Оценка энергоэкологичности электрохимической активации при подготовке питательных растворов в светокультуре

produkcii rastenie-vodstva i zhivotnovodstva. 2015. No 87: 264-272. (In Russian). 25. Rakutko S.A., Markova A.E., Mishanov A.P., Rakutko E.N. Jenergojekologija svetokul'tury - novoe mezhdisciplinarnoe nauchnoe napravlenie [Energy and ecological efficiency of indoor plant lighting as a new interdisciplinary reseach area]. Tehnologii i tehnicheskie sredstva mehanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i

zhivotnovodstva. 2016; No. 90: 14-28. (In Russian).

26. Rakutko S.A. Energoehkologichnost' kak svojstvo iskusstvennoj bioehnergeticheskoj sistemy svetokul'tury [Energy and ecological efficiency as the property of the artificial bioenergetic system of indoor plant lighting]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. No 2

УДК 631.559.2: 541.13: 631.589.2 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10122

ОЦЕНКА ЭНЕРГОЭКОЛОГИЧНОСТИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ ПИТАТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ В СВЕТОКУЛЬТУРЕ

А.П. Мишанов; А.Е. Маркова, канд. с.-х. наук

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия

Метод электрохимической активации предполагает способ перевода воды в метастабильное состояние с заранее заданными свойствами и получение полезных растворов различного назначения, позволяющих повысить эффективность процесса выращивания растений в светокультуре. Исследовано влияние применения питательных растворов, приготовленных на различном сочетании католита (К) и анолита (А) в смеси на урожайность салата и эффективность использования энергии облучения, выраженную коэффициентом статической энергоемкости - вс. Данный коэффициент рассмотрен в качестве показателя, косвенно характеризующего энергоэкологичность светокультуры. В результате отмечали увеличение расхода питательного раствора, приготовленного на смеси с соотношением К:А=1:0,5 по сравнению с вариантом на водопроводной воде, обусловленного повышенным биологическим действием. Выявлена эффективность использования питательных растворов минеральных удобрений, приготовленных на смеси К:А=1:0,5: прибавка урожая составила 24,1%, выход сухих веществ увеличился на 54,4%, содержание нитратного азота в продукции снизилось на 13,5% по сравнению с контрольным вариантом на водопроводной воде. Содержание активного кислорода в смеси К:А=1:0,5 на третьи сутки составило 8,55 мг/л, что на 0,58 мг/л превышает значение аналогичного показателя для варианта с водопроводной водой. Эффективность использования энергии облучения на образование 1 кг сухого вещества на 31,6 % выше, чем в варианте с К:А=1:1 и на 35,2 %, чем в варианте с водопроводной водой. Между вариантами К:А=1:1 и водопроводной водой существенная разница не выявлена. Учитывая то, что вс может выступать в качестве одного из параметров энергоэкологичности можно предположить, что в варианте выращивания растений на питательном растворе с применением смеси К:А=1:0,5 энергоэкологичность технологического процесса выращивания будет выше, чем в остальных вариантах.

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

_растениеводства и животноводства_

Ключевые слова. электрохимическая активация, католит, анолит, окислительно-восстановительный потенциал, энергоэкологичность, водопотребление.

Для цитирования: Мишанов А.П., Маркова А.Е. Оценка энергоэкологичности электрохимической активации при подготовке питательных растворов в светокультуре // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 1(98). С.60-71

ASSESSMENT OF ENERGY AND ECOLOGICAL COMPATIBILITY OF ELECTROCHEMICAL ACTIVATION USED TO PREPARE NUTRIENT SOLUTIONS IN

INDOOR PLANT LIGHTING

A.P. Mishanov; A.E. Markova, Cand. Sc.

Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of FSBSI FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia

Electrochemical activation converts the water into a metastable substance with the predetermined properties and produces different-purpose useful solutions, which improve the efficiency of the plant growing in indoor plant lighting. The study was focused on the application effect of nutrient solutions of a catholyte and an anolyte mixed in different ratio on the yield of lettuce and irradiation energy efficiency expressed by the coefficient of static energy-output ratio sc. This coefficient is considered as an indicator indirectly characterising the energy and ecological efficiency of the indoor plant lighting. The study demonstrated an increase in the consumption of the nutrient solution prepared with the mixture with K:A = 1:0.5 ratio against the tap water variant owing to enhanced biological action. The following efficiency of such nutrient solutions was recorded: 24.1% yield increase, 54.4% dry matter yield increase, and 13.5% lower nitrate nitrogen content in the products compared to the control variant with the tap water. The active oxygen content in the mixture K:A = 1:0.5 on the third day was 8.55 mg-l-1 that was 0.58 mg-l-1 more than the same indicator in the variant with the tap water. The irradiation energy efficiency to produce 1 kg of dry matter was 31.6% higher than in the variant with K:A = 1: 1 and 35.2% higher than in the control variant with the tap water. There was no significant difference between the variants with K:A=1:1 and the tap water. Considering that sc can be used as one of the parameters of energy and ecological compatibility, it can be assumed that in the variant of crop growing on the nutrient solution with K:A=1:0.5 the energy and ecological compatibility of the technological process will be higher than in other variants.

Keywords: electrochemical activation, catholyte, anolyte, redox potential, energy and ecological efficiency, water consumption.

For citation: Mishanov A.P., Markova A.E. Assessment of energy and ecological compatibility of electrochemical activation used to prepare nutrient solutions in indoor plant lighting. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2019. 1

Введение питательных растворов. Особенно высокие

При производстве овощной продукции требования предъявляются в современных существенное внимание уделяется условиях производства тепличной химическому составу удобрений и качеству продукции методом светокультуры при воды, используемой для приготовления использовании любых разновидностей

гидропоники (малообъемная гидропоника, аэропоника, хемопоника и др.) Повышение энергоффективности и экологичности при использовании питательных растворов является одной из актуальных задач современного тепличного овощеводства, а сам процесс приготовления удобрений входит в третий уровень информационной модели искусственной биоэнергетической системы светокультуры (ИБЭСС), концепция которой предложена для математического описания закономерностей переноса субстанции в лаборатории института ИАЭП «Энергоэкология светокультуры». В качестве обобщенного показателя, характеризующего всю технологию производства растениеводческой продукции может выступать критерий

энергоэкологичности светокультуры,

позволяющий оценить близость

используемой технологии к наиболее доступной технологии светокультуры (НДТС), обеспечивающую для данных условий минимальные энергетические затраты и негативное воздействие на окружающую среду при обеспечении экологически чистой конечной продукции. При наличии данных о количестве фотонной энергии, затраченной на производство растениеводческой продукции в качестве одного из параметров, характеризующего энергоэффективность и экологичность ИБЭСС может выступать параметр статической энергоемкости - вс [1]. Необходимо стремиться к тому, чтобы при увеличении производства продукции обеспечивалось снижение

энергопотребления.

В настоящее время существуют различные способы повышения

эффективности выращивания растений в светокультуре. В данной работе речь идет об изменении физико-химических свойств исходной водопроводной воды, на основе которых готовятся питательные растворы

для растений. К таким методам относятся: омагничивание, ультразвуковая обработка, применение электрических разрядов, кавитация и др. Указанные методы повышают эффективность использования обработанных водных растворов без существенного изменения изначального химического состава, а также таких показателей, как кислотность (рН) и окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) [2, 3]. Помимо указанных способов существует способ электрохимической обработки воды или водного раствора -электрохимическая активация (ЭХА), позволяющий существенным образом изменять указанные показатели в зависимости от режима воздействия [4]. Метод ЭХА при различных вариантах осуществления процесса активации позволяет получать полезные растворы, имеющие различные величины показателей рН и ОВП, постепенно стремящиеся к первоначальным значениям исходного раствора (период релаксации) [5,6,7]. Известно, что ЭХА растворы оказывают положительное влияние не только на прорастание семян [8], но и оказывают стимулирующее действие на рост и развитие растений [9,10]. Качественные показатели получаемой продукции при этом также могут изменяться [11]. Наиболее актуальное значение имеет использование

активированных растворов при высоких затратах на облучение растений, т.е. в светокультуре.

Перечисленные методы воздействия на воду или водные растворы можно отнести к нетрадиционным и безреагентным методам, набирающим все большую популярность. Под активацией воды и водных растворов следует понимать проявление у них аномальной реакционной способности и аномальных характеристик, в период существования которых проявляется их положительное воздействие на различные

объекты. Активированные растворы после окончания периода релаксации приобретают первоначальные свойства, близкие к ВВ и не требуют предварительной очистки перед сбросом в канализацию [12].

Питательные растворы, приготовленные на основе активированных методом ЭХА вод обладают повышенной биологической активностью и бактерицидными свойствами, что позволяет использовать их в целях дезинфекции и стимуляции роста растений в тепличном овощеводстве. Использование метода ЭХА позволяет снизить затраты на энергоресурсы и повысить качество продукции, а также сократить сроки выращивания салата и снизить экологическую нагрузку на окружающую среду [13,14].

Активированными водные растворы могут считаться только в течение периода существования аномальных свойств или времени релаксации - постепенного перехода электронов из неравновесного состояния в состояние термодинамического равновесия.

Биологическая активированность

водных питательных растворов обусловлена активностью молекул, сформированных в структурные объединения и

характеризующихся показателем ОВП [15]. Считается, что время релаксации у католита составляет не менее 48 часов, у анолита - не менее 2-ух месяцев. Необходимо учитывать, что при механическом воздействии на ЭХА растворы и при контакте с атмосферным кислородом значения показателя ОВП изменяют свои значения в сторону положительных величин намного быстрее [16].

Цель исследований - оценить энергоэкологичность выращивания растений салата в системе малообъемной светокультуры при использования питательных растворов, приготовленных на полученных из ВВ методом ЭХА обработки

активированных смесях К и А с различным соотношением.

Материалы и методы

Растения салата сорта «Афицион» выращивали в лабораторных условиях при полном отсутствии естественного освещения. Для облучения использовали промышленные светильники ЖСП-64-400-001 с натриевыми лампами ДНаЗ 400 Супер. Заданный уровень фотонной облученности -150 мкМ-м-2-с-1 при фотопериоде 24 ч. Температуру воздуха на уровне +18...+20°С и относительную влажность воздуха 55-65% обеспечивали при помощи приточно-вытяжной системы вентиляции.

В опыте использовали:

- католит (К) с показателями: рН=10,6...10,9; ОВП=-200...-400 мВ; ЕС=0,22...0,28 мСм/см;

- анолит (А) с показателями: рН=3,0...3,27; 0ВП=+450...+550; ЕС=0,4...0,55 мСм/см;

- водопроводная вода (ВВ) с показателями: рН=7,1...7,35; 0ВП=+290...+350; ЕС=0,11...0,12 мСм/см.

Активированные К и А получали в установке «СТЭЛ-Компакт», серийно выпускаемой научно-производственным объединением ОАО НПО «Экран». Для получения К и А использовалась ВВ без добавления каких-либо солей.

Измерение значений рН и ОВП проводили на рН-метре-иономере марки ИПЛ-103, выпускаемым фирмой

«Мультитест» с использованием

стеклянного, платинового и хлорсеребряного электродов. Величину электропроводности питательных растворов (ЕС) измеряли кондуктометром DIST-4 производства Hanna Instruments. Для определения содержание растворенного кислорода в растворах использовали кислородомер HANNA HI-9142.

Для приготовления рабочих

питательных растворов использовали комплексные минеральные удобрения:

«Кемира тепличная», калимагневое удобрение и кальциевую селитру. Питательные растворы готовили на смеси активированных вод в соотношении К:А=1:1 и К:А=1:0,5. Контрольным вариантом был питательный раствор, приготовленный на ВВ.

Содержание основных питательных элементов в рабочих растворах опыта составило, мг/л: N-183, Р-80, К-356, Са-79, М§-47, Б-63, Бе-0,1, В-0,2, 2п-0,1, Си -0,1, Мо-0,2, Мп-0,1.

Растения выращивали в пластиковых горшочках PR 306 (объем горшочка 75,7 см3) в верховом торфе, раскисленном и заправленном минеральными удобрениями. В возрасте 10 дней горшочки с сеянцами переносили с рассадного стола на рабочий стол в вегетационные трубы из ПВХ (диаметр 110 мм), которые заполняли питательными растворами (рис.1).

Рис.1. Фрагмент гидропонной установки для выращивания растений салата

Корректирование питательных

растворов проводили через 2-3 суток маточным раствором макро и микроэлементов, приготовленных на смеси К, А и ВВ в соответствии с вариантами опыта. Для поддержания рН рабочих питательных растворов на уровне 6,0 использовали 10% растворы НЫ03 и №ОН. Значение величины ЕС питательных растворов поддерживали на уровне 1,6 мСм см. При корректировке объем

питательного раствора в трубах доводили до одного и того же значения (13 литров). Объем добавляемой корректирующей смеси зависел от количества потребленного растениями питательного раствора.

Повторность в опыте - трехкратная.

Результаты и обсуждение

Динамика потребления питательных растворов растениями салата,

приготовленных на различных смесях в зависимости от дня после появления всходов (ДППВ) представлена на рис.2. На рис. 3-5 показаны значения ОВП корректирующих смесей и значения ОВП питательных растворов после корректировки и доведения до заданного объема в зависимости от ДППВ.

ВВВ @К:А=1:1 ШК:А=1:0,5

300

250 « 200

ч

О 150 | 100 50

15

19

22 25 ДППВ

27

30

Рис.2. Расход питательного раствора по вариантам в зависимости от ДППВ

ДППВ

Рис.3. Значения ОВПкорректирующей смеси на ВВ и питательного раствора после корректировки

0

ДППВ

Рис.4. Значения ОВП корректирующей смеси на К:А=1:1 и питательного раствора после корректировки

ДППВ

Рис.5. Значения ОВП корректирующей смеси на К:А=1:0,5 и питательного раствора после корректировки

биологических процессах, проходящих в растениях.

Из рис. 4 и 5 видно, что в варианте с использованием смеси К:А=1:1, начиная с 27-го дня после ДППВ наблюдается сохранение пониженных значений ОВП питательных растворов между

корректировками. В варианте с К:А=1:0,5 сохранение пониженных значений ОВП наблюдаются уже с 25 дня после ДППВ. Главным образом это связано увеличением количества добавляемой корректирующей смеси, которое и приводило к снижению величины ОВП питательного раствора. Пониженные значения ОВП питательных растворов (-12,5...-31,1 мВ) наблюдали при внесении корректирующего раствора, приготовленного на смеси К:А=1:0,5 с ОВП -150...-159 мВ. В варианте с ВВ наблюдаются некоторые колебания величины ОВП, а само значение величины находится в диапазоне, свойственном для обычной воды.

На рис.6 и 7 приведены значения величин рН, ОВП и О2 для ВВ, К, А и К:А=1:0,5 без добавления питательных элементов, измеренные в момент приготовления, а также на вторые и третьи сутки при хранении в открытых емкостях объемом 3 литра.

Из рис. 2 видно, что расход питательных растворов увеличивался с увеличением ДППВ, но на 27-ой день наблюдается снижение потребления раствора растениями во всех вариантах опыта. Это связано с повышенной влажностью приточного воздуха, используемого для поддержания температуры воздуха внутри лабораторного помещения. Из графика также следует, что в варианте на смеси К:А=1:0,5 в течение всего периода выращивания потребление питательного раствора выше, чем в вариантах с К:А=1:1 и ВВ, что свидетельствует о более интенсивных

Момент измерения Рис.6. Изменение показателярН

на 2-е сутки на третьи сутки Момент измерения Рис.7. Изменение показателя ОВП

Из представленных на рис. 6 и 7 данных видно, что значения рН и ОВП для ВВ не изменили свои значения и оставались на уровне рН=6,85, ОВП=+285...+295 мВ, что характерно для показателей обычной ВВ. Значение рН для К снизилось с 10,5 до 9,5, а значение ОВП изменилось с -90 мВ до +150 мВ, что связано с процессами окончания периода релаксации и поступления в раствор кислорода из атмосферы. Для А данные показатели практически не изменились и оставались на уровне рН=3,2-2,98 и ОВП=+560...+510 мВ, что свидетельствует о более стабильных параметрах данного раствора, по сравнению с К. Для смеси К:А=1:0,5 наблюдается снижение значений рН с 9,94 до 9,3 при изменении значений ОВП с -60 до +240 мВ. Величина ОВП смеси К:А=1:0,5 и К на 2-е сутки изменила свой знак в сторону положительных значений. На третьи сутки значение смеси К:А=1:0,5 приблизилось к ОВП для ВВ. Это свидетельствует о необходимости использования данной смеси в течение первых суток, пока значение ОВП принимает отрирцательные значения.

На рис. 8 показано изменение содержания активного кислорода для аналогичных вариантов.

Момент измерения Рис.8. Изменение показателя О2

Из рис.8 видно, что в первоначальный момент после приготовления содержание О2 в А составляет 16,7 мг/л. Это объясняется выделением кислорода на аноде в процессе ЭХА обработки. Для обеспечения нормальных условий выращивания растений минимальное содержание кислорода в воде не должно снижаться ниже 8 мг л. Увеличение содержания растворенного кислорода в растворе благоприятно сказывается на биологических процессах. Анолит обладает сильными

антибактериальными свойствами, но пагубно сказывается на росте растений, поэтому повышенное содержание О2 в этом варианте не пойдет на пользу растениям. В первоначальный момент в варианте с К содержание О2 составляет всего 6,15 мгл-1. Пониженное значение связано с особенностью технологии ЭХА. Уже на 2-е сутки за счет насыщения атмосферным кислородом этот показатель приблизился к показателю содержания кислорода в ВВ и составил 8,21 мгл-1. Содержание растворенного кислорода в смеси К:А=1:0,5 на третьи сутки составило 8,55 мг л, что на 0,58 мгл-1 превышает значение аналогичного показателя для ВВ.

В табл.1 представлены урожайность и показатели качества салата, выращенного в соответствии с вариантами опыта.

Технологии и технические средства механизированного производства продукции

растениеводства и животноводства_

Таблица 1

Урожайность и показатели качества салата «Афицион», выращенного на различных питательных растворах

Показатели Питательный раство р

На ВВ (контроль) на смеси К:А=1:1 на смеси К:А=1:0,5

Урожайность салата, кг/м2 2,32 2,4 2,88

Содержание сухого вещества, % 5,4 5,53 6,73

Содержание нитратного азота, мг/кг 1529,0 1110,0 1323,0

Выход сухого вещества, кг/м2 0,125 0,132 0,193

При использовании питательного раствора, приготовленного на смеси К:А=1:0,5 наблюдаются наилучшие результаты: урожайность составила 2,88 кг/м2 (24,1%

к контролю), выход сухого вещества - 0,193 кг/м2, содержание нитратного азота в продукции 1323 мг кг по

Расход питательных растворов и

2

сравнению с вариантом на ВВ (2,32 кг/м ; 0,125 кг/м и 1529 мг/кг соответственно).

В табл.2 представлены показатели расхода питательных растворов в пересчете на одно растение и на квадратный метр, приготовленных на различных смесях ЭХА растворов при выращивании салата и коэффициент водопотребления.

Таблица 2

коэффициент водопотребления

Вариант опыта Расход питательного раствора, всего Коэффициент водопотребления, л/кг Экономия питательного раствора, л/м2

л/раст л/м2

ВВ 0,9 24,3 10,47 -

К:А=1:1 0,92 24,84 10,35 0,12

К:А=1:0,5 1,01 27,27 9,46 1,01

Несмотря на то, что расход питательного

раствора в варианте К:А=1:0,5 выше, чем в

других вариантах, коэффициент

водопотребления у растений салата в этом

варианте оказался самым низким (9,46 л-кг-

1), что на 9,4 и 10,7% ниже по сравнению с

вариантами К:А=1:1 и ВВ (10,35 и 10,47 л-кг-

1). Это связано с тем, что урожайность в

варианте К :А= 1:0,5 получилась наибольшей

(2,88 кг-м- ) (табл.2). Экономия питательного

-2

раствора составила 1,01 л-м- .

Эффективность использования энергии облучения от источников света при использовании смесей К:А и ВВ для приготовлении питательных растворов определяли при помощи коэффициента статической энергоемкости вс, М-кг-1, как

отношение предоставленного растениям количества фотонов к выходу сухого вещества, приведенному к одному квадратному метру по формуле: вс=Н^сух,

где Н - количество фотонов в диапазоне ФАР, предоставленное растениям за весь период выращивания растений на питательном растворе на площади 1 м2 , М-м- ; Gсух - количество сухого вещества в растениях, собранных с 1 м2

Количество фотонов Н за период выращивания растений на питательном растворе определяли по формуле: Н = 3600ЕфШ ф

2 ^

где Еф-фотонная облученность, мкМ>м- •с- ; Т - фотопериод, ч; N - количество дней

выращивания растений на питательном растворе.

Подставив в формулу (2) значения указанных величин, получаем: Н=194,4 М-м-2.

Далее определяем коэффициент вс по формуле (1) для вариантов опыта. Получаем: всВВ=1555,2 М -кг-1; всК:А=1:1=1427,7 М -кг-1; всК:А=1:0,5=1007,3 М -кг-1;

По полученным коэффициентам видно, что в варианте с использованием К:А=1:0,5 коэффициент вс самый низкий, поэтому этот вариант является наиболее эффективным. Между вариантами К:А=1:1 и ВВ разница между коэффициентами вс составляет 8,2% и является несущественной. Использование энергии облучения на образование 1 кг сухого вещества на 31,6 % выше, чем в варианте с К:А=1:1 и на 35,2 %, чем в варианте с ВВ. Учитывая то, что вс может выступать в качестве одного из параметров энергоэкологичности можно предположить, что в варианте выращивания растений на питательном растворе с применением смеси К :А= 1:0,5 энергоэкологичность

технологического процесса выращивания будет выше, чем в остальных вариантах.

Выводы

При использовании питательного раствора, приготовленного на смеси К:А=1:0,5 наблюдается усиление его биологического действия на урожайность салата. По сравнению с ВВ прибавка урожая составила 24,1%, выход сухих веществ повысился на 54,4%, содержание нитратного азота в продукции снизилось на 13,4%.

Содержание активного кислорода в смеси К:А=1:0,5 на третьи сутки составило 8,55 мг л, что на 0,58 мг л, превышает значение аналогичного показателя для ВВ.

Эффективность использования фотонной энергии на образование 1 кг сухого вещества, выраженная коэффициентом статической энергоемкости вс, являющегося одним из возможных параметров энергоэкологичности на 31,6 % выше, чем в варианте с К:А=1:1 и на 35,2 %, чем в варианте с ВВ.

Наименьшее значение коэффициента вс в варианте с К:А=1:0,5 свидетельствует о том, что энергоэкологичность данного технологического процесса выращивания растений салата, по сравнению с технологическим процессом выращивания с использованием смеси К:А=1:1 и ВВ выше.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ракутько С.А. Энергоэкологичность как свойство искусственной биоэнергетической системы светокультуры. // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. №2 (95). 2018. С.78-89 DOI: 10.24411/0131-5226-2018-10034

2. Лыгин С.А., Жигалова Е.А., Пурина Е.С. Реализация практико-ориентированного проекта "влияние омагниченной воды на рост лука репчатого" // Universum: химия и биология. 2017. № 3 (33). С. 11-16.

3. Сидоренко Г.Н., Лаптев Б.И., Горленко Н.П., Антошкин Л.В. Изменения свойств

воды и водосодержащих систем при использовании низкоэнергетических

воздействий Вестник Пермского

национального исследовательского

политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. 2018. № 2. С. 99-119.

4. Прилуцкий В.И., Бахир В.М. Электрохимически активированная вода: аномальные свойства, механизм биологического действия / М.: ВНИИИ Мед.техники. 1997. 228 с.

5. Корикова С.И., Миклис Н.И., Бурак И.И. Физико-химические свойства

электрохимически активированных

растворов в зависимости от условий обработки на универсальной

электроактиваторной установке // Здоровье и окружающая среда. 2010. № 15. С. 410-418.

6. Подольская Т.В., Якубов В.В. Исследования влияния длительности электролиза жидкой среды и последующей релаксации на рН и ОВП католита и анолита

В сборнике: Стратегические ориентиры инновационного развития АПК в современных экономических условиях. Материалы международной научно-практической конференции: в 5 частях. (2628 января 2016 года, г. Волгоград). 2016. С. 63-68.

7. Кравченко ВН., Мазаев Ю.В., Яшин И.С. Основные показатели активированной воды с учетом ее разбавления Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2018. № 3 (31). С. 174-177.

8. Андреева И.В., Белопухов С.Л., Сторчевой В.Ф. Влияние активированной воды на прорастание семян и продуктивность растений Научная жизнь. 2016. № 7. С. 3748.

9. Антипова О.В. Влияние активаторов воды на питательные растворы и развитие растений зеленных культур при выращивании на гидропонике // Гавриш. 2013. № 3. С. 30-35.

10. Семененко С.Я., Лытов М.Н., Чушкина Е.И., Чушкин А.Н. Эффективность возделывания томата на светло-каштановых почвах при капельном орошении с использованием электрохимически активированной воды Плодородие. 2014. № 3 (78). С. 38-39.

11. Нугманов С.С., Иралиева Ю.С., Гриднева Т.С. Влияние электроактивированной воды при поливе на состав и продуктивность листового салата Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2016. № 4. С. 32-35. Б01 10.12737/21801

12. Бахир В.М. Электрохимическая активация: очистка воды и получение полезных растворов // ВНИИИМТ, М.: 2001. С.17-25.

13 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. 2016. № 89. С. 112-118.

14. Мишанов А.П., Маркова А.Е., Судаченко В.Н., Колянова Т.В. Экологически безопасная технология подготовки воды и питательных растворов в интенсивной светокультуре // Сб. науч. трудов. Вып. 82. СПб. 2010. С. 67-75

15. Мирошников А.И. Причина активности растворов после электрохимической обработки. Роль хлоридов и окислительно-восстановительного потенциала Вода: химия и экология. №12, декабрь 2012 г. С. 104-110

16. Мишанов А.П., Маркова А.Е. Изменение окислительно-восстановительного потенциала католита при его подаче через форсунку Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2016. № 90. С. 28-33.

REFERENCES

1. Rakutko S.A. Energoekologichnost' kak svojstvo iskusstvennoj bioenergeticheskoj sistemy svetokul'tury [Energy and ecological

efficiency as the property of the artificial bioenergetic system of indoor plant ligting] Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva

mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018; No. 2

2. Lygin S.A., Zhigalova E.A., Purina E.S. Realizaciya praktiko-orientirovannogo proekta "vliyanie omagnichennoj vody na rost luka repchatogo" [Implementation of practice-oriented project "Influence of magnetic water on the growth of onion"]. Universum: himiya i biologiya. 2017. No. 3

3. Sidorenko G.N., Laptev B.I., Gorlenko N.P., Antoshkin L.V. Izmeneniya svojstv vody i vodosoderzhashchih sistem pri ispol'zovanii nizkoenergeticheskih vozdejstvij [Changes in the properties of water and water-containing systems under low-energy impact]. Vestnik Permskogo nacional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Himicheskaya tekhnologiya i biotekhnologiya. 2018. No. 2: 99-119.

4. Priluckij V.I. Bakhir V.M. Elektrohimicheski aktivirovannaya voda: anomal'nye svojstva, mekhanizm biologicheskogo dejstviya [Electrochemically activated water: abnormal properties and mechanism of biological action]. Moscow: VNIIIMT. 1997: 228

5. Korikova S.I., Miklis N.I., Burak I.I. Fiziko-himicheskie svojstva elektrohimicheski aktivirovannyh rastvorov v zavisimosti ot uslovij obrabotki na universal'noj elektroaktivatornoj ustanovke [Physical and chemical properties of the electrochemically activated solutions depending on processing conditions on universal electroactivate device]. Zdorov'e i okruzhayushchaya sreda. 2010. No. 15: 410-418.

6. Podol'skaya T.V., Yakubov V.V. Issledovaniya vliyaniya dlitel'nosti elektroliza zhidkoj sredy i posleduyushchej relaksacii na rH i OVP katolita i anolita. [Study of the electrolysis time effect of the liquid medium and subsequent relaxation on pH and redox potential of catholyte and anolyte]. Materialy mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj

konferencii "Strategicheskie orientiry innovacionnogo razvitiya APK v sovremennyh ekonomicheskih usloviyah" [Proc. Sci. Prac. Conf. "Strategic guidelines for innovative development of agriculture in modern economic conditions]. Volgograd. 2016: 63-68.

7. Kravchenko V.N., Mazaev Yu.V., Yashin I S. Osnovnye pokazateli aktivirovannoj vody s uchetom ee razbavleniya [Main indicators of activated water, taking into account its dilution]. Vestnik Vserossij skogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizacii zhivotnovodstva. 2018. No. 3

8. Andreeva I.V., Belopuhov S.L., Storchevoj V.F. Vliyanie aktivirovannoj vody na prorastanie semyan i produktivnost' rastenij [Impact of activated water on seed germination and plant performance]. Nauchnaya zhizn'. 2016. No. 7: 37-48.

9. Antipova O.V. Vliyanie aktivatorov vody na pitatel'nye rastvory i razvitie rastenij zelennyh kul'tur pri vyrashchivanii na gidroponike [Effect of water activators on nutrient solutions and plant development of leaf crops grown in hydroponics]. Gavrish. 2013; No. 3: 30-35.

10. Semenenko S.Ya., Lytov M.N., Chushkina E.I., Chushkin A.N. Effektivnost' vozdelyvaniya tomata na svetlo-kashtanovyh pochvah pri kapel'nom oroshenii s ispol'zovaniem elektrohimicheski aktivirovannoj vody [Efficiency of tomato cultivation on light chestnut soils under drip irrigation with electrochemically activated water]. Plodorodie. 2014. No. 3

11. Nugmanov S.S., Iralieva Yu.S., Gridneva T.S. Vliyanie elektroaktivirovannoj vody pri polive na sostav i produktivnost' listovogo salata [Effect of electro-activated water during irrigation on the composition and productivity of leaf lettuce]. Izvestiya Samarskoj gosudarstvennoj sel'skohozyajstvennoj

akademii. 2016. No. 4: 32-35. DOI 10.12737/21801

12. Bakhir V.M. Elektrohimicheskaya aktivaciya: ochistka vody i poluchenie poleznyh rastvorov [Electrochemical activation: water purification and useful solutions production]. Moscow: VNIIIMT. 2001: 17-25.

13. Markova A.E., Mishanov A.P., Rakut'ko S.A., Rakut'ko E.N Podderzhanie optimal'nyh znachenij kislotnosti i elektroprovodnosti pitatel'nogo rastvora v rabochem cikle svetokul'tury salata [Optimal pH and electric conductivity values of nutrient solution in the lettuce growing cycle under artificial light]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2016. No. 89: 112-118.

14. Mishanov A.P., Markova A.E., Sudachenko V.N., Kolyanova T.V. Ekologicheski bezopasnaya tekhnologiya podgotovki vody i pitatel'nyh rastvorov v intensivnoj svetokul'ture [Environmentally safe technique of water and

nutrient solution preparation under intensive photoculture conditions]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2010. No. 82: 67-75.

15. Miroshnikov A.I. Prichina aktivnosti rastvorov posle elektrohimicheskoj obrabotki. Rol' hloridov i okislitel'no-vosstanovitel'nogo potenciala [Reason for solution activity after electrochemical treatment. Role of chlorides and redox potential]. Voda: himiya i ekologiya. 2012. No.12: 104-110.

16. Mishanov A.P., Markova A.E. Izmenenie okislitel'no-vosstanovitel'nogo potenciala katolita pri ego podache cherez forsunku [Variance of redox potential value of a catholyte being applied through the nozzle]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2016. No. 90: 28-33.

УДК 581.5: 582.98 Б01 10.24411/0131-5226-2019-10123

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ РАДИАЦИОННОЙ СРЕДЫ ОТ СВЕТОДИОДНОГО ФИТООБЛУЧАТЕЛЯ

Е.Н. Ракутько; А.Н. Васькин

С.А. Ракутько, д-р техн. наук;

Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия

Целью исследований была разработка и экспериментальная проверка методики расчета параметров радиационной среды от фитооблучателя, состоящего из узкоспектральных светодиодов, совместное использование которых обеспечивает заданный спектральный состав излучения и облученность в зоне выращивания растений. Для достижения желаемого эффекта узкоспектральные светодиоды должны тщательно подбираться в облучательной установке. Из-за невозможности точно задать спектральные параметры и интенсивность облучения получаемые в экспериментах результаты могут быть несравнимыми между собой. Предложенная в работе методика расчета базируется на точечном методе с учетом отраженных от поверхностей камеры для выращивания растений потоков