Исследования направлены на снижение рисков для сельского хозяйства в контролируемой среде
Приглашенный блогер ЭРИКО МАТТОС (ERICO MATTOS) из GLASE рассказывает о способах разработки и внедрения эффективных и коммерчески успешных технологий освещения для растениеводства.
По имеющимся данным, в 2019 году светодиодные светильники для растениеводства достигли эффективности до 3,2 мкмоль/Дж. Вместе с технологиями анализа состояния окружающей среды и решениями для управления новые системы освещения предлагают широкий спектр преимуществ для сельского хозяйства в контролируемой среде (СЕА), от снижения операционных затрат до повышения урожайности биомассы сельскохозяйственных культур. Как известно, манипуляции со спектром помогают управлять морфологией и развитием растений, а также образованием ценных питательных веществ, таких как пигменты и вторичные метаболиты.
Однако мы в GLASE (консорциум Greenhouse Lighting & Systems Engineering) видим, что внедрение технологий, включая интеграцию новых систем управления освещением, часто связано с определенными проблемами. Зачастую потенциальные преимущества новых светильников и интегрированных систем, продемонстрированные в лаборатории, недоступны для фермеров-коммерсантов, ведущих хозяйство в контролируемой среде; кроме того, эти преимущества не удается воспроизвести за пределами лаборатории. Отсутствие результатов сравнительного анализа и многих нужных отраслевых стандартов не позволяют владельцам теплиц или крытых ферм быстро принять обоснованное решение о том, какую технологию выбрать и как ее внедрить вместо устаревших натриевых ламп высокого давления.
Чтобы упростить перенос технологий из лабораторий в коммерческие теплицы и крытые фермы, специалисты GLASE разработали информационную программу для поддержки производителей и фермеров, ведущих хозяйство в контролируемой среде, которые теперь получают научно обоснованную информацию и отраслевой опыт. Таким образом, вывод новых технологий на рынок осуществляется гораздо быстрее. Информационная программа поможет преодолеть постоянно растущий разрыв между научными кругами и промышленностью, фермеры и производители будут получать сведения о новейших технологиях в рамках серии вебинаров, где будут представлены научные и технологические инновации, а также лучшие практики в отрасли сельского хозяйства в контролируемой среде.
В настоящее время мы внедряем два новых экспериментальных светодиодных модуля, которые были разработаны в Центре LESA в Политехническом институте Ренсселера (ПИР), в вегетационных камерах в ПИР и теплицах в Корнелльском университете. Два совместимых светильника для растениеводства были разработаны в целях предоставления исследователям GLASE полного контроля над спектром и интенсивностью освещения. Новые светильники могут быть интегрированы в системы анализа окружающей среды и физиологического состояния растений, что позволяет осуществлять контроль на основании обратной связи от растений. После тестирования в экспериментальных теплицах новые алгоритмы освещения и стратегии управления будут опробованы в двух коммерческих теплицах в Нью-Йорке в целях дальнейшей оптимизации преимуществ технологии Light and Shade System Implementation (LASSI).
LASSI предоставляет владельцам теплиц средства точного контроля над долей дневного света (DLI) путем динамической регулировки количества дополнительного света в зависимости от условий внешнего освещения, чтобы гарантировать, что сельскохозяйственные культуры получают одинаковое количество света каждый день. В настоящее время разрабатываются две новые комплексные системы управления: CO2-LASSI, которая объединяет управление освещением и добавление CO2 и оптимизирует эффективность освещения для растениеводства, и Day-Ahead Market (DAM) LASSI, которая учитывает колебания цен на энергоносители и подсказывает, в какое время суток выгоднее задействовать дополнительное освещение.
Вебинары предоставят фермерам-коммерсантам, ведущим хозяйство в контролируемой среде, возможность оценить преимущества, предлагаемые передовыми системами управления освещением, прежде чем они решатся вложить значительные средства в модернизацию своих теплиц. Это поможет избежать внедрения неподходящего решения или платформы для организации освещения, обеспечить эффективное управление и снижение высоких рисков, связанных с развертыванием новых технологий. У них также будет возможность связаться с отраслевыми экспертами и другими фермерами, которые используют эту технологию.
Мы также подключены к национальной базе данных National Greenhouse Database, где собирается и хранится анонимная базовая информация об энергопотреблении, оборудовании и инновациях, используемых в растениеводстве. Данные, собранные с помощью этого инструмента, предоставляют владельцам теплиц доступ к самому полному набору ресурсов и критериев для фермеров-коммерсантов, ведущих хозяйство в контролируемой среде, чтобы они могли оценить собственное производство и сравнить показатели с другими теплицами аналогичного размера и конфигурации.
Нас это воодушевляет, поскольку ценность данных возрастает в геометрической прогрессии, когда столько участников вносят как можно больше информации. Тенденции, выявленные в результате анализа обобщенных данных, могут помочь разработчикам государственных, федеральных или муниципальных программ в сфере энергоэффективности, а также будут полезны с точки зрения оценки требуемого финансирования для инноваций в области организации освещения теплиц и повышения энергоэффективности. Эта база данных также поможет производителям технологий понять, какие новые продукты, системы и стандарты будут востребованы и позволят решить актуальные проблемы сельского хозяйства в контролируемой среде.
Примечание редактора: Нил Мэттсон (Neil Mattson) из GLASE и Cornell выступит с ключевым докладом на конференции по системам освещения для растениеводства Horticultural Lighting в этом году в Денвере, штат Колорадо, США. Маттсон расскажет об исследованиях и совместных проектах GLASE в области разработки энергоэффективных систем освещения для растениеводства и о том, как интегрировать новые технологии в производственные решения с оптимизированным спектром для сельского хозяйства в контролируемой среде.
Познакомьтесь с нашим экспертом
ЭРИКО МАТТОС ERICO MATTOS является исполнительным директором Консорциума GLASE в Корнельском университете. Он окончил факультет аграрной инженерии в Университете Сан-Паулу, Бразилия, и в 2009 году поступил в аспирантуру Университета Джорджии, чтобы заниматься исследованиями в области сельскохозяйственных культур и почвоведения. Маттос окончил аспирантуру в Университете Сингулярности в 2012 году. В 2013 году он стал соучредителем светотехнической компании, ориентированной на системы освещения для растениеводства, и соавтором двух технологических патентов на флуориметр с фазовой синхронизацией и амплитудно-импульсной модуляцией.
Материал предоставил https://www.revolight.ru/
