Фото: із відкритих джерел
Дослідники з Університету Південної Данії та Кільського університету працюють над автоматизованою сенсорною системою, яка має показувати концентрації окремих поживних елементів у тепличній воді, а не лише загальну солоність. Рішення планують інтегрувати в системи поливу та платформу керування теплицею InfoGrow.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на Hortidaily.
У сучасних теплицях дренажна вода з-під рослин зазвичай не одразу потрапляє в каналізацію: її збирають, фільтрують, обробляють ультрафіолетом і повертають у систему як поживний розчин із, зокрема, нітратом, фосфатом і магнієм. Однак періодично господарства все одно змушені зливати цей розчин і готувати новий.
Як пояснюють учасники дансько-німецького проєкту NutriCycle, одна з причин — обмеженість поточних вимірювань: зазвичай вони показують лише загальну концентрацію розчинених солей, але не дають відповіді, яких саме елементів у надлишку, а яких бракує. Через це вода, що ще містить придатні й дорогі добрива, може бути утилізована.
«Рослини засвоюють різні поживні речовини залежно від сорту та стадії росту. Сьогодні виробники бачать загальну концентрацію солей у воді, але не точно — чого не вистачає. Якщо ми зможемо вимірювати окремі поживні елементи, вони зможуть додавати, наприклад, фосфат або нітрат замість того, щоб зливати всю суміш», — каже Каспер Кунстманн (Casper Kunstmann) з Інституту Мадса Клаусена при SDU, керівник проєкту.
Як працюватиме сенсорна система
У межах NutriCycle планують створити компактний пристрій, який автоматично відбиратиме та аналізуватиме невеликі проби води. Університет Південної Данії залучає експертизу в мікрофлюїдиці — технології, що дає змогу переміщати й досліджувати малі об’єми рідини на чипі.
За задумом розробників, усередині системи мікрокраплі води проходитимуть хімічні реакції, які змінюватимуть колір залежно від вмісту. Далі оптичні сенсори, які розробляє Кільський університет, зчитуватимуть ці зміни кольору, щоб визначати концентрації кожного елемента живлення.
Мета — зібрати ці етапи в «міцний» і відносно недорогий пристрій, який можна під’єднати до наявних систем зрошення в теплицях.
«Обладнання, яке може вимірювати різні поживні речовини, уже існує, але інтеграція може коштувати багато тисяч євро. Ми хочемо розробити менше й ефективніше рішення з нуля, яке також буде достатньо простим для щоденного використання в теплиці», — зазначає Каспер Кунстманн.
Інтеграція з керуванням теплицею
Проєкт передбачає підключення системи до цифрової платформи InfoGrow, яку використовують для моніторингу та керування умовами в теплиці (зокрема температурою, опаленням, вікнами та екранами). У перспективі показники поживних елементів у воді можуть стати частиною того самого автоматизованого контуру керування.
Що це може дати виробникам і довкіллю
Учасники NutriCycle очікують, що точніший контроль складу розчину допоможе економити воду та добрива. У тепличному виробництві мінеральні елементи зазвичай подаються безпосередньо з поливною водою, тому злив суміші, яка ще містить поживні речовини, означає прямі витрати.
Окремо вказується й екологічний аспект: зменшення потрапляння поживних речовин у стічні води. Надлишок азоту та фосфору, якщо він доходить до річок, озер або прибережних вод, може сприяти розвитку водоростей і зниженню вмісту кисню.
Саме тому до проєкту долучена данська водна компанія VandCenter Syd: вона допомагатиме тестувати технологію для застосування в очищенні стічних вод. У довшій перспективі партнери також розглядають використання системи для моніторингу очищених стоків, щоб підтримати повторне використання води в агросекторі.
Пілотні випробування та учасники
NutriCycle — трирічний проєкт із загальним бюджетом трохи понад 1,8 млн євро, з яких приблизно 1,2 млн євро надходить від програми Interreg Deutschland–Danmark. Проєкт очолює Інститут Мадса Клаусена при Університеті Південної Данії.
Серед партнерів також: Кільський університет, VandCenter Syd, данська консультаційна служба HortiAdvice та німецька селекційна й теплична компанія NPZ Innovation. На першому етапі команда планує оцінити, скільки води та добрив нині втрачається, і відпрацювати метод вимірювання. Далі технологію зберуть у прототип і випробують у реальних умовах у теплиці NPZ Innovation у Німеччині.