Повышение эффективности облучения растений с использованием светодиодных светильников в сооружениях закрытого грунта (на примере семенного картофеля) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.20.02, кандидат наук Каримов Ильшат Ильгизович

• Каримов Ильшат Ильгизович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Каримов Ильшат Ильгизович

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ОБОРУДОВАНИЙ ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙВ СООРУЖЕНИЯХ ЗАКРЫТОГО ГРУНТА

1.1 Искусственное облучение растений и эффективный спектральный состав излучения

1.2 Требования к режиму искусственного облучения растений

1.3 Существующие облучательные установки и светильники для сооружений закрытого грунта

1.4 Энергоэффективность облучения растений разноспектральными источниками света

1.5 Способы регуляции и моделирования физиологических процессов растений с учетом различных факторов среды

1.6 Воздействие светодиодного облучения различного спектрального состава на семенной картофель в условиях аэропоники

1.7 Выводы и задачи исследований

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБЛУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙ СВЕТОДИОДНЫМ СВЕТЛЬНИКОМ С РЕГУЛИРУЕМЫМ СПЕКТРОМ ИЗЛУЧЕНИЯ

2.1 Математическая модель роста растений

2.2 Способ управления ростом растений и система для ее реализации

2.3 Оптимизация процесса облучения растений светодиодными светильниками с регулируемым спектром излучения

2.4 Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ СВЕТОДИОДНОЙ ОБЛУЧАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Экспериментальная установка для облучения растений на базе светодиодного светильника с регулируемым спектром излучения

3.2 Методика определения оптимальных спектральных характеристик

светодиодного светильника

3.3 Выводы по главе

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СВЕТОДИОДНОГО СВЕТИЛЬНИКА С РЕГУЛИРУЕМЫМ СПЕКТРОМ ИЗЛУЧЕНИЯ

4.1 Сравнительная оценка спектральных характеристик излучения

экспериментального СДС с существующим светильником на базе НЛВД

4.2 Исследование влияния облучения на культуру семенного картофеля с

использованием экспериментальной светодиодной облучательной установки

4.3 Разработка алгоритма управления светодиодными светильниками

4.3.1 Основные положения разработки алгоритма управления СДС

4.3.2 Принципы и постановка задачи при разработке алгоритма управления

СДС

4.3.3 Алгоритм управления СДС и его структурная схема

4.4 Выводы по главе

ГЛАВА 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВЕТОДИОДНЫХ СВЕТИЛЬНИКОВ В ТЕПЛИЧНЫХ

ХОЗЯЙСТВАХ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ДНаЗ - лампа дуговая натриевая зеркальная

ДНаТ - лампа дуговая натриевая трубчатая

ДРЛ - лампа дуговая ртутная люминесцентная

ДРЛФ - лампа дуговая ртутная люминесцентная физиологическая

ЛЛ - люминесцентная лампа

ЛС - люминесцентный светильник

МГЛ - лампа металлогалогенная

НЛВД - натриевая лампа высокого давления

ОУ - облучательная установка

ОИ - оптическое излучение

ПК - персональный компьютер

ПО - программное обеспечение

ПРА - пускорегулирующий аппарат

СДС - светодиодный светильник

БНМ - биотехнологическая натурная модель

ФАР - фотосинтетически активная радиация

ЭПРА - электронный пускорегулирующий аппарат

ЭТП - энерготехнологический процесс

ЦК - ценовая категория

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Тепличное овощеводство в РФ в основном сосредоточено в Центральном, Приволжском, Южном и Сибирском федеральных округах, при этом капитальные зимние теплицы расположены преимущественно в Центральном, Приволжском и Южном, а весенние пленочные -в Сибирском, Приволжском и Центральном федеральных округах [133].

В некоторых тепличных комбинатах резервы по увеличению урожайности овощей и снижению затрат на энергоресурсы практически исчерпаны в связи с тем, что теплицы находятся в эксплуатации 30-35 лет, моральный и физический износ основных фондов составляет более 70% [40].

По сравнению с 2000 годом на сегодняшний день цена реализации овощей выросла более чем в 3,5 раза, в то же время тарифы на тепло, газ и электроэнергию повысились почти в 6-7 раз. Такой диспаритет цен на тепличную продукцию и топливно-энергетические ресурсы привели к низкой рентабельности производства. Себестоимость производства овощей в капитальных теплицах содержит затраты на семена 10%, питательные вещества - до 10%, фонд оплаты труда и прочие затраты -до 20%, а основную долю составляют затраты по приобретению тепловой и электрической энергии - более 60% [51, 119].

Площади капитальных тепличных сооружений в настоящее время распределены следующим образом: 82% - устаревшие, 13% - реконструированные теплицы, 5% - новые инвестиционные проекты. Однако с учетом продуктового эмбарго, введенного в 2014г, приоритетным направлением развития сельского хозяйства в РФ является обеспечение активного импортозамещения, особенно актуальным представляется замещение в отрасли производства овощей и зелени тепличного происхождения [134].

Так, в рамках Госпрограммы " Развитие сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы" предусмотрено частичное (до 20%) возмещение затрат на энергоносители, что обеспечит повышение рентабельности тепличной продукции. В соответствии с данной программой Министерство сельского хозяйства России рассчитывает

увеличить площади капитальных теплиц с нынешних 3,0 до 4,7 тысяч гектаров к 2020 году. При этом прогнозное увеличение производства овощей к 2020 году составит 1 ,4 млн. тонн и прирост валового производства овощей, способствующий импортозамещению во внесезонный период до 768,6 тысяч тонн [135].

Государство оказывает большую поддержку для обеспечения

рентабельности тепличного производства. Несмотря на это главной задачей при реконструкции, модернизации и строительстве новых теплиц является снижение энергозатрат на производство тепличной продукции и создание современных энергосберегающих электротехнологий, снижающих затраты на производство овощной продукции в сооружениях закрытого грунта, в т.ч. разработка энергоэффективных источников света и способов облучения растений [43].

Многолетняя практика выращивания растений в теплицах показала, что в осенне-зимний и зимне-весенний периоды в светопроницаемых теплицах, одним из основных лимитирующих рост и развитие факторов, является свет [7,100].

В последние годы подавляющее число теплиц оборудуется светильниками на базе НЛВД. При этом наблюдается тенденция увеличения мощности используемых натриевых ламп, начиная от 250 Вт к 400 Вт и 600 Вт. Отлажен выпуск ламп с зеркальным отражателем типа ДНаЗ, имеющих преимущество по световому потоку [73]. Отмечается, что натриевые лампы высокого давления в технологии светокультуры действительно обладают высокими ресурсными показателями и энергоэффективностью [8, 114]. Поэтому до недавнего времени светильники с НЛВД практически не имели конкурентов.

Разработка и производство в промышленных масштабах мощных светодиодов с начала 2000-х годов обеспечило появление конкурента для НЛВД. Светоотдача некоторых типов мощных светодиодов составляет 100...120 лм/Вт, а для НЛВД -100...115 лм/Вт. При этом, опытные лабораторные образцы, достигают уровня светоотдачи в 150-180 лм [98]. При этом удельная стоимость светодиодного излучения на сегодняшний день составляет 10.15 коп/лм, что в 2.3 раза выше, чем для натриевых ламп. Однако наблюдается тенденция снижения удельной стоимости излучения светодиодов, которая по прогнозам на 2018 год должна варьировать от 5 до 8 коп/лм, с учетом курса доллара [27].

Динамика снижения цены мощных СД, большой срок службы, возможность подстройки спектральных характеристик под любые виды и сорта плодоовощных растений и зелени, адаптированность под цифровое управление мощностью излучения обеспечивают светильникам на основе светодиодов неоспоримые преимущества перед традиционными источниками излучения.

Важной задачей в технологии светокультуры является оптимизация режимов облучения растений. Для решения этой задачи необходимо создавать светодиодные светильники, обеспечивающие требуемые характеристики излучения, а также локальные системы на базе микропроцессорных контроллеров. С другой стороны, необходимо исследовать и разрабатывать методы и алгоритмы оптимизации, как режимов облучения растений, так и формирования урожая в целом. Применение гибких и динамичных в управлении светодиодных светильников, интегрированных с современными цифровыми технологиями, с возможностями микропроцессорной техники, может дать качественный скачок в решении стратегической задачи энергосбережения [41].

Учеными в области электрификации сельскохозяйственного производства Л.К. Алферовой, А.М. Башиловым, И.Ф. Бородиным, Р.Г. Бутенко, И.Р. Владыкиным, Ф.Я. Изаковым, В.Н. Карповым, А.П. Коломийцем, Н.Ф. Кожевниковой, В.А. Козинским, О.А. Косицыным, Н.П. Кондратьевой, В.М. Леманом, А.К. Лямцовым, В.В. Малышевым, С.А. Овчуковой, С.А. Поповой, А.П. Примаком, Л.Г. Прищепом, Н.Н. Протасовой, С.А. Растимешиным, С.А. Ракутько, Г.С. Сарычевым, И.И. Свентицким, Д.С. Стребковым, К.А. Тимирязевым, А.А. Тихомировым, В.П. Шарупичем, С.М. Яковлевым, R. McCree, B. Singh, P. Mekkel, J. Bonnet, P. Harris, M. Fischer и другими доказана эффективность применения искусственного облучения (досвечивания) в управлении процессом формирования урожая и повышений урожайности растений.

Облучая растения различными по спектру излучения источниками ОИ, можно управлять процессом формирования урожая, удлинять или сокращать онтогенез растений, повышать урожайность, что обеспечит уменьшение потребления электрической энергии при выращивании растений [8,17].

Поэтому тема диссертационной работы, посвященная повышению эффективности облучения растений с использованием светодиодных светильников в сооружениях закрытого грунта, является актуальной и имеет научное и прикладное значение.

Исследования проводились в период с 2012 по 2017 гг. в соответствии с отраслевой научно-технической программой, гос. регистрация №115071310048 «Микропроцессорные системы управления энергетическими установками» и госзаданием Министерства сельского хозяйства РФ на сумму 412 тысяч рублей.

Целью работы повышение эффективности облучения растений в сооружениях закрытого грунта путем регулирования спектрального состава излучения светодиодных светильников и управления режимами досвечивания.

Объектом исследования является процесс облучения растений светодиодными светильниками с регулируемым спектральным составом излучения.

Предметом исследования является взаимосвязь энергоемкости процесса облучения растений с энергетическими и спектральными характеристиками светодиодного светильника, воздействующего на растения в процессе роста.

Достоверность результатов исследований.

Выводы и рекомендации по результатам диссертационной работы сформулированы на основе теоретических положений, разработанных ведущими учеными в области электрификации сельскохозяйственного производства. Результаты диссертационной работы обоснованы теоретическими и экспериментальными исследованиями.

Научная новизна заключается в том, что впервые:

- разработана математическая модель роста растений, устанавливающая взаимосвязь энергоемкости процесса облучения растений с энергетическими и спектральными характеристиками светодиодного светильника;

- предложен способ управления ростом растений, позволяющий подобрать наиболее благоприятный для роста растений спектр излучения СДС и режимы облучения растений;

- для оценки эффективности энергосберегающего облучения предложен критерий оптимизации процесса облучения по минимуму затрат на электроэнергию.

Теоретическая и практическая значимость работы.

- Разработанная математическая модель позволяет оценить энергоемкость процесса облучения различными по спектральному составу источниками оптического излучения;

- предложенный способ управления ростом растений с помощью светодиодного светильника позволяет подобрать наиболее благоприятный спектральный состав излучения и режимы облучения растений, новизна которого защищена патентом РФ №2552033;

- реализация предложенного способа позволяет поддерживать энергосберегающие режимы облучения растений и снижает затраты до 26,3%;

- создана биотехнологическая натурная модель для получения данных облучения по спектральному составу излучения, необходимых для разных растений.

- результаты исследований используются при облучении растений в лаборатории «Биохимического анализа и биотехнологий» ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ; светодиодный светильник с регулируемым спектральным составом излучения используется в производственном процессе выращивания семенного картофеля сорта Ред Скарлетт в КФХ «Агли» Чишминского района РБ. Отдельные результаты научной работы используются в учебном процессе ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ.

Методология и методы исследования. Для решения поставленных задач использовались теоретические основы светокультуры, метод Торнли и вариационный подход описания процессов регуляции в физиологии растений, теория электрических цепей, численное решение дифференциальных уравнений, элементы математической статистики, теория активного планирования экспериментов, обработка результатов экспериментов проводилась с использованием программных пакетов MS Office, MathCad, Statistica.

Положения выносимые на защиту:

- математическая модель роста растений, с определением энергоемкости процесса облучения растений для различных источников оптического излучения;

- способ управления ростом растений, позволяющий подобрать наиболее благоприятный спектр излучения СДС и режимы облучения для растений;

- критерий оптимизации процесса облучения растений для обеспечения энергосбережения с минимальными затратами.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности облучения растений с использованием светодиодных светильников в сооружениях закрытого грунта (на примере семенного картофеля)»

Апробация работы.

Результаты работы доложены, обсуждены и одобрены на научных конференциях и конкурсах: конкурс «Умник» (Уфа 2012), Международной научно-практической конференции в рамках XXII международной специализированной выставки Агорокомплекс-2012 «Инновационному развитию агропромышленного комплекса - научное обеспечение» (Уфа, 2012), V всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы» (Уфа, 2012), Всероссийская научно-практическая конференция посвященная 85-летию со дня рождения известного ученого растениевода и организатора науки Бахтизина Назифа Раяновича «Энергосберегающие технологии производства продукции растениеводства» (Уфа, 2013), Международная научно-практическая конференция «Аграрная наука - инновационному развитию АПК в современных условиях» (Ижевск, 2013), Международная научно-практическая конференция в рамках XXIII международной специализированной выставки Агорокомплекс-2013 «Интеграция науки и практики как механизм эффективного развития АПК» (Уфа, 2013), VI всероссийская научно-практическая конференция «Наука молодых - инновационному развитию АПК» (Уфа, 2013), LШ международная научно-техническая конференция «Достижения науки -агропромышленному производству» (Челябинск, 2014), Международная научно-практическая конференция в рамках XXIV международной специализированной выставки Агорокомплекс-2014 «Перспективы инновационного развития АПК» (Уфа, 2014), Выставка «Фестиваль науки» (Уфа, 2014), выставка инновационных технологий в рамках саммита ШОС и БРИКС (Уфа, 2014), Материалы Всероссийской научно-практической конференция «Актуальные проблемы энергообеспечения предприятий» Уфа: Башкирский ГАУ, 2015г, LVI Международная научно-практическая конференция «Достижения науки -агропромышленному комплексу» (Челябинск 2017).

Основные положения диссертации опубликованы в 15 печатных работах, в том числе четыре работы в изданиях, указанных в «Перечне рецензируемых журналов» Минобразования и науки РФ, получен патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов по работе, списка литературы и приложений.

Работа изложена на 153 страницах текста, содержит 58 рисунков, 19 таблиц и четыре приложения. Список использованной литературы включает 138 наименований, из которых 7 на иностранном языке.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ОБОРУДОВАНИЙ ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙ В СООРУЖЕНИЯХ ЗАКРЫТОГО ГРУНТА

1.1 Искусственное облучение растений и эффективный спектральный состав излучения

В пределах России условия естественной облученности позволяют выращивать растения в сооружениях закрытого грунта в любое время года лишь в шестой и седьмой световых зонах, а это юг России. И даже здесь светолюбивые культуры можно выращивать только в переходном культурообороте, с получением рассады в сентябре-ноябре. В таблице 1.1 приведены световые зоны для России. [76, 78].

Таблица 1. 1 Зонирование территории России по притоку естественной ФАР

Световые зоны России 2 Сумма ФАР, кал/см

I 110-220

II 400-580

III 610-970

IV 1000-1380

V 1450-1670

VI 1770-2080

VII 2370-3450

Искусственное облучение является неотъемлемой частью производственного процесса в современных тепличных хозяйствах. Недостаточность естественной облученности в теплицах в короткий осенне-зимний день не обеспечивает потребности растений, особенно в I - V световых зонах. Поэтому для выращивания полноценного растения, даже при достаточности влаги, тепла и питательных элементов, требуется производить искусственное облучение, поскольку под воздействием оптического излучения (ОИ) обеспечивается углеродное питание и формирование растений, а это одна из основ для получения урожая [25, 63, 99].

Изучением влияния искусственного облучение на рост и продуктивность растений занимается дисциплина «Светокультура». Современное состояние

проблемы искусственного облучения растений показывает, что светокультура является прогрессивным агротехническим приемом, способствующим интенсификации тепличного производства.

Излучение в диапазоне длин волн 380-710 нм называется фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Как отмечал академик Тимирязев К.А., по отношению к растениям необходимо пользоваться понятием «лучистая энергия», а не словом «свет», и измерения проводить в энергетических величинах [112].

Так при оценке ОИ, оказывающего влияние на физиологические процессы растений, в современном представлении используют энергетические показатели.

Вводятся понятия количества облучения или дозы облучения. При этом,

2 2

облученность рекомендуется измерять в Ваттах на 1м2 (Вт/ м ) [16, 113].

Спектральная облученность или спектральная интенсивность облученности еЛ имеет важное значение и представляет собой отношение облученности АЕ, соответствующей узкому участку спектра АЛ, к длине этого участка [33,71,88].

АЕ

еЛ = -. (1.1)

Измерения спектрального состава ОИ называют спектральной фотометрией [70]. Для измерений применяются такие приборы как радиационный измеритель ФАР (фарометр), пиранометр и современные спектрорадиометры и спектрофотомеры. Приборы отличаются диапазоном измерений и чувствительностью [4,110].

С 60-х гг. 20-го столетия, с развитием вычислительной техники и качественных приборов, стали проводиться исследования воздействия отдельных спектральных полос ФАР на физиологию растений. Исследовались фотосинтетического аппарата, рост и состояние растений, под красными, синими или зелёными лучами [115, 129].

Установлено, что основные пигменты листьев хлорофиллы а и Ь, поглощают 80...90% энергии излучения ФАР синей и красной области спектра, каротиноиды поглощают синий свет, а зеленые лучи наиболее эффективно проникают в загущенном ценозе к нижним ярусам [126, 130].

В работе [107] предложен метод определения универсального спектра ФАР, эффективного фотосинтезного потока, при котором обеспечивается максимальный фотосинтез у большинства растений. При этом предполагается наличие тесной корреляции между величиной фотосинтеза и продуктивностью растений. Необходимость такого сопоставления обусловлена жесткими требованиями: конечная цель выращивания растений в светокультуре - это формирование урожая [115, 131].

На рисунке 1. 1 представлен спектральный состав излучения, интенсивностью 10-30 Вт/м , при котором обеспечивается максимальный фотосинтез в зеленом листе [136].

Эффективный диапазон

400 450 500 550 600 650 700 Длина волны света (нм)

Рисунок 1.1 - Усредненная кривая фотосинтеза зеленого листа

Однако, известно, что фотосинтез и накопление хозяйственно полезной биомассы при длительном воздействии облучения со смешенным спектральным составом, не всегда коррелирует. Интенсивность фотосинтеза создает лишь необходимые предпосылки для накопления урожая. Так, действие красного света на лист огурца при кратковременном воздействии дает максимальный фотосинтез, а при длительном воздействии приводит зеленый лист к гибели [115].

Накопление биомассы в конечном итоге определяет не фотосинтез, а его продуктивность, т.е. продуктивный рост, фактически накопленные сухие вещества в единицу времени.

В работе [114] предложено разделить растения на 2 группы, различающихся реакцией на «чистый» красный свет: первая группа характеризуется нарушением метаболизма и падением продуктивности, вторая группа - отсутствием аномальных

изменений в метаболизме и достаточно хорошей продуктивностью. При этом предельное значение доли красного, обеспечивающего максимальную продуктивность, для разных культур отличается.

На разных фазах роста и развития растений требуется различный спектральный состав излучения, но с преобладанием красных, синих и фиолетовых лучей. Роль зеленого спектра для некоторых растений (огурцы, томаты) возрастает в репродуктивный период, за счет проникновения в нижние ярусы [59, 109]. Поэтому очень важным вопросом с точки зрения восприятия растением того или иного спектра излучения является идентификация фенологической фазы роста растений.

Фенологические фазы идентифицируется по субъективным критериям. Особое внимание ученых уделяется определению момент перехода растения с вегетативной на генеративную фазу развития, при этом отмечается, что после смены фаз развития потребление энергетических ресурсов из внешней среды меняется [34, 121].

Вариационный подход трактует процесс роста растений, представляя окружающую среду в качестве резервуара питательного субстрата, или ресурс роста, который автономно уменьшается со временем. При этом скорость потребления ресурса определяется мощностью вегетативных органов (стебель, листья). [83, 116]

Физическое описание процесса роста растений по вариационному подходу представлено на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 - Структурная схема простейшей модели роста

Анализ схемы изображенной на рисунке 1.2 показывает, что вегетативные органы являются «полезной» частью растения, поскольку осуществляют поглощение энергии и питательных веществ из окружающей среды. Таким образом, можно сделать вывод о том, что в первую очередь для растений необходимо удовлетворять именно потребности роста стебля и листьев, а рост генеративной части, является чистым стоком, т.е. своеобразным «паразитом». Поэтому необходимо найти разумный компромисс при поддержании роста растения в вегетативной фазе и последующего переключения на генеративную фазу, обеспечением оптимального режима облучения и спектральной облученности [123, 126].

Иллюстрация оптимального момента переключения фаз (штриховая линия) представлена на рисунке 1.3 [82]. Из рисунка 1.3 следует, что биомасса генеративных органов имеет точку глобального максимума, которая зависит от момента начала их формирования.

Рисунок 1.3 - Динамика биомассы генеративных органов В целом, нет абсолютно объективного критерия для оценки эффективности воздействия спектров излучения на рост и развитие растений в разных фенологических фазах. Единственным критерием оценки эффективности спектрального состава излучения может служить то, как проявляются и описываются видимые регуляторные воздействия, наблюдаемые в различных экспериментах.

1.2 Требования к режиму искусственного облучения растений

При определении основных светотехнических и электрических параметров облучательных установок, в соответствии со СНиП 2.10.04-85, необходимо учитывать критерий достаточности облученности в зоне ФАР, а также характеристики солнечной радиации и конструктивные особенности сооружений.

Спектр облучательных установок должен быть в диапазоне длин волн видимого света, и в области ФАР составлять не менее 25%.

Нормированная облученность для выращивания рассады составляет 25-40

Л

Вт/м , при фотопериоде 14 час.

Минимально допустимая облученность для выращивания взрослых культур

Л

составляет - 70 Вт/м , нормированный фотопериод 16 часов.

Оптимальная облученность для выращивания взрослых культур составляет

Л

100 Вт/м , при фотопериоде 16 часов [111].

Для обеспечения энергосбережения производится совмещенное облучение в

течение 15 часов, при этом, для взрослой культуры в течение 5 часов

2 2 интенсивностью 100 Вт/м и в течение 10 часов интенсивностью 40 Вт/ м , а для

рассады в течение 10 часов интенсивностью 25 Вт/м2 при минимальном

физиологически допустимом уровне [111].

Доза облучения, необходимая в течение суток за время фотопериода ¿40 при

нормируемой облученности = 40 Вт/м2 для рассады определяется как

Д40 = Енр • ¿40 . (I.2)

Доза облучения, необходимая в течение суток за время фотопериода ¿70 при минимальной облученности Ет^пк = 70 Вт/м2 ФАР для взрослой культуры определяется как

Д70 = ЕШ1Пк • ^70 . (1.3)

Доза облучения, необходимая в течение суток за время фотопериода ¿100 при оптимальной облученности Еопт.к = 100 Вт/м2 ФАР для взрослой находится по формуле

Д100 = Еопт.к • ¿100 ■ С1-4)

Доза облучения считается оптимальным в случае выполнения неравенств:

а) рассада:

Д < Д < 1,2Д , (1.5)

^опт.р 40 ^опт.р ' V '

494 < Д40 < 672.

б) взрослая культура:

Д < Д < 1,2Д , (1.6)

^опт.к 100 ^опт.к ' ^

1440 < Д100 < 1920. Доза облучения считается минимальной физиологически достаточной, при выполнении неравенств:

а) ) рассада:

0,9Д . < Д . < 1,2Д . , (1.7)

' ^ттд р — ^ттд р — ' ^ттд р' ^ '

360 < Д40 < 480.

б) взрослая культура:

0,9Д . < Д . < 1,2Д . , (1.8)

' ^ттд к — ^ттд к — ' ^ттд к' ^ у

1000 < Д < 1340. Основные критерии достаточности облученности в количественной форме сведены в таблицу 1.2.

Таблица 1.2 Критерии достаточности количества облучения (дозы) ФАР при искусственном облучении

Критерий достаточно сти количества облучения Наименова ние критерия достаточно сти 2 Критерий в количественной форме, Вт-ч/м ФАР

Рассада Взрослая культура

Д = Ен оптимальный Д = 40 • 14 = 560 ^опт.р Д = 100 • 16 = 1600 ^опт.к

минимальный физиологически достаточный Д = 40 • 10 = 400 ^оптС.ттр Дп*п* = 70 -16 = 1120

минимальный физиологически допустимый Д . = 25 • 10 = 250 ^ттр Д(опт+ШШ)к = 10°-5 + 4°-10 = 900

Коэффициент обеспеченности оптимальной облученностью определяется по следующим выражениям:

а) рассада:

КоР = (1.9)

Допт.р

б) взрослая культура:

Кор = ^ (1.10)

р Д

^опт.к

Коэффициент обеспеченности минимальной физиологически достаточной облученностью определяется как: а) для рассады:

Д40 • ¿10

б) для взрослой культуры:

Кодр = Д Г . (т)

Допт.р р

Кодк = (1.12)

ДШ1П к

Доза облучения считается приемлемой при значениях коэффициентов обеспеченности больше или равных 0,9.

Различные спектры излучения оказывают следующие физиологическое воздействие [17,25,100]:

- 380...500 нм («синий»): обеспечивает протекание фотосинтеза и регуляцию толщины и плотности листьев и стебля;

- 500.600 нм («зеленый»): воздействует на фотосинтез оптически плотных листьев нижних ярусов, загущенных ценозов;

- 600.700 нм («красный»): обеспечивает протекание фотосинтеза и регуляцию процессов роста стебля;

1.3 Существующие облучательные установки и светильники для сооружений закрытого грунта

Классификация источников света применяемых в составе облучательных установок для сооружений закрытого грунта представлена на рисунке 1.4 [68, 74].

Рисунок 1.4 - Классификация источников света для тепличных хозяйств С начала 90-х годов в тепличных хозяйствах России активно начали внедрять облучатели преимущественно с лампами МГЛ мощностью 400, 1000 и 2000 Вт, и с лампами НЛВД мощностью 400 Вт и 600 Вт, которые являются сравнительно тяжелыми из-за особенности конструкции, что отражается на стоимости [58, 66, 72].

Большинство светильников с лампами НЛВД и МГЛ зажигаются с помощью электромагнитного или электронного ПРА, встроенного или независимого исполнения [55, 60, 65]. В таблице 1.3 приведены параметры наиболее распространенных российских и импортных светильников для теплиц с лампами НЛВД и МГЛ [4, 7, 8, 28, 29].

Таблица 1.3 Основные параметры российских и зарубежных тепличных ОУ

Тип светильника Тип лампы Тип кривой силы света Освещенность, клк Высота подвеса светильника, м Число светильников на 1000 м2 Удельная мощность, Вт/м2

0Т-400 ДРЛФ 400 Д 5,0 0,8-1,0 384 153,6

ГСП-49-1000 ДРИ-10006 Л 5,0 1,5-2,0 104 96

ГСП- 302000 ДРИ-20006 Л 5,0 2,0-2,5 44 88

ЖСП-49400 ДнаТ-400 Л 5,0 1,5-2,0 208 83,2

ЖСП- 30-2Х 400 ДнаТ-400 Л 5,0 2,0-2,5 104 102,4

ЖСП- 30400 Reflux ДнаЗ 400 Ш 6,0 2,0-2,5 176 70,4

УОРТ 8-750 ДМ4 - 750 - 3,3 - 112 91

SGR 140 (Philips) SON-Т AGRO 400W л-ш 10,8 1,6 344 137,6

SGR 160 НЛВД 600 л-ш 14,8 1,6 252 151,2

GAN 400AL (Gavita), Норвегия SON-T 400 W Л 15,0 2,5 313 125

68120 (Idman, Финляндия) NAV-T 400 HPI- Т400 Ш 14,1 1-1,5 109 48

68140 SON-T 400 Л 12,9 1,5 351 144,6

В Европе и других западных странах постепенно прекращается производство НЛВД мощностью 400 Вт и выпускаются модифицированные лампы, мощностью 400-600 Вт. Данные лампы за счет повышенного давления ксенона имеют долю излучения в синей области спектра более 10% [73, 96].

В таблице 1.4 приведены характеристики газоразрядных ламп

Таблица 1.4 Характеристики газоразрядных ламп

Характеристика Тип лампы

ЛЛ ДРЛ МГЛ НЛВД

Светоотдача, лм/Вт 50...80 45.70 100.120 110.150

Срок службы, тыс.ч 10...15 10.15 6.10 16.24

Мощность, Вт 15.65 50.400 70.400 70.600

КПД ФАР, % 20.25 10.12 26.30 26.30

В таблице 1.5 представлен спектральный состав источников ОИ, применяемых для облучения растений. Спектральный состав данных источников света отличается от оптимального, в том числе и у солнечного света [35,53,109]. Таблица 1.5 Спектральный состав источников света

Тип источника света ксин , % kзел, % ккр, %

ДРЛФ400 26 56 18

ДРВ750 24 46 28

ЛОР1000 43 14 43

ДРФ1000 33 50 17

ДНАТ400 7 56 37

ДРИ400-6 39 43 18

ДРОТ2000 42 33 25

ДКСТ 35 31 34

ЛН 14 34 52

ЛФ40-2 30 35 35

ЛФР150 20 17 63

ДМГФ-1000 Э 20 40 40

Плазменный облучатель 20 60 20

Солнечное Прямое 27 37 36

Солнечное рассеянное 43 33 24

В России крупные производители ламп ООО «Рефлакс» совместно с ОАО «КЭТЗ» производят облучателеи ЖСП-30-400 с зеркальными лампами ДНаЗ-400. Применение светильников с такими лампами является достаточно выгодным для тепличных комбинатов и в настоящее время используются более чем в 50% капитальных зимних теплиц России и стран СНГ [73].

Основные аргументы в поддержку натриевых ламп - это высокая светоотдача(100...150 лм/Вт), наиболее эффективный спектр излучения. Однако данному типу ламп присущи серьезные недостатки [42, 69]:

- примерно к 6000 часам работы происходит спад излучения на 15-17% для НЛВД мощностью 400 Вт, не зависимо от вида ПРА, основная причина которого -потемнение приэлектродных зон;

- к 6000 часам работы выходят из строя лампы с ЭПРА - до 10%, с ЭМПРА -до 30% ламп;

- глубина пульсаций излучения до 70%;

- большая масса дросселя ПРА;

- с ростом частоты включений скорость деградации излучения и повышения напряжения на лампе увеличивается, срок службы при этом уменьшается. При непрерывном режиме работы срок службы в 2 раза больше чем в 10 часовом цикле [24].

Вместе с тем, современные технологии позволяют создать светодиоды излучающие свет всех длин волн видимого диапазона оптического спектра. На рисунке 1. 5 представлены спектры светодиодов, изготовленных из различных компонентов. Светодиоды потребляют малую электрическую мощность, а также имеют направленное излучение, механически прочны. Срок службы составляет около 50000 часов [1, 6, 12, 13, 43, 98].

Рисунок 1.5 - Диапазоны спектров излучения мощных светодиодов Следует отметить, что светодиодные светильники в силу своей физической природы предоставляют большие возможности по регулированию мощности облучения и спектрального состава излучения. Это дает возможность изменения интенсивности облучения и спектрального состава с течением времени в зависимости от биологической эффективности воздействия на растения того или другого составляющего облучения [21, 22, 23, 39, 40].

Также преимуществом осветительных установок на основе светодиодов имеют сравнительно малое выделение тепла, поэтому их можно размещать в непосредственной близости от растений без риска ожога. Также важную роль играет такая характеристика светодиодов, как направленность излучения, так при применении светодиодов с углом половинной яркости 120-140° более эффективно используется интенсивность источника света [8].

Линейки светодиодов в составе светодиодного светильника питаются от специализированных устройств, называемых драйверами. Драйверы представляют собой преобразователи постоянного напряжения в стабильный ток. Для регулирования мощности светового излучения в драйверах предусмотрены специальные входы «диммирования», т.е. управления выходным током. Управление драйверами осуществляется двумя способами [44, 45]:

- с помощью аналогового сигнала;

- широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) с помощью микропроцессорного контроллера.

Светоотдача современных мощных светодиодов составляет от 20 до 110 лм/Вт, которая зависит от цвета и технологии изготовления. Основным преимуществом светильников на основе светодиодов перед традиционными лампами является то, что предоставляется возможность составить такое спектральное соотношение, при котором световая энергия максимально эффективно будет усваиваться растениями без отражения в окружающую среду [118, 119]

В таблице 1.6 представлены основные характеристики отечественных светодиодных светильников [76].

Таблица 1.6 Характеристики отечественных светодиодных светильников

Параметр Светодиодный светильник УСС-70БИО Светодиодный светильник L-BЮ50

Световой поток, лм 7200 6230

Потребляемая мощность, Вт 72 60

Светоотдача, лм/Вт 100 104

Масса, кг 8,5 4,2

Габаритные размеры, мм Длина - 820 Ширина - 185 Высота - 55 Длина - 1027 Ширина - 107 Высота - 83

Полезный срок службы, ч 100 000 100 000

Цена, руб 18 500 24 000

Первая в мире действующая теплица с применением светодиодных светильников создана в городе Умани. На Уманском тепличном комбинате установлено 1300 светодиодных светильников Green Power LED, производства мирового лидера в области световых решений - компании Royal Philips Electronics мощностью 150 Вт. На рисунке 1.6 представлен аграрный светодиодный светильник бокового излучения фирмы Philips [51].

Рисунок 1.6 - Аграрный светодиодный светильник бокового излучения фирмы Philips

Установка светодиодного освещения на Уманском тепличном комбинате произведена в январе 2012 года, и на данный момент территория теплицы, освещенная светодиодами, составляет 6000 м [51]. Результаты использования светодиодного освещения показали, что увеличился прирост урожая на 15 %.

Также в ряде других крупных теплиц Голландии и США в штате Мичиган внедрены в производство промышленные светодиодные светильники, как показано на рисунке 1.7. Энергоэффективность при этом повысилась в среднем на 30 % [137].

Рисунок 1.7 - Промышленные светодиодные светильники: а) теплица в Голландии со светодиодными светильниками Green Power LED б) теплица в США штат Мичиган, со светодиодными светильниками LumiGrow Pro325e

В РФ один из крупнейших проектов по созданию светодиодных светильников для теплиц запущен на базе Северо-Восточного Федерального Университета им.

М.К. Аммосова и второго по объему производства светодиодов завода в Европе ЗАО «Оптоган». Общая сумма инвестиций, привлекаемых для реализации проекта, составляет 350 миллионов рублей.

Сравнительный анализа СДС и НЛВД можно произвести используя функцию распределения энергии в спектре излучения источника ф(Л), с помощью которой можно оценить теоретический эффективный поток ФАР [104, 120]:

Л=700

Ф= I а[Е(Л), А]<р(Л)йЛ, (1.13)

Л=380

где а[Е(Л),А] - функция спектральной чувствительности фитоценоза, Е(Л) -уровень облученности на длине волны Л на множестве всех длин волн в диапазоне ФАР (380...700 нм).

Для оценки эффективности ФАР принят НЛВД со светоотдачей 115 лм/Вт и мощностью 400Вт в комплекте промышленного светильника ЖСП 15-400 с КПД 60%. Для упрощения расчетов считается, что в уширенной зоне D-линии натрия на длине волны 589 нм сконцентрировано 75% мощности излучения лампы [42]. Мощность излучения источника ОИ рассчитывается по формуле

Ф„

Р=---, (1.14)

У(Л) • 683 , ( )

где Ф^ - световой поток источника,

V(Л) - относительная спектральная эффективность (для длины волны 589 нм составляет 0,757).

Рассчитанная мощность излучения в области ФАР для НЛВД составила 119Вт, а с учетом КПД лампы - 71Вт. Потребляемая мощность, с учетом КПД ПРА (85%), составила - 470Вт.

При использовании светодиодных кластеров мощностью 20Вт и спектральном распределении интенсивности излучения: красный -1330 лм/зеленый -1050 лм /синий - 560 лм в соотношении 55/10/35%, с каждого кластера излучается мощность в области ФАР: красный - 6,09 Вт; зеленый - 2,0 Вт; синий - 11,7 Вт.

Для создания СД светильника с мощностью излучения 100 Вт и указанным спектральным соотношением требуется 9 красных, 5 зеленых и 3 синих кластера.

Учитывая направленность излучения СД и отсутствие потерь на вторичной оптике, КПД светильника приближается к 100%. Суммарная электрическая мощность СД кластеров составляет 312Вт, а мощность СД светильника с учетом КПД источников питания (90%) - 350Вт.

При расчетах облученности необходимо учитывать коэффициент запаса мощности, как для натриевых ламп, так и для СД, что приводит к увеличению потребляемой мощности светильников. При этом, с учетом того что коэффициент запаса равен kз= 1,5, НЛВД в течение всего срока эксплуатации будет потреблять в полтора раза больше электроэнергии, а СДС, за счет регулирования интенсивности облучения, значительно меньше. По мере деградации светоотдачи и загрязнения СДС, мощность потребления будет пропорционально увеличиваться. На рисунке 1.8 показано, что с учетом уменьшения мощности излучения СД светильника в течение цикла техобслуживания, среднее значение энергосбережения составляет 25%.

В данном примере, учитывая коэффициент запаса, расчетная потребляемая мощность НЛВД составляет 705Вт, а потребляемая мощность СД светильника в цикле техобслуживания - 438Вт.

Рисунок 1.8 - Учет коэффициента запаса Кз при выборе мощности ламп Благодаря стремительному развитию индустрии в области технологий мощных светодиодов, на сегодняшний день СДС имеет мощность излучения в области ФАР излучения 100 Вт/м при потребляемой мощности 180Вт, в то время как при потребляемой мощности 470Вт светильник на основе НЛВД имеет мощность излучения 71 Вт/м [42]. Однако, с учетом того, что растения разных

культур и сортов имеют индивидуальные потребности в дозе и спектральном соотношении облучения, имеющиеся на сегодняшний день источники ОИ для сооружений закрытого грунта, не обеспечивают требуемых показателей.

1.4 Энергоэффективность облучения растений разноспектральными источниками света

В работах [91, 102] вводится понятие энерготехнологического процесса (ЭТП), которое означает процесс преобразования энергии, подаваемой на вход процесса (Р), в конечный продукт (Р) на выходе.

На рисунках 1.9 и 1.10 представлены функциональная схема энергосберегающей системы управления ЭТП и графики параметров процесса [91].В данной системе минимум энергоемкости определяется при проведении ЭТП, по результатам контроля его параметров.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Каримов Ильшат Ильгизович, 2017 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Абрамов, В.С. Свойства зеленых и синих InGaN - светодиодов./ Абрамов В.С., Никифоров С.Г., Соболь П.А., Сушков В.П. // Светодиоды и лазеры. 2002. № 1 - 2. - С. 30-33.

2. Аверчева О.В., Беркович Ю.А., Ерохин А.Н., Жигалова Т.В., Погосян С.И., Смолянина С.О. Особенности роста и фотосинтеза растений китайской капусты при выращивании под светодиодными светильниками // Физиология растений. - 2009. -Т. 56. - № 1. - С. 17-26.

3. Аугамбаев, М. Основы планирования научно-исследовательского эксперимента [Текст]/ М. Аугамбаев, А.З. Иванов, Ю.И. Терехов. - Ташкент: Укитувчи, 1993. - 336 с.

4. Айзенберг Ю. Б. Световые приборы: Учебник для электромеханических техникумов. - М.: Энергия, 1980 - 464 с.

5. Бабенко, А.В. Автоматическое управление освещением / Бабенко А.В. , Гадай А.В. , Захарчук А.Н./ / Энергетика и электротехника.2013.№1-С.1-5.

6. Баринова, Э.Ю. Температурная зависимость зеленого светодиода из GaP в интервале температур от -60 до +60 С / Баринова Э.Ю. , Вишневская Б.И. , Коган Л.М. // Электронная техника. Сер. 2, Полупроводниковые приборы, 1982. Вып. 7. -С. 46-53.

7. Большина, Н.П. Оценка эффективности металлгалогенных ламп при выращивании овощных и цветочных культур закрытого грунта. / Большина Н.П., Фомин Е.М., Невский А.В. // Применение оптических излучателей в с.х. Саранск, 1985.- С. 65-68.

8. Большин, Р.Г Повышение эффективности облучения меристемных растений картофеля светодиодными (LED) фитоустановками /Большин Р.Г. - Дисс. На соиск. Уч. Ст. канд.техн.наук. Москва, 2016.- 148 с.

9. Бондарь, А.Т. Планирование эксперимента в технической технологии / Бондарь А.Т., Статюха Г.А. Киев: Высшая школа, 1978.- 88с.

10. Бородин, И.Ф. Практикум по основам автоматики и автоматизации производственных процессов / Бородин И.Ф. , Кирилин Н.И. М., «Колос», 1974.

11. Бродский, В.З. Введение в факторное планирование эксперимента / Бродский, В.З. М.: Наука, 1976, 222 с.

12. Буторин, В.А. Исследование деградации излучения от наработки по времени агропромышленного светодиодного светильника / Буторин В.А., Вовденко К.П. // Материалы LI Международной научно-технической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству». Челябинск:ЧГАА, 2012. Ч. V. - С. 42-44.

13. Буторин, В.А. Разработка испытательного стенда для проведения ресурсных испытаний прожектора светодиодного (светильника) Xlight XLD-FL12-AGRO-220-115-01/ Буторин В.А., Вовденко К.П. // Ползуновский вестник, Барнаул, 2011. №2/1. - С. 62-65.

14. Былов, В.Н. Управляемая культура ремонтантной гвоздики. / Былов В.Н., Райков Н.И., Агаджанян И.В. // Цветоводство, 1983, № 4.- С. 14-16.

15. Бородин, И.Ф. Технические средства автоматики / Бородин И.Ф. - М.: Колос, 1982.- С.303.

16. Брандт, А.Б. Использование эффективных единиц./ Брандт А.Б. Светотехника, 1980, № 1, С. 24-26

17. Валеев, Р.А. Светодиодные облучательные установки для меристемных растений / Валеев Р.А., Кондратьева Н.П., Кондратьев Р.Г. // Известия Международной академии аграрного образования (МААО). 2013. Выпуск №16. Том 1. - С.23-25.

18. Васильев, В.И Ультрафиолетовые облучатели лечебно-профилактического назначения / Васильев В.И., Вассерман А.Л., Щеголева Ю.А. // Электронная промышленность. 1982. Вып. 8 (114). С. 83 - 84.

19. Васильева, Е.Д. Некоторые закономерности деградации синих светодиодов на основе InGaN/GaN / Васильева Е.Д., Закгейм А.Л., Снегов Ф.М., Черняков А.Е., Шмидт Н.М., Якимов Е.Б.// Светотехника, 2007. №5.- С. 30-32.

20. Вассерман, А.Л. Ультрафиолетовые бактерицидные установки для обеззараживания воздушной среды помещений / Вассерман А.Л. М.: Дом Света, 1999.-С.15.

21. Вовденко К.П. Исследование изменения спектрального излучения аграрного светодиодного светильника в зависимости от изменения температуры окружающей среды / Вовденко К.П. // Аспекты современной науки. 2012, № 2. - С.6-10.

22. Вовденко, К.П. Исследование световой характеристики светодиодного светильника / Вовденко К.П. // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2011, № 11. - С. 31.

23. Вовденко, К.П. Разработка методики испытания светодиодного светильника на примере его применения при выращивании рассады огурцов / Вовденко К.П. //Материалы III Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы энергетики АПК». Саратов: Изд. «Кубик», 2012. - С. 57-59.

24. Вердеревская, А.Н. Особенности эксплуатации комплекта «Натриевая лампа высокого давления - пускорегулирующий аппарат» / Вердеревская А.Н, Волкова Е Б., Троицкий А.М. // Светотехника. 1989.№ 11, C.8-11.

25. Воскресенская, Н.П. Фотосинтез и спектральный состав света / Н.П. Воскресенская. - М.: Наука, 1965. - 276 с.

26. Войнов Н. А. Современные проблемы и методы биотехнологии: электрон. Учеб. Пособие / Н. А. Войнов, Т. Г. Волова, Н. В. Зобова и др. // Красноярск: ИПК СФУ, 2009.

27. Гладин, Д.В. Использование светодиодных технологий в сельском хозяйстве / Гладин Д.В. // Полупроводниковая светотехника. 2012. № 2. - С.60-65.

28. . Гук И. Краткий обзор микроконтроллеров MSP430 Texas Instru-ments, журнал "Компоненты и технологии», 2006, №6

29. Дмитренко, В.П. О совместном учете влияния факторов внешней среды на продолжительность межфазных периодов растений / Дмитренко, В.П. - Труды УкрНИГМИ, 1987, Вып. 223, С. 3 - 23.

30. Дроздов, С. Н. Терморезистентность активно вегетирующих растений / С. Н. Дроздов, В. К. Курец, А. В. Титов. - Л.: Наука, 1984. 168 с.

31. Дубровин, А.В. Автоматизированная экономическая оптимизация режимов технологических процессов в птицеводстве [Текст] / А. В. Дубровин // Птица и птицепродукты. - 2011. - № 1. - С. 21-25.

32. Ермаков, О.Н. Светоизлучающие диоды зеленого цвета свечения с повышенной температурной стабильностью потока излучения / Ермаков О.Н., Аксенов В.Ф., Игнаткина Р.С. // Тез. Докл. На 4 Всесоюз. Конф. «Фотометрия и ее метрологическое обеспечение». М.: 1982. - 103 с.

33. Жилинский, Ю.М. Электрическое освещение и облучение / Жилинский Ю.М., Кумин В.Д., М., Колос, 1982 г., С 268 .

34. Журавлева, В. В. Математические модели процессов регуляции в физиологии растений / В. В. Журавлева // Известия АГУ. Барнаул : Изд-во Алт. Ун-та, 2008. -№1(57). - С. 43-57.

35. Жидков, Р.А. Плазменный облучатель для выращивания зеленных культур в теплицах / Жидков Р.А., Малышев В.В. // Вестник ВИЭСХ. 2013. №1. С. 45-46

36. Именков, А.Н. Свойства светодиодов на основе GaSb с сетчатыми омическими контактами / Именков А.Н., Гребенщикова Е.А., Журтанов Б.Е., Данилова Т.Н., Сиповская М.А., Власенко Н.В., Яковлев Ю.П. // Физика и техника полупроводников. 2004. Т. 38, вып. 2. - С.1399-1407.

37. Калва, Л.Э. Маточники из меристемных черенков / Калва Л.Э. // Цветоводство. 1976, № 9.

38. Касьянова, Т.Г. Для повышения продуктивности маточников / Касьянова Т.Г., Висянцева Л.В., Алейникова Т.М.// Цветоводство.1977. - №2. - C.9.

39. Каримов, И.И. Энергосберегающая светодиодная система облучения растений / И.И. Каримов, С.М. Яковлев // Электротехнические и информационные комплексы и системы. Уфа: Уфимский государственный университет экономики и сервиса. 2014г. - С.18-25.

40. Каримов, И.И. Эффективность использования светодиодных светильников в тепличных хозяйствах / Р.Р. Галиуллин, И.И. Каримов // Электротехнические и информационные комплексы и системы. Уфа: Уфимский государственный университет экономики и сервиса. 2016г. - С.34-39.

41. Каримов, И.И. Энергосберегающее управление ростом растений в теплицах / И.И. Каримов, Р.Р. Галиуллин // Сельский механизатор. - №5. - С.15-18.

42. Каримов, И.И. Сравнительный анализ эффективности применения натриевых ламп высокого давления и светодиодов в светокультуре растений / Каримов И.И.,

Яковлев С.М. // Материалы международной научно-практической конференции в рамках XXII международной специализированной выставки Агорокомплекс-2012 «Инновационному развитию агропромышленного комплекса - научное обеспечение» Уфа: Башкирский ГАУ, 2012г. Часть II. - С.22-25.

43. Каримов, И.И. Оптимизация расхода электроэнергии на освещение теплиц на основе светодиодных технологий / Яковлев С.М., Каримов И.И. // Материалы международной научно-практической конференции в рамках XXII международной специализированной выставки Агорокомплекс-2012 «Инновационному развитию агропромышленного комплекса - научное обеспечение» Уфа: Башкирский ГАУ, 2012г. Часть II. - С.20-22.

44. Каримов, И.И. Подход к решению задачи эффективности выращивания растений в условиях закрытого грунта / Каримов И.И., Яковлев С.М. // Материалы V всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодежная наука и АПК: проблемы и перспективы» Уфа: Башкирский ГАУ, 2012г. - С. 121123.

45. Каримов, И.И. Разработка энергосберегающих технологий облучения растений на основе светодиодных источников излучения / Каримов И.И., Яковлев С.М. // Материалы всероссийской научно-практической конференции посвященной 85-летию со дня рождения известного ученого растениевода и организатора науки Бахтизина Назифа Раяновича «Энергосберегающие технологии производства продукции растениеводства» Уфа: Башкирский ГАУ, 2013г. - С. 205-207.

46. Каримов, И.И. Энергосберегающие технологии облучения растений на основе светодиодных источников излучения / Каримов И.И., Яковлев С.М.// Материалы международной научно-практической конференции «Аграрная наука -инновационному развитию АПК в современных условиях» Том 2. Ижевск: ФГБОУ ИжГСХА 2013. - С. 31-34.

47. Каримов, И.И. Система управления ростом растений в условиях закрытого грунта / Каримов И.И., Яковлев С.М. // Материалы международной научно-практической конференции в рамках XXIII международной специализированной выставки Агорокомплекс-2013 «Интеграция науки и практики как механизм эффективного развития АПК» Уфа: Башкирский ГАУ, Часть II. 2013г. - С.16-19.

48. Каримов, И.И. К вопросу выбора ценовой категории как способа оптимизации затрат на электроэнергию для условий закрытого грунта / Каримов И.И., Яковлев С.М. // Материалы VI всероссийской научно-практической конференции «Наука молодых - инновационному развитию АПК» Уфа: Башкирский ГАУ. 2013г. - С.207-211.

49. Каримов, И.И. Повышение эффективности облучения растений в условиях закрытого грунта / Каримов И.И., Яковлев С.М. // Материалы LIII международной научно-технической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству» Челябинск: Челябинская ГАА 2014г. - С.20-26

50. Каримов, И.И. Оптимизация управления ростом растений в теплице с использованием светодиодной системы облучения и концепции биологического времени / Каримов И.И., Яковлев С.М. // Материалы международной научно-практической конференции в рамках XXIV международной специализированной выставки Агорокомплекс-2014 «Перспективы инновационного развития АПК» Уфа: Башкирский ГАУ. 2014г. - С. 241-245.

51. Каримов И.И. Разработка и исследование энергосберегающей автоматизированной системы освещения теплицы на основе светодиодных технологий / Р.Р. Галиуллин, С.М. Яковлев, И.И. Каримов и др. // Отчет по научно -исследовательской работе. - Уфа: Башкирский ГАУ, 2014. - 97 с.

52. Каримов, И.И. Повышение энергоэффективности облучения растений при использовании светодиодных светильников / Галиуллин Р.Р., Каримов И.И.// Материалы Всероссийской научно-практической конференция «Актуальные проблемы энергообеспечения предприятий» Уфа: Башкирский ГАУ, 2015г. - С.39-43

53. Карпов, В.Н. Энергосбережение в оптических электротехнологиях АПК. Прикладная теория и частные методики / В.Н.Карпов, С.А. Ракутько. - СПб.: СПбГАУ, 2009. - 100 с.

54. Коваль, С.Ф. Растение в опыте / Коваль С.Ф., Шаманин В.П. - Омск: Омскбланкиздат, 1999. - 204 с.

55. Кожушко, Г.М. Характеристики металлогалогенных ламп с различным наполнением / Кожушко Г.М., Рохлин Г.Н.// Светотехника,1982. - №11. - С.1-3.

56. Козырева, Е.А. Анализ электрических схем для электрооблучения растений/ Козырева Е.А. // Труды 6-Межд.науч.-техн. конф. (13-14 мая 2008г.) «Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве». Часть 3.-М.: ВИЭСХ, 2008.С.390-394.

57. Колкер, М.И. Электропечи сопротивления с широтно-импульсным регулированием с применением тиристоров / Колкер М.И., Полищук Я.А., Обухов С.Г.// - Библ.электротермиста. М., 1977, вып. 64.

58. Кондратьева, Н.П. Инженерное обеспечение комбинированного режима облучения растений. Анализ существующих способов облучений /Кондратьева Н.П., Козырева Е.А. // Труды научно-практической конференции «молодых ученых и специалистов, посвященных 450-летию вхождения Удмуртии в состав России»-Ижевск: ИжГСХА, 2006.С.15.

59. Кондратьева, Н.П. Обоснование разработки инженерных решений для реализации комбинированного режима облучения растений / Кондратьева Н.П., Козырева Е.А. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2002. № 5. С.17-18.

60. Кондратьева, Н.П. Схема автоматического управления работой разрядных ламп в комбинированном режиме облучения / Кондратьева Н.П., Козырева Е.А. // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2007. № 8. С.9-10.

61. Конлов, Н.Ф. Математические методы определения площади листьев растений / Конлов Н.Ф. // - Доклады ВАСХИИЛ, М., №9, 1970 - С. 5.

62. Корж, Б.В. Фотосинтез и фотодыхание гетерозисных гибридов кукурузы при различных температурах / Корж Б.В. // - Тр. ВИР им. И.И. Гаврилова по прикладной ботанике, генетике и селекции. Л., 1980, т. 67, вып. 2, С. 83-87.

63. Косицин, О.А. Исследование процесса оптического облучения плодоносящих растений огурцов в теплицах и разработка метода расчета облучательных электроустановок / Косицин О.А. Дисс. На соискания уч.ст.канд.техн.наук. М., 1977.

64. Косицин, О.А. Методика светотехнического расчета тепличных установок с точечными облучателями / Косицин О.А. // - Сб. Научн. Трудов

« Электрификация технологических процессов сельскохозяйственного производства и электроснабжения сельского хозяйства», М., 1980, т. 17, вып. 5, С. 107-110.

65. Краснопольский, А.В. Разработка методов расчета, оценки и схем пускорегулирующей аппаратуры для газоразрядных ламп / Краснопольский А.В. Дисс. На соиск. Уч.ст.канд.техн.наук., М., 1963, С. 175 .

66. Кузнецов, О.И. Облучатель ОТ-100 в импульсном режиме для производства рассады огурцов / Кузнецов О.И. // Зап. ЛенСХИ, 1976, т.855, С. 75 - 90.

67. Лабунцов, В.А. Регулирование среднего и действующего значения напряжения преобразователя с высоким значением коэффициента мощности / Лабунцов В.А.,Обухов С.Г., Яров В.А. // преобразовательная техника, 1971, вып.18.

68. Лебедева, В.В. Электросветокультура / Лебедева В.В. // Цветоводство, 1958, №1,С.23.

69. Левин, С.И. Статические методы контроля и анализа качества источников света /Левин С.И. - М., из стандартов, 1968., С.164.

70. Леман, В.М. Курс светокультуры растений / Леман В.М. М., Колос, 1970

71. Лисовский, Г.И. Экспериментальная оценка эффективности источников света с светокультуре растений / Лисовский Г.И., Прикупец Л.Б., Сарычев Г.С., Сидько Ф.Я., Тихомиров А.Н.// Светотехника, 1983. №4, С. 7-9.

72. Малышев, В.В. Повышение эффективности облучательных установок для теплиц [Текст]: автореф. Дис. канд. техн. наук/ В.В. Малышев. - М., 2007. -26 с.

73. Мартиросян, Ю.Ц. Фотосинтез и продуктивность растений картофеля в условиях различного спектрального облучения / Полякова М.Н., Диловарова Т. А, Кособрюхов А.А. // С.-х. биология. Сер. Биология растений, 2013; N 1, С. 107-112.

74. Мартиросян, Ю.Ц. Фотосинтез и рост картофеля при выращивании в условиях аэропоники с дополнительным облучением светодиодами / Кособрюхов А.А., Креславский В.Д., Диловарова Т.А., Мелик-Саркисов О.С., Летунова С.В., Харченко П. Н. // С-х. биология, 2008. — № 3, С. 102-105.

75. Мельников, С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / Мельников С.В., Алешкин В.Р., Рощин П.М. М., Колос, Комиздат, 1989.

76. Молчанов, А.Г. Энергосберегающее оптическое облучение промышленных теплиц: монография / А.Г. Молчанов, В.В. Самойленко; Ставропольский государственный аграрный университет. - Ставрополь : АГРУС, 2013. - 120с.

77. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов, 3-я ред. Официальное издание [Текст]/ Н.Г.Алешинская, П.Л.Виленский, В.И.Волков, А.Г.Гранберг и др. - М.: Экономика, 2004. - 221 с.

78. Мошков, Б.С. Выращивание растений при искусственном освещении / Мошков Б.С. М., 1975.

79. Наумов, М.М. Рост растений и биологическое время / Наумов М.М. - Вестник ОДЕКУ, 2005, Вып. 1, С. 72-78.

80. Наумов, М.М. Рост растений и биологическое время. Результаты расчетов / Наумов М.М. - Вестник, Вып. 2, С. 101-107.

81. Наумов, М.М. О существовании грубой динамической системы биологического времени у растений на примере культуры подсолнечника / Наумов, М.М. - Метеорология, климатология и гидрология. - 2001, Вып. 43, С. 136 - 146.

82. Ничипорович, А.А. Фотосинтез и вопросы продуктивности растений / Ничипорович А.А. М., Наука, 1963.- С.158.

83. Ничипорович, А.А. Теория фотосинтетической продуктивности растений [Текст]/ А.А. Ничипорович// Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР. Серия физиология растений: сборник научных трудов. - Москва: Наука, 1977.-Т.З.-367с.

84. Никифоров, С.Г. Исследование параметров семейства светодиодов Cree Xlamp / Никифоров С.Г. // Компоненты и технологии. 2006. № 11. - С. 42-49.

85. Никифоров, С.Г. Проблемы, теория и реальность светодиодов для современных систем отображения информации высшего качества / Никифоров С.Г. // Компоненты и технологии. 2005. № 5. - С. 48-57.

86. Никифоров, С.Г. Стабильность и надежность светодиодов закладывается на производстве / Никифоров С.Г. // Компоненты и технологии. 2007. №5.- С. 59-66.

87. Нормы технологического проектирования теплиц и тепличных комбинатов для выращивания овощей и рассады НТП 10-95 МСХ и П РФ - 23.08.2006.

88. Овчукова, С.А. Способы повышения эффективности облучательных установок в промышленном растениеводстве / Овчукова С.А., Козинский В.А., Большина

Н.П. // В сб.; Проблемы фотоэнергетики растений и повышение урожайности. Львов. 1984.- С.257-258.

89. Патент РФ №107020 на полезную модель, МПК7: А0Ш 9/00, F21S 2/00. Светодиодная система освещения растений / Юферев Л.Ю., Алферова Л.К. / заявка на изобретение № 2010124684/15 от 18.06.2010. - Опубл. 10.08.2011. ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии.

90. Патент РФ №2361262 на изобретение, МПК8: G05D29/00. Система энергосбережения в энерготехнологических процессах / Ракутько С.А./ заявка на изобретение 2008128805/09 от 14.07.08. - Опубл. 10.07.09.- Бюл. №19.

91. Патент РФ №2363085, МПК8: H02J 3/18. Способ снижения энергоемкости энергетической системы потребителя и устройство для его осуществления / Ракутько С.А./ заявка на изобретение 2008121326/09 от 27.05.08. - Опубл. 27.05.09.

92. Патент РФ №39183 на полезную модель, МПК7: F21V 9/10. Универсальный светодиодный осветитель с микропроцессорным управлением / Марков В.Н. / заявка на изобретение 2004111438/22 от 16.04.2004. - Опубл. 20.07.2004 Марков Валерий Николаевич.

93. Патент РФ №127286 на полезную модель, МПК7: А0Ш 9/20. Светодиодная система для облучения меристемных растений / Валеев Р.А., Юран С.И., Кондратьева Н.П., Владыкин И.Р. Логинов В.В., Кондратьев Р.Г., Маркова М.Г. / заявка на изобретение № 2012130687/13 от 17.07.2012. - Опубл. 27.04.2013. ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА.

94. Патент РФ №RU 2552033 на изобретение, МПК7: A01G9/24, A01G7/00 Способ управления ростом растений и система для ее реализации / Яковлев С.М., Каримов И.И. / заявка на изобретение №2014109615 от 12.03.2014. -Опубл.10.06.2015, бюл. №16

95. Полуэктов, Р.А. Динамические модели экологических систем / Полуэктов Р.А., Пых Ю.А., Швытов И.А. - Л.: Гидрометеоиздат, 1980, 288с.

96. Прикупец, Л.Б. Высокоэффективное светотехническое оборудование для теплиц. Возможности выбора [Текст]/ Л.Б. Прикупец // Теплицы России. -2008.-№2.-с.52-55.

97. Прищеп, Л.Г. Эффективная электрификация закрытого грунта [Текст]/ Л.Г. Прищеп.-М. : Колос, 1980.

98. Прокофьев А., Туркин А., Яковлев А. Перспективы применения светодиодов в растениеводстве // Полупроводниковая светотехника. 2010. № 5. - С. 60-63.

99. Протасова, Н.Н. Светокультура как способ выявления потенциальной продуктивности растений // Физиология растений. - 1987. Т. 34. Вып.4.

100. Протасова, Н.Н. Свет как фактор регуляции фотосинтеза и роста растения // Рост растений и дифференцировка. - М.: Наука, 1981, с. 245-253.

101. Ракутько С.А., Маркова А.Е., Судаченко В.Н., Колянова Т.В. Определение эффективности светодиодных источников облучения при выращивании рассады томата и огурца. // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства: сб. науч. Тр. Вып. 84. СПб.: СЗНИИМЭСХ, 2013. С. 82-89.

102. Ракутько С.А., Ракутько Е.Н. Метод оценки энергоэффективности фотосинтеза в светокультуре с позиций прикладной теории энергосбережения / С.А. Ракутько, Е.Н. Ракутько // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства: Сб. науч. Тр. ИАЭП, 2015. Вып. 86. С. 168-181.

103. Разработать высокоэффективные автоматизированные энергоресурсосберегающие технологии, системы и технические средства децентрализованного теплоэнергообеспечения производственных объектов животноводства и растениеводства на базе использования природного газа, биомассы, электроэнергии и твердого топлива: Отчет о НИР № 2237. № гос. рег. 1201255896 // Судаченко В.Н., Ракутько С.А., Бровцин В.Н., Маркова А.Е., Мишанов А.П., Колянова Т.В., Ракутько Е.Н. СПб.: ИАЭП, 2014. 126 с.

104. Росс Ю.К, Математическое моделирование продукционного процесса и урожая // Программирование урожаев сельскохозяйственных культур. - М.: Колос, 1975, с. 415-426.

105. Ризниченко, Г.Ю. Лекции по математическим моделям в биологии / Ризниченко, Г.Ю. - М-Ижевск, Изд. РХД, 2002, -236 С.

106. Садуллоев, Р.И. Математическая модель динамики роста и развития хлопчатника / Садуллоев Р.И., Тарко A.M. // ДАН Тадж. ССР, т. 26, № 8, 1983, с. 524-527.

107. Свентицкий, И.И. Экологическая биоэнергетика растений и сельскохозяйственное производство ОНТИ НЦБИ АН СССР / Свентицкий И.И. //, Пущино, 1982,C.222.

108. Семенов, Б.М. Силовая электроника для любителей и профессионалов / Семенов Б.М. - М.: Солон-Р, 2001.Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред.Г.М. Кнорринга, Л., Э., 1976, 382 с.

109. Соколов, А.В. Обоснование параметров и разработка широкополосной системы освещения растений в защищенном грунте с резонансным электропитанием / Соколов А.В. - Дисс. На соиск. Уч. Ст. канд.техн.наук. Москва, 2015, 125 с.

110. Спирин, Н.А. Методы планирования и обработки результатов инженерного экспреимента: Конспект лекций (отдельные главы из учебника для ВУЗов) [Текст]/ Н.А. Спирин, В.В. Лавров. Под общ. ред. Н.А. Спирина - Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. - 257 с.

111. Свод правил СП 107.13330.2012 Теплицы и Парники МРР РФ - 01.01.2013

112. Тимирязев, К.А. Космическая роль растений. В сб.: Солнце, жизнь и

хлорофилл / Тимирязев К.А. М-Петроград, Госиздат, 1923, С.324.

113. Тиходеев, П.М. Световые измерения в светотехнике. (фотометрия) / Тиходеев П.М. М.- Л., 1962, 464 с. Госэнергоиздат.

114. Тихомиров, А.А. Светокультура растений: учебное пособие / А.А. Тихомиров, В.П. Шарупич, Г.М. Лисовский. - Новосибирск: Изд-во Сиб. Отд. АН, 2000.-213 с.

115. Тихомиров, А.А. Специфика реакций растений разных видов на спектральный состав ФАР при искусственном освещении [Текст]/ А.А. Тихомиров, И.Г. Золотухин, Г.М. Лисовский, Ф.Я. Сидько// Физиология растений. - 1987. - Выпуск 4. - Том 34. - с. 774-785.

116. Тооминг, X. Солнечная радиация и формирование урожая / Тооминг, X. Л.: Гидрометеоиздат, 1977, 194с.

117. Тооминг, X. Расчеты продуктивности и роста растительного покрова / Тооминг X, Каллис А. // Солнечная радиация и продуктивность растительного покрова. Тарту; Изд. ИФА АН ЭССР, 1972, с. 5-12

118. Фокин, А.А. Особенности расчета мощности излучения светодиодных систем электродосвечивания для теплиц / А.А. Фокин // Инновационные технологии производства, хранения и переработки плодов и ягод: Мат. Науч.-практ. Конф., 5-6 сентября 2009 года - Мичуринск-наукоград, 2009. - с. 207-209

119. Фокин, А.А. Обоснование применения светодиодных светильников для электродосвечивания овощей в защищенном грунте / Фокин А.А. Дисс. На соиск. Уч. Ст. канд.техн.наук. Мичуринск-наукоград, 2013, 132 с.

120. Шарупич, В.П. Исследование и расчёт режимов совместного (естественного и искусственного) облучения растений в теплицах: автореферат диссертации кандидата технических наук / В.П. Шарупич. - Красноярск, 1978. - 19с.

121. Шиголев, А.А. Методика составления фенологических прогнозов / Шиголев А.А. // Сборник методических указаний по анализу и оценке сложившихся и ожидаемых агрометеорологических условий. - Ленинград: Гидрометеоиздат,1957.-С.5-18.

122. Шевелуха, В.С. Суточная периодичность и ритмичность роста растений и вызывающие их причины / Шевелуха В.С. - Материалы республ. Межвузовск. Конфер. Молодых ученых по естеств. Наукам Минск, Изд-во БГУ, 1970.

123. Шевелуха, В.С. Регуляторные функции генеративных и вегетативных органов в ростовых процессах зерновых культур / Шевелуха В.С. - Биология цветения, опыления и оплодотворения пшениц. Горки, Изд. БСХА, 1971.

124. Шевелуха, В.С. Ауксанографический метод в биологии и растениеводстве, его развитие и совершенствование / Шевелуха В.С. - Периодичность и ритмичность роста сельскохозяйственных растений. Горки, 1973.

125. Шевелуха В.С. Ауксанографический метод контроля / Шевелуха В.С. Махаиько Л.А. // Картофель и овощи, 1971, № 7.

126. Шульгин, И.А. Влияние спектрального состава, интенсивности радиации, продолжительности фотопериодов на развитие, рост и морфогенез растений / И.А.

Шульгин, Ф.М Куперман, СМ. Мерцалов// Вести сельскохозяйственных наук. -1963. - № 4. - с. 111-116.

127. Юферев, Л.Ю. Светодиодное освещение на основе резонансной системы передачи электрической энергии / М.А. Шахраманьян, Д.С. Стребков, Л.Ю. Юферев, Ю.А. Прошкин // Альтернативная энергетика и экология. - 2012. - № 11 (115). - С. 92-94.

128. Юферев, Л.Ю. Эффективность использования искусственного освещения растений / А.В. Соколов, Л.Ю. Юферев // Труды ГОСНИТИ. - М.: ГОСНИТИ, 2013. - Т. 111. № 1. - С. 163-165.

129. Acock, В. Photosynthesis and energy conversion / Acock В., Thornley J. H. M., Warren Wilson J. // Potential crop, production. London: Heinemann, 1971, 43-75.

130. Mortensen, L.M. and E. Stromme. Effects of light quality on some greenhouse crops. Scientia Hort. 1987, 33:27-36.

131. Emercon, R., Arnold A. A separation of the reaction in photosuntesis by means of in termitteut Zicht. Jicht. J./ Emercon R., Arnold A. A // Cen. Physiola, 1932, v. 15, № 4, p.p. 391...420.

132. Growth control by cyclic lighting. Agricultoral Reserch, p.p. 10.11/ Harris P. Photoperiodic Control of Flowering in Carnation. Annals of Botany, 1972,v. 36 (145), p.p. 347-352.

133. http://t-rost.ru/market_research/greenhouse_research/novie_proekty_2016

134. http://t-rost.ru/vegetables_greenhouse_market_cfr_2012

135. http://mcx.ru/documents/document/show/22026.htm

136. Me Cree H/J/, Joomis R.S. Photosynthesis in fluctuating light. Ecology., 1969, №3,P.50.

137. Pinho, P. T. Light emitting diodes in plant growth: Comparative growth test in greenhouse and evaluation of photosynthetic radiation / Pinho P., Rosvall T., Tetri E., Eloholma M., Halonen L. // Helsinki University of Technology, Department of Electronics. - Lighting Unit, Espoo, Tech. Rep. 48, 2008.

138. Thornley, J. H. M. Light fluctuations and photosynthesis / Thornley J. H. M. Ann. Bot.,1974, 38, P. 363-373.

Приложения

АКТ

внедрения научно-исследовательской работы

КРЕПЪЛНШОЕ (ФЕРМЕРСКОЕ) ХОЗЯЙСТВО

452160, Респ. Башкортостан, Чишминский район, с.Кара-Якупово, ул.Центральная 65 тел/ф+7 34797 2-75-40;[phone] e-mail: [e-mail] www.agli.ru

АКТ

внедрения результатов научно-исследовательской работы

Разработанный на кафедре «Электроснабжение и применение электрической энергии в сельском хозяйстве» ФГБОУ ВО Башкирского ГАУ (руководитель - д.т.н, заведующий кафедрой электроснабжения и применения электрической энергии в сельском хозяйстве P.P. Галиуллин, исполнитель — И.И. Каримов) светодиодный светильник с изменяемым спектром светового потока, номинальной мощностью 162 Вт и максимальной мощностью излучения в зоне ФАР 100 Вт/м2 принята для облучения семенного картофеля сорта «Ред Скарлетт», выращиваемого на аэропонной установке КФХ «Агли», расположенного в д. Караякупово Чишминского района РБ.

Светодиодный светильник с изменяемым спектром светового потока, содержит 24 красных (630-640нм), 48 дальних красных (640-660нм), 36 синих (440-460нм), 48 белых (2700 °К), 6 ультрафиолетовых (380-400нм) светодиодов, что позволяет подобрать наиболее эффективный спектральный состав для облучения растений картофеля в режиме реального времени в соответствии с предложенной энергосберегающей системой облучения.

Экономический эффект при использовании светодиодного светильника с изменяемым спектром светового потока выражается в экономии электрической энергии на 70-80% с учетом возможности комплиментарного облучения, а расчеты стоимости потребляемой электроэнергии за месяц, по третьей ценовой категории показали, что использование светодиодных светильников мощностью 162 Вт вместо светильников с НЛВД мощностью 400 Вт на площади 1000 м2 позволяет снизить расходы на электроэнергию с 80 640 руб в месяц до 32 659 руб, что составляет более чем 2,5 раза.

И.Н. Аглиуллин

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы

Утверждаю

внедрения результатов диссертационной работы Каримова Илыната Ильгизовича

Состав комиссии:

Аюпов Даян Султанович - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий лабораторией биохимического анализа и биотехнологий научно-образовательного центра ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ;

Уразбахтина Нурия Анасовна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории биохимического анализа и биотехнологий научно-образовательного центра ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ;

Башаров Алмаз Агиянович - кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории биохимического анализа и биотехнологий научно-образовательного центра ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ.

Мы, нижеподписавшиеся члены комиссии, составили настоящий акт о том, что результаты диссертационной работы Каримова Илыпата Ильгизовича на тему «Повышение эффективности облучения растений с использованием светодиодных светильников в сооружениях закрытого грунта (на примере семенного картофеля)», выполненной под руководством доктора технических наук, доцента Галиуллина Рустама Рифовича, были приняты лабораторией биохимического анализа и биотехнологий научно-образовательного центра ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ для использования в системах облучения меристемных растений.

Заведующий лабораторией биохимического анализа и биотехнологий научно-образовательного центра ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ, канд.с.-х. наук, доцент

Старший научный сотрудник лаборатории биохимического анализа и биотехнологий научно-образовательного центра ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ, канд.биол. наук,

Старший научный сотрудник лаборатории биохимического анализа и биотехнологий научно-образовательного центра ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ, канд.с.-х. наук,

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы в учебный процесс

Результаты диссертационной работы Каримова И.И. на тему: «Повышение эффективности облучения растений с использованием светодиодных светильников в сооружениях закрытого грунта (на примере семенного картофеля)» внедрены в учебный процесс Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Башкирский государственный аграрный университет» и используются на кафедре «Электроснабжение и применение электрической энергии в сельском хозяйстве» при проведении лабораторных работ по дисциплинам Светотехника и электротехнология, Энергосбережение в АПК по направлению подготовки 35.03.06 Агроинженерия.

Заведующий кафедрой электроснабжения и применения электрической энергии

Утверждаю

АКТ

о внедрении результатов научно-исследовательской работы в учебный процесс

в сельском хозяйстве, д.т.н., доцент

Декан энергетического факультет д.т.н., профессор

А.В. Линенко

Результаты расчетов интенсивности красного и синего спектров по экспериментальной математической модели

п/п Х1 Х2 Интенсивн ость красного, % Интенсивност ь синего,% Интенсивност ь красного, Вт/м2 Интенсивн ость синего, Вт/м2 Длина стебля за 2 дня, см Диаметр, см

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 -1,0 -1,0 40,0 40,0 21,2 15,0 4,01 0,56

2 -1,0 -0,9 40,0 42,0 21,2 15,8 3,94 0,56

3 -1,0 -0,8 40,0 44,0 21,2 16,5 3,88 0,57

4 -1,0 -0,7 40,0 46,0 21,2 17,3 3,82 0,58

5 -1,0 -0,6 40,0 48,0 21,2 18,0 3,77 0,58

6 -1,0 -0,5 40,0 50,0 21,2 18,8 3,73 0,59

7 -1,0 -0,4 40,0 52,0 21,2 19,6 3,69 0,59

8 -1,0 -0,3 40,0 54,0 21,2 20,3 3,66 0,59

9 -1,0 -0,2 40,0 56,0 21,2 21,1 3,64 0,59

10 -1,0 -0,1 40,0 58,0 21,2 21,8 3,63 0,59

11 -1,0 0,0 40,0 60,0 21,2 22,6 3,62 0,59

12 -1,0 0,1 40,0 62,0 21,2 23,3 3,62 0,59

13 -1,0 0,2 40,0 64,0 21,2 24,1 3,63 0,59

14 -1,0 0,3 40,0 66,0 21,2 24,8 3,65 0,59

15 -1,0 0,4 40,0 68,0 21,2 25,6 3,67 0,58

16 -1,0 0,5 40,0 70,0 21,2 26,3 3,70 0,58

17 -1,0 0,6 40,0 72,0 21,2 27,1 3,74 0,57

18 -1,0 0,7 40,0 74,0 21,2 27,8 3,78 0,57

19 -1,0 0,8 40,0 76,0 21,2 28,6 3,84 0,56

20 -1,0 0,9 40,0 78,0 21,2 29,3 3,90 0,55

21 -1,0 1,0 40,0 80,0 21,2 30,1 3,96 0,54

23 -0,9 -1,0 42,0 40,0 22,2 15,0 4,01 0,56

24 -0,9 -0,9 42,0 42,0 22,2 15,8 3,93 0,57

25 -0,9 -0,8 42,0 44,0 22,2 16,5 3,87 0,57

26 -0,9 -0,7 42,0 46,0 22,2 17,3 3,81 0,58

27 -0,9 -0,6 42,0 48,0 22,2 18,0 3,76 0,59

28 -0,9 -0,5 42,0 50,0 22,2 18,8 3,72 0,59

29 -0,9 -0,4 42,0 52,0 22,2 19,6 3,68 0,59

30 -0,9 -0,3 42,0 54,0 22,2 20,3 3,65 0,59

31 -0,9 -0,2 42,0 56,0 22,2 21,1 3,63 0,60

32 -0,9 -0,1 42,0 58,0 22,2 21,8 3,61 0,60

33 -0,9 0,0 42,0 60,0 22,2 22,6 3,61 0,60

34 -0,9 0,1 42,0 62,0 22,2 23,3 3,61 0,59

35 -0,9 0,2 42,0 64,0 22,2 24,1 3,62 0,59

36 -0,9 0,3 42,0 66,0 22,2 24,8 3,63 0,59

37 -0,9 0,4 42,0 68,0 22,2 25,6 3,65 0,59

38 -0,9 0,5 42,0 70,0 22,2 26,3 3,68 0,58

39 -0,9 0,6 42,0 72,0 22,2 27,1 3,72 0,58

1 2 3 4 5 6 7 8 9

40 -0,9 0,7 42,0 74,0 22,2 27,8 3,76 0,57

41 -0,9 0,8 42,0 76,0 22,2 28,6 3,82 0,56

42 -0,9 0,9 42,0 78,0 22,2 29,3 3,87 0,55

43 -0,9 1,0 42,0 80,0 22,2 30,1 3,94 0,54

44 -0,8 -1,0 44,0 40,0 23,3 15,0 4,00 0,56

45 -0,8 -0,9 44,0 42,0 23,3 15,8 3,93 0,57

46 -0,8 -0,8 44,0 44,0 23,3 16,5 3,86 0,58

47 -0,8 -0,7 44,0 46,0 23,3 17,3 3,80 0,58

48 -0,8 -0,6 44,0 48,0 23,3 18,0 3,75 0,59

49 -0,8 -0,5 44,0 50,0 23,3 18,8 3,71 0,59

50 -0,8 -0,4 44,0 52,0 23,3 19,6 3,67 0,60

51 -0,8 -0,3 44,0 54,0 23,3 20,3 3,64 0,60

52 -0,8 -0,2 44,0 56,0 23,3 21,1 3,62 0,60

53 -0,8 -0,1 44,0 58,0 23,3 21,8 3,60 0,60

54 -0,8 0,0 44,0 60,0 23,3 22,6 3,60 0,60

55 -0,8 0,1 44,0 62,0 23,3 23,3 3,60 0,60

56 -0,8 0,2 44,0 64,0 23,3 24,1 3,60 0,60

57 -0,8 0,3 44,0 66,0 23,3 24,8 3,62 0,59

58 -0,8 0,4 44,0 68,0 23,3 25,6 3,64 0,59

59 -0,8 0,5 44,0 70,0 23,3 26,3 3,67 0,58

60 -0,8 0,6 44,0 72,0 23,3 27,1 3,70 0,58

61 -0,8 0,7 44,0 74,0 23,3 27,8 3,75 0,57

62 -0,8 0,8 44,0 76,0 23,3 28,6 3,80 0,57

63 -0,8 0,9 44,0 78,0 23,3 29,3 3,86 0,56

64 -0,8 1,0 44,0 80,0 23,3 30,1 3,92 0,55

65 -0,7 -1,0 46,0 40,0 24,3 15,0 4,00 0,57

66 -0,7 -0,9 46,0 42,0 24,3 15,8 3,93 0,57

67 -0,7 -0,8 46,0 44,0 24,3 16,5 3,86 0,58

68 -0,7 -0,7 46,0 46,0 24,3 17,3 3,80 0,59

69 -0,7 -0,6 46,0 48,0 24,3 18,0 3,75 0,59

70 -0,7 -0,5 46,0 50,0 24,3 18,8 3,70 0,59

71 -0,7 -0,4 46,0 52,0 24,3 19,6 3,66 0,60

72 -0,7 -0,3 46,0 54,0 24,3 20,3 3,63 0,60

73 -0,7 -0,2 46,0 56,0 24,3 21,1 3,61 0,60

74 -0,7 -0,1 46,0 58,0 24,3 21,8 3,60 0,60

75 -0,7 0,0 46,0 60,0 24,3 22,6 3,59 0,60

76 -0,7 0,1 46,0 62,0 24,3 23,3 3,59 0,60

77 -0,7 0,2 46,0 64,0 24,3 24,1 3,59 0,60

78 -0,7 0,3 46,0 66,0 24,3 24,8 3,61 0,60

79 -0,7 0,4 46,0 68,0 24,3 25,6 3,63 0,59

80 -0,7 0,5 46,0 70,0 24,3 26,3 3,66 0,59

81 -0,7 0,6 46,0 72,0 24,3 27,1 3,69 0,58

82 -0,7 0,7 46,0 74,0 24,3 27,8 3,73 0,58

83 -0,7 0,8 46,0 76,0 24,3 28,6 3,78 0,57

84 -0,7 0,9 46,0 78,0 24,3 29,3 3,84 0,56

85 -0,7 1,0 46,0 80,0 24,3 30,1 3,91 0,55

1 2 3 4 5 6 7 8 9

86 -0,6 -1,0 48,0 40,0 25,4 15,0 4,00 0,57

87 -0,6 -0,9 48,0 42,0 25,4 15,8 3,93 0,58

88 -0,6 -0,8 48,0 44,0 25,4 16,5 3,86 0,58

89 -0,6 -0,7 48,0 46,0 25,4 17,3 3,80 0,59

90 -0,6 -0,6 48,0 48,0 25,4 18,0 3,75 0,59

91 -0,6 -0,5 48,0 50,0 25,4 18,8 3,70 0,60

92 -0,6 -0,4 48,0 52,0 25,4 19,6 3,66 0,60

93 -0,6 -0,3 48,0 54,0 25,4 20,3 3,63 0,60

94 -0,6 -0,2 48,0 56,0 25,4 21,1 3,61 0,60

95 -0,6 -0,1 48,0 58,0 25,4 21,8 3,59 0,60

96 -0,6 0,0 48,0 60,0 25,4 22,6 3,582 0,605

97 -0,6 0,1 48,0 62,0 25,4 23,3 3,580 0,603

98 -0,6 0,2 48,0 64,0 25,4 24,1 3,59 0,60

99 -0,6 0,3 48,0 66,0 25,4 24,8 3,60 0,60

100 -0,6 0,4 48,0 68,0 25,4 25,6 3,62 0,60

101 -0,6 0,5 48,0 70,0 25,4 26,3 3,65 0,59

102 -0,6 0,6 48,0 72,0 25,4 27,1 3,68 0,59

103 -0,6 0,7 48,0 74,0 25,4 27,8 3,72 0,58

104 -0,6 0,8 48,0 76,0 25,4 28,6 3,77 0,57

105 -0,6 0,9 48,0 78,0 25,4 29,3 3,83 0,56

106 -0,6 1,0 48,0 80,0 25,4 30,1 3,89 0,55

107 -0,5 -1,0 50,0 40,0 26,5 15,0 4,01 0,57

108 -0,5 -0,9 50,0 42,0 26,5 15,8 3,93 0,58

109 -0,5 -0,8 50,0 44,0 26,5 16,5 3,87 0,58

110 -0,5 -0,7 50,0 46,0 26,5 17,3 3,80 0,59

111 -0,5 -0,6 50,0 48,0 26,5 18,0 3,75 0,59

112 -0,5 -0,5 50,0 50,0 26,5 18,8 3,70 0,60

113 -0,5 -0,4 50,0 52,0 26,5 19,6 3,66 0,60

114 -0,5 -0,3 50,0 54,0 26,5 20,3 3,63 0,60

115 -0,5 -0,2 50,0 56,0 26,5 21,1 3,61 0,61

116 -0,5 -0,1 50,0 58,0 26,5 21,8 3,59 0,61

117 -0,5 0,0 50,0 60,0 26,5 22,6 3,581 0,606

118 -0,5 0,1 50,0 62,0 26,5 23,3 3,578 0,605

119 -0,5 0,2 50,0 64,0 26,5 24,1 3,583 0,604

120 -0,5 0,3 50,0 66,0 26,5 24,8 3,59 0,60

121 -0,5 0,4 50,0 68,0 26,5 25,6 3,61 0,60

122 -0,5 0,5 50,0 70,0 26,5 26,3 3,64 0,59

123 -0,5 0,6 50,0 72,0 26,5 27,1 3,68 0,59

124 -0,5 0,7 50,0 74,0 26,5 27,8 3,72 0,58

125 -0,5 0,8 50,0 76,0 26,5 28,6 3,77 0,57

126 -0,5 0,9 50,0 78,0 26,5 29,3 3,82 0,57

127 -0,5 1,0 50,0 80,0 26,5 30,1 3,88 0,56

128 -0,4 -1,0 52,0 40,0 27,5 15,0 4,02 0,57

129 -0,4 -0,9 52,0 42,0 27,5 15,8 3,94 0,58

130 -0,4 -0,8 52,0 44,0 27,5 16,5 3,87 0,58

131 -0,4 -0,7 52,0 46,0 27,5 17,3 3,81 0,59

1 2 3 4 5 6 7 8 9

132 -0,4 -0,6 52,0 48,0 27,5 18,0 3,76 0,60

133 -0,4 -0,5 52,0 50,0 27,5 18,8 3,71 0,60

134 -0,4 -0,4 52,0 52,0 27,5 19,6 3,67 0,60

135 -0,4 -0,3 52,0 54,0 27,5 20,3 3,64 0,61

136 -0,4 -0,2 52,0 56,0 27,5 21,1 3,61 0,61

137 -0,4 -0,1 52,0 58,0 27,5 21,8 3,59 0,61

138 -0,4 0,0 52,0 60,0 27,5 22,6 3,582 0,608

139 -0,4 0,1 52,0 62,0 27,5 23,3 3,579 0,607

140 -0,4 0,2 52,0 64,0 27,5 24,1 3,583 0,605

141 -0,4 0,3 52,0 66,0 27,5 24,8 3,59 0,60

142 -0,4 0,4 52,0 68,0 27,5 25,6 3,61 0,60

143 -0,4 0,5 52,0 70,0 27,5 26,3 3,64 0,59

144 -0,4 0,6 52,0 72,0 27,5 27,1 3,67 0,59

145 -0,4 0,7 52,0 74,0 27,5 27,8 3,71 0,58

146 -0,4 0,8 52,0 76,0 27,5 28,6 3,76 0,58

147 -0,4 0,9 52,0 78,0 27,5 29,3 3,82 0,57

148 -0,4 1,0 52,0 80,0 27,5 30,1 3,88 0,56

149 -0,3 -1,0 54,0 40,0 28,6 15,0 4,03 0,57

150 -0,3 -0,9 54,0 42,0 28,6 15,8 3,95 0,58

151 -0,3 -0,8 54,0 44,0 28,6 16,5 3,88 0,58

152 -0,3 -0,7 54,0 46,0 28,6 17,3 3,82 0,59

153 -0,3 -0,6 54,0 48,0 28,6 18,0 3,77 0,60

154 -0,3 -0,5 54,0 50,0 28,6 18,8 3,72 0,60

155 -0,3 -0,4 54,0 52,0 28,6 19,6 3,68 0,60

156 -0,3 -0,3 54,0 54,0 28,6 20,3 3,64 0,61

157 -0,3 -0,2 54,0 56,0 28,6 21,1 3,62 0,61

158 -0,3 -0,1 54,0 58,0 28,6 21,8 3,60 0,61

159 -0,3 0,0 54,0 60,0 28,6 22,6 3,59 0,61

160 -0,3 0,1 54,0 62,0 28,6 23,3 3,583 0,608

161 -0,3 0,2 54,0 64,0 28,6 24,1 3,59 0,61

162 -0,3 0,3 54,0 66,0 28,6 24,8 3,60 0,60

163 -0,3 0,4 54,0 68,0 28,6 25,6 3,61 0,60

164 -0,3 0,5 54,0 70,0 28,6 26,3 3,64 0,60

165 -0,3 0,6 54,0 72,0 28,6 27,1 3,67 0,59

166 -0,3 0,7 54,0 74,0 28,6 27,8 3,71 0,58

167 -0,3 0,8 54,0 76,0 28,6 28,6 3,76 0,58

168 -0,3 0,9 54,0 78,0 28,6 29,3 3,81 0,57

169 -0,3 1,0 54,0 80,0 28,6 30,1 3,88 0,56

170 -0,2 -1,0 56,0 40,0 29,6 15,0 4,05 0,57

171 -0,2 -0,9 56,0 42,0 29,6 15,8 3,97 0,58

172 -0,2 -0,8 56,0 44,0 29,6 16,5 3,90 0,59

173 -0,2 -0,7 56,0 46,0 29,6 17,3 3,83 0,59

174 -0,2 -0,6 56,0 48,0 29,6 18,0 3,78 0,60

175 -0,2 -0,5 56,0 50,0 29,6 18,8 3,73 0,60

176 -0,2 -0,4 56,0 52,0 29,6 19,6 3,69 0,60

177 -0,2 -0,3 56,0 54,0 29,6 20,3 3,65 0,61

1 2 3 4 5 6 7 8 9

178 -0,2 -0,2 56,0 56,0 29,6 21,1 3,63 0,61

179 -0,2 -0,1 56,0 58,0 29,6 21,8 3,61 0,61

180 -0,2 0,0 56,0 60,0 29,6 22,6 3,60 0,61

181 -0,2 0,1 56,0 62,0 29,6 23,3 3,59 0,61

182 -0,2 0,2 56,0 64,0 29,6 24,1 3,59 0,61

183 -0,2 0,3 56,0 66,0 29,6 24,8 3,60 0,60

184 -0,2 0,4 56,0 68,0 29,6 25,6 3,62 0,60

185 -0,2 0,5 56,0 70,0 29,6 26,3 3,64 0,60

186 -0,2 0,6 56,0 72,0 29,6 27,1 3,68 0,59

187 -0,2 0,7 56,0 74,0 29,6 27,8 3,72 0,59

188 -0,2 0,8 56,0 76,0 29,6 28,6 3,76 0,58

189 -0,2 0,9 56,0 78,0 29,6 29,3 3,82 0,57

190 -0,2 1,0 56,0 80,0 29,6 30,1 3,88 0,56

191 -0,1 -1,0 58,0 40,0 30,7 15,0 4,07 0,57

192 -0,1 -0,9 58,0 42,0 30,7 15,8 3,99 0,58

193 -0,1 -0,8 58,0 44,0 30,7 16,5 3,92 0,58

194 -0,1 -0,7 58,0 46,0 30,7 17,3 3,85 0,59

195 -0,1 -0,6 58,0 48,0 30,7 18,0 3,79 0,60

196 -0,1 -0,5 58,0 50,0 30,7 18,8 3,75 0,60

197 -0,1 -0,4 58,0 52,0 30,7 19,6 3,70 0,60

198 -0,1 -0,3 58,0 54,0 30,7 20,3 3,67 0,61

199 -0,1 -0,2 58,0 56,0 30,7 21,1 3,64 0,61

200 -0,1 -0,1 58,0 58,0 30,7 21,8 3,62 0,61

201 -0,1 0,0 58,0 60,0 30,7 22,6 3,61 0,61

202 -0,1 0,1 58,0 62,0 30,7 23,3 3,60 0,61

203 -0,1 0,2 58,0 64,0 30,7 24,1 3,60 0,61

204 -0,1 0,3 58,0 66,0 30,7 24,8 3,61 0,60

205 -0,1 0,4 58,0 68,0 30,7 25,6 3,63 0,60

206 -0,1 0,5 58,0 70,0 30,7 26,3 3,65 0,60

207 -0,1 0,6 58,0 72,0 30,7 27,1 3,68 0,59

208 -0,1 0,7 58,0 74,0 30,7 27,8 3,72 0,59

209 -0,1 0,8 58,0 76,0 30,7 28,6 3,77 0,58

210 -0,1 0,9 58,0 78,0 30,7 29,3 3,82 0,57

211 -0,1 1,0 58,0 80,0 30,7 30,1 3,88 0,56

212 0,0 -1,0 60,0 40,0 31,7 15,0 4,09 0,57

213 0,0 -0,9 60,0 42,0 31,7 15,8 4,01 0,58

214 0,0 -0,8 60,0 44,0 31,7 16,5 3,94 0,58