fbpx

Klímavezérlés és világítási rendszerek a jövő növénytermesztéséhez

Írta: Fodor Mihály - 2023 május 01.

Az „Inhouse Farming – Feed & Food Show” a mezőgazdaság városi és nagyvárosi integrációjának előmozdítását tűzte ki célul. Az első alkalommal és az Agritechnica kiállítással együtt november 12. és 18. között Hannoverben megrendezésre kerülő B2B platform a termesztési rendszerekre, a speciális világítási stratégiákra, a tápanyag-, víz- és energiakeringtetési folyamatokra, valamint a beltéri növénytermesztés logisztikai és marketingkoncepcióira összpontosít. Az új DLG (Német Mezőgazdasági Társaság) rendezvény premierjén számos kiállító foglalkozik majd az optimális világítás és klímaszabályozás egyedi megoldásaival.

A vertikális gazdálkodás a városi mezőgazdaság egy olyan formája, amelyben a növényeket beltérben, ellenőrzött körülmények között termesztik. A többrétegű szerkezeteket gyakran épületekbe vagy újrahasznosított raktárakba építik be. Az osztrák Billa kiskereskedelmi vállalat, amely 2022 augusztusa óta alkalmazza ezt az innovatív koncepciót az élelmiszertermelésben, megmutatja, hogy ezt másképp is meg lehet csinálni.

Mikrozöldségek konténerből

A növényeket a helyszínen, egy konténerben, több szinten egymás fölött termesztik, és a betakarítás után közvetlenül a piacon, préselt földkockákkal együtt értékesítik. Havonta akár 3000 darab petrezselyem, bazsalikom, koriander, saláta is előállítható. Mindezt a 16 órás LED-lámpás világítás, a konténerben mindig optimális hőmérsékletet és páratartalmat biztosító klímavezérlő rendszer, valamint a növények számára külön víz- és tápanyagellátás teszi lehetővé. A szükséges know-how-t az izraeli Vertical Field agrártechnológiai vállalat biztosítja. „Mindannyiunknak el kell gondolkodnunk azon, hogyan fogjuk táplálni a növekvő világnépességet a jövőben. Az ökoszisztémánk és az éghajlatunk rovására történő új mezőgazdasági területek kialakítása nem lehet itt a megoldás, de a vertikális gazdálkodás igen, különösen a városi területeken” – mondja Ronen Redel, a Vertical Field üzleti fejlesztési alelnöke.

Átfogó megoldások

Az együttműködés lehetővé teszi a Billa számára, hogy a sűrűn lakott városi területeken mindössze néhány négyzetméteren egész évben és anticiklikusan friss salátákat és más mikrozöldségeket termeljen. Ez egy olyan üzleti modell, amelyben sok szakértő a precíziós gazdálkodás mellett a holnap élelmiszerrendszerének újabb fontos sarokkövét látja. „A mi szélességi körünkben a vertikális gazdálkodás elsősorban a fogyasztóhoz való közelség előnyét kínálja” – erősíti meg Marcus Vagt, a DLG Service GmbH Energy, Indoor Farming és New Foods divízióvezetője. Japánhoz képest, ahol jelenleg mintegy 200 beltéri üvegház működik, Európa lemaradásban van ezen a téren. „Az Inhouse Farming – Feed & Food Show-n ezért átfogó megoldásokat mutatunk be, és közvetíteni kívánunk a gyakorlat és a kutatás között, hogy megmutassuk az innovatív technológiákban rejlő lehetőségeket a mezőgazdaság számára” – mondja Vagt. Előnyeik nyilvánvalóak: A többrétegű rendszerben, kis területen történő növénytermesztéssel ugyanis egész évben magas, egyenletesen jó minőségű terméshozam érhető el.

A megfelelő fény a tökéletes növekedéshez

A teljesen időjárástól független beltéri termesztés, más néven Controlled Environment Agriculture, röviden CEA, olyan átfogó ellenőrzési lehetőségekkel rendelkező, mozgékony, rugalmas termelési struktúrákat igényel, amelyekre a szántóföldön nincs szükség. Ennek a forgatókönyvnek a kulcsa a technológiai innováció, amely biztosítja, hogy a növények éjjel-nappal a lehető legjobb ellátásban részesüljenek, és a betakarításig pontosan a szükséges hőmérsékletnek legyenek kitéve. A szükséges fényt mesterséges világítás biztosítja. A napfény utánzása azonban a legtöbb esetben nem ideális megoldás, és magas energiaköltségekkel jár. Ehelyett egyre inkább előtérbe kerülnek a 450 nanométer, 660 nanométer és 730 nanométer hullámhosszúságú fényt kibocsátó, keskeny sávú megvilágító rendszerek. A vörös és kék fény optimális aránya nemcsak a fotoszintézist és a növények nappali-éjszakai ritmusát befolyásolja, hanem az összetevőket és az ízeket is. A paradicsomokban például a likopintartalom jelentősen növelhető magas kék részaránnyal.

Hőgazdálkodás

A technológiai szolgáltatók portfóliójában a növesztőfény LED-ek széles választéka található, amelyek magas vörös vagy kék részarányukkal a jellegzetes rózsaszín ragyogást biztosítják. Különböző másodlagos optikákkal kombinálva a beltéri farmokat üzemeltető vállalatok rugalmasan alakíthatják a táblakialakítást. A fény fókuszálható vagy szórható az intenzitás változtatása és az adott növény igényeinek való megfelelés érdekében. A passzív vagy aktív hűtőelemekkel történő hőkezelés segít a LED-ek teljesítményének minél hosszabb ideig történő fenntartásában.

Teljes ellenőrzés minden vegetációs fázisban

A növény fázisától függően eltérő fényösszetétel az ideális. Ezen a témán a németországi Oberhausenben működő Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Energy Technology (UMSICHT) kutatói is dolgoznak. Céljuk: az optimális növénynövekedés biztosítása algoritmusokkal. A LightSaver AI projektben jelenleg az Osnabrücki Műszaki Egyetemmel együttműködve egy demonstrátort fejlesztenek ki a növényi világítás igényorientált vezérlésére. Ez a klorofill fluoreszcenciát méri, mint a fotoszintézis mértékét, és AI-megközelítésekkel értékeli azt. Az aktuális fényigény elemzése révén egy LED-modul úgy kerül beállításra, hogy a növény a növekedési fázistól és a környezeti paraméterektől függően folyamatosan a szükséges fényt kapja. A LightSaver AI projektben alkalmazott növényközpontú megközelítés a rendkívül hatékony beltéri farmok fejlesztésének alapkövének tekinthető. A cél a hőmérséklet, a páratartalom, a CO2-tartalom, a levegőztetés és a fényspektrum összetett kölcsönhatásának pontos és valós idejű szabályozása a növények visszajelzései révén.

A világítás mellett az optimálisan szabályozott hőmérséklet és páratartalom is döntő szerepet játszik az épületenergetikai integrált mezőgazdasági termelésben. A csírázás és a termesztés során a növényeknek magas, 70-80 százalékos relatív páratartalomra van szükségük a gyökérfejlődéshez. A vízfelvétel ebben a fázisban olyan ventilátorokkal gyorsítható, amelyek a termesztőtér minden szintjén homogén légeloszlást biztosítanak. A gyökerek kialakulása után a növények a leveleken keresztül kevesebb vizet vesznek fel, és a nedvességigényük csökken. Ezért a beltéri termesztésben elengedhetetlen a páratartalom folyamatos ellenőrzése. Ellenkező esetben egy éjszakai hőmérséklet-csökkenés magas páratartalomhoz és páralecsapódáshoz vezethet.

Innovatív klímaberendezések

Az „Inhouse Farming – Feed & Food Show” kiállításon bemutatott megoldásokkal minden kívánt klimatikus körülmény létrehozható, ellenőrizhető és folyamatosan optimalizálható. Az intelligens érzékelők, a mobilis párátlanítók és a hannoveri vásár területén található, helyhez kötött kondenzációs szárítók a növekedés minden szakaszában garantálják a szabályozott páratartalmat. Az összes fontos paraméter hosszú távú tárolásához adatgyűjtőket használnak, amelyek rögzítik a levegő hőmérsékletét, a relatív páratartalmat és a harmatponti hőmérsékletet. A kiváló minőségű szűrőket és UVC-modulokat tartalmazó légkezelő rendszerekkel kombinálva, amelyek megtisztítják a levegőt a szennyező anyagoktól és a penészspóráktól, stabil éghajlati feltételek biztosítják a kultúrák lehető legjobb fejlődését.

Kilátások

Az „Inhouse Farming – Feed & Food Show” kilátásai a következőket mutatják: A hatékony és eredményes üzemeltetéshez a zárt termesztéshez különböző technológiákra van szükség. Ezeket november 12. és 18. között a hannoveri vásár területén lehet megtalálni. Az új DLG platform a „Zöld termelékenység” vezérmotívumával kiegészíti az Agritechnica-t a jövő mezőgazdasági és élelmiszeripari rendszereinek fenntartható megoldásaival.