Tradycyjne rolnictwo staje przed dwoma głównymi wyzwaniami. Są to zagrożenia naturalne tj.: powodzie, susze oraz sytuacja gospodarcza: rosnące ceny nawozów, maszyn rolniczych i środków ochrony roślin. W odpowiedzi na te wydarzenia w Hydropolis pracujemy nad przepisami uprawowymi, które są “przepisem na sukces” w trakcie uprawiania roślin w farmie wertykalnej.
Definicja:
Przepis uprawowy to zbiór zmiennych zapisanych w programie służącym do nadzorowania przebiegu procesu produkcyjnego. Algorytmy są odpowiedzialne za kontrolę wszystkich urządzeń na linii produkcyjnej. Obszar uprawy jest nadzorowany przez zespół czujników, przekaźników oraz kontrolerów. To te elementy odpowiadają za utrzymanie warunków na linii produkcyjnej, w tym odpowiednich parametrów atmosferycznych, nawadniania oraz oświetlenia uprawy.
Przepis uprawowy opracowuje się w celu dobrania jak najlepszych warunków do wzrostu rośliny i zmaksymalizowania jakości produktu. Kontrolę nad nim sprawuje Grow Wizard – autorskie oprogramowanie służące do zarządzania uprawą. Pozwala ono na zdalną komunikację z systemem automatyki w miejscu uprawy i działa na każdym etapie produkcji: od nasionka do zbioru.
Kluczowym aspektem do sukcesu uprawy jest dobór odpowiednich, wysokiej jakości nasion, które wysiewane są do systemu zwanego „Propagation Chamber”. W tej części systemu siewki dostają bardzo wysoką (około 100%) wilgotność oraz temperaturę. Takie warunki wraz z absolutną ciemnością pozwalają przyspieszyć kiełkowanie.
Po zakończeniu początkowego procesu kiełkowania, które przeprowadzane jest w Propagation Chamber tace z siewkami przenoszone są do systemu Nursery. To w nim spędzą następne tygodnie aż do osiągnięcia wzrostu oraz gramatury pozwalającego na przeniesienie do głównego systemu. Nursery może odbywać się w dwóch formach:
* w szafach uprawowych
* w specjalnie wydzielonych pomieszczeniach (w przypadku większych upraw)
Proces kiełkowania w Nursery wspierany jest przez automatykę, która nadaje oraz utrzymuje wartości z przepisu uprawowego.
Jest to najbardziej kluczowy i często również najdłuższy etap uprawy. Gdy sadzonki osiągną swoją dojrzałość zostają przesadzane do nowych miejsc uprawowych. W zależności od systemu, mogą to być wózki uprawowe z pionowymi kolumnami lub poziomo ustawione rynny NFT.
Smart Crop to technologia, która umożliwia zautomatyzowaną uprawę roślin w specjalnie do tego przygotowanych warunkach. Nadawanie oraz utrzymywanie warunków, które są opracowane w ramach “przepisów uprawowych” to główne zadanie oprogramowania Grow Wizard.
Aplikacja Grow Wizard jest pomocna przy zarządzaniu, planowaniu oraz ocenie uprawy. Za jej pomocą można kontrolować szereg parametrów uprawowych związanych z atmosferą oraz wodą. W poniższej tabeli wymienione zostało kilka z nich.
Wyzwaniem na uprawie hydroponicznej jest stworzenie jednakowego środowiska uprawy. Rośliny rozłożone są wertykalnie lub horyzontalnie, co wymaga ich monitoringu na każdym z jej poziomów. Dzięki kontroli poniższych czynników tworzymy dla nich idealne środowisko do wzrostu:
* Przepływ powietrza – zapewniamy go dzięki wentylatorom. Utrzymanie względnej wilgotności powietrza sprawia, że roślina wchłania potrzebną dla niej ilość wody i składników odżywczych. Następuje także prawidłowa transpiracja tzn. roślina oddaje wodę do atmosfery ze swoich nadziemnych części.
* Poziom CO2 – dwutlenek węgla jest niezbędny roślinom do życia. Niewielkie zmiany stężenia CO2 w atmosferze mogą znacząco wpłynąć na szybkość fotosyntezy.
* Naświetlenie – służą do tego Lampy LED. W porównaniu do lamp HPS lub MH, nie emitują one tak dużej ilości ciepła i można je dzięki temu umieścić w ciasnych przestrzeniach.
Hydroponika nie istnieje bez wody. W jaki sposób badamy i sprawdzamy jej właściwości? Skupiamy się na kluczowych parametrach mających wpływ na prawidłowy wzrost rośliny, a wśród nich jest stopień zasolenia.
Woda używana do uprawy wertykalnej ma bardzo niski poziom zasolenia (EC). Przed rozpoczęciem uprawy przepływa ona przez filtry jonowo-wymienne, dzięki czemu jest miękka. Po pierwszym filtrowaniu trafia ona do głównego zbiornika.
W trakcie uprawy potrzebne są również filtry, które oczyszczają ją z torfu oraz innych większych zanieczyszczeń. Filtry dyskowe zapobiegają zapychaniu się systemu hydraulicznego, w tym kroplowników odpowiadających za dozowanie konkretnej ilość wody na kolumnę. Nie jest to zespół filtrów oczyszczający z biofilmów. Służą do tego filtry siatkowe, które zatrzymują najdrobniejsze zanieczyszczenia.
Na linii produkcyjnej umieszczone są także lampy UV, inaczej nazywane lampami przepływowymi. Służą one do czyszczenia całego systemu. To dzięki nim woda nie kwitnie w trakcie uprawy wertykalnej.
Stały nadzór nad przepisem uprawowym i możliwość jego modyfikacji daje poczucie bezpieczeństwa. Z poziomu aplikacji użytkownik ma stałą kontrolę nad eventami tzn. wszystkimi zdarzeniami jakie dzieją się na uprawie, między innymi nad:
1. Przesadzaniem roślin
2. Zmianą terminu zbiorów
3. Zbiorami roślin
Oprogramowanie pozwala zlokalizować, dużo wcześniej niż w tradycyjnym rolnictwie, źródło ewentualnych problemów na uprawie. W Grow Wizard działa system wczesnego reagowania, który informuje o odchyleniach w przepisie uprawowym. Użytkownicy systemu mogą otrzymać dwa rodzaje komunikatu:
1. Zdarzenie, występujące poza zakresem wyznaczonym w przepisie uprawowym np. wzrost temperatury, który mieści się w granicach ustalonej normy
2. Alert, wymagający natychmiastowej reakcji
Nasze centrum B+R samodzielnie opracowuje przepisy uprawowe. Ilość stosowanego przez nas nawozu jest mniejsza o 65% w porównaniu do tradycyjnego rolnictwa. Co więcej, 100 m2 uprawy wertykalnej może zapewnić taką ilość żywności jak 3000 m2 uprawy tradycyjnej, zużywając przy tym 95% mniej wody. Uprawa rośnie 2-5 razy szybciej niż w tradycyjnych warunkach. Growerzy śledzą uprawę na każdej jej etapie i mogą to robić bardziej precyzyjnie dzięki oprogramowaniu Grow Wizard.
Przepis uprawowy jest kluczowym elementem w rolnictwie wertykalnym. Ma wpływ na przebieg uprawy i jej sukces. Dzięki doświadczeniu i długoletnim badaniom nad recepturami growerzy rekomendują najlepsze warunki do rozwoju roślin w kontrolowanych warunkach. Aplikacja Grow Wizard utrzymuje te warunki. Informuje ona o aktualnej sytuacji na farmie i alarmuje w razie nagłych zdarzeń.
