Priva Plantonomy – управление водным балансом культуры с помощью биоритмов

Компания Priva разрабатывала и тестировала метод выращивания BioLogics более десяти лет, и воплотила его в своей новейшей технологии Plantonomy. Plantonomy – это облачный сервис, который интегрируется в платформу Priva и использует интеллектуальные алгоритмы для мониторинга биоритмов растений. Во многих случаях не требуется никаких дополнительных датчиков или модулей. В январе 2022 года прошёл вебинар, организованном OMAFRA, посвящённый подходу Priva BioLogics к управлению тепличными культурами. Данный подход фокусируется на управлении водным балансом культуры, а не на управлении температурой.

Вебинар PRIVA BioLogics (en).docx

Мы должны вовлечь саму культуру в автоматизацию и контроль

«Мы сейчас управляем растением с помощью изменения параметров окружающей среды, но вопрос в том, хороший ли это подход. Не лучше ли обратить внимание на энергию растения? Мы должны вовлечь само растение в автоматизацию и управление», – рассказывает Питер Камп, инноватор в области систем растениеводства компании Priva. Мониторинг температуры в теплице и других параметров окружающей среды всегда будет оставаться важным, но, возможно, это не самый эффективный способ управления ростом культуры.

Аналогично, сосредоточение внимания только на фотосинтезе и производстве сахаров не даёт полной картины. «Рассмотрение фотосинтеза действительно важно, потому что без производства сахаров растение не может создавать различные органы растения и расти. Но это не единственная составляющая. Нам необходимо хорошее понимание водного баланса», – говорит Питер.

Управление сельскохозяйственными культурами в соответствии с их водным балансом требует понимания поглощения воды, её фиксации растением и транспирации. Для этого Питер совместно с производителями рассчитал в Лаборатории инноваций растениеводства компании Priva кривые роста, которые показывают изменение скорости транспирации с течением времени. Эти кривые имеют верхний и нижний пределы, за которыми урожайность сильно падает, а также внутреннюю зону, где происходит оптимальный рост. На кривых определены шесть заданных значений, которые можно использовать для управления культурой.

«Анализируя рост растений с помощью Priva BioLogics, мы хотим уменьшить количество заданных значений, сосредоточившись на биоритмах растения и уделяя особое внимание водному балансу. Мы протестировали традиционный и наш новый контроль для управления культурой. При новом управлении оно было гораздо более последовательным», – поясняет Питер.

Управление воздушным потоком является ключевым методом контроля транспирации и водного баланса растений, которое приводит к улучшению производства и качества урожая за счёт снижения частоты физиологических нарушений и уменьшения восприимчивости к болезням. Простой учёт уровня влажности в теплице не даёт точного представления о водном балансе, поскольку воздушный поток необходим для транспирации при любых условиях влажности. «Если взять лист в невентилируемой теплице (без воздушных потоков), при температуре 20 °С и относительной влажности 80%, и сравнить его с листом в теплице с относительной влажностью 95% при вентилировании, то вы увидите, что во втором случае транспирация происходит лучше, поскольку воздушный поток нарушает пограничный слой листа», – объясняет Питер.

Сокращённый перевод с https://www.hortidaily.com/article/9394765/we-have-to-involve-the-crop-itself-in-the-automation-and-the-control/.

BioLogics (Priva) против Plant Empowerment (Hoogendoorn) или PhytoVision (Paskal)?

Данное сообщение связано со следующими темами нашего форума:
♦ Увлекательные пособия для инженеров и агрономов: "Het Nieuwe Telen" и "Plant Empowerment";
♦ IIVO – новая система управления теплицей от Hoogendoorn Growth Management;
♦ Алгоритмы управления факторами роста растений в защищённом грунте. Отраслевые цифровые платформы и искусственный интеллект;
♦ Система контроля роста культуры Paskal PhytoVision, а также Ridder ProDrain (https://greentalk.ru/topic/22227/?do=findComment&comment=134640).

Выращивание с помощью стратегии Plant Empowerment [Рост за счёт расширения возможностей растения] в настоящее время активно поддерживается шестью компаниями-партнёрами в тепличной отрасли: Hoogendoorn Growth Management, Saint-Gobain Cultilene, LetsGrow.com, Ludvig Svensson, Hortilux Schréder и Koppert Biological Systems. Дальше всех пошла компания Hoogendoorn Growth Management, разработавшая инженерные приложения этой стратегии выращивания. Так в алгоритмическую основу новейшего климат-компьютера Hoogendoorn IIVO (модуль PlantVoice) положены принципы Plant Empowerment: уникальный метод выращивания, сочетающий физиологию растений и физику. Оптимальный баланс энергии, воды и ассимилятов формирует более сильную, здоровую культуру, которая менее восприимчива к вредителям и болезням.

Цифровая платформа Priva Open Platform построена как совокупность онлайн-сервисов (Operator, Connected, Plantonomy, Alarms, Access Control и другие). Так, в основу сервиса Plantonomy положен новый метод (стратегия) – Priva BioLogics. Это инновационный метод выращивания, основанный на биоритмах и водном балансе растений, позволяет достичь максимальной экономической отдачи. При выращивании разнообразных культур с помощью данного метода самым важным датчиком в теплице является само растение. Постоянный мониторинг роста культуры обеспечивает важную обратную связь для улучшения процесса выращивания.

Скачать информационный материал «Priva’s BioLogics for plant growth» можно по прямой ссылке: https://www.priva.com/solutions/horticulture/plantonomy/request-whitepaper. Но, к большому сожалению, эта красочная брошюра заполнена рекламным пустословием, и полезной информации содержат очень мало. Кстати, как и сам вебинар Питера Кампа о Plantonomy: либо лектор из него никакой, либо таков «хитрый план» маркетологов компании . При добавлении отдельных тезисов из упомянутого вебинара, на русский язык её можно вкратце перевести следующим образом.

Приложение Plantonomy позволяет управлять растениями в соответствии с их естественным биоритмом. Система, работающая автономно, немедленно определяет изменения в транспирации культуры и при необходимости регулирует управление. Она изменяет настройки микроклимата в зависимости от потребностей растения в тот момент, когда растения этого требуют. Поэтому данный метод не нарушает биоритма растений, позволяя культуре развиваться оптимально. Когда вы используете управление микроклиматом, то ориентируетесь на технику. Поэтому П. Камп нашёл метод, который способен и интегрировать концепцию фотосинтеза и идею водного баланса. Если вы хотите перейти на автономное выращивание, то лидером управления оборудованием является не окружение, а само растение!

При возделывании на основе 24-часового биоритма образование сахаров при фотосинтезе и развитие органов растения напрямую связано с потреблением растениями воды. В частности, это касается фиксации воды в растении. Если растение удерживает больше воды, производство увеличивается. Если растение удерживает меньше воды, то содержание сухого вещества в растении увеличивается. Урожайность пропорционально снижается, но качество урожая повышается из-за более высокого содержания сухого вещества. Биоритм играет центральную роль в фиксации воды растением. Растение является самым важным датчиком в теплице. Другими словами, устойчивый и регулярный биоритм растения заставляет его ежедневно и даже ежечасно проявлять одни и те же действия, что делает растение предсказуемым. Это даёт возможность упреждающего управления культурой, количеством и качеством урожая.

Благодаря своему биоритму растение стабильно растёт, а развитие его органов происходит в определённые моменты времени. Например, цветки томата раскрываются в основном утром, а плоды растут преимущественно в конце дня. В результате свет, температура, относительная влажность и CO₂ в определённом диапазоне по-разному влияют на растение утром и вечером. Таким образом, эти условия не обязательно должны быть одинаковыми в течение дня, а должны быть направлены на обеспечение максимальной поддержки биологических процессов в любое время суток. Кроме того, овощевод может сосредоточиться на вегетативной или генеративной части растения, в зависимости от цели выращивания. Поэтому существуют различные стратегии, которые следует использовать для определения скорости роста, качества роста и конечного результата урожая. Четыре процесса, осуществляемые самим растением, – это фотосинтез, фиксация воды и питательных веществ, создание новых органов растения и водный баланс.

Поглощение, фиксация и испарение воды растением дают более чёткое представление о росте и развития культуры, чем температура. Питер расспросил некоторых производителей, которые были последовательны в своих представлениях о контроле температуры. «Хорошо, вы делаете это очень технично, с точной температурой. Но знаете ли вы нужную температуру через 60 минут? Какова идеальная температура, скажем, в 11:16? А может ли она быть на полградуса больше или меньше? И как обычно, овощеводы не смогли дать мне ответ на мой вопрос. Они говорят, что это зависит от ситуации на улице, от освещённости и влажности и от состояния культуры».

Мы можем поддерживать температурный контроль, как сейчас, и тогда нам понадобится автоматика с 60 000 заданными значениями. Да, можно оптимизировать микроклимат, используя, например, машинное обучение. Мы можем использовать очень сложную модель, чтобы посмотреть, что есть в данных, и создать новое управление. Но Питер Камп говорит, что лучше перейти к новой концепции в плане потока [динамики развития?], потому что поток гораздо больше связан с растением, чем просто уровень.

✔ Вообще, идея расчёта и использования для целей агротехники суточных биоритмов роста/плодоношения культурных растений – совсем не новая (по крайней мере, у нас с 1970-х годов). Главные проблемы для практической реализации: (1) у каждого органа/функции живого организма свой биоритм, и они нередко сбиваются из-за стрессовых ситуаций; (2) как и чем их регистрировать. Тут мы видим, что компания Priva выбрала некий интегральный показатель – транспирацию (водный баланс) ценоза. Поэтому вопрос к тем, кто понял больше меня в её фирменных материалах. Метод (стратегия) BioLogics  – это некая альтернатива Plant Empowerment (Hoogendoorn), или же PhytoVision (Paskal) вкупе с ProDrain (Ridder)?

22 часа назад, Юлианна сказал:

Неужели в России действительно нет специалистов, легко разбирающихся и умеющих работать с разными программами/климат-компьютерами?

Это некорректная постановка вопроса. Специалисты, умеющие полностью использовать возможности современных климат-компов, нужны в каждом ТК, а в крупных - на каждом отделении. Причем это должны быть агрономы, а не айтишники. Василий об этом уже писал и не только он.

22 часа назад, Юлианна сказал:

По моему скромному мнению Питер Камп, рекламируя собственное "детище", основной упор делает на то, что растение "вовлечено в управление выращиванием" тем, что первостепенная роль отведена данным с датчиков и точек контроля, расположенных непосредственно на растении. Датчики микроклимата в этом плане "второстепенны".

Думаю, что надо сочетать датчики на растении с датчиками микроклимата. Все же растение реагирует на микроклимат, поэтому и управлять им можно, изменяя микроклимат. Однако водный баланс растения до сих пор на практике сплошь и рядом не выдерживается, отсюда и недобор урожая.