CC BY
1
XXXXXXXXX electrical technologies, electrical equipment XXXXXXXXX XXXXXXXX and power supply of the agro-industrial complex XXXXXXXX
4.3.2 ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ, ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ _ И ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА
Научная статья УДК 631.531.027.034 DOI: 10.24412/2227-9407-2024-9-40-51 EDN: VODAUN
Ресурсосберегающая и энергоэффективная система облучения гидропонных теплиц
Роман Геннадьевич Большин
РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева, г. Москва, Россия bolshin@rgau-msha.ru, https://orcid.org/0000-0001-5268-0464
Аннотация
Введение. Продуктивность и здоровье сельскохозяйственных животных существенно зависит от качества корма. Экологически чистый зеленый корм можно выращивать круглый год в малообъемных стеллажных гидропонных теплицах. Гидропонное выращивание растений позволяет без грунта получать экологически чистые овощи, зелень, лекарственные и древесные растения и т. д., не требуя больших площадей, но обеспечивая высокую урожайность. Облучение растений существенно увеличивает их продуктивность. При этом большое значение имеет доза облучения и спектр излучения, так как растение является аккумулятивным приёмником. Анализ специальной литературы показал, что вопросы выращивания зерновых культур на гидропонике с использованием ленточных RGB светодиодов изучены недостаточно. Целью исследований является разработка ресурсосберегающей и энергоэффективной системы облучения гидропонных стеллажных теплиц, позволяющей снизить финансовые затраты за потребленную электрическую энергию и увеличить массу готового зеленого корма из зерновых культур.
Материалы и методы. Для выполнения поставленной цели была разработана компактная гидропонная установка с разноцветными (красными, зелеными и синими) RGB светодиодами (RGB LED) с соотношением доз красного (33,82 %), зеленого (31,12 %) и синего (35,06 %) излучений.
Результаты и обсуждение. Исследования проводились с четырехкратной повторностью на трех зерновых культурах: пшеница сорта Иргина, ячмень сорта Гергей и овес сорта Галоп. В каждой повторности было по 100 растений. Опыты свидетельствуют, что наибольший эффект был достигнут у овса сорта Галоп (масса растений увеличилась в среднем на 10 %), для пшеницы сорта Иргина масса увеличилась на 9 %, у ячменя сорта Гергей - на 7 %.
Заключение. Предлагаемая RGB LED оказалась энергоэффективной для всех исследуемых зерновых культур, но максимальное энергоресурсосбережение имело место при облучении овса. При эксплуатации предлагаемой RGB LED электрическая энергия экономится на 40 % за счет управления спектром цифровым контроллером Feron LD28.
Ключевые слова: гидропоника, зеленый корм, облучательная установка, ресурсосбережение, стеллажные теплицы, цифровой контроллер, экологически чистый зеленый корм, энергоэффективность, RGB светодиоды, LED
© Большин Р. Г., 2024
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX и энергоснабжение агропромышленного комплекса XXXXXXX
Для цитирования: Большин Р. Г. Ресурсосберегающая и энергоэффективная система облучения гидропонных теплиц // Вестник НГИЭИ. 2024. № 9 (160). С. 40-51. DOI: 10.24412/2227-9407-2024-9-40-51. EDN: VODAUN
Resource-saving and energy-efficient irradiation system for hydroponic greenhouses
Roman G. Bolshin
RGAU- TSHA named after. K. A. Timiryazev, Moscow, Russia bolshin@rgau-msha.ru, https://orcid.org/0000-0001-5268-0464
Introduction. The productivity and health of farm animals depends significantly on the quality of feed. Eco-friendly green fodder can be grown year-round in low-volume hydroponic greenhouses. Hydroponic growing of plants allows you to obtain environmentally friendly vegetables, herbs, medicinal and woody plants, etc. without soil, without requiring large areas, but providing high yields. Irradiation of plants significantly increases their productivity. In this case, the irradiation dose and radiation spectrum are of great importance, since the plant is an accumulative receiver. An analysis of specialized literature has shown that the issues of growing crops hydroponically using strip RGB LEDs have not been sufficiently studied. The goal of the research is to develop a resource-saving and energy-efficient irradiation system for hydroponic rack greenhouses, which will reduce financial costs for consumed electrical energy and increase the mass of finished green feed from grain crops.
Materials and Methods. To achieve this goal, a compact hydroponic installation was developed with multi-colored (red, green and blue) RGB LEDs with a dose ratio of red (33.82 %) green (31.12 %) and blue (35.06 %) radiation. Results and Discussion. The studies were carried out with four repetitions on three grain crops: wheat of the Irgina variety, barley of the Gergey variety and oats of the Galop variety. Each replicate contained 100 plants. Experiments show that the greatest effect was achieved with oats of the Galop variety (plant weight increased by an average of 10 %), for wheat of the Irgina variety the weight increased by 9 %, and for barley of the Gergey variety by 7 %. Conclusion. The proposed RGB LED turned out to be energy efficient for all grain crops studied, but the maximum energy and resource savings occurred when oats were irradiated. When using the proposed RGB LED, electrical energy is saved by 40 % due to the spectrum control of the Feron LD28 digital controller.
Keywords: hydroponics, rack greenhouses, green fodder, irradiation installation, resource saving, energy efficiency, environmentally friendly green fodder, digital controller, RGB LEDs, LED
For citation: Bolshin R. G. Resource-saving and energy-efficient irradiation system for hydroponic greenhouses // Bulletin NGIEI. 2024. № 9 (160). P. 40-51. DOI: 10.24412/2227-9407-2024-9-40-51. EDN: VODAUN
Abstract
Выращивание растений на искусственных почвах начинается с глубокой древности. В древнем Вавилоне это были висячие сады Семирамиды. В Центральной Америке это были плавающие сады ацтеков.
Продуктивность сельскохозяйственных животных существенно зависит от качества корма. Выращивать экологически чистые растения можно круглый год в малообъемных стеллажных гидропонных теплицах [1, с. 12; 2, с. 78; 3, с. 99]. Гидропоника - это способ выращивания растений без почвы. Слово «гидропоника» произошло от двух греческих: «hydro» - вода и «ponos» - работа [1, с. 15; 2, с. 77].
Введение
Аристотель впервые задумался о том, как питаются растения. Далее этим вопросом занимался голландский ученый И. Б. Ван Гельмонт (1575-1642). Профессор медицины Д. Вудворд (1665-1728) первым описал выращивание растений на гидропонике. Немецкий ученый Ю. фон Либих (1803-1873) первым утверждал, что источником питания растений является неорганическая природа. Впервые двум немецким ботаникам Ф. Кнопу и Ю. Заксу удалось в 1865 г. вырастить растения из семян до цветения и до новых семян на искусственном растворе [1, с. 43; 2, с. 80].
В 1876 году русский ученый К. А. Тимирязев описал выращивание растений гидропонным методом и предсказал возможность его использования
i electrical technologies, electrical equipment and power supply of the agro-industrial complex
на практике. В тот же период академик Д. Н. Прянишников обосновывает состав питательного раствора. В 1910 году русский ученый А. В. Арцихов-ский предлагает две оригинальные установки: в первой корни растений находились в среде воздуха и периодически опрыскивались водноминеральным раствором, во второй подача и сбор питательного раствора производились по трубопроводам. В 1929 году профессор Калифорнийского университета У. Герике обобщил и усовершенствовал существующие в то время методы выращивания растений без почвы и дал общее название «Гидропоника».
Большой вклад в развитие отечественной гидропоники внесли К. А. Тимирязев, Д. Н. Прянишников, П. С. Косович, Н. Н. Максимов, А. В. Соколов. Пионером практического применения гидропоники является коллектив лаборатории физиологии растений ЛГУ, который возглавлял профессор В. А. Чес-ноков (1938-1955 гг.). С 1957 года исследованиями в области гидропоники стали заниматься в НИИ овощеводства (Москва). Под руководством С. Ф. Ващенко, В. А. Корбута, Р. А. Акопяна был оборудован экспериментальный механизированный гидропоникум.
В настоящее время активно ведутся научные исследования по выращиванию растений в автоматизированных многоярусных фитоустановках (вертикальных фермах). Эта инновационная энергоэффективная технология позволяет выращивать широкий ассортимент экологически чистой продукции в любой климатической зоне и любом закрытом помещении без солнечного света и почвы. Питательный раствор подбирается индивидуально для выращиваемой культуры [4, с. 106; 5, с. 441; 6, с. 86]. В литературе [7, с. 135; 8, с. 328; 9, с. 105] предложена гидропонная установка барабанного типа и аппаратно-программный комплекс для гидропоники. Для мониторинга, например, температуры циркулирующего воздуха, уровня облученности (освещенности), рН раствора и т. д. разработан модуль управления на языке программирования Python. Исследователи из Красноярского ГАУ считают, что такой способ выращивания набирает популярность при выращивании растений в ограниченном пространстве [10, с. 20; 11, с. 160; 12, с. 149; 13, с. 286]. Именно это преимущество позволяет выращивать вирджинский можжевельник в открытой гидропонике в разных субстратах [14, с. 52], а также ели колючей в Институте проблем гидропоники им.
Г. С. Давтяна [15, с. 85]. В литературе [16, с. 305] Шарупич В. П. исследовал влияние дополнительного искусственного облучения томата сорта Пламя при выращивании методом многоярусной узкостеллажной гидропоники. Оказалась, что система дополнительного искусственного облучения по типу «верхнее+нижнее» повысила урожайность на 52,7 %. Аналогичные исследования по светокультуре микрозелени были проведены в Пермском ГАТУ им. академика Д. Н. Прянишникова [17, с. 47]. В Красноярском ГАУ были провалены фотобиологические эксперименты по созданию индивидуального воздействия по спектру на зелёненек растения [18, с. 229]. Ученые из Еревана предлагают использовать аквапонику как современную сельскохозяйственную технологию. В аквапонической среде, где обитают рыбы, они выращивали в течение месяца кориандр (Coriandrum sativum), укроп (Anethum graveolens) и саженцы клубники (Fragaria ananassa) [19, с. 209]. Эти растения, потребляя вредные продукты жизнедеятельности рыб, сохранили экологическое равновесие в системе. В результате эксперимента выяснилось, что высота кориандра в аквапо-нике была 8.5-10 см (в контроле при выращивании на земеле 5 см), укропа 10.5-12 см (в контроле 7 см), клубники 2-7 см (в контроле 4,5 - 19 см). При этом в результате эксперимента выяснилось, что концентрация NO3 составила 15-25 мг/л, что является аквариумной нормой. В Кыргизском национальном аграрном университете им. К. И. Скрябина также проводились исследования по аквапонике при выращивании растений без грунта на базе осетрового хозяйства. Эксперименты показали, что зеленая масса одного растения увеличивается в среднем на 8,9 %, количество листьев - на 5,0 %, высота салата - на 5,5 %, корневая система - на 34,8 % [20, с. 168]. Ученые из Азербайджанского научно-исследовательского ветеринарного института пришли к выводу, что для рационального и правильного кормления цыплят необходимо использовать ан-тибиотикоэффективные растения с высокими питательными качествами, что привело к увеличению мясной продуктивности и снижению затрат на кормление [21, с. 170]. Гидропонным способом выращивают лекарственные пряно-ароматические культуры для получения экологически чистого свежего сырья из них [22, с. 195; 23, с. 248]. Исследовалась скорость укоренения черенков мелиссы лекарственной, розмарина лекарственного, базилика душистого и 8 сортов мяты гибридного происхож-
электротехнологии, электрооборудование) и энергоснабжение агропромышленного комплекса'
дения. Доказана целесообразность использования гидропоники для размножения исследованных лекарственных и пряно-ароматических растений. Показана целесообразность производства пряно-ароматических растений с помощью гидропоники для коммерческих целей, так как гидропоника позволяет улучшить декоративные свойства растений, увеличить объём и качество продукции [23, с. 248; 24, с. 470; 25, с. 43]. Положительные результаты были получены при выращивании на гидропонике чайно-гибридной розы и т. д. [26, с. 155; 27, c. 12]. Ученые из Казахстана предлагают использовать фи-тогормоны, полученные из пищевых отходов, для стимуляции роста однолетних овощей (огурец, укроп, сельдерей), выращенных на гидропонике [28, с. 62]. Под действием фитогормонов урожайность растений увеличилась на 95 %. Они считают, что биохимические фитогормоны из пищевых отходов безвредны для окружающей среды и могут быть использованы экологами, биологами, специалистами АПК для стимулирования гидропонных растений.
Таким образом, гидропонное выращивание растений имеет хорошую перспективу и позволяет получать без грунта экологически чистые овощи, зелень, лекарственные и древесные растения, не требуя больших площадей, но обеспечивая высокую урожайность. Зеленый корм - это витаминный корм. Например, в пророщенном ячмене витамина А больше, чем в моркови в 23 раза, витамина В больше, чем в салате в 22 раза, витамина С больше, чем в цитрусовых в 14 раз. Поэтому после введения в рацион зеленого корма выход телят увеличивается до 11 % при сокращении расходов на медикаменты до 15 %. Также увеличивается срок продуктивного использования животных, улучшается качество молока, мяса и яиц. В 1 кг зеленого корма содержится селена 0.29 мг, протеина - 20.7 %, сахара - 20.6 %, каротина - 55.12 мг, витамина Е - 325.75 мг.
Как показали исследования [16, с. 305; 17, с. 45; 18, с. 235], облучение растений увеличивает их продуктивность. Для облучения растений используются ресурсосберегающие и энергоэффективные светодиодные фитоустановки [28, с. 61; 29, с. 51; 30, с. 17]. При этом большое значение имеет доза облучения, так как растение является аккумулятивным приёмником [28, с. 63]. Анализ специальной литературы показал, что вопросы выращивания зерновых культур на гидропонике с использованием ленточных RGB светодиодов изучены недостаточно.
Поэтому разработка ресурсосберегающей и энергоэффективной системы облучения зерновых культур в гидропонных стеллажных теплицах является актуальной задачей.
Целью исследований является разработка ресурсосберегающей и энергоэффективной системы облучения гидропонных стеллажных теплиц, позволяющей снизить финансовые затраты за потребленную электрическую энергию и увеличить массу готового зеленого корма из зерновых культур.
Материалы и методы Для выполнения поставленной цели на кафедре автоматизированного электропривода Удмуртского ГАУ была разработана пилотная компактная гидропонная установка с разноцветными (красными, зелеными и синими) RGB светодиодами (RGB LED), расположенными на ленте (рис. 1).
Рис. 1. Фото пилотной компактной гидропонной установки с разноцветными (красными, зелеными
и синими) RGB светодиодами (RGB LED) Fig. 1. Photo of a pilot compact hydroponic installation with multi-colored (red, green and blue) RGB LEDs Источник: составлено автором на основании своих данных
Каракас установки изготовлен из алюминиевых уголков 2.5^2.5 мм, скрепленных между собой болтами диаметром 6 мм. Поддон имеет размеры 150^400x90 мм и имеет наклон 2...3 градуса для медленного стекания воды. Бак для питательного раствора имеет объем 7.5 л.
Для облучения растений использована трехцветная (RGB) светодиодная лента типа SMD 505 на белом самоклеящемся основании китайского производства. Основные параметры RGB ленты: 1) входное напряжение 12 V; 2) количество светодиодов на 1 метр - 60 шт.; 3) угол свечения: 120°; 4) светоотдача - 660 лм/м; 5) цвета диодов: синий, зеленый, красный [29, с. 56]. RGB лента наклеена на жесткое
i electrical technologies, electrical equipment and power supply of the agro-industrial complex
основание размерами 450*150 мм в 5 рядов по 22 светодиода в каждом ряду. В качестве блока питания использован стабилизатор напряжения для светодиодных линеек и модулей Uniel серии UET-VPP китайского производства мощностью 60 Вт; входным напряжением П0...260 В; выходным напряжением 2 В; частотой 50.60 Гц при температуре среды от минус 15 °С до плюс 45 °С.
Для смешивания цветов использован цифровой контроллер Feron LD28, предназначенный для управления трехканальной светодиодной RGB лентой напряжением питания 12 В и мощностью 72 Вт.
Для подачи обогащенного кислородом питательного раствора в контейнер использовалась обычная подъемная помпа - аэратор Magic-Jet Filter
с напряжением питания 220В, частотой сети 50 Гц, производительностью 380 л/час. Для облучения был выбран режим с меняющимся по времени спектральным составом (таблица 1).
На рис. 2 показан график изменения составляющих спектра в течение 38 с (в соответствии с данными таблицы 1).
На рис. 2 для сохранения читаемости время по оси абсцисс указано до 16 с вместо 38 с, приведенных в таблице 1, но это никак не отражается на сущности процесса облучения.
Ввиду того, что растение является аккумулятивным приемником, то есть его деятельность зависит от дозы спектральных составляющих зоны ФАР [29, с. 53], то мы рассчитали дозы красного, зеленого и синего излучения (рисунок 3).
Таблица 1. Режим работы пилотной компактной гидропонной установки с разноцветными (красными, зелеными и синими) RGB светодиодами (RGB LED)
Table 1. Operating mode of a pilot compact hydroponic installation with multi-colored (red, green and blue) RGB LEDs
Количество одновременно работающих светодиодов, шт. / Number of simultaneously operating LEDs, pcs.
Red (красный) / Red
Green (зеленый) / Green
Blau (синий) / Blue
Время, с / Time, s
50 46
46
50 46
Источник: составлено автором на основании своих данных
52 52
4 4
30
И
<и S
s
<u
Т
>у
ч
м
SS
60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00%
4 4 6 8 8 10 12 Время работы, с / Time, s
Красное ■ Зеленое ■ Синее
14
16
Рис. 2 Изменение составляющих спектра при работе RGB LED Fig. 2 Changing the components of the spectrum during RGB LED operation Источник: составлено автором на основании своих данных
0
2
электротехнологии, электрооборудование) и энергоснабжение агропромышленного комплекса'
3i,i2% ■ Red ■ Green ■ Blau
Рис. 3. Соотношение доз красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blau) излучения при выращивании зелёного корма Fig. 3. Ratio of doses of red (Red), green (Green) and blue (Blau) radiation when growing green food Источник: составлено автором на основании своих данных
Исследования проводились с четырехкратной повторностью на трех зерновых культурах: пшеница сорта Иргина, ячмень сорта Гергей и овес сорта Галоп. В каждой повторности было по 100 растений.
Результаты и обсуждение
Замеры результатов экспериментов проводились через 10 дней после высадки.
Методика экспериментов заключалась в следующем:
1. Отбор зерен, взвешивание, их деление на контроль и опыт. Проращивание семян и их высадка для проведения дальнейшего опыта.
2. Через десять дней каждое растение взвешивалось на электронных лабораторных весах «Масса-К ВК-300.1».
Исследовались три культуры: пшеница сорта Иргина, ячмень сорта Гергей и овес сорта Галоп. Эксперименты показали, что за 10 дней наибольшее увеличение массы растений было у овса и составило 113 % (7,2 г) по сравнению с контролем 100 % (6,37 г), что видно из таблицы 2.
Таблица 2. Изменение средней массы растений за 10 дней Table 2. Change in average plant mass over 10 days
Средняя масса растений в контроле, г / Увеличение массы /
Культура / Culture Average weight of plants in control, g Weight gain,
Одного зернышка / One grain Зеленого растения / Green plant Раз / Once %
Пшеница Иргина / wheat variety Irgina Ячмень Гергей / Barley variety Gergey Овес Галоп / Oats variety Galop
0,027±0,001 0,049±0,003 0,041±0,002
0,26±0,011 0,271±0,012 0,261±0,012
9,63 5,53 6,37
100 100 100
Средняя масса растений в эксперименте, г
Пшеница Иргина / Wheat variety Irgina Ячмень Гергей / Barley variety Gergey Овес Галоп / Oats variety Galop Источник: составлено автором на основании своих данных
0,027±0,001 0,049±0,003 0,041±0,002
0,283±0,021 0,291±0,012 0,287±0,018
10,5 6,0 7,2
109 108 113
i electrical technologies, electrical equipment and power supply of the agro-industrial complex
Масса пшеницы увеличилась на 9 %, у ячменя - на 8 %.
На основании полученных экспериментальных данных с помощью пакета MS Excel были получены следующие математические зависимости,
описывающие нарастание сырой массы зеленых растений г) от дней выращивания (^ дни), приведенные в таблице 3.
На рис. 4 показаны кривые нарастания зеленой массы овса сорта Галоп.
Таблица 3. Математические зависимости, описывающие нарастание сырой массы зеленых растений Table 3. Mathematical dependencies describing the increase in wet weight of green plants
Вид опыта / Type of experience Математическое выражение / Mathematical expression Коэффициент детерминации, R2 / Determination coefficient, R2
Пшеница сорта Иргина / Wheat variety Irgina
Контроль / Control "il contr = -0,0003 ■ t3 + 0,006 ■ t2 - 0,006 ■ t + 0,0269 0,9987
Эксперимент / Experiment mi exp = 0,0006 ■ t2 + 0,0226 ■ t + 0,0269 0,9907
Ячмень сорта Гергей / Barley variety Gergey
Контроль / Control m2 contr = -0,0003 ■ t3 + 0,0044 ■ t2 - 0,0123 ■ t + 0,0458 0,9975
Эксперимент / Experiment m2 exp = -0,0004 ■ t3 + 0,0048 ■ t2 + 0,017 ■ t + 0,0444 0,9983
Овес сорта Галоп / Oats variety Galop
Контроль /
Control
Эксперимент
m3 contr = -0,0004 ■ t3 + 0,0061 ■ t2 - 0,0017 ■ t + 0,0421
™з exp = -0,0004 ■ t3 + 0,0061 ■ t2 + 0,0053 ■ t + 0,0395
/ Experiment exp
Примечание. Дни выращивания изменяются от 1 до 10. Источник: составлено автором на основании своих данных
0,9995 0,9997
Дни выращивания / Growing days
контроль ■ эксперимент
Рис. 4. Изменение зеленой массы овса Fig. 4. Change in oat green mass Источник: составлено автором на основании своих данных
Анализ эмпирических данных показывает, что предлагаемая ресурсосберегающая электротехнология позволяет создать энергоэффективную систему
облучения стеллажных теплиц. Опытные данные показали, что спектр RGB LED оказался наиболее эффективен для овса сорта Галоп, что выражается в
электротехнологии, электрооборудование) и энергоснабжение агропромышленного комплекса'
увеличении массы растений на 10 %, для пшеницы сорта Иргина прирост составил 9 %, для ячменя сорта Гергей 7 %. При этом разработанная RGB LED потребляет электроэнергии меньше на 40 % по сравнению с контролем.
Показателем энергосбережения в соответствии с Федеральным законом № 261-ФЗ «Об энергосбережении ...» (в редакции от 14.07.2022, всту-
пившего в действие с 01.01.2023 г.) является коэффициент энергоэффективности [30, с. 17], который находится как отношение полезного эффекта от использования энергетических ресурсов (зеленой массы растений) к затратам энергетических ресурсов (электроэнергии), произведенным в целях получения этого эффекта. Расчеты энергоэффективности приведены в таблице 4.
Таблица 4. Расчеты энергоэффективности системы облучения стеллажных теплиц Table 4. Calculations of energy efficiency of the irradiation system for rack greenhouses
Культура / Culture
Энергоэффективность системы облучения, г/кВтч / Energy efficiency of the irradiation system, g/kWh
Контроль / Control
Эксперимент / Experiment
Увеличение энергоэффективности, % / Increase in energy efficiency, %
Пшеница Иргина / Wheat variety Irgina Овес Галоп / Oats variety Galop Ячмень Гергей / Barley variety Gergey Источник: составлено автором на основании своих данных
0,542
0,544
0,565
0,590 0,598 0,606
8 10 7,4
Анализ таблицы 4 показывает, что предлагаемая система облучения RGB LED оказалась энергоэффективной для всех исследуемых зерновых культур, но максимальное энергоресурсосбережение имеет место при облучении овса.
Заключение 1. Предлагаемая ресурсосберегающая электротехнология позволяет создать энергоэффективную RGB LED систему облучения гидропонных стеллажных теплиц, которая оказалась энергоэффективной для всех исследуемых зерновых культур, но максимальное энергоресурсосбережение имеет место при облучении овса.
2. Спектр RGB LED с соотношением доз красного (33,82 %), зеленого (31,12 %) и синего (35,06 %) излучений оказал положительное воздействие на все исследуемые зерновые культуры, но наибольший эффект был достигнут у овса сорта Галоп (масса растений увеличилась в среднем на 10 %), для пшеницы сорта Иргина, масса увеличилась на 9 %, у ячменя сорта Гергей - на 7 %.
3. Светодиодная облучательная гидропонная установка RGB LED позволяет экономить электрическую энергию на 40 % за счет управления спектром с помощью цифрового контроллера Feron LD28, кроме этого, она электробезопасна, т. к. работает на напряжении 12 В.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. БентлиМ. Промышленная гидропоника. М. : Колос, 1955. 368 с.
2. Ембатурова Е. Ю., Сухенькая А. Д. История развития и использования гидропонной технологии // Биосферное хозяйство: теория и практика. 2023. № 10 (63). С. 75-82. ЕБ№ КЬРГУТ
3. Цимбал В. А., Франк Е. В., Василюк А. В., Костякова О. Э., Минеева О. И. Выращивание зеленых растений методом гидропоники // Сборник материалов XXIX научно-технической студенческой конференции агротехнологического факультета. Омск, 2023. С. 96-101. ЕБ№ ТРИОБ.
4. Грейдин В. С., Андреева И. А. Гидропонные технологии выращивания овощей // Студенческая наука -взгляд в будущее. 2024. С. 105-107. ЕБ№ 12Рт\.
5. Клинг А. П., Лиходед Д. И. Технология возделывания зеленых культур в вертикальных установках на малообъемной гидропонике в теплице контейнерного типа // Каталог выпускных квалификационных работ ФГБОУ ВО Омский ГАУ: серия «Агробиотехнология». 2021. С. 440-442. ЕБ№ ЬЬСУХО.
47
¥¥¥¥¥¥¥¥¥ F/ ГГТШ / ТРГНМП! ПП1РЯ FI РГТТИГй I Frtf ifPMFiVT ¥¥¥¥¥¥¥¥¥
ELECTRICAL TECHNOLOG1ES, ELECTR1CAL EQU1PMENT
xxxxxxxx and power supply of the agro-industrial complex xxxxxxxx_
6. Сулеева М. Т., Самойлов В. Н., Плотникова Л. Я. Гидропоника салата листового // Инновационные подходы в современной науке. 2019. С. 85-88. EDN: XKOSCJ.
7. Антонова В. М., Садов А. А. Создание проекта барабанной аэропоники // Обзор тенденций в агропромышленном комплексе. 2022. С. 135-136. EDN: PILWUR.
8. Полохова Д. А., Куделько А. Р. Аппаратно-программный комплекс для выращивания растений с использованием метода гидропоники // Молодежь и наука: актуальные проблемы фундаментальных и прикладных исследований. 2020. С. 326-329. EDN: ZJOKEP.
9. Садов А. А., Шорохов П. Н., Юсупов М. Л., Зеленин А. Н. Требования, предъявляемые к роторной гидропонике // Институциональные преобразования АПК России в условиях глобальных вызовов. 2019. С. 105. EDN: ESQHEH.
10. Клинчаев Э. В., Деведёркин И. В. Использование роботизированных систем в тепличных комплексах защищенного грунта с применением вертикальных гидропонных ферм // Молодая наука аграрного Дона: традиции, опыт, инновации. 2023. № 7. С. 18-25. EDN: ILQNEQ.
11. Федин Д. А. Умная гидропоника на ARDUINO // Приоритетные направления развития науки в современном мире. 2023. С. 158-167. EDN: ERUJCH.
12. Антонова В. М., Садов А. А. Расчет параметров роторных гидропонных установок // Обзор тенденций в агропромышленном комплексе. 2022. С. 149. EDN: KSDHOK.
13. Овсепян А. А., Майрапетян Х. С., Акопджанян А. А., Егиазарян А. С., Элоян С. А., Карапетян А. С. Выращивание вирджинского можжевельника в открытой гидропонике в разных субстратах // Биологическое разнообразие природных и антропогенных ландшафтов: изучение и охрана. 2021. С. 286-289. EDN: WBWILB.
14. Барсегян Н. А. Морфолого-анатомическое сравнительное исследование ели колючей, выращенной в условиях открытой гидропоники и почвы_// Биологический журнал Армении. Институт проблем гидропоники им. Г. С. Давтяна НАН РА 2011. Т. 63. № 2. С. 52. EDN: TGBIKP.
15. Шарупич В. П., Шарупич Т. С., Коломыцев Е. В. Влияние дополнительного искусственного облучения на фенологические, биометрические и продукционные показатели томата сорта «Пламя» при выращивании методом многоярусной узкостеллажной гидропоники // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2011. № 2 (29). С. 84-88. EDN: PONLID.
16. Серегин М. В. Урожайность микрозелени в зависимости от ее вида и способов освещения при гидропонном выращивании // E-Scio. 2023. № 3 (78). С. 303-308. EDN: DEPTDP.
17. Долгих П. П., Якасова Н. А., Смирнов И. А. Стеллажная вегетационная установка для проведения фотобиологических экспериментов // Эпоха науки. 2023. № 36. С. 44-47. EDN: PHIHLZ.
18. Залинян С. А., Папикян А. Т. Аквапоника как сельскохозяйственная современная технология // Тринадцатая годичная научная конференция. 2019. С. 228-236. EDN: CCUBBA.
19. Женишбек У. Д., Шергазев У. А. Перспективы использования метода аквапоники на базе демонстрационной рыбной фермы КНАУ ИМ. К. И. Скрябина // Вестник Кыргызского национального аграрного университета им. К. И. Скрябина. 2023. № 2 (65). С. 209-214. EDN: OQSFUP.
20. Hasanov M., Shahbazov B., Huseynov T. The effect of innovative hydroponic feed technology on poultry performance in private farms // Bulletin of Science and Practice. 2023. Т. 9. № 1. С. 166-172. DOI: 10.33619/24142948/86/22.
21. Говоруха Е. А., Киселева О. А. Использование гидропоники для выращивания пряно-ароматических культур // Эколого-биологические проблемы использования природных ресурсов в сельском хозяйстве. 2019. С. 88-93. EDN: KFOAHB.
22. Коврижин М. Н., Киселёва О. А., Говоруха Е. А. Использование гидропоники при размножении декоративных пряно-ароматических растений // Научное обеспечение устойчивого развития плодоводства и декоративного садоводства. 2019. С. 194-198. EDN: VYGHYL.
23. Шматова А. А., Мирошниченко Е. Г., Потылицына М. А. Перспективы гидропонного выращивания плодоовощных культур // Инновационные тенденции развития российской науки. 2023. С. 248-255. EDN: UXCXLN.
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX и энергоснабжение агропромышленного комплекса XXXXXXX
24. Старцева В. И., Завгородняя Е. В. Пути увеличения прибыли за счет повышения эффективности выращивания овощей закрытого грунта // Вестник современных исследований. 2018. № 12.7 (27). С. 470-476. EDN: YZRXBB.
25. Плешаков Д. Н., Смолин Н. В., Потапова Н. В., Волгин В. В., Потапов И. В. К вопросу оценки декоративных качеств срезочных сортов чайно-гибридной розы при выращивании на гидропонике // Аграрный научный журнал. 2023. № 5. С. 33-40. EDN: ZRJVTJ.
26. Маслова А. О., Насимов Ш. Н. Прививка как технологический прием эффективного выращивания томата в условиях малообъемной гидропоники // Передовое развитие современной науки как драйвер роста экономики и социальной сферы. 2020. С. 155-165. EDN: SGDYFP.
27. ЭбдiмYтзлiп Н. д., Исмаилова З. Ш. Гидропоникальщ еимдштердщ есу стимуляциясына тама^ ^алдьщтарынан алынатын фитогормондардыц эсерш зерттеу // Вестник науки Южного Казахстана. 2021. № 3 (15). С. 3-13. EDN: ZLSHLA.
28. Kondrateva N. P., Akhatov R. Z., Bolshin R. G., Krasnolutskaya M. G., Selunskiy V. V. Digital automation of energy-efficient in vitro irradiation of orchard plum micro cuttings // Light & Engineering. 2023. Т. 31. № 6. С. 57-64. DOI: 10.33383/2023-019.
29. Ovchukova. S., Kondratieva N. P., Shishov A. A. Digital technologies for the implementation of intelligent diagnostics of the insulation of power supply systems with insulated neutral in operating mode_// Advances of Machine Learning in Clean Energy and the Transportation Industry. Сер. «Computer Science, Technology and Applications» New York, 2021. С. 49-56. EDN: EKSELM.
30. Кондратьева Н. П., Ахатов Р. З., Большин Р. Г., Краснолуцкая М. Г., Духтанова Н. В., Селун-ский В. В., Нетёсов С. В. Эффект синергизма для управления посевными качествами семян люцерны изменчивой с элементами нейросети для контроля дозы УФО // АгроЭкоИнфо. 2023. № 5 (59). С. 15-21. DOI: 10.51419/202135543.
Дата поступления статьи в редакцию 11.06.2024; одобрена после рецензирования 17.07.2024;
принята к публикации 18.07.2024.
Информация об авторе: Р. Г. Большин - к.т.н., доцент Spin-код: 3358-4034.
REFERENCES
1. Bentli M. Promyshlennaya gidroponika [Industrial hydroponics], Moscow: Kolos, 1955, 368 p.
2. Embaturova E. Yu., Suhen'kaya A. D. Istoriya razvitiya i ispol'zovaniya gidroponnoj tekhnologii [The history of the development and use of hydroponic technology], Biosfernoe hozyajstvo: teoriya i praktika [Biosphere economy: theory and practice], 2023, No. 10 (63), pp. 75-82, EDN: RLPJVI.
3. Cimbal V. A., Frank E. V., Vasilyuk A. V., Kostyakova O. E., Mineeva O. I. Vyrashchivanie zelennyh ras-tenij metodom gidroponiki [Cultivation of green plants by hydroponics method], Sbornik materialov XXIX nauchno-tekhnicheskoj studencheskoj konferencii agrotekhnologicheskogo fakul'teta [Collection of materials of the XXIX scientific and technical student conference of the Faculty ofAgrotechnology], Omsk, 2023, pp. 96-101, EDN: TPFIQD.
4. Grejdin V. S., Andreeva I. A. Gidroponnye tekhnologii vyrashchivaniya ovoshchej [Hydroponic vegetable growing technologies], Studencheskaya nauka - vzglyad v budushchee [Student science - a look into the future], 2024, pp. 105-107, EDN: JZFZNA.
5. Kling A. P., Lihoded D. I. Tekhnologiya vozdelyvaniya zelennyh kul'tur v vertikal'nyh ustanovkah na maloob"emnoj gidroponike v teplice kontejnernogo tipa [Technology of cultivation of green crops in vertical installations on low-volume hydroponics in a container-type greenhouse], Katalog vypusknyh kvalifikacionnyh rabot FGBOU VO Omskij GAU: seriya «Agrobiotekhnologiya» [Catalog offinal qualifying works of the Omsk State Agrarian University: series «Agrobiotechnology»], 2021, pp. 440-442, EDN: LLCYXG.
6. Suleeva M. T., Samojlov V. N., Plotnikova L. Ya. Gidroponika salata listovogo [Hydroponics of lettuce], In-novacionnye podhody v sovremennoj nauke [Innovative approaches in modern science], 2019, pp. 85-88, EDN: XKOSCJ.
FI РГТШГЛI ТРГНМП! nfllFS FI РГТШГДI FrtiifPMFIVT elect rical lechnologies, elec lrlcal equipmenl
XXXXXXXX and power supply of the agro-industrial complex xxxxxxxx_
7. Antonova V. M., Sadov A. A. Sozdanie proekta barabannoj aeroponiki [Creation of a drum aeroponics project], Obzor tendencij v agropro-myshlennom komplekse [Review of trends in the agro-industrial complex], 2022, pp. 135-136, EDN: PILWUR.
8. Polohova D. A., Kudel'ko A. R. Apparatno-programmnyj kompleks dlya vyrashchivaniya rastenij s is-pol'zovaniem metoda gidroponika [Hardware and software complex for growing plants using the hydroponics method], Molodezh' i nauka: aktual'nye problemy fundamental'nyh i prikladnyh issledovanij [Youth and science: actual problems of fundamental and applied research], 2020, pp. 326-329, EDN: ZJOKEP.
9. Sadov A. A., Shorohov P. N., Yusupov M. L., Zelenin A. N. Trebovaniya, pred"yavlyaemye k rotornoj gid-roponike [Requirements for rotary hydroponics], Institucional'nye preobrazovaniya APKRossii v usloviyah global'nyh vyzovov [Institutional transformations of the agroindustrial complex of Russia in the context of global challenges], 2019, pp. 105, EDN: ESQHEH.
10. Klinchaev E. V., Devedyorkin I. V. Ispol'zovanie robotizirovannyh sistem v teplichnyh kompleksah zash-chishchennogo grunta s primeneniem vertikal'nyh gidroponnyh ferm [The use of robotic systems in greenhouse complexes of protected soil using vertical hydroponic farms], Molodaya nauka agrarnogo Dona: tradicii, opyt, innovacii [Young science of the agrarian Don: trends, experience, innovations], 2023, No. 7, pp. 18-25, EDN: ILQNEQ.
11. Fedin D. A. Umnaya gidroponika na ARDUINO [Smart hydroponics on ARDUINO], Prioritetnye naprav-leniya razvitiya nauki v so-vremennom mire [Priority directions of science development in the modern world], 2023, pp. 158-167, EDN: ERUJCH.
12. Antonova V. M., Sadov A. A. Raschet parametrov rotornyh gidroponnyh ustanovok [Calculation of parameters of rotary hydroponic installations], Obzor tendencij v agropromyshlennom komplekse [Review of trends in the agro-industrial complex], 2022, pp. 149, EDN: KSDHOK.
13. Ovsepyan A. A., Majrapetyan H. S., Akopdzhanyan A. A., Egiazaryan A. S., Eloyan S. A., Karapetyan A. S. Vyrashchivanie virdzhinskogo mozhzhevel'nika v otkrytoj gidroponike v raznyh substratah [Cultivation of Virginia juniper in open hydroponics in different substrates], Biologicheskoe raznoobrazie prirodnyh i antropogennyh land-shaftov: izuchenie i ohrana [Biological diversity of natural and anthropogenic landscapes: study and protection], 2021, pp. 286-289, EDN: WBWILB.
14. Barsegyan N. A. Morfologo-anatomicheskoe sravnitel'noe issledovanie eli kolyuchej, vyrashchennoj v usloviyah otkrytoj gidroponiki i pochvy [Morphological and anatomical comparative study of prickly spruce grown in conditions of open hydroponics and soil], Biologicheskij zhurnal Armenii [Biological Journal of Armenia], Institut problem gidroponiki im. G. S. Davtyana NAN RA, 2011, Vol. 63, No. 2, pp. 52, EDN: TGBIKP.
15. Sharupich V. P., Sharupich T. S., Kolomycev E. V. Vliyanie dopolnitel'nogo iskusstvennogo obluche-niya na fenologicheskie, biometricheskie i produkcionnye pokazateli tomata sorta «Plamya» pri vyrashchivanii metodom mnogoyarusnoj uzkostellazhnoj gidroponiki [The effect of additional artificial irradiation on phenological, biometric and production parameters of the tomato variety «Flame» when grown by the method of multi-tiered narrow-cell hydroponics], Vestnik Orlovskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Bulletin of the Orel State Agrarian University], 2011, No. 2 (29), pp. 84-88, EDN: PONLID.
16. Seregin M. V. Urozhajnost' mikrozeleni v zavisimosti ot ee vida i sposobov osveshcheniya pri gid-roponnom vyrashchivanii [The yield of micro-greenery, depending on its type and lighting methods in hydroponic cultivation], E-Scio, 2023, No. 3 (78), pp. 303-308, EDN: DEPTDP.
17. Dolgih P. P., Yakasova N. A., Smirnov I. A. Stellazhnaya vegetacionnaya ustanovka dlya provedeniya foto-biologicheskih eksperimentov [Shelving vegetation plant for conducting photobiological experiments], Epoha nauki [Epoch of science], 2023, No. 36, pp. 44-47, EDN: PHIHLZ.
18. Zalinyan S. A., Papikyan A. T. Akvaponika kak sel'skohozyajstvennaya sovremennaya tekhnologiya [Aq-uaponics as an agricultural modern technology], Trinadcataya godichnaya nauchnaya konferenciya [The thirteenth annual scientific conference], 2019, pp. 228-236, EDN: CCUBBA.
19. Zhenishbek U. D., Shergazev U. A. Perspektivy ispol'zovaniya metoda akvaponiki na baze demon-stracionnoj rybnoj fermy KNAU im. K. I. Skryabina [Prospects of using the aquaponics method on the basis of the demonstration fish farm of K. I. Scriabin KNAU], Vestnik Kyrgyzskogo nacional'nogo agrarnogo universiteta im. K. I. Skryabina [Bulletin of the Kyrgyz National Agrarian University named after K. I. Scriabin], 2023, No. 2 (65), pp. 209-214, EDN: OQSFUP.
XXXXXXXXXX электротехнологии, электрооборудование XXXXXXXXXX
XXXXXXX и энергоснабжение агропромышленного комплекса XXXXXXX
20. Hasanov M., Shahbazov B., Huseynov T. The effect of innovative hydroponic feed technology on poultry performance in private farms, Bulletin of Science and Practice, 2023, Vol. 9, No. 1, pp. 166-172, DOI: 10.33619/2414-2948/86/22.
21. Govoruha E. A., Kiseleva O. A. Ispol'zovanie gidroponiki dlya vyrashchivaniya pryano-aromaticheskih kul'tur [The use of hydroponics for the cultivation of spicy and aromatic crops], Ekologo-biologicheskie problemy ispol'zovaniya prirodnyh resursov v sel'skom hozyajstve [Ecological and biological problems of the use of natural resources in agriculture], 2019, pp. 88-93, EDN: KFOAHB.
22. Kovrizhin M. N., Kiselyova O. A., Govoruha E. A. Ispol'zovanie gidroponiki pri razmnozhenii de-korativnyh pryano-aromaticheskih rastenij [The use of hydroponics in the reproduction of decorative spicy-aromatic plants], Nauchnoe obespechenie ustojchivogo razvitiya plodovodstva i de-korativnogo sadovodstva [Scientific support for sustainable development of fruit growing and decorative gardening], 2019, pp. 194-198, EDN: VYGHYL.
23. Shmatova A. A., Miroshnichenko E. G., Potylicyna M. A. Perspektivy gidroponnogo vyrashchivaniya plo-doovoshchnyh kul'tur [Prospects of hydroponic cultivation of fruit and vegetable crops], Innovacionnye tendencii razvitiya rossijskoj nauki [Innovative trends in the development of Russian science], 2023, pp. 248-255, EDN: UXCXLN.
24. Starceva V. I., Zavgorodnyaya E. V. Puti uvelicheniya pribyli za schet povysheniya effektivnosti vyrash-chivaniya ovoshchej zakrytogo grunta [Ways to increase profits by increasing the efficiency of growing vegetables indoors], Vestnik sovremennyh issledovanij [Bulletin of Modern Research], 2018, No. 12.7 (27), pp. 470-476, EDN: YZRXBB.
25. Pleshakov D. N., Smolin N. V., Potapova N. V., Volgin V. V., Potapov I. V. K voprosu ocenki deko-rativnyh kachestv srezochnyh sortov chajno-gibridnoj rozy pri vyrashchivanii na gidroponike [On the issue of assessing the decorative qualities of cut varieties of tea-hybrid roses when grown on hydroponics], Agrarnyj nauchnyj zhurnal [Agrarian Scientific Journal], 2023, No. 5, pp. 33-40, EDN: ZRJVTJ.
26. Maslova A. O., Nasimov Sh. N. Privivka kak tekhnologicheskij priem effektivnogo vyrashchivaniya tomata v usloviyah maloob"emnoj gidroponiki [Grafting as a technological technique for effective tomato cultivation in low-volume hydroponics], Peredovoe razvitie sovremennoj nauki kak drajver rosta ekonomiki i social'noj sfery [Advanced development of modern science as a driver of economic and social], 2020, pp. 155-165, EDN: SGDYFP.
27. Obdimytalip N. Э., Ismailova Z. SH. Gidroponikaly^ esimdikterdiq esu stimulyaciyasyna tama^ ^aldy^tarynan alynatyn fitogormondardyq aserin zertteu [], Vestnik nauki Yuzhnogo Kazahstana [Bulletin of Science of South Kazakhstan], 2021, No. 3 (15), pp. 3-13, EDN: ZLSHLA.
28. Kondrateva N. P., Akhatov R. Z., Bolshin R. G., Krasnolutskaya M. G., Selunskiy V. V. Digital automation of energy-efficient in vitro irradiation of orchard plum micro cuttings, Light & Engineering, 2023, Vol. 31, No. 6, pp. 57-64, DOI: 10.33383/2023-019.
29. Ovchukova. S., Kondratieva N. P., Shishov A. A. Digital technologies for the implementation of intelligent diagnostics of the insulation of power supply systems with insulated neutral in operating mode, Advances of Machine Learning in Clean Energy and the Transportation Industry. Ser. «Computer Science, Technology and Applications» New York, 2021, pp. 49-56, EDN: EKSELM.
30. Kondrat'eva N. P., Ahatov R. Z., Bol'shin R. G., Krasnoluckaya M. G., Duhtanova N. V., Selunskij V. V., Netyosov S. V. Effekt sinergizma dlya upravleniya posevnymi kachestvami semyan lyucerny izmenchivoj s elementami nejroseti dlya kontrolya dozy UFO [The synergistic effect for managing the sowing qualities of alfalfa seeds with elements of a neural network to control the dose of UFOs], AgroEkoInfo [AgroEcoInfo], 2023, No. 5 (59), pp. 15-21, DOI: 10.51419/202135543.
The article was submitted 11.06.2024; approved after reviewing 17.07.2024; accepted for publication 18.07.2024.
Information about the author: R. G. Bolshin - Ph. D. (Engineering), Spin-code: 3358-4034.
