blog

Pellot tasapainoon: kontrolloidun ympäristön viljely mittausteknologian avulla

Vaisala: Kontrolloidun ympäristön viljely ja kasvihuoneet
Justin Walsh_Vaisala
Justin Walsh
Business Development Engineer
Julkaistu: 20. Touko 2020
Greenhouses and Indoor Farming
Teollisuuden mittaukset

Kontrolloidun ympäristön viljely eli CEA-viljely (Controlled Environment Agriculture) on yksi maailman ravintomarkkinoiden nopeimmin kasvavista segmenteistä. Kun lähi- ja luomuruoan kysyntä kasvaa, tähän kysyntään vastataan moderneilla kasvihuoneilla, vertikaali- ja konttiviljelyllä. Teknologisten edistysaskelten ansiosta kasvattajat pystyvät tuottamaan entistä enemmän ravintoa entistä luotettavammin käyttäen vähemmän energiaa ja resursseja.

Teknologian avulla kasvattajat voivat luoda viljelylaitoksiinsa tarkasti optimaaliset kasvuolosuhteet ja kasvattaa sen ansiosta laajempaa viljelykasvivalikoimaa ennakoitavin tuloksin. Suljetussa ja olosuhdevalvotussa tilassa viljelijä voi kasvattaa kasvit siemenistä sadoksi entistä nopeammin. Jokaisen satokauden tuotto on parempi, ja satokausia on vuodessa enemmän.

Kasvihuoneen asettelun optimoinnilla voi saada lisäkapasiteettia verrattuna perinteiseen viljelyyn. Pystysuuntaista viljelyä ja tihkukastelutekniikoita käyttämällä pysytään helposti saamaan enemmän satoa kuin perinteisillä menetelmillä tai jopa perinteisillä kasvihuoneilla. Kun otetaan huomioon, että yleisimpiä sisätiloissa kasvatettavia hyötykasveja ovat vihannekset, köynnöskasvit, kukat ja muut taimikasvatuskasvit, kerroskasvatuksen mahdollisuuksia rajoittavat oikeastaan vain valaistusresurssit. Valaistuksen hinta taas on laskenut viime vuosina merkittävästi.

CEA-viljelyssä on etuna myös vähentynyt torjunta-aineiden käyttötarve, sillä integroitu tuholaisten hallinta on helpompi toteuttaa. Tuloksena on puhtaampi ympäristö, kestävän kehityksen mukainen kasvinsuojelu, ja mahdollisuus tyydyttää torjunta-ainevapaan ruoan kysyntä paremmin.

Veden säästäminen on toinen merkittävä CEA-viljelyn etu. Koska veden käyttöä voidaan hallita käyttämällä vesi- tai ilmaviljelymenetelmiä eikä vettä menetetä maahan imeytymisen vuoksi, sisäviljelyyn tarvitaan huomattavasti vähemmän puhdasta vettä. Alueilla, joilla vedestä on pulaa ja sen käyttöä rajoitetaan, tämä voi olla tärkeä viljelyn mahdollistava tekijä.

Yleinen energiatehokkuus on tärkeä CEA-viljelyn ominaisuus. Kasvihuoneen sähkön tarve on ilman automaatiotakin huomattavasti suurempi kuin perinteisessä maanviljelyssä, koska ilmanvaihtojärjestelmät ja valaistus kuluttavat paljon energiaa. Tässä asiassa laadukkaista antureista voi olla paljon hyötyä. Kasvatustilan olosuhteiden tarkka valvonta voi tuoda energiasäästöjä ja tehdä kasveista terveempiä.

 

Ketkä hyödyntävät CEA-viljelyä?

Lähes mitä tahansa viljelykasvia voi kasvattaa sisätiloissa, ja CEA-viljelystä on hyötyä monilla eri markkina-alueilla kukista ja koristekasveista ruokakasveihin. CEA-tuotantotekniikoilla vuosittaisten satojen määrän voi nostaa yhdestä tai kahdesta neljään tai jopa kuuteen, ja satokausien kierron avulla tuotannon voi pitää tasaisena. Lähes kaikki sisällä kasvatettavat viljelykasvit voivat hyötyä näistä tekniikoista. Suosituimpia viljelykasveja ovat tällä hetkellä salaatit, miniversot, köynnöskasvit ja kukat. Hyödykekasveja, sieniä ja hedelmiä kasvatetaan myös CEA-viljelyllä. Viljeltävää kasvia valittaessa on tärkeää tarkastella, miten ennustettu tuottavuus vastaa kysyntään parhaalla katteella.

 

Valvontatavat

Kasvihuoneiden olosuhteiden hallinta voi olla mitä tahansa yksinkertaisesta satunnaisesta mittauksesta ja manuaalisesta tuuletuksesta täysimittaisiin jatkuvan valvonnan järjestelmiin ja automatisoituun ohjaukseen. Vaisalalla on mille tahansa hallinnan tasolle sopiva valikoima mittalaitteita. Hienostuneista Vaisalan omien dataloggerien ja viewLinc-ohjelmiston kanssa käytettävistä jatkuvan valvonnan järjestelmistä yksinkertaisiin ja tarkkoihin kannettaviin mittareihin Vaisalan mittalaitteet vastaavat luotettavien mittausten tarpeeseen.

Parempi olosuhteiden hallinta tuottaa parempia satoja. Tarkat ja luotettavat mittaukset alentavat myös tuotantokustannuksia resurssienhallinnan tehostumisen kautta. Tärkeimpiä mitattavia parametreja ovat kosteus, lämpötila, hiilidioksidi, sääolosuhteet, valo, ravinteet ja nesteytys. Näitä parametreja mitataan sekä kasvun nopeuttamiseksi että näiden olosuhteiden ääripäissä tapahtuvan kasvien vahingoittumisen estämiseksi.

 

Kosteusparametri

Kosteus voi olla vaikeimmin hallittava ympäristötekijä kasvihuoneessa, ja se on myös tärkeä tunnusluku. Se on suoraan kytköksissä ilman lämpötilaan ja voi muuttua huomattavasti suhteellisen pienen lämpötilan muutoksen myötä. 20 asteen lämpötilan laskua kohden ilman kyky pitää sisällään vettä puolittuu ja suhteellinen kosteus kaksinkertaistuu. Siksi lämpötilan lasku yön aikana voi aiheuttaa suuren kosteuden sekä kondensaatiota. Vaisala HUMICAP® -anturit kestävät kastumisen ja mittaavat tarkasti taas kuivuttuaan.

Hyvät kastelukäytännöt ja asianmukainen tuuletus ovat parhaat tavat hallita kosteutta kasvihuoneissa, ja tarkan kosteusmittauksen ansiosta viljelijät voivat tehdä tietoon perustuvia hallintapäätöksiä ajoissa.

 

Lämpötilaparametri

Kasvit kykenevät selviytymään ja kasvamaankin monenlaisissa lämpötiloissa, mutta kullakin lajilla on oma ihannelämpötilansa, joka edesauttaa optimaalista kasvua.

Lämpötilan säätely tapahtuu joko luonnollisella tuuletuksella tai mekaanisesti esimerkiksi ilmanvaihtojärjestelmän avulla. Lämpötilan säätelyn haasteiden tunteminen kasvatustilassa on tärkeää, ja on suositeltavaa kartoittaa tilan eri alueet kuumien ja kylmien kohtien tunnistamiseksi. Vaisalan tarkat ja luotettavat lämpötila-anturit tarjoavat nämä kriittiset mittaukset, jotka auttavat viljelykasvien valinnassa ja asettelupäätöksissä.

 

Hiilidioksidiparametri

Lisähiilidioksidin hyödyt kasvien kasvulle ja tuotannolle kasvihuoneympäristössä on tunnettu jo vuosien ajan, sillä hiilidioksidi on välttämätöntä fotosynteesissä. Esimerkkejä tuottavuuden paranemisesta hiilidioksidin lisäyksen myötä ovat aikaisempi kukinta, suuremmat hedelmäsadot, vahvemmat kasvien varret ja suuremmat kukat. Nettofotosynteesi voi itse asiassa kasvaa jopa 50 %, kun ilman hiilidioksidipitoisuutta nostetaan normaalista arvoon 1 000 ppm.

Yksi suljetun tilan viljelyssä havaittu ongelma on, että kasvit kuluttavat saatavilla olevan hiilidioksidin, mistä seuraa tehottomuutta ja kasvun rajoittumista. Viljelyskasveille on tapana antaa lisähiilidioksidia, jota tuotetaan polttamalla tai toimitetaan kaasumaisessa, nestemäisessä tai kiinteässä muodossa. Kaasun annostelussa on kiinnitettävä huomiota myös ihmisten turvallisuuteen. Tätä asiaa voi valvoa tarkasti hiilidioksidia mittaavilla  Vaisala CARBOCAP® -antureilla, jotka ovat stabiileja pitkällä aikavälillä ja omistuskustannuksiltaan edullisia. Saat lisätietoja lataamalla sovelluskuvauksemme kasvien kasvun optimoinnista CO2-mittauksella.

 

Yhteenveto

Kasvihuoneen tai hallitun ympäristön viljelyjärjestelmän taloudellinen tulos riippuu aina toiminnan tehokkuudesta ja kannattavuudesta:

  • Tarkoilla mittauksilla ja ohjauksilla saadaan tehokkaita ja voittoa tuottavia tuloksia
  • Tarkan mittaamisen lähtökohtana ovat laadukkaat, tarkat ja luotettavat anturit
  • Tarkkuus ja luotettavuus laskevat omistuksen kokonaiskustannuksia
  • Laadukas mittaus on investoinnin arvoinen, koska se vaikuttaa suoraan taloudelliseen tulokseen

Ota työstäsi täysi hyöty Vaisalan laadukkailla mittaustyökaluilla. Ota meihin yhteyttä ja pyydä lisätietoja.

Kuuntele englanninkielinen webinaari ”Better Sensor Technologies for Modern Greenhouses” (Parempia anturiteknologioita moderneille kasvihuoneille). .

Kirjoita kommentti