статья

Мультилаборатория iFarm

статья

Мультилаборатория iFarm

Новосибирский Академгородок, один из центров российской науки, — важная точка на карте развития iFarm. Здесь наши агрономы в сотрудничестве с местными институтами проводят многочисленные эксперименты. И день за днем на базе IT-платформы Growtune создают «электронного» агронома, который знает все о том, как круглый год получать лучший урожай зелени, ягод и овощей.
Уникальная площадка для агроэкспериментов расположена на территории Академпарка, крупнейшего научно-технологического парка России, резидентом которого является iFarm. Эта лаборатория — место, где зародилась наша промышленная технология для выращивания земляники садовой (она же — клубника), на базе которой в декабре 2021 года мы соберем первый коммерческий урожай. А начиналось все в 2018-м с небольшого клубничного отделения: одна часть кустов росла на аэропонических стеллажах, другая — на гидропонике, с использованием разных субстратов. Шмелей тогда еще не было, опыление приходилось делать вручную!
Позже лабораторию расширили. В дополнительных комнатах стали выращивать овощи, микрозелень и съедобные цветы. А летом 2021-го провели масштабное переоборудование, организовав несколько климатических зон: теперь здесь растут взрослые растения для производства клубники, молодые растения из семян и клоны, два десятка видов цветов, редис и томаты. А к агроэкспериментам добавились инженерные испытания. Поэтому площадку стали называть мультилабораторией.
В мультилаборатории iFarm работают шесть человек
Работа с оборудованием и агроэксперименты идут в лаборатории бок о бок. Проводятся опыты с питанием и защитой растений, апробация разных настроек микроклимата, графиков и спектров освещения. Каждый раз, испытывая новое или усовершенствованное инженерами оборудование, мы наблюдаем, как оно работает с десятком разных культур.
Взять, к примеру, систему охлаждения. Здесь мы применили чиллер, сделанный на базе кондиционера. Он не очень презентабелен на вид, но стабильно поддерживает точную температуру в лаборатории (она колеблется в пределах 0,3 ℃ относительно заданной уставки). Теперь агрономы-клубничники сравнивают прогресс в созревании ягоды «на чиллере» и «на кондиционерах». Одна из задач — понять, как отсутствие резких скачков климата (благодаря чиллеру) повлияет на количество и качество продукции.
Благодаря чиллеру, отклонения температуры (нижний график) от установленных значений — минимальны
На аэропонике у клубники очень хорошо развивается корневая система. Пока агрономы экспериментируют с тем, как сделать урожай ягоды обильнее и качественнее, мы в RnD упрощаем конструкции, систему орошения, лотки, в которых находятся кусты. Экспериментальная задача так и поставлена сделать проще, а значит: надежнее, отказоустойчивее, долговечнее. Дешевле для покупателя, в конце концов.

Павел Зееман
главный инженер iFarm
Давайте охватим взглядом всю лабораторию целиком. Что вообще в ней есть? Суммарная площадь всех помещений составляет 150 м². Каждая комната оборудована анализаторами, которые измеряют уровень CO2, температуру и влажность, есть также датчики давления полива и датчики уровня раствора в баке (а его pH и ЕС измеряется онлайн) воздушное давление и циркуляцию воздуха. Многоярусные стеллажи, модифицированные под культуры разной высоты, снабжены камерами для контроля растений.
Клубничное отделение
В одном из помещений – собственная рассада. Еще две комнаты – основное отделение 1) с кондиционерами (ягода растет методом гидропоники на кокосовом субстрате) и 2) с чиллером (в нем есть и гидро- и аэропоника).
Суммарно здесь выращено несколько сотен килограммов ягод разных сортов и проведены десятки экспериментов. Агроном Тимофей Павлов сравнивает, как сорта реагируют на изменения условий среды.
Ткани контрольных кустов еженедельно отдаются лаборантам для проведения функциональной диагностики. Регулярно на анализ в Институт почвоведения и агрохимии СО РАН отправляются дренажные растворы. Цели мы при этом преследуем тривиальные — хотим выращивать много, вкусно, дёшево и прозрачно для всех, чтобы со спокойным сердцем внедрять эти технологии на промышленном производстве.

Тимофей Павлов
агроном iFarm
Агрономы iFarm сотрудничают со специалистами трех институтов Сибирского отделения РАН: 
С осени 2020 года в клубничном отделении обитает бригада шмелей. Инструкция, предупреждающая, что «шмели хоть и миролюбивы, но негативно относятся к нарушению их личного пространства», прикреплена к дверям обеих комнат. «Шмелий кусь опасен анафилактическим шоком», — сообщает листовка. Работа с этими насекомыми подчас может быть рискованной, но написавший инструкцию Тимофей давно относится к ним как к добрым помощникам.
Отделение съедобных цветов
Самое маленькое в лаборатории. Здесь на четырёх стеллажах за пару месяцев выросли два десятка видов цветов.
«Спектральные» и «оросительные» опыты в этом отделении дополняются экспериментами по выращиванию на различных видах субстрата и черенкованию растений. Размножать таким способом можно розмарин, настурцию, тимьян, гвоздику и т.д. Это значительно ускоряет процесс сбора урожая растений, которые очень медленно растут «от семечки».
Лаборатория по агрохимии и защите растений
  • спектрофотометр — анализирует дренажные и питательные растворы, определяя макро- и микроэлементы и примеси в мельчайших концентрациях;
  • рефрактометр — оптический прибор для определения концентрации веществ в каких-либо средах. Им, например, вычисляется градус Brix (то есть уровень сахарозы, а значит и сладость плода) в клубнике, томатах и перцах;
  • прибор функциональной диагностики «Экотест 2020» для тестов с питанием растений;
  • иономер «Анион 7010» измеряет рН и ЕС питательных растворов, количество нитратов в готовой продукции;
  • бинокулярный микроскоп с диапазоном увеличения от 40 до 1000 раз — для первичной диагностики заболеваний и причин изменения окраски или формы листьев, плодов; исследования морфологии и гистологии растительных тканей;
  • электронный микроскоп;
  • датчики и камеры фотофиксации для размещения на стеллажах других комнат.
Всего в лаборатории пять разных климатических зон. В каждой —
 стеллажи с тремя разными системами орошения 1) «прилив-отлив», 2) аэропоника, 3) субстрат с капельным поливом. Светильники с четырьмя разными схемами освещения. Одинаковые растения агрономы наблюдают в разных условиях, дополнительно экспериментируя с разными графиками полива и составами питательного раствора.
Сравнивая десятки вариантов роста для одной и той же культуры, агрономы вычисляют лучшие из них. Им помогает Growtune, IT-платформа для управления фермами. Искусственный интеллект обрабатывает данные по климату, раствору, режиму освещения, а также данные с фото-сенсоров, которые наблюдают за развитием растений 24/7, и учится выявлять наиболее выгодные сценарии выращивания. Важность его «обучения» на экспериментальных стадиях сложно переоценить. А в дальнейшем, благодаря «большим данным» с промышленных вертикальных производств по технологиям iFarm, Growtune сможет оптимизировать «рецепты» выращивания и улучшать результаты с каждой новой посадкой.

До чего техника дошла! (с)
06.10.2021
Подписаться на рассылку
Подпишитесь, чтобы первыми узнавать наши новости
Рекомендуем также прочитать