Научная статья на тему 'Оценка энергоэкологичности светокультуры салата с использованием натурной модели искусственной биоэнергетической системы'

Оценка энергоэкологичности светокультуры салата с использованием натурной модели искусственной биоэнергетической системы Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
229
80
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СВЕТОКУЛЬТУРА / ЭНЕРГОЭКОЛОГИЧНОСТЬ / ИСКУССТВЕННАЯ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА / ДОЗА ОБЛУЧЕНИЯ / САЛАТ

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Мишанов А. П., Маркова А. Е., Ракутько С. А., Ракутько Е. Н.

В статье рассматриваются вопросы влияния доз облучения светодиодными облучателями на энергоэкологичность салата (Lactuca Sativa L.) при выращивании в закрытых помещениях. Сорт салата листового «Афицион» выращивали по технологии малообъемной гидропоники с постоянной рециркуляцией питательного раствора в замкнутом цикле. Экспериментальная установка представляла собой модель искусственной биоэнергетической системы. Для досвечивания использовали светодиодные облучатели с процентным соотношением энергии по спектру: 30% в синей, 20% в зеленой и 50% в красной областях. В качестве субстрата использовали агроперлит, предварительно подготовленный для посева салата и пикировки сеянцев в горшочки с субстратом. В фазе двух настоящих листочков у сеянцев салата в возрасте 14-16 дней от всходов горшочки с растениями выставляли в «рабочую зону» в короба с постоянной рециркуляцией питательного раствора. В «рабочей зоне» ежедневно проводили корректировку питательного раствора по показателю рН. Лучшие показатели урожайности, качества продукции салата и коэффициента энергоэкологичности (Кэ) были в варианте с дозой облучения 2,59 МДж∙м-2 (3,23 кг/м2 и 5,75% соответственно). Выход продукции салата зависит от дозы облучения. С увеличением дозы облучения с 0,81 до 1,72 МДж∙м-2 фотосинтетически активной радиации (ФАР) повышался выход сухого вещества на 1 МДж ФАР. Содержание органического вещества в продукции составило 155,6 г∙м-2. С увеличением дозы облучения с 0,81 до 2,39 МДж∙м-2 ФАР повышался также и Кэ, который составил 0,001....0,0042 МДж∙г∙м-2

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Мишанов А. П., Маркова А. Е., Ракутько С. А., Ракутько Е. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ASSESSMENT OF ENERGY AND ECOLOGICAL PERFORMANCE OF INDOOR PLANT LIGHTING OF LETTUCE: CASE STUDY OF A FULL-SCALE MODEL OF ARTIFICIAL BIO-ENERGY SYSTEM

The article discusses the influence of irradiation doses by LED irradiators on the energy and ecological compliance of indoor cultivation of lettuce (Lactuca Sativa L.). Leaf lettuce of “Afitsion” variety was grown by the technology of low-volume hydroponics with continuous recirculation of nutrient solution in a closed cycle. The experimental installation was a model of an artificial bio-energy system. LEDs were used for additional lighting, with the ratio of emission intensity between three spectral bands (blue, green and red) being 30% : 20% : 50%, correspondingly. The substrate was agroperlite, pre-prepared for lettuce sowing and pricking out seedlings in pots with the substrate. When the lettuce seedlings had two true leaves at the age of 14-16 days from emergence, the pots with plants were put into the "work area" in boxes with continuous recirculation of nutrient solution. In the "work area", the nutrient solution was pH-adjusted every day. The best lettuce yield and quality indicators and the coefficient of energy-ecological compatibility (Кe) were registered in the variant with the radiation dose of 2.59 MJ*m-2 (3.23 kg/m2 and 5.75%, respectively). The lettuce yield varied with the irradiation dose. When it increased from 0.81 to 1.72 MJ*m-2 of photosynthetically active radiation (PAR), the yield of dry matter increased per one MJ PAR. The content of organic matter in the product was 155.6 g*m-2. With an increase of irradiation dose from 0.81 to 2.39 MJ*m-2 PAR, Ke also increased and was from 0.001 to 0.0042 MJ*g *m-2.

Текст научной работы на тему «Оценка энергоэкологичности светокультуры салата с использованием натурной модели искусственной биоэнергетической системы»

5. Метеоданные с погодной станции WeatherLink, с сайта «Погода в г.Пушкин» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://weather-pushkin.jimdo.com, свободный (дата обращения 02.03.17)

6. ФГБУ«Северо-Западное управление погидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.meteo.nw.ru/, свободный (дата обращения 02.03.17)

7. Веб-справка по SOLIDWORKS - «Solidworks Web Help» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://help.solidworks.com/HelpProducts.aspx свободный (дата обращения 06.03.17)

8. Аронов Э.Л. Ультрафиолетовый облучатель-озонатор [применяется в животноводческих помещениях, в цехах по переработке мяса, молока, в бытовых помещениях, для дезинфекции погребов] /Э.Л. Аронов// Инженерно-техническое обеспечение АПК, реферативный журнал/ Центральная научная сельскохозяйственная библиотека. - М., 2001. -№4. - 947 с.

УДК 631.172 : 574.46

ОЦЕНКА ЭНЕРГОЭКОЛОГИЧНОСТИ СВЕТОКУЛЬТУРЫ САЛАТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАТУРНОЙ МОДЕЛИ ИСКУССТВЕННОЙ БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

А.П. МИШАНОВ; А.Е. МАРКОВА, канд. с.-х. наук; С.А. РАКУТЬКО, д-р техн. наук; Е.Н. РАКУТЬКО

Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение «Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства» ( ИАЭП), Санкт-Петербург, Россия

В статье рассматриваются вопросы влияния доз облучения светодиодными облучателями на энергоэкологичность салата (Lactuca Sativa L.) при выращивании в закрытых помещениях. Сорт салата листового «Афицион» выращивали по технологии малообъемной гидропоники с постоянной рециркуляцией питательного раствора в замкнутом цикле. Экспериментальная установка представляла собой модель искусственной биоэнергетической системы. Для досвечивания использовали светодиодные облучатели с процентным соотношением энергии по спектру: 30% - в синей, 20% - в зеленой и 50% - в красной областях. В качестве субстрата использовали агроперлит, предварительно подготовленный для посева салата и пикировки сеянцев в горшочки с субстратом. В фазе двух настоящих листочков у сеянцев салата в возрасте 14-16 дней от всходов горшочки с растениями выставляли в «рабочую зону» в короба с постоянной рециркуляцией питательного раствора. В «рабочей зоне» ежедневно проводили корректировку питательного раствора по показателю рН. Лучшие показатели урожайности, качества продукции салата и коэффициента энергоэкологичности (Кэ) были в варианте с дозой облучения 2,59 МДж-м-2 (3,23 кг/м2 и 5,75% соответственно). Выход продукции салата зависит от дозы облучения. С увеличением дозы облучения с 0,81 до 1,72 МДж-м-2 фотосинтетически активной радиации (ФАР) повышался выход сухого вещества на 1 МДж ФАР. Содержание органического вещества в продукции составило 155,6 г-м-2. С увеличением дозы облучения с 0,81 до 2,39 МДж-м-2 ФАР повышался также и Кэ, который составил 0,001....0,0042 МДж-г-м-2.

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

растениеводства и животноводства_

Ключевые слова: светокультура; энергоэкологичность; искусственная биоэнергетическая система; доза облучения; салат.

ASSESSMENT OF ENERGY AND ECOLOGICAL PERFORMANCE OF INDOOR PLANT LIGHTING OF LETTUCE: CASE STUDY OF A FULL-SCALE MODEL OF ARTIFICIAL BIO-ENERGY SYSTEM

A.P. MISHANOV; A.E. MARKOV A, Cand. Sc. (Agr); S.A. RAKUTKO, DSc (Engineering); E.N. RAKUTKO

Federal State Budget Scientific Institution "Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production - IEEP", Saint Petersburg

The article discusses the influence of irradiation doses by LED irradiators on the energy and ecological compliance of indoor cultivation of lettuce (Lactuca Sativa L.). Leaf lettuce of "Afitsion" variety was grown by the technology of low-volume hydroponics with continuous recirculation of nutrient solution in a closed cycle. The experimental installation was a model of an artificial bio-energy system. LEDs were used for additional lighting, with the ratio of emission intensity between three spectral bands (blue, green and red) being 30% : 20% : 50%, correspondingly. The substrate was agroperlite, pre-prepared for lettuce sowing and pricking out seedlings in pots with the substrate. When the lettuce seedlings had two true leaves at the age of 14-16 days from emergence, the pots with plants were put into the "work area" - in boxes with continuous recirculation of nutrient solution. In the "work area", the nutrient solution was pH-adjusted every day. The best lettuce yield and quality indicators and the coefficient of energy-ecological compatibility (Ke) were registered in the variant with the radiation dose of 2.59 MJ*m-2 (3.23 kg/m2 and 5.75%, respectively). The lettuce yield varied with the irradiation dose. When it increased from 0.81 to 1.72 MJ*m-2 of photosynthetically active radiation (PAR), the yield of dry matter increased per one MJ PAR. The content of organic matter in the product was 155.6 g*m-2. With an increase of irradiation dose from 0.81 to 2.39 MJ*m-2 PAR, Ke also increased and was from 0.001 to 0.0042 MJ*g *m-2.

Keywords: indoor plant lighting; energy and ecological performance; artificial bio-energy system; irradiation dose; lettuce.

ВВЕДЕНИЕ

Высокая экономичность тепличного производства продукции достигается за счет его интенсификации. Однако этот же фактор определяет особые экологические угрозы от теплиц [1]. В настоящее время во всем мире насчитывается более 800 тыс. га теплиц, которые можно условно подразделить на два типа: северный (как правило, с дополнительным обогревом и другим высокотехнологическим оборудованием), и южный (с минимальным уровнем технической сложности) [2]. Для северного типа теплиц характерен более высокий уровень выбросов СОг, что связано с использованием газа для целей отопления и повышения концентрации углекислоты в теплице. На них же приходится основная доля потребляемой для обеспечения технологического процесса энергии. Так, в Голландии 79% всей потребляемой энергии приходится на тепличные хозяйства [3]. Однако и неотапливаемые теплицы южного типа создают серьезные экологические угрозы. Например, в провинции Альмерия (Южная Испания) тепличное производство на площади 50 тыс. га является важным источником роста региональной экономики, но при этом и создает экологические проблемы (истощение водоносных горизонтов, засоление земель и воды, загрязнение ближлежайших водных систем биоцидами и удобрениями) [4].

В нашей стране к началу 2017 года общая площадь теплиц достигла примерно 2,3 тыс. га, из них 300 га — со светокультурой. Для покрытия потребностей в овощах закрытого грунта к 2020 году планируется дополнительно запустить еще 2 тыс. га теплиц [5]. Непрерывное увеличение масштабов применения светокультуры требует особого внимание к вопросам использования оптического излучению (ОИ) как важнейшего фактора управления жизнедеятельностью растений [6]. Светокультура позволяет добиться круглогодичного выращивания продукции улучшенного качества, повышения урожайности и сокращении сроков выращивания. Несмотря на то, что эффект от применения досвечивания, являющегося неотъемлемой частью светокультуры давно известен, задачи по оптимизации в данном направлении до сих пор актуальны. Появление новых источников облучения, внесение любых изменений в технологию облучения растений требуют научно-обоснованных подходов, позволяющих комплексно оценить эффективность от применяемых нововведений.

Выращивание растений в светокультуре является энергоемким процессом, поэтому снижение нерациональных потерь в данном процессе позволит повысить данный коэффициент и, соответственно, эффективность производства.

С целью снижения затрат электроэнергии на выращивание тепличной овощной продукции идут постоянные поиски путей повышения энергоэффективности светокультуры. С одной стороны повысить энергоэффективность можно путем создания источников света с высоким КПД, позволяющими наиболее эффективно преобразовывать электрическую энергию в световую энергию, используемую растениями в процессе роста и развития. Например, при использовании в качестве источников облучения растений натриевых ламп увеличение освещенности на каждые 1000 лк ведет к повышению температуры на 0,5-1,0 °С, что значительно влияет на изменение микроклимата в теплице при включении и выключении светильников, а высокая температура колбы лампы не позволяет устанавливать ее близко к растениям. Низкое процентное соотношение длин волн в синем поддиапазоне от спектрального состава натриевых светильников приводит к вытягиванию растений, что особенно заметно при выращивании растений в условиях полного отсутствия солнечного света. С другой стороны повышение энергоэффективности возможно за счет изменения режимов облучения растений и спектрального состава источников излучения [7].

Улучшение эффективности систем досвечивания могут быть представлены в новых технологиях с применением светодиодных (СД) облучателей. Преимущества СД заключаются в том, что они обладают большой светоотдачей, их можно включать не на полную мощность, могут давать пульсирующий свет, который увеличивает энергетическую эффективность до 30%. Помимо экономии электроэнергии появляется возможность управления интенсивностью и спектральным составом излучения в зависимости от фазы развития растения. Конструкционная прочность, надежность, большой ресурс и экологичность также выступают в пользу применения СД [8].

Наиболее эффективное применение СД отмечено в замкнутых системах выращивания, используемых преимущественно для рассады, листовых овощных культур, в селекционных целях. Преимущества замкнутой системы выращивания растительной продукции с использованием СД состоят в быстром и однородном росте растений высокого качества, высокой эффективности использования света, в снижении затрат электроэнергии на единицу продукции, возможности повторного использования питательного раствора и т.д. [9, 10].

В лаборатории энергоэффективных электротехнологий ИАЭП решение данной задачи рассматривается в рамках нового научного направления - энергоэкологии светокультуры [11]. Предложена иерархическая информационная модель ИБЭС, позволяющая оценить энергоэффективность производства и его экологичность по степени воздействия на окружающую среду (ОС). Эффект воздействия производства на ОС определяется величинами входных и выходных потоков на всех этапах энерготехнологических процессов, проводимых в ИБЭС [12]. Научной основой модели является прикладная теория энергосбережения в энерготехнологических процессах (ПТЭЭТП), описывающая энергетику ИБЭС с учетом ее многоуровненности и закономерностей взаимодействия сельскохозяйственных биологических объектов с искусственной средой обитания [13].

Целью настоящих исследований является демонстрация возможностей применения разработанной модели ИБЭС для оценки влияния различных доз облучения на показатель энергоэкологичности при выращивании растений салата под светодиодными облучателями при отсутствии естественного света.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследования проводили в закрытом помещении без доступа солнечного света на натурной модели искусственной биоэнергетической системы (ИБЭС). В качестве выращиваемой культуры использовали салат сорта Афицион. На рис. 1 показана схема модели. Входной поток М н, подаваемый растениям (БО), является суммой потока на выходе БПВ Мк и потока веществ, содержащихся в растении AM. Поток энергии ОИ Os, генерируемый облучательной установкой, является суммой потока, подаваемого на вход БПЭ Ок и потерь А О.

Салат выращивали методом гидропоники с рециркуляцией питательного раствора в замкнутом цикле под светодиодными облучателями собственной конструкции, выполненных на базе синих, зеленых и красных СД марки LED STAR-3W, смонтированных на алюминиевом радиаторе. В соответствии с существующими требованиями к наиболее благоприятному спектру для растений соотношение энергии в поддиапазонах спектра составляло: 30% - в синей, 20% - в зеленой и 50% - в красной областях [14].

Различный уровень облученности обеспечивали за счет разного количества СД в облучательной установке. Высота подвеса облучателей над верхушками растений для всех вариантов была одинаковой (h=30 см).

Рис. 1. Схема натурной модели ИБЭС 39

I - блок преобразования энергии (БПЭ), II - биологический объект (БО), III - блок преобразования вещества (БПВ), 1 - облучательная установка, 2 - растения, 3 - гидропонная

установка, 4 - насос, 5 - растворный узел

Выращивание салата гидропонным методом требует особенного подхода к выбору субстрата, который должен отвечать ряду требований: не выделять токсичные вещества, не сильно изменять реакцию питательного раствора и питательный режим растений, иметь низкую объемную массу и высокую пористость, обладать хорошей теплоемкостью. Для выращивания салата использовали природный алюмосиликатный минерал - агроперлит, в виде гранул диаметром от 1 до 2.5 мм, с неровной поверхностью, покрытой мелкими углублениями, обеспечивающими большую площадь поверхности, с низким объемным весом (94-117 кг/м3), высокой пористостью (65-82%). Агроперлит предварительно пропаривали горячей водой с целью дезинфекции и набухания гранул. Семена салата, предварительно замоченные в растворе Эпина, высевали в контейнеры с остывшим агроперлитом.

Технология выращивания сеянцев салата - общепринятая для салатных линий. Пикировку сеянцев проводили в фазе одного настоящего листочка в горшочки, заполненные подготовленным агроперлитом. В фазе вторых настоящих листочков в возрасте 14-16 дней от всходов горшочки с растениями выставляли в рабочую зону в культивационные короба с постоянной рециркуляцией питательного раствора. Содержание основных питательных элементов в растворе составило, мг'л"1: N064. - 160; Р -140; К - 158; Са - 110; Mg - 40. При этом рН - 5,83 и ЕС - 1,73 мСм'см"1.

В рабочей зоне ежедневно проводили корректировку рН питательного раствора 10%-ым раствором азотной кислоты. Температуру воздуха в лабораторных условиях поддерживали на уровне 20-22°С, влажность воздуха 55-60%, подвижность воздуха 0,2-0,3 Предыдущие опыты показали возможность применения данной технологии для

мс

выращивания салата в закрытых помещениях [15].

Для оценки экологичности в данной работе использовали показатель наличия нитратов в листьях салата по сравнению с нормативной величиной [16].

Оценка по нитратам в данном случае использовалась в качестве примера, как одного из возможных показателей для определения коэффициента экологичности (Км), который определяли по формуле:

_ ^^норм ^^факт

м.

факт

(1)

где Миоры- допустимое содержание нитратного азота, мг/кг,

Мфакг- фактическое содержание нитратного азота в листьях салата, мг/кг.

Коэффициент энергоэффективности при выращивании салата в МДжт-м" определяли по формуле:

Н (2)

Ко =

Q G,

сух

где Н - доза облучения в области фотосинтетической активной радиации (ФАР), МДж-м" ;

О - выход сухого вещества, г-м" .

Для обобщенной оценки энергоэффективности и экологичности производства использовали коэффициент энергоэкологичности Кэ, г-МДж"1 -м2 [17], который определяли по формуле:

(3)

Кэ - КМКв ■

Суточную дозу облучения в МДж-м" ФАР рассчитывали по формуле:

Н = 3,6-1(Г3 ЕТ,

(4)

где Е -облученность поверхности на уровне растений, Вт Т - фотопериод, ч.

м

Суточная доза облучения в вариантах опыта при уровнях облученности Е: 12,5; 15;

20; 30 Вт'м"2 и фотопериодах Т: 10; 15; 20; 24 ч составила: 0,81; 0,9; 1,08; 1,44; 1,62; 1,72 и

2,59 МДж'м"2 ФАР.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В таблице 1 представлены результаты влияния доз облучения СД облучателями на урожайность и содержание сухого вещества в продукции салата. Коэффициент варьирования массы салата по вариантам опыта находился в пределах 4,91-8,73 %, что свидетельствует о высокой выровненности варьирующего признака, относительная ошибка выборочной средней массы салата вполне удовлетворительная (2,17-3,88%). Аналогичные показатели варьирования признака и относительной ошибки выборочной средней отмечали по показателям сухого вещества в салате. Наибольшая урожайность салата 3,23 кг'м"2 была обеспечена дозой облучения 2,59 МДж-м"2 ФАР. При этом отмечали повышение содержания сухого вещества в продукции 5,75 %, выход сухого вещества на 1 МДж ФАР составил 71,78 г.

Таблица 1

Урожайность и сухое вещество в продукции салата

Доза облучения, МДж'м"2 ФАР Масса , кг/м2 £, кг V,% я,,% Сухое вещество х , г/м2 £, кг V,% я,,%

0,81 1,24±0,027 0,061 4,91 2,17 52,53±1,15 2,00 3,80 2,18

0,90 1,25±0,042 0,102 8,16 3,36 54,79±1,91 3,31 6,04 3,48

1,08 2,05±0,061 0,149 7,26 2,97 94,91±0,97 1,69 1,78 1,02

1,44 2,29±0,089 0,200 8,73 3,88 96,78±2,10 3,64 3,76 2,16

1,62 2,49±0,063 0,154 6,18 2,53 114,61±3,51 6,07 5,29 3,06

1,72 2,85±0,065 0,161 5,64 2,23 129,06±4,30 7,45 5,77 3,33

2,59 3,23±0,094 0,211 6,53 2,91 185,9±3,38 5,86 3,15 1,81

Дозы облучения 0,81...1,72 МДж-м"2 ФАР обеспечивали урожайность 1,24. ..2,85 кг'м"2, что связано с пониженной деятельностью ассимилирующей поверхности листьев. Выход сухого вещества с увеличением дозы облучения с 0,81... 1,72 МДж'м"2 ФАР повышался с 64,85 до 75,03 г на 1 МДж ФАР. Содержание золы и органического вещества в продукции увеличивалось с увеличением дозы облучения.

Содержание органического вещества в продукции составило 155,6 г'м"2 (табл.2).

Таблица 2

Показатели качества п

юдукции салата при разных дозах облучения

Доза облучения Выход сухого Зола, Содержание Содержание

МДж'м-2 ФАР вещества на % от сырой органического нитратного азота,

1 МДж ФАР массы вещества, г'м"2 -1 мг кг

0,81 64,85 0,27 41,04 3761,7

0,90 60,87 0,32 40,84 3865,0

1,08 87,87 0,41 75,06 3495,0

1,44 67,20 0,43 78,24 3352,2

1,62 66,63 0,49 91,81 3092,0

1,72 75,03 0,69 97,91 3525,0

2,59 71,78 0,52 155,66 3077,8

Поток питательных веществ оценивали по нитратам. Содержание нитратного азота в продукции 3092 и 3077,8 мг'кг"1 отмечали в вариантах с дозой облучения 1,62 и 2,59 МДж'м"2 ФАР, что обусловлено облученностью 30 Вт-ч'м"2 с фотопериодами 15 и 24 часа соответственно. Содержание нитратного азота в продукции всех вариантов опыта находилось в пределах санитарной нормы.

Значения соответствующих коэффициентов представлены в таблице 3.

Таблица 3

Значения коэффициентов Км, и Кэ в зависимости от дозы облучения

Доза облучения, Н, МДж-м-2 ФАР Коэффициент экологичности, Км, отн.ед. Коэффициент энергоэффективности, KQ, МДж-г-м"2 Коэффициент энергоэкологичности, Кэ, МДж-г-м"2

0,81 0,063 0,015 0,0010

0,90 0,035 0,016 0,0006

1,08 0,144 0,011 0,0016

1,44 0,193 0,015 0,0029

1,62 0,294 0,014 0,0042

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1,72 0,135 0,013 0,0018

2,59 0,300 0,014 0,0042

Предполагается, что для принятых условий опыта и оценки Км по содержанию

нитратов в листьях салата, увеличение Н ведет к увеличению Кэ, причем эта зависимость

имеет линейный характер.

На рисунке 2 показана зависимость энергоэкологичности от дозы облучения.

До за Я, МДжм"2

Рис. 2. Зависимость коэффициента энергоэкологичности от дозы облучения

Прослеживается явная тенденция увеличения Кэ при увеличении Н. Данная

зависимость удовлетворительно описывается линейной зависимостью КЭ=0,00\6Н. Коэффициент детерминации R2=0,6418.

ВЫВОДЫ

Результаты эксперимента свидетельствуют, что в отсутствии естественного света в диапазоне уровня облученности 12,5...30 Вт-м"2 и фотопериоде 10...24 ч лучшие показатели урожайности и качества продукции салата были в варианте с дозой облучения 2,59 МДж-м"2

ФАР (3,23 кгм и 5 ,75% соответственно). Содержание органического вещества в продукции

2

составило 155,6 г- м" .

Использованный подход к анализу экспериментальных данных показал удобство применения концепции ИБЭС для описания распределения потоков вещества и энергии, а также оценки экологичности и энергоэффективности системы.

С увеличением дозы облучения с 0,81 до 2,39 МДж-м"2 ФАР повышается также и Кэ, который составил 0,001....0,0042 МДж-г-м"2. Имеется явная тенденция увеличения Кэ при увеличении Н. Максимальное значение ^наблюдается при дозах облучения 1,62 и 2,59

МДж-м"2, но с учетом других показателей вариант с дозой облучения 2,39 МДж-м"2 является предпочтительным.

Удобство и наглядность представления потоков вещества и энергии и их зависимости от внутренних параметров модели позволяет использовать модель ИБЭС в учебном процессе аграрного вуза, при обучении будущих специалистов теоретическим основам энергосбережения и повышения экологичности аграрного производства.

ЛИТЕРАТУРА

1. Wainwright H. Environmental Impact of Production Horticulture. In book: Horticulture: Plants for people and places, Volume 1, Edition: Frist, Chapter: Chapter 15, Publisher: Springer, Editors: Geoffrey R. Dixon, David E. Aldous, pp.503 - 522

2. Bergstrand K-J. Approaches for mitigating the environmental impact of greenhouse horticulture. PhD thesis. Swedish University of Agricultural Sciences, Alnarp. 2010.

3. Lansink A., Bezlepkina I. The effect of heating technologies on CO2 and energy efficiency of Dutch greenhouse firms. J Environ Manage. 2003. 68(l):73-82.

4. Wolosin R., El Milagro de Almería. España: a political ecology of landscape change and greenhouse agriculture. MA Thesis. The University of Montana, Montana. 2006.

5. Какушкин А. Миллиарды в закрытом грунте. За пять лет построено 600 га новых теплиц [Электронный ресурс] / А Какушкин // Агроинвестор. - 2017. - №1 (9908). - Режим доступа: http://www.agroinvestor.ru/agroinvestor/9908/ (02.04.2017)

6. Карпов В.Н., Ракутько С.А. Энергосбережение в оптических электротехнологиях АПК. Прикладная теория и частные методики / Санкт-Петербург, 2010.

7. Светокультура растений: биофизические и биотехнические основы. Учеб. пособие/ Тихомиров А.А., Шарупич В.П., Лисовский Г.М. - Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения РАН, 2000. - 213с.

8. Прокофьев А., Туркин А., Яковлев А. Перспективы применения светодиодов в растениеводстве //Полупроводниковая светотехника. - 2010 . -Т.5 - №7

9. Судаченко В.Н., Мишанов А.П., Маркова А.Е., Колянова Т.В. Методика выбора технологического оборудования для производства рассады овощных культур в интенсивной светокультуре. // Сб. научных трудов ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии, С-Петербург. -2012. -№83 - С. 52-59.

10. Хювелинк Е., Баккер М., Хогендонк Л, Карсемакер Я., Маасвинкель Р. Досвечивание в Нидерландах: новые разработки. // Мир теплиц. - 2005. - №7. - С. 50.

11. Ракутько С.А., Маркова А.Е., Мишанов А.П., Ракутько Е.Н. Энергоэкология светокультуры - новое междисциплинарное научное направление // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. -2016. -№ 90. - С. 14-28.

12. Ракутько С. А. Иерархическая информационная модель искусственной биоэнергетической системы. Патент на изобретение № 2562421. - 29.01.2014.

13. Ракутько С.А. Прикладная теория энергосбережения в энерготехнологических процессах (ПТЭЭТП): опыт систематического изложения // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. -2009. -№ 12. - С. 133-137.

14. Протасова H. Н. Светокультура как способ выявления потенциальной продуктивности растений. Физиология растений. -Т. 34. -Вып. 4. -1987.

15. Маркова А.Е., Мишанов А.П., Ракутько С.А., Ракутько Е.Н. Поддержание оптимальных значений кислотности и электропроводности питательного раствора в рабочем цикле светокультуры салата. // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства, С-Петербург. - 2016. - №89 -С. 112-118.

16. Цыденданбаев А.Д. Новые ПДК для томатов // Мир теплиц. - 2011. - №6. - С. 10.

17. Ракутько С.А., Бровцин В.Н., Мишанов А.П., Маркова А.Е., Ракутько Е.Н. Оценка экологичности и энергоэффективности предприятия АПК с помощью иерархической модели ИБЭС // Региональная экология. -2015. -№ 6 (41). -С. 58-66.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.