В российском Новосибирске компанией iFarm созданы «умные» вертикальные фермы, позволяющие вырастить овощи, зелень и фрукты даже человеку, не имеющему опыта или образования в сфере агротехнологий. Руководитель компании Александр Лысковский рассказал о том, как подобрать оптимальную агротехнику с помощью цифровых технологий, почему будущее за «умными» теплицами и как вырастить за месяц 20 кг земляники садовой (клубники) в условиях сибирских морозов.
Как пишет «Хайтек«, опытная ферма iFarm, на которой выращивают органическую продукцию размещена в местном Академпарке Новосибирска. Продукты здесь растут в натуральном грунте, а не на питательной смеси, и при их выращивании вообще не используются агрохимикаты.
Новосибирскую ферму отличают не только экометоды выращивания продукции. Ее создатели Александр Лысковский и Олег Костенко разработали собственные автоматизированные гелиотеплицы, вертикальные фермы и модули доращивания. Благодаря использованию облачных технологий выращиванием овощей может заниматься даже человек, не разбирающийся в агрономии: система с помощью датчиков отслеживает температуру, влажность, уровень освещенности и автоматически регулирует их, осуществляет полив и подкормку, сигнализирует о необходимости своевременного сбора урожая.
В таких теплицах даже в суровые сибирские зимы прекрасно растут клубника и томаты, которые владельцы фермы продают в магазины и рестораны города. А сами теплицы так заинтересовали людей из других городов, что за франшизой к создателям уже обратились 240 человек.
Первым опытным образцом компании стала гелиотеплица, которую построили в конце 2017 года. Основа такой теплицы — утепленный каркас из легких стальных конструкций, который легко собрать самостоятельно. Стена, выходящая на юг, прозрачная, крыша также скошена в южном направлении. Чтобы удерживать тепло, северную стену обшивают светоотражающим материалом. Также для обеспечения комфортной температуры теплицу оборудовали системой «Теплый пол». Площадь первой теплицы была 42 м2.
Создатели решили дополнительно усовершенствовать классическую конструкцию. Чтобы снять с владельца заботу о поддержании оптимального микроклимата, разработчики установили внутри датчики, которые отслеживают влажность, температуру, освещенность, содержание углекислого газа и своевременность полива. Информация отправляется на компьютер.
Первоначальные вложения — $100 тыс. — были сделаны из личных сбережений Александра Лысковского. Деньги ушли на покупку оборудования, грунта и на зарплату строителям. При этом первый урожай — около 20 кг клубники — сняли уже через месяц после посадки кустов, в феврале 2018 года. Следом разработчики стали высаживать в теплице томаты, огурцы, несколько видов салатов и пряных трав. Первыми дегустаторами были сами основатели iFarm, а также шеф-повара новосибирских ресторанов. Создатели умной теплицы советовались с ними о том, какие вкусовые качества и сорта должны быть у свежих овощей и фруктов.
Одновременно разработчики решали проблемы, которые возникали в процессе эксплуатации теплицы. Сначала самой сложной задачей им казался обогрев растений в суровые сибирские морозы. Однако они столкнулись с другой проблемой: слишком высокая температура при нагревании конструкции даже слабым весенним солнцем также негативно сказывалась на культурах, а проветривать теплицу было нельзя — нарушался микроклимат.
«Сначала мы делали обычные теплицы — на них все располагалось плоско, а не на стеллажах. И досвечивалось специальными фитолампами, которые автоматически включались, когда солнца не хватало для роста овощей, — рассказывает Александр. — Мы строили матмодели, считали приход и расход света и что на него влияет — прозрачность крыши (первая была из двухслойного поликарбоната), облака и многое другое. Выяснили, что чем прозрачнее крыша, тем сложнее сохранить тепло — через ту же крышу тепло уходило ночью (инфракрасное излучение). А летом она слишком перегревалась, растения погибали от жары. Проветривать нельзя — СО₂, который надо было держать повышенным, улетучивался. А также снаружи залетало много патогенов, их приходилось травить пестицидами».
В итоге сама конструкция вместе с системами охлаждения и нагрева получалась дорогой. В ходе расчетов выяснилось, что если сделать суперлампу, которая будет светить круглый год, то можно полностью заменить солнце и построить дешевую конструкцию, а не использовать солнечный свет, строя при этом дорогую «коробку». Встала необходимость оптимизации и создания второй, окончательной версии теплицы.
В течение полугода iFarm построила еще пару теплиц, закупила несколько чужих вертикальных ферм и переключилась на них как на основной метод выращивания. Научившись выращивать на стеллажах салаты и ягоды без солнечного света, основатели стартапа провели осенью 2018 года следующий раунд инвестиций, где лидером стал Gagarin Capital. Создатели привлекли порядка $1 млн инвестиций. Более мелкие вложения сделали другие частные инвесторы.
Было принято решение сосредоточиться на производстве собственных вертикальных ферм — полностью изолированной конструкции, которую, в отличие от гелиотеплиц, можно размещать только в закрытых пространствах. Она не зависит от изменений в окружающей среде, поэтому поддержание микроклимата внутри проще и дешевле. Например, не надо бояться, что в летние месяцы температура внутри поднимается слишком сильно. Культуры размещаются на стеллажах, тем самым увеличивается полезное пространство: при высоте потолков в 4,5 м и площади помещения 80 м2 площадь выращивания увеличивается почти вдвое — до 148 м2.
Итоговый вариант фермы представляет собой своеобразный конструктор — быстромонтируемую коробку, в которой на стеллажах размещаются емкости с субстратом, в случае iFarm — торф. Культуры выращиваются в изолированной среде, поэтому не нуждаются в обработке от вредителей и инфекционных болезней, передающихся по ветру, через насекомых или другие растения. А человек сам по себе переносчиком болезни растений стать не может. Теоретически заражение может произойти при одновременной обработке больных и здоровых растений: например, инфекцию можно перенести при пасынковании томатов. Но если все культуры в теплице здоровы и не имеют контакта с внешней средой, риски заражения сведены к минимуму.
Основная опасность заболевания растений в этом случае связана с неправильным уходом — избыточной влажностью, резкими перепадами температуры, но система автоматического контроля ее нивелирует.
Компактные размеры дают возможность получать достаточно большой урожай на ограниченной площади. Фермы можно размещать как в подвалах, так и на крышах домов, в заброшенных складских или производственных помещениях. Модули можно располагать вертикально или горизонтально, рационально используя пространство.
«Это гидропоническая установка — внутри поддонов несколько раз в день подается вода с удобрениями, которая смачивает корни растения и торф, насыпанный в небольшие горшочки. Данный торф не содержит питательных веществ, он нужен, чтобы держалась корневая система», — рассказывает Александр.
На рост растений влияют температурный режим, влажность, состав воздуха и удобрения. Для каждого продукта специалисты-технологи разрабатывают определенный «рецепт» выращивания — агротехническую карту. Эта программа-сценарий сообщает, когда пора полить растение, дать прикорм или изменить освещение. В технологической карте заложено множество параметров, в частности, можно контролировать количество плодов, их сладость и даже состав витаминов.
Система автоматического регулирования климата, питания и света требует минимального участия человека. С обслуживанием теплицы площадью 100 м2 без труда справится один человек. Срок монтирования такого конструктора — два-три месяца. За всеми изменениями специалисты компании следят, оцифровывают их, анализируют и улучшают агротехнику.
Управление теплиц и ферм осуществляется через облачную систему. «Рецепты» выращивания получают из центральной базы данных, благодаря чему продукт можно вырастить, просто нажав на кнопку. Изучать агротехнические основы и тонкости для этого не нужно. Управлять процессом можно дистанционно — через компьютер или смартфон.
Сейчас у стартапа iFarm промышленная ферма в Новосибирске площадью 1 000 м2, в которую вложены средства нескольких инвесторов. Ведется строительство трех объектов в Москве, по одному — в Казани, Иркутске, Томске и Хельсинки. Также разработчики ведут переговоры с потенциальными партнерами в Риге, Вильнюсе, Сочи, Калининграде, Саудовской Аравии и ОАЭ.
