vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2021-15-2-69-74vimjour-430Research ArticleПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕDEVICES AND EQUIPMENTСпособ контроля продуктивности растенияNon­Destructive Testing of Growth ProductivityГришинА. П.GrishinA. P.

Александр Петрович Гришин, доктор технических наук, главный научный сотрудник

Москва

Alexandr P. Grishin,  Dr.Sc.(Eng.), senior researcher

Moscow

ГришинА. А.GrishinA. A.

Андрей Александрович Гришин, кандидат экономических наук, старший научный сотрудник

Москва

Andrey A. Grishin, Ph.D.(Econ.), chief researcher

Moscow

СеменоваН. А.SemenovaN. A.

Наталья Александровна Семенова, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

Москва

Natalya A. Semenova, Ph.D.(Agric.), senior researcher

Moscow

5145411@mail.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation2021230620211526974Copyright © Гришин А.П., Гришин А.А., Семенова Н.А., 20212021Гришин А.П., Гришин А.А., Семенова Н.А.Grishin A.P., Grishin A.A., Semenova N.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vimsmit.com/jour/article/view/430

Реферат. Показали, что управление продукционными процессами в растении в системе закрытых искусственных агроэкосистем – необходимое условие получения высоких урожаев. Важно контролировать интенсивность этих процессов в динамическом режиме.  (Цель исследования) Разработать способ неразрушающего контроля роста продуктивности растений для создания алгоритмов управления продукционными процессами. (Материалы и методы) Изучили зависимость продуктивности растения от температуры листа. Определили прирост листовой массы растения с помощью цифровых весов, провели учет температуры листа и контрольного объекта пирометрическим термометром, измерили площадь листовой поверхности.  (Результаты и обсуждение) Получили значения параметров растения и окружающей среды и, учитывая расход влаги на транспирационное охлаждение, установили значения прироста листовой массы салата (Latuca sativa L.), которые будут использованы в совокупности с другими измеренными параметрами растения и окружающей среды для управления лимитирующими факторами в закрытых искусственных агроэкосистемах. (Выводы) Разработали способ неразрушающего контроля роста продуктивности растений в климатических камерах на примере салата сорта Красный дуболистный. Определили, что прирост прирост зеленой массы имеет максимум, если масса охлаждающей воды при испарении равна 0,65 грамма, то есть растение стремится максимально использовать свободную энергию и определяющие ее продуктивные факторы. Рассчитанные по результатам эксперимента весовые значения (2,0 грамма) соответствуют данным, полученным в Омском государственном аграрном университете (1,9 грамма), с точностью 5 процентов.

The necessary condition for obtaining high yields is the management of plant production processes in closed artificial agroecosystems. It is important to control the intensity of these processes in a dynamic mode. (Research purpose) To develop a non-destructive method for controlling the plant productivity growth to create algorithms for controlling the plant production processes. (Materials and methods) The authors studied the dependence of plant productivity on leaf temperature. They determined the increase in plant leaf mass using digital scales, studied the leaf temperature and the control object with a pyrometric thermometer and measured the leaf surface area. (Results and discussion) The authors obtained the values of plant and environmental parameters and, taking into account the moisture consumption for transpiration cooling, determined the values of the lettuce leaf mass growth (Latuca sativa L.), which would be used in conjunction with other measured plant and environmental parameters to control the limiting factors in closed artificial agroecosystems. (Conclusions) The authors developed a non-destructive method to control plant productivity growth in climatic chambers using the example of Krasnyy Dubolistnyy lettuce. It was determined that the green mass growth rate had a maximum if the mass of cooling water during evaporation was 0.65 gram. That meant the plant tried to maximize the use of free energy and the productive factors that determined it. The weight values calculated from the experiment results (2.0 grams) corresponded to the data obtained at the Omsk State Agrarian University (1.9 gram) with an accuracy of 5 percent.

эксергия светового излученияфотосинтезтранспирационное охлаждениеприрост листовой массысалатцифровые агротехнологиипродукционный процессзакрытые искусственные агроэкосистемыlight radiation exergyphotosynthesistranspiration coolingleaf mass growthlettucedigital agricultural technologiesproduction processclosed artificial agroecosystemsReferencesКовалев В.М. Теория урожая. М.: МСХА. 2003. 331 с.Kovalev V.M. Teoriya urozhaya [Theory of harvest]. Moscow: 2003. 331 (In Russian).Ghasemkhani H., Keyhani A., Aghbashlo M., Rafiee S., Mujumdar A.S. Improving exergetic performance parameters of a rotating-tray air dryer via a simple heat exchanger. Applied Thermal Engineering. 2016. N94. 13-23.Ghasemkhani H., Keyhani A., Aghbashlo M., Rafiee S., Mujumdar A.S. Improving exergetic performance parameters of a rotating-tray air dryer via a simple heat exchanger. Applied Thermal Engineering. 2016. N94. 13-23 (In English).Silva C.S., Seider W.D., Lior N. Exergy efficiency of plant photosynthesis. Chemical engineering science. 2015. Vol. 130. 151-171.Silva C.S., Seider W.D., Lior N. Exergy efficiency of plant photosynthesis. Chemical engineering science. 2015. Vol. 130. 151-171 (In English).Свентицкий И.И. Принципы энергосбережения в АПК. Естественнонаучная методология. М.: ВИЭСХ. 2001. 192 c.Sventitskiy I.I. Printsipy energosberezheniya v APK. Estestvennonauchnaya metodologiya [The principles of energy conservation in the agro-industrial complex. Natural science methodology]. Moscow: VIESH, 2001. 192 (In Russian).Свентицкий И.И. Энергосбережение в АПК и энергетическая экстремальность самоорганизации. М.: ВИЭСХ. 2007. 468 c.Sventitskiy I.I. Energosberezhenie v APK i energetiches­kaya ekstremal'nost' samoorganizatsii [Energy saving in the agro-industrial complex and energy extremity of self-organization]. Moscow: VIESH. 2007. 468 (In Russian).Свентицкий И.И. Естественнонаучная основа всеединства знаний. Эксергетическая теория урожая. М.: ВИЭСХ. 2015. 316 с.Sventitskiy I.I. Estestvennonauchnaya osnova vseedinstva znaniy. Eksergeticheskaya teoriya urozhaya [The natural science basis for the unity of knowledge. Exergetic harvest theory]. Moscow: FGBNU VIESH. 2015. 316 (In Russian).Ouyang Z., Tian J., Yan X., Shen H. Effects of different concentrations of dissolved oxygen or temperatures on the growth, photosynthesis, yield and quality of lettuce. Agricultural water management. 2020. Vol. 228. N105826.Ouyang Z., Tian J., Yan X., Shen H. Effects of different concentrations of dissolved oxygen or temperatures on the growth, photosynthesis, yield and quality of lettuce. Agricultural water management. 2020. Vol. 228. N105826 (In English).Gustafson E.J., Miranda B.R., De Bruijn A.M.G. Do rising temperatures always increase forest productivity? Interacting effects of temperature, precipitation, cloudiness and soil texture on tree species growth and competition. Environmental modelling & software. 2017. Vol. 97. 171-183.Gustafson E.J., Miranda B.R., De Bruijn A.M.G. Do rising temperatures always increase forest productivity? Interacting effects of temperature, precipitation, cloudiness and soil texture on tree species growth and competition. Environmental modelling & software. 2017. Vol. 97. 171-183 (In English).Воронин П.Ю., Федосеева Г.П. Устьичный контроль фотосинтеза у отделенных листьев древесных и травянистых растений // Физиология растений. 2012. Т. 59. N2. С. 309-315.Voronin P.Yu., Fedoseeva G.P. Ust'ichnyy kontrol' fotosin­teza u otdelennykh list'ev drevesnykh i travyanistykh rasteniy [Stomatal control of photosynthesis in detached leaves of woody and herbaceous plants]. Fiziologiya rasteniy. 2012. 59(2). 309315 (In Russian).Voronin P.Y., Rakhmankulova Z.F., Shuyskaya E.V., Maev­skaya S.N., Nikolaeva M.K., Myasoedov N.A., Balnokin Y.V., Kuznetsov V.V., Maksimov A.P., Maximov T.C., Rymar V.P., Valdayskih V.V. New method for quantitative determination of water potential of mesophyll cells’ apoplast in substomatal cavity of the leaf. Russian journal of plant physiology. 2017. N3 (64). 452-456.Voronin P.Y., Rakhmankulova Z.F., Shuyskaya E.V., Maev­skaya S.N., Nikolaeva M.K., Myasoedov N.A., Balnokin Y.V., Kuznetsov V.V., Maksimov A.P., Maximov T.C., Rymar V.P., Valdayskih V.V. New method for quantitative determination of water potential of mesophyll cells’ apoplast in substomatal cavity of the leaf. Russian journal of plant physiology. 2017. N3 (64). 452-456 (In English).Graamans L., Dobbelsteen A., Meinen E. Plant factories; crop transpiration and energy balance. Agricultural Systems. 2017. Vol. 53. 138-147.Graamans L., Dobbelsteen A., Meinen E. Plant factories; crop transpiration and energy balance. Agricultural Systems. 2017. Vol. 53. 138-147 (In English).Стребков Д.С., Юферев Л.Ю., Александров Д.В., Соко­лов А.В. Повышение эффективности систем освещения и облучения // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2014. N1. С. 13-16.Strebkov D.S., Yuferev L.Yu., Alexandrov D.V., Sokolov A.V. Povyshenie effektivnosti sistem osveshcheniya i oblucheniya [Improving the efficiency of lighting and irradiation systems]. Mekhanizatsiya i elektrifikactsiya sel`skogo khozyaystva. 2014. 1. 13-16 (In Russian).Vasiliev A.N., Ospanov A.B., Budnikov D.K., Karma­nov D.K, Salginbayev D.B., Vasilyev A.A. Controlling reaction of biological objects of agricultural production with the use of electrotechnology. International Journal of Pharmacy & Technology. 2016. Vol. 8. N4. 26855-26869.Vasiliev A.N., Ospanov A.B., Budnikov D.K., Karma­nov D.K, Salginbayev D.B., Vasilyev A.A. Controlling reaction of biological objects of agricultural production with the use of electrotechnology. International Journal of Pharmacy & Technology. 2016. Vol. 8. N4. 26855-26869 (In English).Гришин А.П., Гришин А.А., Гришин В.А. Программное обеспечение регистратора параметров роста растения // Агротехника и энергообеспечение. 2019. N1(22). C. 72-78.Grishin A.P., Grishin A.A., Grishin V.A. Programmnoe obespechenie registratora parametrov rosta rasteniya [Software for the registrar of plant growth parameters]. Agrotekhnika i energoobespechenie. 2019. 1(22). 72-78 (In Russian).Slattery R.A., Ort D.R. Carbon assimilation in crops at high temperatures. Plant cell and environment. 2019. Vol. 42(10). 2750-2758.Slattery R.A., Ort D.R. Carbon assimilation in crops at high temperatures. Plant cell and environment. 2019. Vol. 42(10). 2750-2758 (In English).Ma S., Osuna J.L., Verfaillie J. Photosynthetic responses to temperature across leaf-canopy-ecosystem scales: a 15-year study in a Californian oak-grass savanna. Photosynthesis research. 2017. Vol. 132(3). 277-291.Ma S., Osuna J.L., Verfaillie J. Photosynthetic responses to temperature across leaf-canopy-ecosystem scales: a 15-year study in a Californian oak-grass savanna. Photosynthesis research. 2017. Vol. 132(3). 277-291 (In English).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.