Краткий ответ
Оборудование для вертикального земледелия включает конструкции для выращивания (многоярусные стеллажи, передвижные стеллажи, башни или А-образные конструкции), гидропонную систему орошения, например NFT или прилив-отлив, LED-освещение на каждом ярусе, кондиционирование и осушение воздуха, водоподготовку и фертигацию с контролем EC/pH, а также систему управления с датчиками и сигнализацией. На фермах, полностью размещённых в закрытых помещениях, обычно используют стеллажи с освещением; в теплицах предпочтение отдают башням и А-образным конструкциям.
Что входит в оборудование для вертикального земледелия?
Оборудование для вертикального земледелия — это всё необходимое для выращивания культур в несколько ярусов в контролируемых условиях: конструкции для выращивания (стеллажи, башни или А-образные конструкции), система орошения, питающая корни, LED-освещение, оборудование для управления микроклиматом, водоподготовка и объединяющие их средства управления. Грамотный выбор означает подбор каждой системы под вашу культуру, здание и бюджет, а не покупку самого высокого из доступных стеллажей.
Это руководство представляет собой список оборудования для коммерческих производителей. В нём рассмотрены основные системы вертикального земледелия, различия между многоярусными стеллажами и башнями, необходимые для каждого варианта освещение, HVAC и фертигация, а также вопросы, которые стоит задать перед покупкой. О деловых аспектах, таких как спрос, составление бюджета и выбор площадки, читайте в материале «Как открыть вертикальную ферму».
Какие существуют основные типы систем вертикального земледелия?
В коммерческом вертикальном выращивании чаще всего используют один из пяти типов конструкций. Каждый подходит для определённых культур и зданий.
| Система | Размещение растений по высоте | Наиболее подходящие культуры | Освещение | Типичное размещение |
|---|---|---|---|---|
| Многоярусные стеллажи для выращивания | Горизонтальные полки с лотками или каналами, 3–10+ ярусов | Салат, пряные травы, микрозелень, рассада | LED на каждом ярусе | Фабрики растений, контейнеры, помещения для выращивания |
| Передвижные стеллажи для выращивания | Стеллажи на рельсах, которые сдвигаются вместе, устраняя необходимость в постоянных проходах | Как у стационарных стеллажей | LED на каждом ярусе | Здания с высокой стоимостью площади |
| Вертикальные башни для выращивания | Растения размещаются по бокам вертикальной колонны | Листовая зелень, пряные травы, клубника | Солнечный свет или вертикальные линейные LED-светильники | Теплицы, крыши, закрытые помещения |
| А-образные системы | Каналы на двух наклонных сторонах треугольного каркаса | Клубника, листовая зелень | Преимущественно солнечный свет | Теплицы и тоннели |
| Вращающиеся стеллажи | Лотки вращаются, чтобы каждое растение проходило через освещённую зону и оказывалось на удобной для доступа высоте | Листовая зелень, рассада | Солнечный свет или LED | Теплицы, демонстрационные площадки |
На практике на фермах, полностью размещённых в закрытых помещениях, преобладают стеллажи с освещением, а там, где доступен солнечный свет, чаще используют башни и А-образные конструкции. Этот формат подробно рассмотрен в нашем руководстве по А-образным системам вертикального выращивания.
Как работают многоярусные стеллажи для выращивания?
Многоярусная стеллажная система для выращивания представляет собой стальной или алюминиевый каркас с несколькими ярусами, каждый из которых оснащён собственными LED-светильниками, подачей поливного раствора и сливом. Растения выращивают в лотках, на плавающих платформах или в каналах на каждой полке, а питательный раствор циркулирует из расположенного внизу бака или из центрального помещения фертигации.
Сколько нужно ярусов и какое расстояние между ними?
Количество ярусов зависит от высоты потолка, высоты растений и способа доступа персонала к верхнему ярусу. Для листовой зелени обычно требуется примерно 30–50 cm на ярус с учётом светильника и лотка, а для более высоких пряных трав или клубники — больше. Для стеллажей выше примерно 2.5 m обычно нужны ножничные подъёмники, платформы или автоматизированное перемещение лотков, что влияет на трудозатраты и безопасность.
Стационарные или передвижные многоярусные стеллажи?
Стационарные стеллажи проще, дешевле и легче подключаются к трубопроводам. Передвижные многоярусные стеллажи устанавливаются на рельсах, позволяя открывать по одному проходу, что может заметно увеличить полезную площадь выращивания в том же помещении. Обратная сторона — необходимость гибких шлангов и кабелей, более тщательного монтажа и более медленный доступ. Промышленные стеллажи для выращивания, такие как наши передвижные многоярусные стеллажи с лотками для выращивания, подходят хозяйствам, которым нужна максимальная плотность размещения, а передвижные многоярусные стеллажи для выращивания в помещении — для небольших помещений и опытных линий.
Из чего должен быть изготовлен стеллаж для выращивания?
- Каркас: сталь с горячим цинкованием или порошковым покрытием либо алюминий, рассчитанные на нагрузку от мокрых лотков и полного веса растений.
- Лотки и каналы: устойчивый к ультрафиолету пищевой пластик, например PVC или ABS, с гладкой внутренней поверхностью для удобства очистки.
- Крепёж: из нержавеющей стали или с защитным покрытием, поскольку питательный раствор и высокая влажность вызывают коррозию обычной стали.
- Дренаж: небольшой уклон и доступные для обслуживания сливы на каждом ярусе, предотвращающие застой воды.
Когда лучше выбрать башни для вертикального выращивания?
В башнях для вертикального выращивания питательный раствор подаётся в верхнюю часть колонны и стекает вдоль корней, возвращаясь в бак. Такие конструкции занимают мало места на полу, не имеют полок, требующих освещения, и хорошо работают при солнечном свете, поэтому популярны в теплицах, на крышах и в торговых экспозициях. В помещении башне для вертикального выращивания нужно боковое освещение, при этом растения вверху и внизу могут получать свет неравномерно. В нашем руководстве по гидропонным и аэропонным башням сравниваются конструкции башен, а многоярусная гидропонная башня Space Tree служит одним из примеров коммерческой башни для вертикального выращивания.
Какой метод орошения следует использовать в системах вертикального выращивания?
В гидропонных системах вертикального земледелия обычно используют один из следующих способов подачи раствора к корням:
- NFT (техника питательного слоя): тонкий слой раствора течёт по каналам с небольшим уклоном. Лёгкая система с малым объёмом воды, широко применяемая для салата и пряных трав. См. наше руководство по гидропонным системам NFT.
- Система прилив-отлив: лотки затапливаются и осушаются по таймеру. Подходит для рассады, микрозелени и пряных трав в горшках.
- Глубоководная культура с малой глубиной раствора: растения размещаются на платформах, плавающих на слое аэрируемого раствора толщиной в несколько сантиметров. Обеспечивает стабильные условия, но создаёт большую нагрузку на верхние ярусы стеллажей.
- Аэропоника: корни находятся в воздухе и орошаются мелкодисперсным распылением. Обеспечивает высокую доступность кислорода, но форсунки засоряются, а сбои быстро вредят растениям.
- Капельный полив субстрата: применяется для клубники и плодоносящих культур в желобах или мешках.
Для высоких стеллажей важен вес. Заполненный водой лоток может весить во много раз больше, чем канал NFT, поэтому перед выбором методов глубоководной культуры проверьте допустимую нагрузку на каждый ярус стеллажа.
Какое освещение требуется для вертикального выращивания?
Технология вертикального земледелия в полностью закрытых помещениях основана на LED-светильниках, установленных непосредственно над каждым ярусом. LED-светильники выделяют меньше тепла, чем лампы прежних типов, могут размещаться примерно в 20–40 cm от растительного полога и позволяют настраивать спектр. Основные характеристики для сравнения:
- Фотонная эффективность (µmol/J): сколько полезного для растений света даёт каждый ватт. Чем выше показатель, тем ниже эксплуатационные расходы.
- Интенсивность света (PPFD) и равномерность освещения по всей полке, а не только в центре.
- Суточный интеграл освещённости (DLI): листовую зелень обычно выращивают при значениях примерно 12–17 mol/m²/сут; пряным травам и плодовым овощным культурам требуется больше света.
- Степень защиты от воды и отвод тепла при работе во влажной среде.
- Регулировка яркости и работа по расписанию, позволяющие адаптировать освещение к стадии развития культуры и тарифам на электроэнергию.
Стеллажи для выращивания с подсветкой следует проектировать как единую систему: расстояние между светильниками, высота ярусов и ширина стеллажа совместно определяют равномерность освещения.
Какое оборудование необходимо для управления микроклиматом?
В закрытом помещении почти вся электроэнергия, потребляемая светильниками, в итоге превращается в тепло, а почти вся поливная вода, поглощённая растениями, — в водяной пар. Оборудование климат-контроля должно удалять и тепло, и влагу:
- Кондиционирование с мощностью, рассчитанной с учётом тепловой нагрузки от освещения, оборудования и теплопритоков через ограждающие конструкции здания.
- Осушение воздуха с производительностью, рассчитанной на транспирацию растений: именно мощность осушения чаще всего оказывается недостаточной в помещении для вертикального выращивания.
- Вентиляторы горизонтальной циркуляции воздуха внутри каждого яруса стеллажа, обеспечивающие движение воздуха через растительный полог и предотвращающие краевой ожог листьев и заболевания.
- Обогащение воздуха CO₂ (опционально) для ускорения роста в герметичном помещении, с контролем безопасности.
- Фильтрация воздуха и избыточное давление для предотвращения проникновения вредителей.
Какое оборудование нужно для водоснабжения, фертигации и автоматизации?
Каждой рециркуляционной системе нужны бак для питательного раствора, насосы, фильтрация и дозирующий узел с контролем EC/pH. Если исходная вода жёсткая или засолённая, часто добавляют очистку методом обратного осмоса. Умная установка фертигации с дозирующим насосом автоматизирует приготовление раствора для нескольких стеллажей; в небольших помещениях можно начать с бака для периодического приготовления раствора и ручного долива. Целевые значения приведены в нашем руководстве по питанию растений на гидропонике, EC и pH.
Автоматизация вертикального земледелия варьируется от таймеров и поплавковых выключателей до полноценной системы управления на базе PLC или IoT, которая регистрирует температуру, влажность, CO₂, EC, pH и уровень воды, отправляет аварийные уведомления и регулирует работу оборудования. Более высокий уровень автоматизации сокращает трудозатраты и количество ошибок, но обходится дороже и требует обученного персонала. Большинство новых ферм сначала автоматизируют климат, освещение и дозирование, а посев и сбор урожая оставляют ручными, пока объёмы производства не оправдают применение машин.
Контрольный список оборудования для вертикального земледелия
- Конструкции для выращивания: стеллажи, мобильные стеллажи, башни или А-образные конструкции с указанием допустимой нагрузки на каждый ярус.
- Лотки, каналы, плавающие платформы или башни из материала, пригодного для контакта с пищевыми продуктами, а также субстраты, например губчатые пробки.
- LED-освещение с драйверами, креплениями, регулировкой яркости и таймерами.
- Орошение: насосы, подающие и обратные трубопроводы, клапаны, сливы и бак для питательного раствора.
- Фертигация: датчики EC и pH, дозирующие насосы, баки для маточных растворов и фильтрация.
- Водоподготовка: фильтрация и, при необходимости, обратный осмос.
- Климат: кондиционирование (AC), осушители, циркуляционные вентиляторы, система подачи CO₂ и теплоизоляция.
- Управление: контроллер или PLC, датчики, аварийная сигнализация и дистанционный мониторинг.
- Зона проращивания и выращивания рассады: посевные лотки, рассадный стеллаж или шкаф для рассады.
- Сбор урожая и послеуборочная обработка: столы для срезки, холодильная камера, оборудование для упаковки и санитарной обработки.
- Электроснабжение: распределительные щиты, резервное питание и защита от импульсных перенапряжений.
- Безопасность: платформы или подъёмники для высоких стеллажей, обнаружение протечек и аварийное освещение.
От чего зависит стоимость многоярусных стеллажей и систем выращивания?
Стоимость стеллажей для вертикального выращивания сильно различается, поэтому сравнивайте предложения по одинаковым параметрам. Основные факторы стоимости — количество ярусов и общая площадь выращивания, материал и покрытие каркаса, стационарное или мобильное исполнение, наличие в комплекте LED-светильников и системы орошения, уровень автоматизации, а также упаковка, доставка и монтаж. Просите поставщиков указывать площадь выращивания на стеллаж в квадратных метрах и количество посадочных мест, чтобы сравнивать стоимость одного посадочного места, а не одного стеллажа.
Какие вопросы следует задать перед покупкой систем вертикального земледелия?
Сравнивая предлагаемые к продаже системы вертикального земледелия, запрашивайте план размещения с учётом вашего помещения, допустимую нагрузку на ярус, характеристики материалов каркасов и лотков, данные об интенсивности и равномерности освещения, схему орошения и перечень запасных частей. Уточняйте напряжение и стандарты вилок для вашей страны, а также наличие у системы сертификатов, необходимых на вашем рынке.
Mars Vertical Farm производит стеллажи, башни, каналы и комплектные фабрики растений на трёх производственных линиях в Шанхае в соответствии с ISO 9001, выпускает продукцию с маркировкой CE и предлагает варианты OEM/ODM. Ознакомьтесь с вертикальными гидропонными башнями и стеллажами или комплектными фабриками растений для помещений, затем отправьте нам размеры вашего помещения и планируемую культуру, чтобы получить схему размещения стеллажей и коммерческое предложение.
