Системы выращивания для вертикальных ферм по технологиям iFarm

Вертикальная ферма — это полностью контролируемая мини-экосистема, где освещение, климат, влажность воздуха и другие параметры зависят от потребностей разных культур и способов их выращивания.

Способы культивации растений в высокотехнологичном фермерстве называют системами выращивания. Это комплексы оборудования для выращивания растений, которые включают емкости для высаживания, различные механизмы для полива или орошения, специальные насосы, датчики, клапаны и другие исполнительные устройства.

Система выращивания — это «двигательный аппарат» фермы: от нее зависит темп роста растений, их здоровье, урожайность и, конечно, финансовые показатели производства.
Системы выращивания: гидропоника, аэропоника, аквапоника
Все системы выращивания для вертикальных ферм основаны на принципе беспочвенного выращивания — для культивирования растений не нужно использовать почву. 

Наиболее популярная система выращивания — гидропоника. В гидропонике корневая система растений развивается в специальном субстрате, а выращивают растения с помощью питательных растворов, которые содержат все необходимые для роста микроэлементы и минералы.

Существуют десятки разновидностей гидропонных систем выращивания. В этой статье мы подробно расскажем о тех из них, что использует iFarm в своих технологиях вертикального фермерства.

Гидропоника и аквакультура составляет основу другой системы выращивания для вертикальных ферм — аквапоники. Это система для разведения рыбы и выращивания растений одновременно. В аквапонике отходы от деятельности рыбы становятся удобрениями для растений, а корни растений фильтруют воду для рыбы.

Еще одна распространенная система выращивания для вертикальных ферм — аэропоника. Фактически аэропоника это разновидность гидропонных систем. С точки зрения агротехнологии она очень отличается от традиционных типов гидропоники — требуется более «прецизионный» подход в приготовлении раствора, его обновлении и поддержании.
Гидропонные системы выращивания iFarm
В портфеле гидропонных методов iFarm — техника питательного слоя и техника глубинного потока, система капельного полива и система периодического затопления,  на которой основана универсальная технология iFarm Multigreens.

Все гидропонные системы, которые применяются в технологиях iFarm, — «активные». Это значит, что циркуляция питательного раствора или его аэрация не обходится без механического воздействия — различных помп и насосов. Все типы гидропонных систем автоматизированы, поэтому операционные процессы на ферме требуют минимального приложения ручного труда.

От правильного выбора техники выращивания зависит насколько эффективным и бесперебойным будет производственный цикл на вертикальной ферме и ее производительность. Агрономы iFarm помогут выбрать оптимальный гидропонный метод — лучший для вашей фермы и ее экономики.
Техники питательного слоя и глубинного потока
Техника питательного слоя или NFT (Nutrient Film Technique) — одна из самых распространенных разновидностей гидропоники. В этой технике используется принцип постоянного тока питательного раствора тонким слоем по дну емкости, куда опущены корни растений.

Техника глубинного потока (DFT, Deep Flow Technique) — это разновидность техники питательного слоя. Главное отличие – углубленные лотки и увеличенные объем и скорость потока раствора.

В 2023 году команда iFarm провела модернизацию этих гидропонных методов для вертикальных ферм по своим технологиям. Параллельно с увеличением скорости потока воды и содержания питательных веществ в растворе, команда агротехнологов провела эксперименты с интенсивностью света.

Апгрейд технологии и света позволил снизить срок окупаемости вертикальной фермы для выращивания зеленных культур на DFT с 4,5 до 3,2 лет.
Система периодического затопления
Flood & Drain или, по-другому, Ebb & Flow — это гидропонная система на основе периодического затопления корней растений питательным раствором. Процесс запускается автоматически по заданному расписанию. В зависимости от культур и субстрата, периодическое затопление может проводиться один или несколько раз в день.

В технологиях iFarm техника периодического затопления применяется, например, в рассадных отделениях: Flood & Drain отлично насыщает кислородом корневую систему растений и позитивно влияет на итоговую урожайность. В качестве субстрата для рассады используется минеральная вата. Она экологична и подлежит повторной переработке.

В технике Flood & Drain каждый лоток подтапливается индивидуально. Это позволяет постоянно регулировать нужный уровень питательных веществ для каждого растения, что важно для вертикальных ферм с десятками разнообразных культур — таких, как фермы по технологии iFarm Multigreens.

Универсальная технология для вертикальных ферм iFarm Multigreens специально разработана для фермеров, которые хотят выращивать разные салаты, пряные травы и зелень и в разных пропорциях. Гидропонный метод Flood & Drain позволяет адаптировать вертикальную ферму по технологии iFarm Multigreens под задачи и специфику производства.
Система капельного полива
Система капельного полива (drip irrigation system) — одна из самых распространенных систем гидропоники в мире. Питательный раствор поступает к растению с помощью специального насоса и регулируемого таймера. Затем через специальные трубочки раствор со всеми нужными микроэлементами  капает под основание растения.

В iFarm гидропонная система капельного полива применяется для выращивания томатов, огурцов и перцев по технологии iFarm Veggies, а также ягод по технологии iFarm Berries. Капельный полив используется в основном отделении выращивания, когда растения уже взрослые. В рассадном отделении применяют систему периодического подтопления.
Аэропоника — технология в разработке iFarm
Аэропоника — это самая высокотехнологичная из всех гидропонных систем. Невооруженным глазом может показаться, что растения растут в воздухе.

На самом деле, внутри емкости, к которой прикреплены растения, находятся специальные распылители. При помощи таймера и насоса они приводятся в действие и орошают корни растений раствором в виде мельчайших капель. «Туман» из питательных веществ и кислорода постоянно обволакивает корни растений и способствует их быстрому росту.

В мае 2023 года команда iFarm начала работы по исследованию аэропоники для вертикальных ферм по собственным технологиям. На экспериментальной аэропонической установке агрономы вырастили микрозелень, розмарин, салатные культуры и щавель.

Время созревания растений в аэропонике оказалось меньше на 20-40% в зависимости от типов растений, а урожайность — на 30% выше, чем в других гидропонных системах. Однако изначальные инвестиции и OPEX превышают затраты на другие гидропонные системы из-за сложности оборудования и высоких расходов для поддержания аэропоники.
Передовая система полива, короткий цикл созревания растений, отсутствие субстрата — большие плюсы для применения аэропоники на небольших вертикальных фермах с интенсивным процессом выращивания. Лаборатории клонарного размножения — другой вариант применения аэропоники, который принесет лучшие результаты по сравнению с другими гидропонными системами.
Николай Подвигин
Агротехнолог iFarm
По итогам экспериментов, компания приняла решение о добавлении аэропоники в продуктовый портфель.
Помимо использования на новых фермах, аэропонные установки можно интегрировать в уже существующие производства для расширения портфеля культур и большей гибкости бизнеса. Сейчас мы предлагаем участие в совместной разработке, внедрении и апробации аэропонической установки для вертикальных ферм. Если вы хотите стать нашим партнером в этом инновационном проекте, напишите нам.
Александр Лысковский
Соучредитель iFarm и директор по развитию «Городские теплицы»

Чтобы узнать больше о технологиях iFarm для вертикальных ферм, построить свою ферму или стать партнером iFarm, свяжитесь с нашим представителем в России

22.04.2024