תפקיד הפיקוח על מיקרוקליד בירוקהאוס יידלד מקסימיזציה

מבוא: התפקיד הקריטי של מיקרוקליליט בייצור ירוק מודרני

הירוקים התפתחו הרבה מעבר למבנים הגנה פשוטים.הם כעת סביבות דיוק שבו כל רמה של טמפרטורה, אחוז לחות, ו lumen של אור ניתן לשלוט כדי להשיג פלט יבול מקסימלי. בלב הדיוק הזה הוא שליטה מיקרו-קלידית - היכולת לנהל תנאים אטמוספיריים מקומיים בתוך החממה, ולא לטפל בנפח כולו כמרחב השקעה יחיד, אחיד.

הבנה של מיקרוקליארד בירוקהאוס

מיקרוקליד הוא מערכת של תנאים אטמוספריים - טמפרטורה, לחות, עוצמת אור, ריכוז CO2 ותנועת אוויר - שקיים באזור קטן, מוגדר באזור חממה, תנאים אלה יכולים להשתנות באופן משמעותי מאזור אחד לאחר בשל הבדלים בחשיפה לשמש, קרבה למקורות חימום או קירור, קנינים צמחיים, ותבניות אוורורציה מוגברת.

אזורי מיקרוקלייד ו-Horizontal Microclimate Zones

בתוך חממה אחת, ⁇ אנכית בולט במיוחד.אוויר חם עולה, יצירת שכבה חמה ליד הגג, בעוד אוויר קריר יותר מתיישב ברמת היבול.זה יכול לגרום ללחץ חום ביבולים גבוהים יותר כמו עגבניות או לגרום הדבקה על foliage אם לא מנוהל. Horizontal ⁇ s תוצאה של התפלגות אזור לא אחיד של השמש, כיוון רוח, מיקום של תנורי חום או אוהדים יעילים שליטה מיקרוקלימית על ידי שימוש בחיישנים ממוקדים, לעתים קרובות, חימום, או קירור, או קירור, או גבהים שונים, או קירור, לעתים קרובות.

יסודות של בקרת מיקרוקלי

כדי להשיג תנאים מיקרו-קלידים אופטימליים, מגדלים חייבים לנהל חמישה משתנים סביבתיים עיקריים.כל אחד ממלא תפקיד ייחודי בפיזיולוגיה של הצמח ופוטנציאל התשואות הכולל.

• (FLT:0) Temperature:FLT:1 לכל יבול יש טווח טמפרטורה אופטימלי עבור פוטוסינתזה, נשימה ופיתוח ניצני.לדוגמה, עגבניות לבצע את הטוב ביותר עם טמפרטורות יומיות של 21-27 ° C (70-80 ° F) ושפל של זמן הלילה של 16 מעלות צלזיוס (60-65 מעלות צלזיוס) אפילו סטייתות קטנות מחוץ לטווח זה יכול להפחית את הפגיעות, עיכובים, או חימום, או שימושים מדויקים.
• (FLT:0)Humidity:FLT:1 Relative לחות (RH) משפיע ישירות על טרנסספירציה ו- תזונה עלייה (מעל 85%) מעודד מחלות פטרייתי כגון אבקה קלה ובוטטיס, בעוד RH נמוך (כ-40%) גורם לסף כוויות וסגירה סטומטאלית, עלייה של רמות אידיאליות בדרך כלל מ 60-8 בהתאם לצורות של יבול או יבול עם יחידות של יבול עם יבול עם חיישנים עם יבולים עם יבולים.
• (FLT:0) Light:BuildFLT:1 ; photoynthetic קרינת פעילה (PAR) מניעת צמיחה.מיקרוקליידית שליטה מתאמת את עוצמת האור ואת משך דרך LED משלים או תאורה נתרן בלחץ גבוה, כמו גם מסכים גוון אוטומטי. באזורים עם השמש אינטנסיבית, שריד מונע photoinbition וחום מצטבר; בתקופות נמוכות, תוספת של היום מרחיבה ולהגדיל את אורך אחיד גם תמונות לא אחידות.
• (FLT:0) זרימת אוויר: ⁇ FLT:1 , האוויר Stagnant יוצר כיסים של לחות גבוהה, stratification טמפרטורה, וסיכון פתוגן מוגבר, זרימת אוויר נכונה מבטיחה CO2 הוא אפילו מבוזר, מקדם שטף אחיד, ומחזק את צמחי גזעים. Horizontal אוויר מאווררים (HAF) ומחסנים פועלים יחד כדי לשמור על אוויר קבוע ללא גורם לנסחטציה כית מתחים.
• (FLT:0)CO2 ריכוז: למרות שלא תמיד נכללו בדיונים מיקרו-קלידיים בסיסיים, העשרת CO2 יכולה להגדיל באופן דרמטי את התשואות - לעתים קרובות עד 20-30% - במיוחד בחממה סגורה.המיקרוקלידי חייב להבטיח כי CO2 גבוה מגיע על עלה canopy אחידה מערכות הזריקה משולבת עם בקרת ventilation למנוע CO2 משמירה על רמות בטוח תוך שמירה על רמות מאובטחות.

טכניקות לניהול מיקרוקלידי

מגדלים משתמשים במגוון רחב של טכנולוגיות כדי לשלוט במשתנים אלה.הבסיס הוא מערכת בקרה סביבתית משולבת המשתמשת בנתונים מחיישנים מרובים כדי להתאים את תנורי החום, האוהדים, המזיקים, הגוונים, והאווררים באופן אוטומטי.

• (FLT:0) חימום קורנן ו- Cooling Systems: FLT:1 עבור בקרת טמפרטורה, חימום הידרוני המוצב בצמחי רמת היבול ללא חימום נפח האוויר כולו, צמצום פסולת האנרגיה. כריות קירור מקבילות בשילוב עם אוהדים גדולים ממצה נמוך יותר בטמפרטורות באקלים חם.
• (FLT:0)הומידציה ודעומידציה: ⁇ 1 (הדגשה: ⁇ ) מערכות ערפל בלחץ גבוה מגבירות את הלחות כאשר יש צורך, במיוחד במהלך הפצת יחידות השמדה אקטיבית באמצעות סלילים של זיהום באמצעות סלילת לחות מופרזת ללא חום, בניגוד להסתמכות על אוורור בלבד.
• (FLT:0) אור מתאמת והתאמה: ההרחבה LED של נורות LED היא עכשיו תקן כי הם יכולים להיות מכוונים לספקטרום ספציפי (אדום כחול, כחול, רחוק, UV) כדי להשפיע על מורפיולוגיות צמחיות ופריחה. דיינג שולטות ותזמון דינמי להסתגל אינטנסיביות על בסיס קרינה סולארית חיצונית, יצירת אור יומי עקבי (DLI).
• (FLT:0) ומעריצים אוויריים: אנדרל 1 (RIRLT:1 חורבות רידג ' vents, vents צדדי, ומעריצים ממצה מספקים אוורור טבעי ונאלץ.Horital Air Flow (HAF) מעריצים לרוץ 24/7 למנוע טמפרטורות אנכיות ולהפחית כיסים לחות אוטומטיים פתוח וקרובים על בסיס מהירות רוח, גשם, טמפרטורה פנימית / נקודות בתוך ושפל.
• (FLT:0Shading and Curtain Systems:FLT:1 וילון צלי אור (מרק או אלומיניום) לשלוט בעוצמה אור ולספק בידוד.הם יכולים להיות פרוסים באופן מצטבר כדי למנוע צמחים מזעזעים במהלך תקופות בהירות פתאומיות.חלק מהמערכות משתמשות בחיישנים קלים על הגג כדי לגרום לפריסת צל באופן אוטומטי.

אוטומציה ושילוב חושי

שליטה מיקרו-קלידית מודרנית מסתמכת על רשת של חיישנים המדידה טמפרטורה, RH, CO2, אור (PAR), ומהירות האוויר במקומות רבים. אלה ניזונים לתוך מחשב מרכזי או פלטפורמה מבוססת ענן המבצעת אלגוריתמים שליטה.לדוגמה, אם חיישן ליד היבול מראה את הטמפרטורה העולה מעל סטנקט, המערכת עשויה לפתוח תחילה אולמות; אם זה לא מספיק, מפעילה מעריצים ולאחר מכן קירור של טמפרטורות מתקדמות לפני שגורמות לשינויים מתקדמים.

השפעה על Crop Yield

הקישור הישיר בין בקרה מיקרו-קלידית מדויקת לבין תשואה גבוהה יותר הוא תועדו היטב על פני סוגי יבול מגוונים.טמפרטורת השליטה בתוך ±1 מעלות C של אופטימלים יכול להגדיל את הביומסה הכוללת על ידי 15-25% בהשוואה לטווח ± 2C. באופן דומה, שמירה על RH בין 65-80% מפחיתה את סדקים הפירות בעגבניות ופריחה לאחור בפלפלפלפלסטיקה גבוהה כמו לתת, כמו DSAable, ולהבטיח את גודל קבוע, ו-DLC קבוע, באופן קבוע, באופן קבוע, באופן קבוע, ו- 20000.

• (FLT:0) עגבניות: FLT:1 במיקרוקליד מבוקר עם אפילו טמפרטורה, CO2 העשרה (1000 ppm), ולחות עקבית, התשואות יכולות לעלות על 60 ק"ג / מ"ר בשנה, בהשוואה ל-30-40 ק"ג / מ"ר בסביבות פחות מבוקרות.הפרי יש גם צבע טוב יותר, מוצקות, חיי מדף.
• (הופנה מהדף ⁇ :0) ,0 (Leafy Greens (lettuce, ספינח): 1FLT עם אור מדויק וזרימה אווירית, מחזורי צמיחה מקצרים ב 10-20%.
• (FLT:0)Cucumbersib: 1) טמפרטורה ויציבות לחות להפחית את שכיחות של מסטיקי גזע blight ו- אבקה קלה. תשואות גבוהות יותר (90+ ק"ג / מ"2) הם בעלי יכולת גבוהה עם בקרת אקלים משולבת.
• (FLT:0 Ornamentals (רוזים, צ'רצ'טים): 1FreaLT:1 ניהול מיקרוקליד משפיע על אורך, גודל פרח, ו-Vase Life.לדוגמה, ירידה קלה בטמפרטורת הלילה (DIF) מקדם צמיחה קומפקטית, בעוד לחות גבוהה במהלך התפתחות הניצוץ מונעת נזק חי.

אסטרטגיות מיקרו-קלידיות מתקדמות

הדור הבא של ניהול החממה עובר מעבר לשליטה באזור הבסיסי בסביבות דינמיות, יבולים-responsive. אסטרטגיות אלה דורשות חומרה מתוחכמת יותר ותוכנה אך מציעות יתרונות תחרותיים משמעותיים.

Zoning ובקרת מקומיות

במערכות חממה מרובות-שכבות או גבוהות מחווטות, כל שכבה אנכית עשויה לדרוש תנאים שונים.לדוגמה, בטיפוח עגבניות עם צמחים גבוהים, אזור הפרי העליון זקוק ליותר לחות קלה ומעט יותר נמוכה מאשר אזור עלה התחתון. על ידי התקנת מערכות טיפול אוויר נפרדות עבור להקות גובה שונות, מגדלים יכולים לייעל photoynthesis ו transpiration בו זמנית. גישה זו נפוצה במשמלמות מודרניות מצוידות עם HAF ומעריצים מקרינה שיכולה ליצור רמות מיקרו-ממות נפרדות.

בקרת איכות הסביבה הדינמית (DEC)

DEC משתמש משוב צמחי, כגון עלות טמפרטורה או זרימת פיקסלים, כדי להתאים את הסביבה.במקום לעקוב אחר סטנקט קבוע, המערכת שומרת על יעד טמפרטורה או גירעון לחץ ריק (VPD) VPD הוא מדד משולב של טמפרטורה ולחות המשפיעים ישירות על טרנסספירציה.כאשר VPD הוא אופטימלי (בדרך כלל 0.8-1.2 kp עבור רוב היבולים), צמחים ללא לחץ יעיל.

שילוב עם IoT ו-Data Analytics

פלטפורמות אינטרנט של דברים (IoT) עכשיו לחבר חיישני חממה, מתעמלים, וניתוח ענן. נתונים היסטוריים בשילוב עם מודלים של למידת מכונה יכולים לחזות נקודות סטאופטימליות אופטימליות ליום הבא בהתבסס על מזג אוויר, מחירי שוק, ושלב צמיחה יבול.חלק מהמערכות אפילו משתמשים בראייה ממוחשבת כדי לזהות סימנים מוקדמים של מזיקים או מחלה ולהתאים לחות או זרימת אוויר בהתאם.

אתגרים ושיקולים

למרות היתרונות שלה, יישום בקרה מיקרוקליבית מקיפה מגיע עם מכשולים כי מגדלים חייבים לנווט בזהירות.

עלויות האנרגיה

חימום, קירור, תאורה מייצגים את ההוצאות התפעוליות הגדולות ביותר בייצור החממה.שליטה מוקדמת דורשת הרבה יותר אנרגיה, במיוחד עבור דהומידציה ותאורה משלימה.עם זאת, בקרה חכמה וציוד יעיל באנרגיה (למשל, נורות LED, משאבות חום, מסכים תרמיים) יכול להפחית את העלויות האלה.יש גם מזרזים שימוש באנרגיה על ידי שילוב מקורות אנרגיה מתחדשים כגון PV או חום, או באמצעות מערכת פחמן משולבת (pCH) ואספקת חשמל.

מורכבות מערכת ותחזוקה

חיישנים מרובים, מעשי פעולה ותוכנות בקרה יוצרים מערכת מורכבת הדורשת ידע מיוחד לשמור על סחף חושי, שגיאות קלורינג, וכשלונות תקשורת יכולים להוביל לתנאים תת-אופטימיים. להשקיע בחיישנים חזקים, ברמה תעשייתית ומערכות מחוסמות מפחיתה סיכון.בנוסף, צוות הכשרה או שותף עם מומחי חממה הוא לעתים קרובות הכרחי כדי למנף בקרה מתקדמת באופן מלא.

השקעה ראשונה

עלות ההון של מערכת מיקרו-קלידה משולבת לחלוטין – כולל חיישנים, בקרים, אופות מעובדות, אוהדים, תאורה ו- CO2 – יכולה להיות משמעותית.עבור חממה של 1-hectare, עולה בקלות על 500,000 $.עם זאת, ההחזר על ההשקעה (ROI) הוא לעתים קרובות 2-5 שנים כאשר שיפור של 20-50% והפסדי היבול מופחת הם גורמים ב- COwise יותר, עם תחילת בקרה, כלומר, כלומר, כלומר, לעומת זאת, עם השפעה מתקדמת.

היתרונות הכלכליים ו-ROI

בקרת מיקרוקליד תורמת ישירות לקו התחתון באמצעות ערוצים מרובים.

הכנסות גבוהות יותר של ניברס

עלייה של 20% ביבול הנמכר עבור $ / ק"ג עם תשואה בסיסית של 30 ק"ג / m2 מתורגם תוספת $ $ 000 עבור דונם לעונה. עם גידולים מרובים בשנה, ההשפעה המצטברת היא משמעותית. עבור יבולים פרימיום כמו מיקרו-ירוקים או קנאביס, שבו מחיר לקילוגרם יכול לעלות על 10 $, אפילו שיפורים צנועים יש השפעה כספית גדולה.

אובדן Crop

מיקרו-קליידי עקבי להפחית את שכיחות המחלה, התפרצויות מזיקים והפרעות פיזיולוגיות.לדוגמה, שמירה על לחות מתחת 85% ולספק זרימת אוויר נאותה יכול ללקות את שיעורי זיהום בוטאריטיס על ידי 70-80%.פחות הפסדים פירושו יותר צמחים בשוק ועלויות עבודה נמוכות יותר עבור מיון או חיתוך תוצרת פגומים.

יתרון שוק באיכות עקבית

סוחרים וצרכנים דורשים גודל אחיד, צבע, ומוצרים ללא blemish.microclimate- מבוקר חממות יכולים לספק עקביות זו, המאפשרים לצמחים לשלוט על מחירי פרימיום או לאבטח חוזים ארוכי טווח עם שרשראות סופרמרקטים.יש גם מרחיבים את העונה שלהם לתקופות כאשר גידולי שדה אינם זמינים, ותופסים מחירים גבוהים יותר מחוץ לעונה.

מגמות עתידיות במיקרוקלידס

התחום מתפתח במהירות, מונע על ידי התקדמות בחישה, אוטומציה וניהול אנרגיה.שלוש מגמות בולטות כשינוי בעשור הבא.

AI ו- Machine Learning

במקום לעקוב אחר נקודות סטאט סטטיות, מערכות המונעות על ידי AI מנתחות מיליוני נקודות נתונים מעונות העבר כדי להציע נקודות דינמיות הממקסימות את התשואות ליחידת האנרגיה.מערכות אלה יכולות גם להתאים לשינויים בתנאים חיצוניים - לדוגמה, צמצום נקודות הטמפרטורה במהלך גלי חום כדי למנוע מתח צמחי תוך צמצום עלויות קירור.חלק מהמודלים משלבים מודלים של צמיחה צמחית כדי לחזות זמני צמיחה אופטימליים וקציר המבוססים על היסטוריה מיקרו-זמן אמיתי.

אינטגרציה אנרגיה בת קיימא

בתי הארחה של העתיד יפעלו יותר ויותר כמערכות אנרגיה של אפס.בקרות מיקרוקליאליות נועדו לעבוד עם מקורות אנרגיה מתחדשים, כגון מחזורי קירור תזמון בשעות השמש כאשר לוחות PV מייצרים עודף חשמל, או אחסון אנרגיה תרמית בטנקים מים או מתחת לאדמה. CO2 מלכידת ביוגז או מקורות תעשייתיים ניתן גם להיות מוזרק תוך מתן חום, יצירת מערכת סגורה.

החקלאות לשליטה בסביבה

בקצה חיתוך, בקרה מיקרו-קלידית משולב עם חיישנים phenotyping המדידה את צמיחת הצמח בזמן אמת (למשל, סריקה 3D, הדמיה רב-ספקטרום) מערכות אלה להתאים את הספקטרום ואת לחות על בסיס לכל-צמח, במיוחד בחוות אנכיות.המטרה היא ליצור סביבה אישית באמת עבור כל צמח, למקסם אחידות ודחיסות.

מסקנה

בקרת מיקרוקלייד כבר אינה תכונה אופציונלית של ניהול החממה המודרני - זה הבסיס שעליו מניבה מיקסום התשואות בנוי. על ידי הבנה ומניפולציה טמפרטורה, לחות, אור, זרימת אוויר, ו CO2 ברמות מקומיות, מגדלים יכולים לפתוח רווחים משמעותיים בפריון, איכות ורווחיות. תגמולים מתקדמים כגון בקרת VPD, שילוב ו- AI- תזמון הם שהופכים את הרווחים האלה יותר מאשר אי פעם זמין, עם זאת, דורשות את החיישנים מתקדמים, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, אוטומציה, ציוד ניהול יעיל, כלומר, כלומר, כלומר, הוא יעיל, לאחר ניהול יעיל, כלומר, עבור ביצועים מתקדמים, עבור ביצועים מתקדמים, עבור ביצועים מתקדמים, עבור ביצועים מתקדמים, עבור תעשיות יעילות, עבור ביצועים מתקדמים, עבור ביצועים מתקדמים, לאחר בקרת VPD.

לקריאה נוספת על בקרת האקלים המתקדמת, ראה את ה-FLT:0 ההרחבה של אוניברסיטת שופכת על בקרת הסביבה של חממה FLT:1, TheFLT:2 Greenhouse Grower מאמר על יסודות מיקרו-קלידיים FLT 3: 3, ואת ה-FLT:4Privam אוטומציה סקירה FLT:5.