходило, используют посадочные стаканчики.

Включают гидропонику, насос начинает нагнетать питательный р-р в поливную трубку. Жидкость в модуль поступает сверху. Насос подключают к таймеру. Полив продолжается 5-7 мин, через каждые 20 мин.

Бак для раствора можно закрыть крышкой. В ней проделывают отверстие диаметром 112 мм. Между модулем и крышкой остаётся зазор. Он предназначается для р-ра, если он будет стекать с внешней стороны трубы.

Клубника нормально развивается при температуре 20 0С в дневное время и при 15 0С ночью. Для досветки используют светодиодные ленты.

На подобной установке можно выращивать салат, шпинат, декоративные цветы. Колонну используют и для томатов, огурцов, но высадку проводят только в верхние ячейки. Это связано с тем, что растения плетистые. Ветки и плети спускаются вдоль колонны. Их не подвязывают, но стебли прищипывают.

Как упростить рассадные работы: 7 полезных приспособлений для выращивания рассады

Выращивание рассады можно значительно упростить, если пользоваться специальными приспособлениями. Их применение позволяет не только снизить трудозатраты, но и существенно улучшить качество посадочного материала.

1. Торфяные таблетки
2. Гидропоника
3. Коврики с подогревом
4. Мини–парники
5. Корнепрорастители
6. Фитолампы
7. Пропагаторы

Торфяные таблетки

Высаживание семян в общую емкость связано с приобретением подходящего грунта, но главное – требует проведения дальнейшего пикирования. Такое мероприятие приводит к лишним затратам времени и при этом отрицательно сказывается на корневой системе и состоянии всего растения. Посадка в торфяные таблетки исключает указанные негативные стороны рассадного метода.

В составе таблеток уже есть все необходимые питательные вещества. Они продаются в спрессованном виде и при увлажнении увеличиваются в высоту в 6–7 раз. Уход за рассадой минимальный – только своевременные поливы. Посадочные работы тоже проводятся намного быстрее, а взошедшие всходы при пересадке заглубляются в почву вместе с субстратом, поэтому не испытывают никакого стресса.

Более доступный по цене вариант – торфяные стаканчики. Но для них потребуется грунт. Все остальные преимущества соответствуют таблеткам.

Гидропоника

Гидропоника – это выращивание растений, в том числе рассады, не в грунте, а в минеральной вате, вермикулите, мхе, торфе, гидрогеле или других подобных субстратах, погруженных в питательный раствор. Для этого используются специальные гидропонные установки, состоящие из емкости и корзины для наполнителя. Есть и более сложные модели, но для рассады вполне подойдут упрощенные варианты.

Формула специально составленного раствора обеспечивает растениям необходимое полноценное питание. При этом рассада получается более жизнеспособной, легче переносит пересадку на постоянное место и быстрее приживается.

Коврики с подогревом

Подогревающие коврики имеют небольшие размеры и работают от электросети. На них рекомендуется устанавливать рассадные емкости для лучшего развития корневой системы, особенно у огурцов, помидоров, перца и других теплолюбивых культур.

Наиболее актуально такое приспособление при выращивании рассады на холодном подоконнике для равномерного подогрева дна емкости. Кроме того, его можно использовать для сушки грибов, фруктов и других плодов.

Мини–парники

Мини–парники – это рассадные емкости с прозрачной стеклянной или пластиковой крышкой, обеспечивающей поддержание необходимого микроклимата. Для регуляции уровня влажности в крышке предусмотрены вентиляционные отверстия.

Чаще всего в качестве нижней части мини-парника используется кассета с поддоном. Также есть модели с более сложной конструкцией, в которых происходит равномерное распределение почвосмеси и воды.

Корнепрорастители

Преимуществ у таких приспособлений много. Они позволяют использовать минимум грунта, экономить занимаемое под рассадные емкости пространство, но главное – извлекать ростки для пересадки без вреда для корневой системы. Ячейки имеют подвижное дно, с помощью которого все содержимое легко выдавливается наружу.

По сравнению с торфяными таблетками корнепрорастители обходятся дешевле, поскольку являются многоразовыми. Кроме того, многие модели оснащаются автоматическими системами полива, крышками с вентиляцией, освещением.

Фитолампы

Для предотвращения вытягивания и обеспечения правильного развития рассаде требуется много света. В период, когда она выращивается, световой день еще короткий, поэтому нужно обустраивать дополнительный источник света. Лучше всего для этого подходят фитолампы.

Они бывают люминесцентными и светодиодными. Первые следует устанавливать как минимум в 30 см от растений, вторые – в 100 см. При более близком расположении всходы могут перегреться, хотя риск получения ожога минимальный.

Пропагаторы

Пропагатор – это готовая комнатная мини-теплица, конструкция которой сочетает в себе указанные выше парники и коврики, а также оснащена еще некоторыми функциями. Такие приспособления выполняются в виде контейнера с высокой прозрачной крышкой, на которой располагаются регулируемые отверстия для вентиляции. Внутри установлены приборы для освещения, увлажнения и нагревания. В наиболее продвинутых моделях все показатели регулируются автоматически.

Какое приспособление пригодится для посадки рассады?

Приспособление для посадки рассады помидоров и других культур (сажалка, посадочный конус) используется огородниками на приусадебных участках, а также фермерами и большими сельхозкомпаниями. В зависимости от обрабатываемой площади подбирается и вид сажалки. На больших площадях (в полевых условиях) высадку рассады осуществляют при помощи механизированных двух- и четырехрядных сажалок, на приусадебных и садово-огородных участках используют ручные приспособления. Мы рассмотрим, как правильно выбрать ручной инструмент для посадки рассады или сделать его своими руками.

Виды посадочных приспособлений

Есть несколько видов приспособлений для высадки рассады помидоров в открытый грунт, парник или теплицу:

• посадочный конус;
• устройство для высадки рассады;
• ручная рассадопосадочная машина.

Для высадки небольшого количества рассады на небольших грядках подойдет самый простой прибор – посадочный конус. С его помощью можно легко сделать много лунок нужной глубины на грядке. Это недорогое приспособление, к тому же его можно сделать своими руками.

Ручная рассадопосадочная машина или автоматизированное устройство подойдет для высадки кассетной рассады в больших приусадебных или фермерских хозяйствах. Их стоимость значительно выше, чем посадочного конуса, а сделать такое приспособление своими руками не получится. Высокая стоимость объясняется более сложной конструкцией, кроме того, у таких сажалок есть неоспоримые преимущества: при высадке рассады отпадает необходимость нагибаться, а производительность увеличивается в 9-15 раз.

Конструкция посадочного конуса

Посадочный конус – самая простая сажалка. Он состоит из двух частей – рабочей части конусообразной формы и ручки. Так как сажалка должна делать лунки даже в твердом грунте, то рабочая часть должна быть выполнена из качественного металла. Как правило, для производства таких инструментов используют углеродистую сталь или нержавейку.

Рабочая часть (конус) заострена с одной стороны, на ней есть мерная шкала, что очень удобно для определения заглубления сажалки в зависимости от вида рассады.

При покупке обращайте внимание на следующие параметры:

• оснащен ли прибор раздвижным механизмом;
• какова длина рабочей части и всей сажалки;
• материал, из которого изготовлена рабочая часть и рукоять.

Ручки могут быть пластиковыми или деревянными. Пластиковые более практичны, так как дерево со временем может рассыхаться и травмировать ладонь. Конусы с раздвижным механизмом более удобны при выемке грунта из лунки и засыпке рассады.

Совершая покупку, обязательно интересуйтесь, на какой срок распространяется гарантия. Производители качественной садовой техники принимают на себя гарантийные обязательства не меньше чем на три года.

Особенности автоматизированного устройства для высадки рассады

Многим огородникам понравится инструмент для быстрой посадки рассады с частичной автоматизацией. Он состоит из двух основных частей – разъемного (раздвигающегося) конуса и направляющей трубы. Труба может быть изготовлена из стали или пластика, а конус – только из углеродистой стали.

Сажалка оснащена ограничительным упором: это позволяет регулировать глубину высадки. Такой прибор может использоваться в парнике, теплице и для высадки рассады помидоров, перца и других овощных культур в открытый грунт или под пленочную мульчу.

Пересадка с помощью такого инструмента происходит следующим образом.

1. Ограничительный упор настраивается в зависимости от нужной глубины посадки.
2. В направляющую трубу помещается саженец.
3. Нижняя часть заглубляется до упора.
4. Нажимается рычаг, управляющий раздвижным механизмом конуса.
5. Инструмент аккуратно поднимается вверх (с открытым конусом).
6. Рычаг раздвижного механизма возвращается в изначальное положение.

При покупке нужно обращать внимание на диаметр направляющей трубы и конуса и его соответствие типоразмеру используемых кассет.

Устройство рассадопосадочной машины

Ручная рассадопосадочная машина подходит для высадки овощных культур, в том числе перца, помидоров, баклажанов, капусты, а также для посева тыквенных и бахчевых культур.

Ее конструкция состоит из следующих элементов:

• колесной базы (4 колеса, 2 продольные и 2 поперечные балки);
• 4 кассетодержателей;
• посадочной трубы;
• управляющего механизма – руля, прикрепленного к посадочной трубе, и рычага для раскрытия лепестков клапана;
• прикатывающих лыж для уплотнения почвы вокруг рассады;
• маркера, регулирующего расстояние между лунками.

Принцип действия ручной рассадопосадочной машины похож на работу устройства для высадки рассады, но при этом есть особенности в управлении.

• Перед началом работы устанавливается шаг маркера и глубина посадки.
• Оператор машины передвигает ее, регулируя направление с помощью руля.
• Для образования лунок нужно нажать на клапан, который находится на руле.
• После того, как посадочная труба опустится, нужно достать рассаду из кассеты и опустить ее в трубу.
• Нажатием педали открыть лепестки клапана, а затем отпустить руль.
• После отпускания руля пружинный механизм поднимет трубу и закроет лепестки.
• Последнее действие – уплотнение почвы по бокам растений производится после поднятия трубы нажатием педали уплотняющих лыж.

Посадочный конус своими руками

Простую сажалку (посадочный конус) можно сделать своими руками. Для этого понадобится небольшой кусок нержавеющей стали и лекало. Лекало можно сделать, измерив заводской инструмент.

Самый простой вариант сделать сажалку своими руками

1. Вырезать две одинаковых трапеции.
2. Заточить нижние части деталей.
3. Соединить их между собой вверху (в широкой части) с помощью узкой накладной планки и саморезов таким образом, чтобы между деталями был зазор в 10-15 мм.
4. Ручку сделать из двух пропиленовых трубок разного диаметра.
5. В трубку большего диаметра поместить пружину, а затем трубку меньше диаметра.
6. Прикрепить к корпусу сажалки две узких изогнутых полосы из того же метала, что и сам конус.
7. К полосам закрепить ручку.

Такое несложное приспособление будет хорошим помощником при высадке рассады помидоров и других культур.

Как работает система?

Механизм гидропоники одинаков для всех установок, ведь его смысл заключается в получении растением необходимых веществ из специального раствора. Однако по тому, как этот раствор подается в горшок, установки делятся на несколько разновидностей. В таблице представлена информация о разновидностях установок и принципах их действия:

Фитильная гидропоника является пассивной системой. Это означает, что жидкость поступает к корням естественным образом благодаря пористости субстрата – такое явление называют «капиллярной силой». Остальные разновидности гидропонных установок работают по активному принципу, то есть доставляют раствор принудительно.

Изготовление своими руками

Перед сборкой системы следует собрать все необходимое:

• Бак — контейнер, который заполняется в дальнейшем питательной жидкостью. Желательно купить готовый, светонепроницаемый. Если такового нет, то обклеивают имеющийся резервуар фольгой или окрашивается чёрной краской. Необходима крышка. При самостоятельном изготовлении допускается взять любой пластиковый ящик, размер которого выбирают с ориентиром на число засаживаемых кустов. Примерно на одно растение требуется до 3 литров воды, поэтому рационально брать ёмкость не меньше 50 литров. Рекомендуется монтировать сразу несколько баков.
• Горшки — дырчатые модули, часто используемые для рассады. Заменой послужат цветочные горшки с дренажными отверстиями снизу. По высоте они не должны быть выше бака для воды.
• Насос — необходим для насыщения воды кислородом. Альтернативой послужит обычный аквариумный.
• Камни — понадобятся, чтобы разбивать воздушные пузыри. Лучше купить в магазине, где они проходят предпродажную обработку дезинфицирующими средствами. Таким образом исключается риск заражения водной среды.

Дополнительные инструменты и материалы: измерительный прибор, наждачная бумага, нож, комплексные минеральные удобрения.

Гидропонную систему допустимо размещать где угодно, но в приоритете будет закрытое помещение.

Основание максимально выравнивают и делают устойчивым, чтобы уровень жидкости в баке не искривился. При расположении установки на улице необходимо соорудить защиту от ветра. Такой вариант неудобен тем, что постоянно понадобится контроль за температурой и при малейшем ухудшении погоды надо вносить установку домой.

Процесс сборки

Первым делом берут лист пенопласта и вырезают заготовку, соответствующую размеру контейнера. В ней делают отверстия, куда будут устанавливаться горшки с растениями. Если имеется крышка от бака, то такие проёмы можно прорезать непосредственно в ней. При этом учитывают, что горшочки не должны полностью в них проваливаться.

Промежутки рассчитывают в зависимости от индивидуальных особенностей засаживаемых культур. Для салатной зелени достаточно 8−10 см, для овощей и ягод — 15−17 см.

С одного бока проделывают отверстие под насосные шланги. На дно раскладывают камни, затем заливают воду на треть объёма. Это необходимо для контрольного запуска насоса и проверки работоспособности установки. Подливают питательный раствор, чтобы днища горшков скрывались на треть от общей высоты.

По завершении всех сборочных манипуляций приступают к высадке растений. Засыпают в модули субстрат, аккуратно устанавливают по центру, чтобы не повредить корни. Если садят семена, то применяют увлажнённый мох или минвату.

Основные виды гидропонных установок

Существует достаточно много видов приборов для выращивания зелени дома. Но их все можно разделить на две большие группы: пассивные и активные. В первых – раствор ничем не нагнетается, во вторых – используются насосы.

Все устройства для выращивания зелени дома по типу подачи питательной среды можно разделить на несколько основных групп:

Капиллярные (фитильные)

В установках этого типа движение водной среды осуществляется за счет капиллярных сил. Это так называемый пассивный способ. Корни растений находятся в водопроницаемом слое субстрата. При этом нижняя часть сосуда с растениями погружается в емкость с водной средой. Вода с растворенными питательными элементами поднимается за счет капиллярных сил. Такая система эффективна только при выращивании растений с небольшой корневой системой. Крупные корни поглощают воды больше, чем может доставить фитиль. В результате культура начинает страдать от недостатка влаги.

Основной недостаток капиллярных систем – это необходимость постоянного контроля уровня водной среды.

Приливно-отливные

Еще один вид субстратных гидропонных установок. От капиллярных отличаются только тем, что питательный раствор нагнетается принудительно при помощи специального насоса.

В зависимости от выбранного режима таймер в определенное время включает насос, который нагнетает питательный субстрат в верхнюю емкость. Через заданный промежуток времени он выключается, после этого остатки водного раствора самостоятельно сливаются через выходную трубку. Данный метод является наиболее надежным, доступным и результативным.

Капельные

В установках этого типа также используется субстрат. В зависимости от выбранного режима подача раствора может быть постоянной со строгим дозированием или периодической.

Основу капельной системы составляют регулируемые капельницы. Именно они отвечают за подачу раствора на поверхность субстрата. Норму подачи необходимо регулировать, чтобы растения успевали использовать весь поступающий питательный раствор. Системы этого типа очень часто используются в крупных промышленных комплексах.

Как вы относитесь к гидропонному выращиванию?ПоложительноОтрицательно

Как получать урожай круглый год?

Итак, гидропонная установка для выращивания зелени куплена или сконструирована и собрана самостоятельно. Осталось выбрать субстрат, разобраться, как готовить «рассол», и высадить рассаду или семена. К каждому этапу необходимо относиться со всей ответственностью, ошибка в приготовлении раствора или неправильный выбор субстрата может привести к гибели урожая.

Выбор посадочного материала: семена или рассада?

Для выращивания зелени в гидропонной установке можно использовать и семена, и рассаду. Если вы решили остановиться на семенах, то для начала их необходимо прорастить. Семена помещают в пластиковую тару, наполненную субстратом. Сверху можно накрыть еще одним пластиковым стаканчиком, чтобы создать эффект теплицы.

Субстрат для семян нужно выбирать такой, который легко смывается с корней. Хоть семена и можно проращивать в грунте, этого лучше не делать, потому что земля плохо очищается с корней и листочков.

После того, как семена проросли, рассаду нужно высадить в аквапоты гидропонной установки. Следите, чтобы корни не касались раствора, он будет подниматься благодаря капиллярному механизму субстрата. В первую неделю в баке должна быть чистая вода, пусть зелень адаптируется. Только после этого можно добавлять питательный раствор.

Если вы сразу высаживаете рассаду, то предварительный этап проращивания и адаптации, как у семян, опускается. Корни тщательно отмываются от земли и помещаются в гидропонную установку. «Рассол» подается сразу же.

Выбор субстрата: куда сажать?

Основные требования к субстратам:

• пропускают кислород;
• обладают впитывающими свойствами;
• не вступают в химические реакции;
• не разрушаются под воздействием воды.

Бывают субстраты естественные, созданные из природных компонентов, и искусственные, синтезированные химическим способом. В таблице представлены основные виды субстратов и их характеристика:

Субстрат следует выбирать в зависимости от индивидуальных нужд. Если нужен материал для многоразового использования, лучше взять керамзит. Самый полезный для растений – кокосовый субстрат.

Минеральная вата, несмотря на дешевизну и простоту, довольно опасна в эксплуатации. Микрочастицы оставляют микроскопические ранки на коже, особенно опасно попадание в дыхательные пути и глаза. К тому же минеральная вата является искусственным материалом, ее трудно утилизировать.

Как приготовить питательный раствор?

Питательный раствор покупается в садоводческом магазине. Концентрат разводят в соответствии с инструкцией, состав и способы приготовления могут отличаться в зависимости от растения.

Как самостоятельно приготовить раствор? Этапы приготовления:

1. подготовьте чистую воду температурой +18…+20°С;
2. шприцем отмерьте необходимое количество концентрата;
3. добавьте питательные компоненты, необходимые для конкретного растения, – кальциевую, калийную селитру, сульфат магния;
4. проследите за кислотностью, которая должна колебаться в пределах рН 5,8–6,5.

Какие питательные вещества необходимы для зелени из семян, выращиваемой в комнатных условиях? Выращивание лука на зелень, салата, базилика, петрушки, укропа нуждается в концентрате с нитратом магния, ортофосфорной кислотой и калийной селитрой. Несоблюдение инструкции, которая всегда продается вместе с концентратом, может привести к тому, что урожай погибнет, поэтому разводить питательную жидкость следует очень внимательно.

Приготовление питательного раствора

Готовый питательный раствор для гидропонного выращивания можно купить в специализированных торговых точках, а можно, немного сэкономив, приготовить его самостоятельно. В природных условиях растение получает необходимые вещества из почвы, а значит и питательную жидкость можно получить путем приготовления водяной вытяжки из обычной земли, а лучше компоста.

Для этого три-четыре килограмма готового компоста необходимо залить ведром горячей воды (70–80 С°) и оставить настаивать на протяжении 1–2 суток. После этого настой процеживают (жидкость получается коричневого цвета), а компост заливают ещё раз и настаивают. В готовый процеженный раствор необходимо добавить любое комплексное жидкое удобрение в пропорции 30–50 г на 10 л настоя. При таком рецепте приготовления концентрация питательного раствора будет составлять примерно 0,3–0,5 %, что вполне достаточно для нормального роста и плодоношения. Далее, по мере расходования питательной жидкости в нашей самодельной гидропонной установке, доливаем в ведро такой же раствор, но разведённый отстоянной водой примерно в 5 раз.

Из всего вышесказанного понятно, что заниматься гидропонным выращиванием под силу каждому, было бы желание. Если вы решили попробовать свои силы, то недостаточно просто вынуть растения из земли и поместить в гидропонную установку. Чтобы они не погибли, их необходимо к такому переселению правильно подготовить.

Самые популярные гидропонные установки

Рынок гидропонных установок для дома насыщен самыми разными вариантами аппаратов. Часть из них полностью автономна, другим требуется периодическое обслуживание. В самых продвинутых вариантах для растений даже предусмотрена специальная подсветка.

Домашняя фито-ферма AeroGarden

Полностью автоматизированная установка для выращивания зелени дома. Оснащена специальным светодиодным освещением с низким коэффициентом энергопотребления. Подходит даже для самых требовательных и капризных овощных и цветочных культур. Необходимые параметры выращивания задаются при помощи интуитивно понятной панели управления. Установка автоматически напоминает о недостатке элементов питания или низком уровне воды. Входит в топ-10 рейтинга самых популярных гидропонных установок.

Акваферма AquaFarm

Очень интересный вид системы для выращивания зелени дома. Представляет собой миниатюрную экосистему, в верхней части которой располагается поддон для выращивания растений, а в нижней находится своеобразный аквариум для одной небольшой рыбки. При соблюдении условий эксплуатации система полностью автономна.

По задумке, отходы жизнедеятельности рыбки, растворяясь в воде, будут служить питанием для растущих наверху растений. Необходимо только периодически кормить рыбку и доливать воду по мере снижения ее уровня.

«Умный» цветочный горшок Click and Grow

Полностью автономная система для выращивания зелени и цветов. В комплекте с установкой идут сменные картриджи с семенами различных культур. В качестве почвенного субстрата используется специальный наногрунт. Пользоваться системой Click and Grow очень просто. После выбора и установки необходимых картриджей в систему наливается вода. После этого устройство включается в розетку. Специально разработанная почва способствует поддержанию постоянного уровня влажности, что обеспечивает интенсивное развитие растений.

PlantMe

Гидропонный аппарат для выращивания зелени дома. Корни растений полностью погружены в водную среду. В установке предусмотрены 6 основных режимов выращивания. При посеве семена размещаются в специальных резервуарах. После этого остается только налить воду и выбрать необходимый режим выращивания. Система самостоятельно контролирует режим циркуляции воды и количество питательных элементов. Установка отлично подходит для выращивания зелени в комнатных условиях. С ее интуитивно понятной системой управления справится даже школьник.

Power Plant Growing Machine

Домашняя гидропонная установка. Может использоваться для выращивания зелени и цветов. Семена высеваются в специальную губку, которая постоянно насыщается кислородом и питательными веществами. Для подключения устройства необходим источник электропитания. Отлично подходит для выращивания всех видов зелени и салатов в домашних условиях. В установке отсутствует собственный источник освещения, поэтому ее необходимо размещать в хорошо освещенном месте. В процессе эксплуатации необходимо следить только за уровнем воды, доливая ее по мере необходимости.

Проращиватель «Здоровья клад»

Система для проращивания семян. Состоит из пластиковой емкости со вставляемой сеткой и небольшого компрессора, используемого для нагнетания кислорода. Семена насыпаются в сетку, которая затем опускается в емкость. Проращиватель просто незаменим для поклонников здорового образа жизни.

Перед помещением на проращивание семена необходимо тщательно промыть.

При повторном использовании все части установки тщательно моются водой с мылом.

Аэросад Fashion Grower

Полностью автономная гидропонная установка. Специальные датчики контролируют необходимость поливов. Питание прибора осуществляется от двух пальчиковых батареек. Это позволяет расположить систему в любом удобном месте. В зависимости от выбранного режима может использоваться почвенный субстрат или только водная среда. В комплект мини сада входит два пластиковых лотка с 18 посадочными местами.

В гидропонной установке отсутствует собственная система освещения, поэтому ее необходимо размещать рядом с источником света.

Домашний огород «Sun Garden»

Установка для выращивания зелени в домашних условиях. Оснащена светодиодной подсветкой. Высота расположения ламп при необходимости может регулироваться. Предусмотрена возможность надстройки верхних этажей. Зеленый лоток используется для залива воды, белый для почвенного субстрата. В системе используется капиллярный способ питания. Питательный раствор поднимается по специальному шнуру. Растения самостоятельно устанавливают необходимую им норму потребления. Владельцу остается только периодически заполнять лоток свежим питательным раствором.

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».

Источник https://gavrishprof.ru/info/publications/vertikalnye-fermy-gorodskie-ili-siti-teplicy-novye-resheniya-biznesa-na-ovoshchah

Источник https://geostart.ru/post/67393

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