Технология

ГИДРОПОНИКА - ЭТО

способ выращивания растений на искусственных средах без почвы, позволяющий контролировать температуру, влагу, подачу питательных веществ и свет, минимизируя используемые площади. Существуют сотни модификаций гидропонных систем, но все они — это разновидность (или комбинация) шести основных типов, о которых поговорим ниже:


Система глубоководных культур

Другими словами (МЕТОД «ПЛАВАЮЩЕЙ ПЛАТФОРМЫ") 
Горшок с субстратом и растением закреплён в крышке бака с питательным раствором и корнями; компрессор подаёт воздух в раствор, обеспечивая корни кислородом 

Плюсы данной системы:
+ дешево
+ легко
+ надежно
Минусы данной системы:
— риск загнивания 

Система капельного полива

Подача питательного раствора каплями непосредственно под корень растения



Плюсы данной системы:
+ удобно и просто
+ регулярное поступление воды

Минусы данной системы:
— регулярная очистка 

Техника питательного слоя (NFT) 

В слегка наклоненной плоскости расположены несколько растений, по плоскости тонким слоем течет питательный раствор, с другого конца раствор сливается обратно

Плюсы данной системы:
+ обильное насыщение кислородом корней
+ экономия пространства

Минусы данной системы:
— зависимость от электроэнергии 
— регулярная очистка  

Система периодического затопления

Заполнение горшка с растением питательным раствором время от времени, а затем обратного слива раствора в резервуар

Плюсы данной системы:
+ высокая насыщаемость питательными веществами


Минусы данной системы:
— зависимость от электроэнергии  

Фитильная система

Простая пассивная гидросистема, поступление раствора к растению через специальный фитиль


Плюсы данной системы:
+ прочная
+ дешевая

Минусы данной системы:
— медленно
— нехватка кислорода корням 

Аэропоника 

У растения нет субстрата, оно висит в воздухе, а корни орошаются питательным раствором из распылителя с определенным интервалом

Плюсы данной системы:
+ максимальное усвоение растением питательных веществ
+ экономия пространства

Минусы данной системы:
— регулярная очистка насоса и капельниц
— зависимость от электричества 


КОНСТРУКЦИЯ УСТАНОВКИ

Описание установки и основные элементы конструкции


Конструкция локальной фермы представляет собой универсальную модульную масштабируемую систему.

Преимущества конструкции в том, что:
- система вентиляции обеспечивает обмен не менее 10 объемов в сутки в помещении установки;
- температурный режим поддерживается на уровне 22-26 градусов Цельсия;
- подвод воды к системе подпитки обеспечивает доставку требуемых веществ растениям;
- электрическая подведенная мощность составляет не менее 0,1 кВт на 1 кв.м. посевной площади;

Так же существует такой тип установки как:
- Автономные локальные установки;
- Контейнерного типа, для любых климатических зон;
- Масштабируемые ярусные, класса NFT.


Структура систем управления (AIoT)
roadmap разработки

В 2018 году 10% производителей использовали IoT в своей деятельности,
по прогнозам Gartner к 2050 году их доля превысит 50% 

Мониторинг

В 2019
Система онлайн мониторинга параметров выращивания:


- температура окружающей среды, подпитки;
- влажность в помещении;
- концентрации O2 и CO2 в воздухе;
- pH и концентрация минеральных веществ в подпитке;
- и ряд других.

Управление

В 2019 
Управление гидропонной установкой в соответствии с профилем растений:

- уровнем освещённости;
- спектром (видимый, ИК, УФ);
- составом подпитки;
- климатической установкой;
- увлажнителем воздуха;
- скоростью подачи жидкости;
- и ряд других.

База 
данных

в 2019-2020
База данных включает в себя:


- Единая база данных профилей выращивания различного рода культур; 
- База знаний.

Система распознавания на базе Искусственного Интеллекта (AI) 

в 2020
Машинное зрение обеспечит реализацию следующих алгоритмов:

- определение стадии роста;
-определение отклонений роста от “golden batch” (эталонного роста);
- определение заболевания растений;
- определение недостатка в питательных веществах;
- и ряд других.

Рекомендательная система  

в 2020
Рекомендательная система

- Онлайн консультации по ведению процесса выращивания культур; 
- Онлайн корректировки в процессе при отклонениях роста растений.

уровни системы

Базовый уровень
- Датчики AIoT;
- Облачные платформы для хранения, управления и мониторинга данных.

Продвинутый уровень
- Системы видео аналитики для сбора видео роста;
- Использование массива данных для предиктивного управления;
Выявление нарушений роста или заболеваний.


Гидропоника набирает все большую популярность, и на рынке возникает
острая потребность в качественном сельскохозяйственном ПО
как для российских производителей, так и для иностранных.


Преимущества

Традиционное С/Х 

- Зависимость от условий окружающей среды
- Сезонная эксплуатация
- Использование химикатов и пестицидов
- Огромные территории 

тепличные хозяйства

- Переменная температура
- Наличие естественного освещения и искусственная досветка
- Наличие вредителей
- Квалифицированный персонал
- Большие площади


Гидропонные системы

- Отсутствие вредителей и пестицидов
- Круглогодичное выращивание
- 100% контроль процесса выращивания
- Эффективность (энергоресурсно)
- Компактность