Экологически чистые интеллектуальные фермы на основе рециркуляции питательных растворов

В последние годы развитие новых технологий городского сельского хозяйства, таких как вертикальные и интеллектуальные фермы, быстро ускорилось. Эти технологии основаны на гидропонном культивировании. Они не предполагают использование почвы. Растения выращиваются с использованием растворов, которые обогащены питательными веществами.

Экологи отмечают, что большой объём питательных растворов, примерно 20-30%, не используется растениями. Большинство фермеров в Южной Корее сбрасывают удобрения в грунт, что приводит к загрязнению окружающей среды. Учёные нашли решение данной проблемы. В настоящее время фермеры используют рециркуляционный метод гидропонного культивирования.

Новые методики позволяют повторно использовать р-ры с удобрениями. Предварительно они обрабатываются ультрафиолетовыми лучами, подвергаются стерилизации. Однако применение таких систем рециркуляции осложняется двумя основными проблемами.

Во-первых, необходимо устранить риск развитие заболеваний и дисбаланс питательных веществ в водной среде, которые возникает по причине роста микробов в переработанных растворах. Вторая проблема связана с инвестициями. Чтобы создать рециркуляционную систему потребуется больше финансовых вложений; сотни миллионов корейских вон за гектар.

Исследователи из Корейского института науки и техники (KIST) предложили инновационный метод, который позволяет стабильно управлять популяцией микробов в рециркуляционных системах гидропонного культивирования.

Группа учёных, возглавляемая доктором Дж. Чжу Янг Ли и Тэ Ин Ан из исследовательского центра «Умная ферма», основанного на базе института, построили модель системы, которая имитирует поток воды и концентрацию питательных веществ водной среде. Они провели комплексный анализ характеристик роста микроорганизмов, их рост и выброс в гидропонику.

Моделирование показало, что микробная популяция в рециркуляционных гидропонных установках может контролироваться путем регулировки мощности УФ-излучения и подачи воды. При не циркулирующем гидропонном культивировании патологическая микрофлора значительно колеблется, если воды слишком мало.

Высокая стоимость систем УФ-стерилизации ограничила использование гидропоники в Корее. Учёные разработали собственную технологию, которая является альтернативой импортным системам. При этом учитывалась коммерциализация проекта.

Инновационная разработка рециркуляции гидропонного культивирования вызвала большой интерес. Права на программное обеспечение приобрела компания Dooinbiotech Co. Ltd. Авансовый взнос составил 80 миллионов вон. Ожидается, что введение в эксплуатацию рециркуляционной системы выращивания культурных растений снизит затраты на удобрения примерно на 30-40%, что составляет 30 миллионов вон в год на ферме площадью 1 гектар.

Что касается влияние на окружающую среду, д-р Джу Янг Ли сказал: «Разработанная система позволяет перейти на экологически чистые рециркуляционные гидропонные системы выращивания. Они будут доступны для многих фермеров».

В настоящее время разрабатывается программное обеспечение и руководство по эксплуатации, чтобы помочь фермерам в управлении балансом питательных веществ. Инновационные решения увеличат число ферм, которые будут вводить рециркуляционную гидропонику.