کشاورزی هیدروپونیک به سبک گِروتِک

در این نوع کشت، متخصصان نیازهای غذایی گیاه را اندازه‌گیری کرده و این عناصر مغذی را در آبیاری گیاه اضافه می‌کنند.

درواقع هیدروپونیک روشی است که نسبت به راهکارهای سنتی در کشاورزی مزیت‌های زیادی دارد و کیفیت محصول در آن بسیار بالاتر از محصولی است که از طریق کشت خاکی به‌دست می‌آید.

کشت هیدروپونیک به آب کمتری نیاز داشته، کاملاً استریل است و همچنین دو تا سه برابر بهره‌وری بیشتری دارد.

کشت هیدروپونیک را در جهان به‌عنوان نوعی کشت صنعتی می‌شناسند و آن را به کارخانه تولید مواد غذایی تشبیه می‌کنند.

در کشور ما هم با توجه به اهمیتی که گلخانه‌ها دارند و هر سال حدود ۲۰درصد به تعداد آنها افزوده می‌شود، طبیعی است که به مرور زمان روش کشت خاکی محدود شود و در همه گلخانه‌های کشور از کشت هیدروپونیک استفاده کنند.

همگام با رشد کمی کشاورزی گلخانه‌ای، فناوری کشت هم باید رشد کند. گلخانه‌های بزرگ معمولا از سیستم‌های هوشمند خارجی استفاده می‌کنند ولی با توجه به افزایش شدید نرخ ارز در کشور و هزینه بالای راه‌اندازی گلخانه، معمولا گلخانه‌های کوچک ترجیح می‌دهند به‌جای استفاده از فناوری‌های جدید، از همان روش سنتی کشاورزی استفاده کنند.

این موضوع زمینه‌ای بود که باعث شد سه دانشجوی کارشناسی ارشد رشته مکانیک، سراغ طراحی و ساخت یک دستگاه هوشمند اما ارزان‌قیمت برای کنترل خودکار فرآیند تغذیه و آبیاری کشت هیدروپونیک در گلخانه‌های کوچک بروند.

مصطفی باکویی، ایمان نیک‌فرجام و محمدمهدی مهدوی، مخترع دستگاه کنترل تغذیه و آبیاری هوشمندی هستند که قیمت تمام‌شده آن حدود یک‌چهارم نمونه‌های خارجی و نصف نمونه‌های داخلی است. گفتنی است این سیستم هوشمند استارت‌آپی در سال ۹۹ با نام «گِروتِک» ثبت اختراع شده است.

مزیت‌های رقابتی«گروتک»

به گفته مهدوی، سیستم کنترل تغذیه و آبیاری هوشمند «گروتک» متشکل از دستگاهی است که کود و مواد غذایی را از طریق آبیاری هوشمند به گیاه تزریق می‌کند.

او در این‌باره به جام‌جم می‌گوید: «با استفاده از پلتفرم «گروتک»، میزان بهره‌وری حداقل ۲۰درصد نسبت به روش سنتی افزایش می‌یابد و به‌دلیل کاهش نیاز به استفاده از نیروی انسانی متخصص و همچنین کاهش شدید میزان ارتکاب خطای نیروی انسانی، در صورتی که کشاورز یا گلخانه‌دار این سیستم را تهیه کند ظرف دو سه‌سال بازگشت سرمایه خواهد داشت.»

نیک‌فرجام درباره محصولات مشابهی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند می‌گوید: «نمونه‌های موجود در بازار دو دسته هستند؛ سیستم‌های «ونتوری» که وارداتی هستند و به‌دلیل قیمت بالای آنها، بیشتر در گلخانه‌های بزرگ‌تر از یک هکتار مورد استفاده قرار می‌گیرند و کارکردن با آنها پیچیدگی‌هایی دارد که برای هر کسی آسان نیست. در مقابل سیستم‌های ونتوری، سیستم‌های «بَچ‌دوزینگ» (Batch Dosing) یا سیستم‌های «آبیاری و تغذیه مبتنی بر مکانیزم تزریق دوزینگ پمپ» قرار دارند که در آنها به‌جای شیرهای ونتوری از دوزینگ پمپ (Dosing Pump) استفاده شده و کاربری آسان‌تری دارد. ما در ساخت «گروتک» سراغ این نوع از سیستم‌های آبیاری رفتیم و دوزینگ پمپ به‌کار رفته در «گروتک» را خودمان طراحی و تولید کردیم. این پمپ‌ها علاوه بر مصارف کشاورزی، در صنایع دیگری مانند پزشکی، غذایی و شیمیایی هم کاربرد دارند؛ ولی پمپ‌هایی که در آن زمینه‌ها استفاده می‌شوند معمولا خارجی هستند و قیمت بسیار زیادی دارند یا داخلی هستند اما دبی مورد نیاز ما که دو لیتر در دقیقه است را ندارند؛ بنابراین ما ناچار به ساخت دوزینگ پمپ مورد نظر خودمان شدیم و خوشبختانه پمپی را طراحی کرده‌ایم که نه‌تنها یک‌پنجم نمونه خارجی‌اش قیمت دارد، بلکه طول عمر بسیار بالایی هم دارد که پیش‌بینی ما حدود هفت تا هشت سال عمر مفید است.»

وی می‌افزاید: «تفاوت دیگری که سیستم ما با سیستم‌های ونتوری دارد، این است که در آن سیستم‌ها ماده غذایی به‌طور مستقیم وارد خطی می‌شود که آبیاری گیاه را برعهده دارد. مشکل این‌جاست که در این فرآیند هیچ مرحله یا ایستگاهی برای تصحیح اشتباه‌های احتمالی وجود ندارد و علاوه بر آن افزودن مواد غذایی به‌صورت تدریجی انجام می‌شود. به این معنی که اول مقداری از مواد مغذی به سیستم اضافه ‌شده و پارامترهای مهم اندازه‌گیری می‌شود؛ در صورتی‌که اندازه‌ها کم باشد، مجددا مقدار دیگری مواد غذایی اضافه شده و باز هم پارامترها بررسی می‌شود و این روند تا جایی ادامه می‌یابد که سطح پارامترهای مهم، به میزان مورد قبولی برسد.

در روندی که ما طراحی کرده‌ایم، یک مخزن یا تانک میکس را در مسیر خط آبیاری گیاه قرار داده‌ایم که همه پارامتر‌های مهم به‌شکل هوشمندی در آن پایش می‌شود و سیستم می‌تواند بر اساس این داده‌ها، مقدار مورد نیاز مواد مغذی را محاسبه کند. سپس زمانی که سیستم از صحیح بودن میزان مواد غذایی مطمئن شود، اجازه آبیاری صادر می‌شود که این کار باعث شده است پلتفرم ابداعی ما بسیار ایمن‌تر از نمونه‌های دیگر باشد و حتی امکان تصحیح اشتباه‌ها نیز در آن دیده شده است.»

چشم‌انداز توسعه آینده «گروتک»

باکویی ضمن اشاره به قابلیت استفاده از پلتفرم «گروتک» در شیوه‌های دیگر کشاورزی و یا حتی در حوزه‌های دیگری از صنایع، خاطرنشان می‌کند: «به‌دلیل اینکه پایه عملکرد سیستم ما بر اساس پایش EC، pH، دما و سایر پارامترهای آب است که از آن می‌توان در انواع دیگر روش‌های کشت مانند آکواپونیک و ایروپونیک هم استفاده کرد؛ ضمن اینکه در صنایعی مثل آب‌وفاضلاب و پتروشیمی به‌منظور اندازه‌گیری pH آب و همچنین در تنظیم شرایط فرمانتورهای زیستی، زمینه‌های مطلوبی برای توسعه محصول «گروتک» وجود دارد.»

او می‌افزاید: «در آینده در نظر داریم بخش پایش اقلیم گلخانه را به پلتفرم «گروتک» اضافه کنیم که کاربر بتواند شرایط دما، رطوبت و نور داخل گلخانه را پایش و تنظیم کند. در این صورت می‌توان گفت سیستم ابداعی ما به مجموعه‌ای کاربردی برای کشاورز و گلخانه‌دار تبدیل خواهد شد که او را از تهیه سیستم‌های کنترلی دیگر بی‌نیاز کرده و با افزایش چشمگیر بهره‌وری، هزینه‌های او را به‌شدت کاهش خواهد داد.»

باکویی در ادامه می‌گوید: «امیدواریم بتوانیم در آینده کشت هیدروپونیک به روش بسته را هرچه بیشتر در کشور رواج دهیم؛ زیرا در این روش آب مصرف شده برای آبیاری گیاه را می‌توان پایش کرد و مجددا به چرخه آبیاری بازگرداند که قطعا صرفه‌جویی بسیار زیادی در مصرف آب به‌دنبال خواهد داشت.» وی همچنین یادآور شد: «متأسفانه در حال حاضر به‌دلیل ارزان بودن آب و کود در کشور، اغلب کشاورزان تمایلی برای مدرن‌سازی و هوشمندکردن شیوه‌های کشاورزی ندارند.»

این مخترع در پایان اشاره می‌کند: «وبگاه «گروتک» را به صورت وب‌اپلیکیشن پیاده‌سازی کرده‌ایم تا بتوانیم تجربه بهتری از کارکردن با سیستم «گروتک» را برای مخاطب فراهم کنیم.»

کشاورزی در سایه اینترنت اشیا

نیک‌فرجام در خصوص ویژگی‌های منحصربه‌فردی که باعث برتری سیستم «گروتک» می‌شود، این‌گونه توضیح می‌دهد: «اولین و شاید مهم‌ترین مزیت پلتفرم ابداعی ما دقت بسیار بالای آن در فرآیند کنترل است که باعث افزایش بهره‌وری می‌شود. همچنین دلیل دیگری که می‌تواند مصرف‌کنندگان را به «گروتک» جذب کند، امکان پایش از راه دور است. در این سیستم که با استفاده از فناوری اینترنت اشیا توسعه یافته است، تمام پارامترهای مهم مانند EC، pH و دمای آب، زمان‌بندی آبیاری، وضعیت شیرها و سوئیچ‌ها، از راه دور قابل پایش و تنظیم هستند. تنها موردی که در سیستم ما امکان کنترل از راه دور را ندارد، کالیبره‌کردن پمپ‌ها و سنسورهاست که حتما نیاز به حضور فیزیکی نیروی انسانی دارد.»

فراز سهیلی آزاد - نشان ایرانی 2 / روزنامه جام جم