Vertikální zemědělství nejen v inteligentních městech

Výkyvy počasí jsou čím dál větší, zimy mírnější, začíná se prosazovat tzv. vertikální zemědělství. Bez technologie se neobejdeme, a tak se silní hráči trhu IoT angažují a investují do experimentálních projektů. Navíc sbírají důležité informace od zemědělců, aby lépe pochopili daný problém a sbírali důležité hodnoty ze senzorů, které pomáhají analyzovat přímo v cloudu a poskytnou výsledky v reálném čase přímo farmářům.

Lidí stále přibývá a vznikají místa s velkou hustotou lidí. Potraviny sice není problém sehnat, ale v těchto městech vzniká problém s dopravou a logistikou. Extrémním příkladem je Tokio, které má 13,7 miliónu vměstnaných do 845 km čtverečních, což z něj činí nejlidnatější metropolitní oblast na světě. Najít v takové oblasti místo pro pěstování zeleniny je nadlidský úkol. Jedinou možností je pěstování hydroponickým způsobem, jak jsme o tom psali v článku zde.

V rámci programu „Empowering Innovation Together“ je mnoho jednotlivých činností, kde se špičkový inženýři věnují aktuálním tématům. Jednou takovou aktivitou je uspořádání inteligentních měst, kde se věnují právě problematikou pěstování zeleniny v hustě zalidněných oblastech. Nazývají to vertikálním pěstováním. V podstatě se jedná o hydroponické pěstování ve vícepatrovém domě. Celé téma provází známí inženýr Grant Imahara a spolupracují na něm společnosti Mouser, AnalogDevices, Intel, Microchip Technology a Molex.

Vnitřní vertikální zemědělství využívá o 40 procent méně energie než tradiční zemědělství a vyprodukuje o 80 procent méně potravního odpadu a sníží spotřebu vody o neuvěřitelných 99 procent oproti pěstováním na venkovním poli. Jelikož je vše pěstováno uvnitř budovy, kde je vzduch filtrován a nehrozí napadení škůdci ani plísní, není potřeba použití pesticidů. Navíc náklady na pohonné hmoty výrazně klesají, jelikož je farma umístěna v centru metropolitní oblasti.

Vertikální farma také v České republice
Nemusíme chodit daleko do světa. V Břeclavské firmě Fosfa vyrůstá podobný experiment – takzvaná vertikální farma, která je vůbec první svého typu v Česku. Slunce tady nahrazují LED světla. Odpadá použití jakékoliv chemie a vody se spotřebuje o 90 procent méně než na polích a ve sklenících. V kontrolovaných podmínkách navíc rostliny rostou více než dvakrát rychleji. To všechno jsou výhody vertikální farmy v areálu břeclavské společnosti Fosfa. Bylinky nebo zelenina se v ní navíc budou pěstovat v pěti patrech nad sebou. Know-how celého provozu si ve Fosfě vymysleli sami. Pětipatrová pěstební instalace vznikla rekonstrukcí nevyužitého objektu, zatím v něm zabírá dvacet metrů čtverečních, brzy se rozroste na 60 metrů čtverečních, jelikož se jedná zatím o experimentální projekt. Saláty a bylinky nepodléhají sezonním výkyvům a nepředvídatelným vlivům počasí. Produkce zeleniny je stabilní i díky tomu, že klima uvnitř vertikální farmy řídí počítač. Sklizeň se tak podle něj může odehrát těsně před konzumací, třeba i uprostřed zimy.

Rostliny nerostou v půdě, ale v živném roztoku, který má přísně kontrolované složení. Koncentrace živin je stanovena tak, aby rostlinám v maximální možné míře usnadňovala růst. Jakmile zemědělskou půdu nahrazuje živný roztok, odpadá nežádoucí odpařování vody, popřípadě její prosakování a odtok do nižších vrstev půdy. Znamená to až devadesátiprocentní úsporu vody oproti konvenčním formám zemědělské produkce. Zároveň nedochází k znečišťování spodních vod.

Ač je Fosfa hlavně chemickým podnikem, zeleninu pěstuje zcela bez chemie. Vzduch, který do pěstebního prostoru vstupuje, prochází filtrací, takže je úroda chráněná před nepříznivými faktory zvenčí, jako jsou zárodky škůdců a nemocí. Díky tomu se vertikální farma na sto procent obejde bez pesticidů. Podobně inteligentním způsobem bude fungovat například skleník pro produkci rajčat, který se staví ve Velkých Němčicích na Břeclavsku. I tady většinu procesů bude řídit počítač a rajčata tu porostou bez půdy, pouze v živném roztoku. I čmeláky, kteří budou rostlinky opylovat, tady bude řídit počítač.

Lepší rajčata jsou techno-rajčata
Analog Devices se rozhodl přemístit své křemíkové portfolio do potravinářského a zemědělského průmyslu. Potenciál vidí v zavádění softwarových algoritmů v cloudu, které zemědělcům pomohou k lepší produkci.

Proč rajčata?
Rajčata jsou známou plodinou po celém světě. Díky tomu každý dokáže odlišit spatné rajče od dobrého. Pozná se to, ale až se rajče nakrájí a ochutná. Mnoho lidí si nedokáže představit kolik vody, hnojení, slunečního svitu rajče potřebuje, aby bylo lahodné chuti a pevné konzistence. Dalším faktorem je odhadnout správnou dobu sklizně. Jelikož je potřeba je doručit spotřebiteli ve správný okamžik. Rajčata představují výzvu i pro dodavatelské řetězce, protože jsou náchylné na pomačkání. Vyžadují zvláštní péči pro balírny a distributory. Přepravci potřebují vědět, jaká teplota byla během přepravy a kolik hodin bude trvat celá přeprava. Restaurátoři a potravináři musí znát nejen původ rajčat, ale i podmínky jejich tranzitu. Všechny tyto faktory ukazují, že rajčata jsou ideální produkty pro IoT.

IoT v průmyslu je specifickou záležitostí. Je potřeba pochopit daný problém do detailu v reálném světě a na něj zvolit ideální systém a aplikaci. Je potřeba dosáhnout kompromisu mezi zákazníkem (pěstiteli rajčat) a dodavatelem aplikace (Analog Device). Každý rozumí svému portfoliu a záleží jen na nich, zda dokážou nalézt společnou řeč a dosáhnout tíženého výsledku. Analog Devices disponuje přesnými senzory, mikrokontroléry pro bezdrátovou konektivitu a vše dokáže propojit do cloudu a dát potřebné aktuální informace uživateli.

Analog devices vyhledala ochotné farmářské partnery, se kterými společně řešili problémy s pěstováním rajčat. Analog devices disponuje senzory pro měření tepla, světla, vlhkosti, vše přenášet z terénu pomocí bezdrátové technologie do cloudu, kde probíhá vyhodnocení výsledků v podobě přehledných grafů. Analog devices strávil dva roky analyzováním dat s odborníky. Pěstitelé mohli rychle reagovat a měnit množství vody, pozměnit složení půdy, upravit množství slunečního záření, a dokonce určit ideální čas sklizně. Všechny tyto faktory jsou důležité pro chuť a tvar rajčete. Výsledek se dostavil v podobě lahodného rajčete a zlepšila se i výtěžnost. Koncem druhé roku byli schopni vypěstovat čtyři z pěti rajčat, které vyhráli soutěž Tomato Contest v Bostonu, kde chutnost oceňovali šéfkuchaři ze špičkových restaurací. IoT technologie v zemědělském průmyslu se stává nezbytnou součástí. V období, kdy voda je nedostatkovým zbožím, je pěstování plodin s minimem vody tou správnou cestou. Každá zelenina má své specifické vlastnosti, ale z pohledu technologie se jedná stále o sběr a zpracování dat.

Více informací na: http://www.analog.com/en/landing-pages/001/iot-internet-of-tomatoes.html

Závěr
Inteligentní zemědělství může pozitivně ovlivnit planetu nezměrnými způsoby: zlepšení výnosů plodin všeho druhu, snižování závislosti na pesticidech, snížení provozních nákladů, optimalizace využívání vody a zajištění lepší správy půdy a střídání plodin. Stručně řečeno, čím více senzorických informací jsme schopni získat, analyzovat a sdílet z našeho světa, tím více budeme moci živit náš svět.

Autor: Libor Michalec, zdroj