vimjourСельскохозяйственные машины и технологииAgricultural Machinery and Technologies2073-7599Federal State Budgetary Scientific Institution «Federal Scientific Agroengineering Center VIM»10.22314/2073-7599-2026-20-2-37-44FIGRSQvimjour-762Research ArticleИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕINNOVATIVE TECHNOLOGIES AND EQUIPMENTКамера с управляемым микроклиматом и освещением для адаптации микроклонов растений к условиям ex vitroClimate chamber with controlled microclimate and lighting for the adaptation of plant microclones to ex vitro conditionsГришинА. А.GrishinA. A.

Андрей Александрович Гришин, кандидат экономических наук, старший научный сотрудник

Москва

Andrey A. Grishin, Ph.D.(Eng.), senior researcher

Moscow

5145412@mail.ruДороховА. А.DorokhovA. A.

Артём Александрович Дорохов, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Москва

Artem A. Dorokhov, Ph.D.(Eng.), senior researcher

Moscow

dorokhov-91@yandex.ruПоручиковД. В.PoruchikovD. V.

Дмитрий Витальевич Поручиков, научный сотрудник

Москва

Dmitry V. Poruchikov, researcher

Moscow

dv.poruchikov@yandex.ruПавловаЕ. В.PavlovaE. V.

Елена Валерьевна Павлова, младший научный сотрудник

Москва

Elena V. Pavlova, junior researcher

Moscow

elena_pavlova85@mail.ruШироковаМ. С.ShirokovaM. S.

Мария Сергеевна Широкова, младший научный сотрудник

Москва

Maria S. Shirokova, junior research

Moscow

m_shirokova98@mail.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian Federation2026190620262023744Copyright © Гришин А.А., Дорохов А.А., Поручиков Д.В., Павлова Е.В., Широкова М.С., 20262026Гришин А.А., Дорохов А.А., Поручиков Д.В., Павлова Е.В., Широкова М.С.Grishin A.A., Dorokhov A.A., Poruchikov D.V., Pavlova E.V., Shirokova M.S.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/762

Отметили, что перевод микрорастений из стерильной среды in vitro в нестерильную среду ex vitro сопряжен с резким изменением микроклиматических параметров, прежде всего влажности и газообмена. Разработана климатическая камера для адаптации растений, полученных методом микроклонального размножения, к условиям ex vitro. (Цель исследования) Экспериментальная верификация камеры, оснащенной программируемыми светодиодными фитосветильниками и системой прецизионного контроля микроклимата. (Материалы и методы) Адаптация проведена на растениях- регенерантах красной смородины (Ribes rubrum L.) в кассетах с субстратом. Параметры микроклимата и спектрального состава излучения измеряли по стандартизованным методикам. (Результаты и обсуждение) Камера обеспечивает поддержание температуры от 10 до 35 градусов Цельсия, относительной влажности от 40 до 95 процентов, скорость изменения температуры при нагреве 0,9 градуса Цельсия в минуту, при охлаждении 0,4 градуса Цельсия в минуту, амплитуду колебаний температуры ±0,6 градуса Цельсия, влажности ±3 процента. Освещение реализовано на базе светодиодных фитосветильников с независимым управлением по четырем спектральным каналам (синий 460 нанометров, красный 660 нанометров, дальний красный 720 нанометров, белый широкополосный 400-700 нанометров, опционально ультрафиолетовый 380-400 нанометров). Плотность фотосинтетического фотонного потока регулируется от 34 до 805,7 микромоля на квадратный метр в секунду. Управление осуществляется через сенсорный интерфейс с ручным и автоматическим режимами, программированием уставок, плавным изменением интенсивности освещения и сохранением шаблонов. Предусмотрена интеграция с системами интернета вещей. (Выводы) Подтвержденные характеристики соответствуют заявленным, что обеспечивает эффективную адаптацию микроклонов растений к условиям ex vitro.

The transition of microplants from sterile in vitro conditions to a non-sterile ex vitro environment is accompanied by abrupt changes in microclimatic parameters, particularly humidity and gas exchange. This study presents the development of a climate chamber designed to support the adaptation of micropropagated plants to ex vitro conditions. (Research purpose) The study aimed to experimentally verify the performance of a chamber equipped with programmable LED phytolamps and a precision microclimate control system. (Materials and methods) The adaptation experiments were conducted on regenerated redcurrant plants (Ribes rubrum L.) grown in substrate-filled trays. Microclimatic parameters and the spectral composition of radiation were measured using standardized methods. (Results and discussion) The chamber maintains a temperature range of 10 to 35 degrees Celsius and a relative humidity range of 40 to 95 percent. The temperature change rate is 0.9 degrees Celsius per minute during heating and 0.4 degrees Celsius per minute during cooling, while temperature and relative humidity fluctuations do not exceed ±0.6 degrees Celsius and ±3 percent, respectively. Lighting is provided by LED phytolamps with independent control of four spectral channels: blue, 460 nanometers; red, 660 nanometers; far-red, 720 nanometers; and broad-spectrum white, 400– 700 nanometers, with optional ultraviolet radiation in the 380–400 nanometers range. Photosynthetic photon flux density can be adjusted from 34 to 805.7 micromoles per square meter per second. The chamber is operated through a touch-screen interface that enables manual and automatic control, setpoint programming, smooth light-intensity adjustment, and storage of preset templates. Integration with Internet of Things systems is also supported. (Conclusions) The verified characteristics correspond to the declared parameters, confirming the chamber’s suitability for the effective adaptation of micropropagated plants to ex vitro conditions.

адаптация растенийклиматическая камерасветодиодные фитосветильникизамкнутая агроэкосистемаin vitroex vitroplant adaptationclimate chamberLED phytolampsclosed agroecosystemin vitroex vitroАвторы выражают благодарность кандидату биологических наук Инне Валерьевне Князевой и кандидату технических наук Александру Анатольевичу Смирнову за ценные научные консультации и экспертные рекомендации по совершенствованию конструкции климатической камеры, разработку и изготовление светодиодных фитосветильников, за содействие в оптимизации режимов работы камерыReferencesГущин А.В., Киракосян Р.Н., Калашникова Е.А. и др. Применение аэропонных технологий для адаптации микроклонов Vitis vinifera к условиям ex vitro // Проблемы развития АПК региона. 2025. N2(62). С. 26-35. DOI: 10.52671/20790996_2025_2_26.Gushchin A.V., Kirakosyan R.N., Kalashnikova E.A. et al. Application of aeroponic technologies for adaptation of Vitis vinifera microclones to ex vitro conditions. Development problems of regional agro-industrial complex. 2025. N2(62). 26-35 (In Russian). DOI: 10.52671/20790996_2025_2_26.Grzelak M., Pacholczak A., Nowakowska K. Challenges and insights in the acclimatization step of micropropagated woody plants. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2024. Vol. 159. 72. DOI: 10.1007/s11240-024-02923-1.Grzelak M., Pacholczak A., Nowakowska K. Challenges and insights in the acclimatization step of micropropagated woody plants. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 2024. Vol. 159. 72. DOI: 10.1007/s11240-024-02923-1.Бондарева Л.Л., Минейкина А.И. Ускоренное размножение родительских линий капусты белокочанной с использованием штеклингов и камер искусственного климата // Овощи России. 2024. N5. С. 26-30. DOI: 10.18619/2072-9146-2024-5-26-30.Bondareva L.L., Mineykina A.I. Accelerated reproduction of the parental lines of white cabbage using rosette plants (steckling) and artificial climate chambers. Vegetable Crops of Russia. 2024. N5. 26-30 (In Russian). DOI: 10.18619/2072-9146-2024-5-26-30.Семенова Н.А., Гришин А.А., Дорохов А.А. Аналитический обзор климатических камер для выращивания овощных культур // Вестник НГИЭИ. 2020. N1(104). С. 5-15. EDN: DWMJSZ.Semenova N.A., Grishin A.A., Dorokhov A.A. Analytical review of climatic chambers for vegetable crops growing. Bulletin NGIEI. 2020. N1(104). 5-15 (In Russian). EDN: DWMJSZ.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. EDN: UXQOER.Strebkov D.S., Yuferev L.Yu., Aleksandrov D.V., Sokolov A.V. Improving the efficiency of lighting and exposure. Mechanization and Electrification of Agriculture. 2014. N1. 13-16 (In Russian). EDN: UXQOER.Jiang Y., Lindsay D.L., Davis A.R. et al. Impact of heat stress on pod-based yield components in field pea (Pisum sativum L.). Journal of Agronomy and Crop Science. 2020. 206:76-89. DOI: 10.1111/jac.12365.Jiang Y., Lindsay D.L., Davis A.R. et al. Impact of heat stress on pod-based yield components in field pea (Pisum sativum L.). Journal of Agronomy and Crop Science. 2020. 206:76-89. DOI: 10.1111/jac.12365.Silva D.A., Pinto-Maglio C.A.F., Oliveira E.C. et al. Influence of high temperature on the reproductive biology of dry edible bean (Phaseolus vulgaris L.). Scientia Agricola. Vol. 77. Rel. 3. 2020. DOI: 10.1590/1678-992X-2018-0233.Silva D.A., Pinto-Maglio C.A.F., Oliveira E.C. et al. Influence of high temperature on the reproductive biology of dry edible bean (Phaseolus vulgaris L.). Scientia Agricola. Vol. 77. Rel. 3. 2020. DOI: 10.1590/1678-992X-2018-0233.Лисина Т.Н., Бурдышева О.В., Шолгин Е.С. Влияние светодиодного освещения различного спектра на растения картофеля (Solanum tuberosum L.) при выращивании in vitro (обзор) // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2023. Т. 24. N6. С. 913-923. DOI: 10.30766/2072-9081.2023.24.6.913-92.Lisina T.N., Burdysheva O.V., Sholgin E.S. Effect of different LEDs light spectrum on potato (Solanum tuberosum L.) in vitro (review). Agricultural Science Euro-North-East. 2023. N24(6). 913-923 (In Russian). DOI: 10.30766/2072-9081.2023.24.6.913-923.Chen Y., Bian Z., Marcelis L.F.M.et al. Green light is similarly effective in promoting plant biomass as red/blue light: a meta-analysis. Journal of Experimental Botany. 2024. Vol. 75. N18. 5655-5666. DOI: 10.1093/jxb/erae267.Chen Y., Bian Z., Marcelis L.F.M. et al. Green light is similarly effective in promoting plant biomass as red/blue light: a meta-analysis. Journal of Experimental Botany. 2024. Vol. 75. N18. 5655-5666. DOI: 10.1093/jxb/erae267.Hitz T., Graeff S., Hartung J., Munz S. Morphological response of soybean (Glycine max (L.) Merr.) Cultivars to light intensity and red to far-red ratio. Agronomy. 2019. Vol. 9. Rel. 8. N428. DOI: 10.3390/agronomy9080428.Hitz T., Graeff S., Hartung J., Munz S. Morphological response of soybean (Glycine max (L.) Merr.) Cultivars to light intensity and red to far-red ratio. Agronomy. 2019. Vol. 9. 8. N428. DOI: 10.3390/agronomy9080428.Лях П.А., Колошина К.А., Попова К.И., Лях А.А. Влияние спектрального состава светодиодного излучения на рост и развитие растений // Инновации и продовольственная безопасность. 2022. N(1). С. 108-120. DOI: 10.31677/2311-0651-2022-35-1-108-120.Lyakh P.A., Kоloshina K.A., Popova K.I., Lyakh A.A. Influence of the spectral composition of led radiation on plant growth and development. Innovations and Food Safety. 2022. N(1). 108-120 (In Russian). DOI: 10.31677/2311-0651-2022-35-1-108-120.Moustaka J., Moustakas M. Early-stage detection of biotic and abiotic stress on plants by chlorophyll fluorescence imaging analysis. Biosensors. 2023. Vol. 13. N8. 796. DOI: 10.3390/bios13080796.Moustaka J., Moustakas M. Early-stage detection of biotic and abiotic stress on plants by chlorophyll fluorescence imaging analysis. Biosensors. 2023. Vol. 13. N8. 796. DOI: 10.3390/bios13080796.Плотникова Л.Я., Самойлов В.Н. Перспективные направления повышения продуктивности растений в интенсивной светокультуре // Научный альманах. 2015. N12‒2 (14). C. 428-431. DOI: 10.17117/na.2015.12.02.428.Plotnikova L.Ya., Samoylov V.N. Perspective directions of increasing plant productivity in intensive light crop production. Scientific Almanac. 2015. N12-2 (14). 428-431 (In Russian). DOI: 10.17117/na.2015.12.02.428.Panfilova O., Ryago N., Ondrasek G. et al. Optimizing microclonal propagation of red currant cultivars: the role of nutrient media, sterilizers, and led lighting in plant adaptation. Horticulturae. 2025. Vol. 11. N2. 149. DOI: 10.3390/horticulturae11020149.Panfilova O., Ryago N., Ondrasek G. et al. Optimizing microclonal propagation of red currant cultivars: the role of nutrient media, sterilizers, and led lighting in plant adaptation. Horticulturae. 2025. Vol. 11. N2. 149. DOI: 10.3390/horticulturae11020149.

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