Способ и устройство экономически оптимального выращивания растений в защищенном грунте с дополнительным электрическим воздействием детерминированного уровня на их биологический электрический потенциал

Способ и устройство экономически оптимального выращивания растений в защищенном грунте с дополнительным электрическим воздействием детерминированного уровня на их биологический электрический потенциал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к промышленному и подсобному защищенному грунту, в том числе совмещенным с промышленным птицеводством или животноводством и может быть использовано при экономически оптимальном управлении процессом выращивания растений в теплице с обогревом и экзогенным электрическим воздействием биологически детерминированного уровня на биологический электрический потенциал вдоль стебля растений.

Известны многочисленные отечественные авторские свидетельства и зарубежные патенты на изобретения способов и устройств для стимуляции растения с помощью методов электрофизического воздействия на растения: 1. Патент №2016884 Великобритания, МКИ³ А01G 7/04. Способ и устройство для воздействия на рост растений. БИ №47, 1980. 2. Патент №2812546 Германия, МКИ А01G 7/04. Способ регулирования роста растений и устройство для его осуществления. БИ №39, 1980. 3. Патент №0087663 ЕПВ, МКИ³ А01G 7/04. Установка для создания электрического поля. БИ №36, 1984. 4. Патент №4020590 США, МКИ³ А01G 7/04. Способ обработки семян магнитным полем и устройство для осуществления этого способа. БИ №3, 1977. БИ №5. 5. Патент №2511578 Франция, МКИ А01G 7/04. Колебательный контур кольцевой формы для приема электромагнитных волн, влияющих на растения и организмы животных. БИ №14, 1983. БИ №5. 6. Патент №2446589 Франция, МКИ А01G 7/04. Магнитное устройство, применяемое в сельском хозяйстве. 1981. БИ №38. 7. Патент №2427047 Франция, МКИ³ А01G 7/04. Способ повышения плодородия с помощью электроосмоса. 1980. БИ №5. С помощью электроосмоса была достигнута оптимальная адаптация растений в лесных хозяйствах к метеорологическим условиям. Для этого проводящая сеть, включающая контакты в виде зондов прикреплялись к растениям в местах наиболее активного сокодвижения. При этом улучшается влагообеспеченность растения. 8. Патент №2271762 Франция, МКИ А01G 7/04. Способ улучшения обмена веществ и стимуляции роста. 1976. БИ №2. 9. Патент №2440150 Франция, МКИ³ А01G 7/04. Способ улучшения усвоения биохимической энергии растениями с использованием солнечной энергии или энергии электромагнитного излучения и устройств для его осуществления. 1980. БИ №27. 10. Патент №2528274 Франция, МКИ³ А01G 7/04. Устройство для электрического воздействия на растения с целью стимулирования их роста. 1984. БИ №9. 11. Патент №2355441 Франция, МКИ А01G 7/04. Устройство для электровозделывания растений. 1978. БИ №16. 12. Патент №51-16321 Япония, МКИ А01С 1/00. Устройство для обработки семян в магнитном поле. 1976. БИ №18. Они решают аналогичные задачи повышения продуктивности растений без учета хозяйственных последствий электрофизических воздействий на растения.

В этих технических решениях использованы результаты экспериментов по стимуляции роста растений и улучшению обмена веществ, как в открытом грунте, так и в тепличных условиях. В частности, для этого около корней заглублялись электроды, соединенные с генератором высокого электростатического напряжения. Другой способ стимуляции работает по принципу электрической батареи. В качестве электролита используется почва, в которой разводится данная культура. Замыкают накоротко группы положительных и отрицательных электродов, погруженных в почву, вызывая тем самым нагревание электролита вследствие прохождения тока. Были проведены также эксперименты с применением солнечных элементов в качестве источника электроэнергии. Более чем двукратное увеличение вегетативной массы опытных растений было достигнуто путем подключения солнечных элементов к корневой системе растений и экспозиции в течение 30 дней. Наибольший эффект стимуляции по сравнению с контрольными вариантами наблюдался у затененных растений. Разработан способ, стимулирующий усвоение биохимической энергии растениями при помощи электромагнитного излучения Солнца с использованием приемных устройств, а также устройство, представляющее собой антенну кольцевой формы для приема электромагнитного излучения из окружающего пространства и благоприятного воздействия на растения. Однако, в исследованиях необходимо учитывать природно-физические факторы, которые значительно изменяют характер проявления ответных реакций растений на электромагнитное воздействия антропогенного происхождения. Так, например, в земной атмосфере действует глобальный процесс разделения зарядов, в результате чего атмосфера содержит избыточный положительный объемный заряд, а на земной поверхности индуцирован нейтрализующий его поверхностный отрицательный заряд. Это разделение зарядов является причиной существование электрического поля в тропосфере. Величина и направление электрического поля этого гигантского сферического конденсатора широко варьирует в пространстве и времени и зависит от погодных условий, орографии местности, времени года, суток и других неконтролируемых факторов. В безоблачную погоду электрическое поле атмосферы приблизительно вертикально и его напряженность уменьшается с высотой в среднем от 130 В/м у поверхности Земли и до нескольких вольт на метр на высоте 10 км. [Солнцева Н.П., Фёдоров В.М., Рубин А.Б. и др. Современные проблемы изучения и сохранения биосферы. Том 3. Проблемы восстановления и сохранения систем биосферы // Коллективная монография под ред. Красногорской Н.В. - Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1992. - 356 с. УДК: 58.02 57.084.2]. Все растительные организмы функционируют в течение всей своей жизнедеятельности, находясь в электрическом, магнитном и гравитационных полях в среде, частично ионизированной космическими и радиоактивными излучениями. Гравитационное поле, как известно, остается практически постоянным, к нему растения надежно адаптировались.

Известен способ регулирования факторов внешней среды при выращивании растений и устройство для его осуществления (см.: АС №886835 СССР. Способ регулирования факторов внешней среды при выращивании растений и устройство для его осуществления. М. Кл.³ А01G 7/00. Приоритет 14.02.1979 г. Заявка №2724185/15. Опубл. заявка. 07.12.1981. Опубл. АС 07.12.1981. Бюл. №45. Авторы АС Дорошек и И.А. Рыбин. Уральский Ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. A.M. Горького.). Целью изобретения является упрощение процесса регулирования и повышение его эффективности для оптимизации жизнедеятельности растений путем расширения их адаптивных возможностей. Автоматическое регулирование факторов внешней среды осуществляют в зависимости от биоэлектрического потенциала листа растения. Блок регуляторов непрерывно изменяет уровни факторов внешней для растения среды в зависимости от величины биоэлектрического потенциала на основе заданной программы или алгоритма управления в соответствии с выбранным критерием оптимальности, например, интенсивностью фотосинтетического производства энергии растениями. Применение способа и устройства позволяет отказаться от промежуточных звеньев между растительными объектами и системами управления. Информацию о процессах, происходящих в растениях при регулировании факторов внешней среды, причем сразу в электрической форме, несет непосредственно физиологический показатель - биоэлектрический потенциал. Так как данный электрофизиологический показатель отражает функциональное состояние фотосинтезирующих тканей растений и их адаптацию к внешним условиям, то факторы внешней среды (например, освещенность), непрерывно регулируемые биоэлектрическим потенциалом, становятся, таким образом, эндогенно управляемыми. Это обеспечивает расширение адаптивных возможностей растений и, близкие к оптимальным условиям, условия их жизнедеятельности. В частности, происходит более эффективное усвоение световой энергии и интенсификация сопряженных с фотосинтезом процессов, например, всасывания корневой системой растений питательных растворов.

Недостатком данного технического решения является отсутствие возможности управления процессом выращивания растений в теплице по экономическому признаку и соответствующие большие затраты энергии на обогрев теплицы при неблагоприятных наружных климатических условиях. Также велики затраты потерянной теплицей энергии при непрерывное регулировании уровня каждого из управляемых внешних факторов до установления оптимального значения уровня, которого может быть и не установлено для некоторых факторов при многопараметрической оптимизации процесса выращивания растений.

Указанный недостаток обусловлены тем, что в известном техническом решении имеется только возможность автоматического достижения наивысшего значения биоэлектрического потенциала, соответствующего режиму наивысшей продуктивности растений, и отсутствует возможность управления по хозяйственному признаку. Причиной низкой точности и даже невозможности оптимизации значений некоторых из всех управляемых параметров внешней среды является высокая инерционность растительных биологических процессов и большая постоянная времени, а также большое время запаздывания (задержки) системы регулирования параметров фитотрона.

Известен способ стимуляции роста растений (см.: АС СССР 1639496. Способ стимуляции роста растений. А01G 7/00. Заявка 4419902/15. Приоритет 01.04.1988 г. Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева. / Н.Н. Третьяков, Л.Г. Прищеп, Ю.Х. Шогенов, К.И. Каменская и А.И. Лузик // 07.04.1991 г. Бюл. №13). Цель - повышение урожайности. Электрический постоянный ток 0,001…1,0 мкА пропускается через растение в период его вегетации. Положительный потенциал источника тока подают в зону корневой системы растения, а отрицательный - к верхней его части. По умолчанию предполагается применение способа в растениеводстве защищенного грунта, то есть в тепличном растениеводстве. Поскольку прикрепление отрицательных электродов к верхушкам стеблей растений в полевых условиях практически затруднено и связано с большими затратами.

Недостатком данного технического решения является отсутствие возможности управления процессом выращивания растений в теплице по экономическому признаку. Известное техническое решение связано только с процессом электростимуляции растений без учета хозяйственных последствий этих действий и потому просто не предназначено для действий системы автоматизации процесса.

Указанный недостаток обусловлены тем, что в известном техническом решении отсутствуют новые технические решения автоматического управления по экономическому (по хозяйственному) признаку (критерию), позволяющие установить и частично с помощью известного технического решения обеспечить необходимый экономически наилучший режим процесса выращивания растений в теплице с искусственным внешним электрическим воздействием на биологический электрический потенциал стеблей растений.

Известен способ определения режимов электростимуляции растений (см.: АС СССР 1558341. Способ определения режимов электростимуляции растений. А01G 7/04. Заявка 4398273/30-13. Приоритет 28.03.1988 г. Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева. / К.И. Каменская, Н.Н. Третьяков, Ю.Х. Шогенов // 23.04.1990 г. Бюл. №15). Изобретение относится к электрофизиологии и может быть использовано при выращивании растений в условиях защищенного грунта. Цель - повышение точности определения режимов электростимуляции растений. Растения предварительно выращивают в оптимальных агротехнических условиях. Определяют у них разность биоэлектрических потенциалов между основанием и верхней частью растения. Режим электростимуляции в производственных условиях выбирают таким, чтобы пропускаемый через растение ток создавал разность потенциалов, равную разности биоэлектрических потенциалов (БЭП) растения, определенной в наилучших условиях среды обитания растения.

Недостатком данного технического решения является также отсутствие возможности управления процессом выращивания растений в теплице по экономическому критерию. Известное техническое решение связано только с процессом электростимуляции растений без учета хозяйственных последствий этих действий и потому просто не предназначено для действий системы автоматизации процесса по хозяйственному признаку.

Указанный недостаток обусловлены тем, что в известном техническом решении отсутствуют новые технические решения автоматического управления по экономическому (по хозяйственному) критерию (признаку), позволяющие установить и частично с помощью известного технического решения обеспечить необходимый экономически наилучший режим процесса выращивания растений в теплице с искусственным внешним электрическим воздействием на биологический электрический потенциал стеблей растений.

Известна система регулирования факторов внешней среды для оптимизации фотосинтеза растений (см.: АС 535921 СССР. Система регулирования факторов внешней среды для оптимизации фотосинтеза растений / М. Кл.² А01G 7/00. Заявка №2158871/15. Приоритет 25.07.1975 г. Авторы: А.В. Малиновский и В.Л. Корбут. Ордена Трудового Красного Знамени институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева и Институт медико-биологических проблем // Опубл. 25.11.1976 г. Бюл. №43). Для формирования сигнала величины критерия оптимизации по сигналам датчиков температуры воздуха и световой облученности, газоанализатора СO₂ используется аналоговая вычислительная машина или любое другое устройство, способное осуществить функции математического преобразования сигнала в соответствии с принятым критерием оптимизации, а именно интенсивностью фотосинтеза. Изменение направления движения исполнительных электродвигателей не произойдет, пока приращение критерия оптимизации не поменяет знак.

Недостатком являются задержки при установлении оптимальных значений управляемых параметров и связанные с ними дополнительные потери энергии на обогрев помещения с растениями.

Причиной этого является большая инерционность процесса выращивания растений и связанное с ней большое время запаздывания системы регулирования.

Известна система оптимизации факторов среды при выращивании растений (см.: АС №703064 СССР. Система оптимизации факторов среды при выращивании растений / А01G 7/00. Заявка №2583005/30-15. Приоритет 22.02.1978 г. Авторы: К.Б. Норкин, О.Б. Суслова, И.В. Тиме, Ю.А. Беркович и В.Л. Корбут // Ордена Ленина институт проблем автоматики и телемеханики и Институт медико-биологических проблем // Опубл. 15.12.1979. Бюл. №46.). Измеряются оптимизируемые параметры среды (температура, влажность, концентрация СO₂ в воздухе и т.д.). По математической модели вычисляется значение продуктивности растений в качестве критерия оптимизации на прогнозируемый период. Находятся технологические режимные оптимальные значения параметров среды.

Недостатком являются большие затраты на обогрев фитотрона или теплицы.

Причиной этого является использование технологического критерия (см.: текст описания изобретения, с. 4, строки 23 и 24). Прямо указана именно такая цель в формуле изобретения: «повышение продуктивности сельскохозяйственных культур путем улучшенная технологических режимов при их выращивании».

Известен способ автоматического управления температурным режимом в теплице (см.: АС №1503711 СССР, МПК⁴ А01G 9/26. Способ автоматического управления температурным режимом в теплице / Ф.Я. Изаков, С.А. Попова (СССР). Заявка №4288057/30-15. Заявлено 21.07.1987 г. Опубл. 30.08.1989 г. Бюл. №32], в котором весь период выращивания растений делится на равные промежутки времени, продолжительность которых меньше постоянной времени самого быстродействующего возмущения. Для этого промежутка времени вычисляется оптимальная из условия равенства нулю производной энергозатрат на единицу продукции температура. В соответствии с этой температурой изменяется уставка задатчика температуры, обеспечивающая поддержание ее постоянства в течение выбранного промежутка времени.

Недостаток способа: предложенный способ не позволяет решить актуальную задачу производства овощей в защищенном грунте, решением которой является повышение коэффициента полезного действия (КПД) механизма фотосинтеза растений, а также большие потери продукции и большие хозяйственные потери.

Недостаток обусловлен тем, что в условиях естественной облученности средние по густоте посадки используют лишь 1% приходящей энергии солнечного излучения, что значительно ниже теоретически возможного. Также тем, что определяется только энергетически, а не экономически, и даже не технологически наилучшая температура внутреннего воздуха теплицы.

Известен способ автоматического управления температурным режимом в теплице (см.: патент №2049380 РФ. Способ автоматического управления температурным режимом в теплице. МКИ⁷ А01G 9/26. Заявка №5067516/15. Приоритет (дата подачи заявки) 13.10.1992 г. Дата публикации патента 10.12.1995 г. Заявители Изаков Ф.Я и др. Патентообладатель(и): Изаков Ф.Я. и др. Способ включает в себя разбиение периода выращивания растений на равные промежутки времени, измерение в каждом из этих промежутков освещенности, плотности потока солнечной радиации, наружной температуры, скорости ветра и влажности наружного воздуха, определение по результатам этих измерений оптимальной по продуктивности и и естественной температуры воздуха в теплице. Вычисляют оптимальную по энергоемкости температуру внутреннего воздуха и корректируют оптимальную по продуктивности температуру.

Недостатком является отсутствие данных измерений реального значения температуры внутреннего воздуха, что даже при наличии ее вычислений вносит существенную ошибку в определение потребной мощности обогрева теплицы, и соответствующие большие энергетические и хозяйственные затраты.

Причиной этого является отсутствие действия измерения температуры внутреннего воздуха и управление обогревом только по признаку продуктивности, без учета затрат на обогрев.

Известен способ автоматического управления температурно-световым режимом в теплице (см.: патент на изобретение №2403705. Способ автоматического управления температурно-световым режимом в теплице. МПК А01G. Начало действия патента: 29.06.2009 г. Дата публикации: 20.11.2010 г. Авторы: Изаков Феликс Яковлевич, Попова Светлана Александровна, Супрун Мария Александровна, Антонов Игорь Николаевич. Патентообладатель: Федеральное государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования «Челябинский государственный агроинженерный университет»). Способ включает в себя вычисление оптимальной температуры по признаку продуктивности растений. Измеряют влажность воздуха, температуру воздуха и освещенность в теплице с получением сигналов от датчиков воздуха, температуры и освещенности соответственно, измеряют возраст растений с получением сигнала от счетчика возраста растений, определяют и устанавливают оптимальную по критерию продуктивности дневную температуру воздуха внутри теплицы, оптимальную по критерию продуктивности освещенность.

Недостатком являются большие энергетические и хозяйственные затраты.

Причиной этого является управление обогревом только по признаку продуктивности, без учета затрат на обогрев.

Известен способ автоматического управления свето-температурно-влажностным режимом в теплице и система для его реализации (см.: патент РФ на изобретение №2403706. Способ автоматического управления свето-температурно-влажностным режимом в теплице, и система для его реализации МПК А01G. Начало действия патента: 29.06.2009 г. Дата публикации: 20.11.2010 г. Авторы: Попова Светлана Александровна, Супрун Мария Александровна, Антропов Андрей Анатольевич, Изаков Феликс Яковлевич. Патентообладатель: Федеральное государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования «Челябинский государственный агроинженерный университет». По результатам измерений определяют многомерную оптимальную по критерию продуктивности дневную температуру, которую сравнивают с результатами измерения текущего значения температуры. В дополнение к этой функции должны быть вычислены многомерные оптимальные по продуктивности значения освещенности и влажности воздуха, которые сравнивают с текущими измерениями в теплице. Если реальная освещенность в теплице ниже расчетной, должна быть включена аппаратура «досвечивания» на период, установленный агротехником. А если реальная влажность воздуха в теплице ниже расчетной, должна быть включена увлажняющая установка. Определяют по математической модели и устанавливают оптимальную по критерию продуктивности дневную температуру воздуха в теплице, далее так же определяют и устанавливают многомерную оптимальную по критерию продуктивности освещенность, далее определяют и устанавливают многомерную оптимальную по критерию продуктивности влажность воздуха в теплице.

Недостатком являются большие энергетические и хозяйственные затраты.

Причиной этого является управление обогревом только по признаку продуктивности, без учета затрат на обогрев.

Известен способ автоматического управления температурным режимом в теплице (см.: АС №1438657 СССР, МПК⁴ А01G 9/26. Способ автоматического управления температурным режимом в теплице / Ф.Я. Изаков, С.А. Попова. Е.В. Стрельникова и Л.В. Гребенкина (СССР). Заявка №3738938/30-15; заявлено 20.01.1984; Опубл. 23.11.1988. Бюл. №43). Для повышения эффективности весь период выращивания растений делится на равные промежутки времени и для каждого вычисляется оптимальная из условия равенства нулю производной от экономического критерия температура внутреннего воздуха теплицы. Этот критерий эффективности (признак результативности) есть принятая авторами частичная прибыль, равная разности стоимости продукции в ценах реализации и стоимости затрат на обогрев теплицы, причем почему-то без учета температуры наружного воздуха. В соответствии с этой экономически оптимальной температурой изменяется уставка задатчика температуры внутреннего воздуха.

Рассмотренный способ имеет ряд недостатков. Главный из них: до сих пор отсутствуют математические модели урожая как конечного продукта процесса вегетации растений, а значит, этот способ трудно реализуем. То есть отсутствует точная математическая модель продуктивности тепличных растений от освещенности (интенсивность и спектральный состава света), температуры воздуха в помещении теплицы, концентрации СО₂ и О₂, водного режима корневой системы растения, способа минерального питания растений, а также внутренних особенностей растений - возраста, содержания хлорофилла и ферментов, количества воды в листе, структуры листа, степени открытости устьиц и т.д. (Электронный ресурс. Связь фотосинтеза с продуктивностью. 7x-uni.com>mir/info/2-svyaz…s-produktivnostyu-7. http://mirzna-nii.com/info/2-svyaz-fotosinteza-s-produktivnostyu-7).

Известны способ управления экономичной обогревательной технологией в животноводстве и птицеводстве и устройство для его осуществления (см.: патент РФ 2300194. Способ управления экономичной обогревательной технологией в животноводстве и птицеводстве и устройство для его осуществления / А.В. Дубровин и др. // БИ 2007. №.16. Патентообладатель: Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства). Выбран здесь за прототип, в котором критерий эффективности (признак результативности) есть принятая автором частичная прибыль, равная разности стоимости продукции в ценах реализации и стоимости затрат на обогрев теплицы, причем с учетом температуры наружного воздуха. В соответствии с этой экономически оптимальной температурой изменяется уставка задатчика температуры внутреннего воздуха.

Недостатком данного технического решения является невозможность применения его для экономически оптимального управления обогревом теплицы с растениями.

Причиной этого являются различия в требованиях норм технологического проектирования птицеводческих, животноводческих и растениеводческих предприятий по поддержанию температурного режима в производственном помещении.

Задачей изобретения является повышение точности, увеличение функциональных возможностей и расширение арсенала технических средств заявленного назначения для управления технологическим процессом выращивания растений в теплице с искусственным внешним электрическим воздействием на биологический электрический потенциал стеблей растений.

В результате использования изобретения повышается точность управления технологическим процессом выращивания растений в теплице с искусственным внешним электрическим воздействием на биологический электрический потенциал стеблей растений, увеличиваются функциональные возможности, и расширяется арсенал технических средств заявленного назначения. При этом существенно снижаются потери продукции растениеводства. Таким образом, технический результат заключается в реализации способом и устройством заявленного назначения.

Экономический критерий (хозяйственный признак) управления, в том числе, процессом выращивания растений в теплице с искусственным внешним электрическим воздействием на биологический электрический потенциал стеблей растений, является общепризнанным и по своему существу всеобъемлющим показателем эффективности (результативности) любого технологического процесса. При этом его правильное применение требует достаточно точного учета хотя бы основных общеизвестных его составляющих, наиболее сильно влияющих на результативность (эффективность) данного технологического процесса. В рыночной экономике (в свободном хозяйствовании) основным критерием экономической эффективности является прибыль производства, равная разности между ценой реализации произведенной продукции и себестоимостью ее производства. Точной математической модели количественной связи продуктивности растений с многочисленными влияющими на нее факторами среды в настоящее время не разработано. Вот здесь-то и стоит использовать БЭП растений как однозначную характеристику скорости фотосинтеза, или продуктивности. Если цена реализации равна всего лишь произведению объема выпущенной продукции на ее удельную цену, то себестоимость производства продукции включает в себя множество различных составляющих. Это затраты на подкормку растений и эксплуатационные затраты различных видов.

Эксплуатационные затраты включают в себя стоимость энергии различных видов, зарплату обслуживающего и руководящего персонала, также амортизационные, реновационные, ремонтные отчисления на капитальные вложения (на стоимость зданий, оборудования, измерительных приборов и т.п.), транспортные расходы и многое другое. На изменения режима работы теплицы влияет только изменяющаяся часть эксплуатационных затрат, то есть стоимость энергии на ее обогрев в зависимости от сочетания температур внутреннего и наружного воздуха.

Технические решения использования достаточно обоснованного признака (критерия) экономической эффективности тепличного растениеводства при автоматическом управлении процессом обогрева теплицы с искусственным внешним электрическим воздействием на биологический электрический потенциал стеблей растений в настоящее время не известны.

Вышеуказанный технический результат достигается способом экономически оптимального выращивания растений в защищенном грунте с дополнительным электрическим воздействием детерминированного уровня на их биологический электрический потенциал, включающим в себя измерение и задание величины температуры помещения, сравнение измеренной и заданной величин, регулирование режима обогрева помещения по результату сравнения, измерение величины температуры внутреннего воздуха помещения, измерение величины температуры наружного воздуха, формирование сигнала величины температуры помещения, периодическое изменение сигнала сформированной величины температуры помещения в диапазоне между технологически допустимыми наименьшим и наибольшим ее заданными значениями, вычисление в зависимости от изменяемого сигнала сформированной величины температуры помещения стоимости затрат энергии на общий обогрев помещения и стоимости продукции данной партии биологических объектов, вычисление потерь тепловой энергии помещением в зависимости от измеренной величины температуры внутреннего воздуха в помещении, вычисление двух разностей между последней и первой указанными стоимостями в качестве двух значений прибыли в режиме наивысшей продуктивности биологических объектов при нормативном значении температуры помещения и наибольшее значение этой разности при экономически оптимальном значении температуры помещения в диапазоне между технологически допустимыми наименьшим и наибольшим заданными значениями сигнала сформированной величины температуры помещения, вычитание из второй разности стоимостей первой разности стоимостей и получение третьей разности стоимостей между двумя первыми в виде прироста прибыли, определение наибольшего значения последней разности стоимостей в виде численного значения критерия прироста прибыли и соответствующего ей сигнала сформированной величины температуры помещения, сравнение соответствующий последней наибольшей разности стоимостей сигнал сформированной величины температуры помещения с измеренной величиной температуры помещения и по результату сравнения корректируют режим обогрева помещения, электрическую стимуляцию роста растений для улучшения обмена его веществ как в открытом грунте, так и в тепличных условиях, посредством подачи положительного потенциала источника тока в зону корневой системы растения, а отрицательного потенциала к верхней части растения, причем формируют сигнал величины температуры внутреннего воздуха помещения, периодически изменяют сигнал сформированной величины температуры внутреннего воздуха помещения в диапазоне между технологически допустимыми наименьшим и наибольшим ее заданными значениями, измеряют величину угла между направлением на набегающий на помещение теплицы движущийся наружный воздух или направлением ветра и направлением на север и формируют сигнал направления ветра, вычисляют потери тепловой энергии помещением в зависимости от сигнала сформированной величины температуры внутреннего воздуха помещения и от измеренной температуры наружного воздуха, относительной влажности внутреннего воздуха, температуры наружного воздуха, относительной влажности наружного воздуха, облученности растений, скорости движения наружного воздуха или скорости ветра, направления ветра, формируют и задают сигнал разности биоэлектрических потенциалов растения, определенной заранее опытным путем в наилучших условиях среды обитания растения данного вида и возраста при его наивысшей продуктивностии при дополнительном электрическом воздействии детерминированного уровня на их биологический электрический потенциал, подают сформированный и заданный сигнал разности биоэлектрических потенциалов на стебли растений, вычисляют при экономически оптимальном значении температуры внутреннего воздуха помещения электрофизиологическое приращение продуктивности растений за счет действия искусственной величины сформированного и заданного сигнала разности биоэлектрических потенциалов, электрофизиологическое приращение стоимости произведенной растительной продукции в ценах ее реализации, электрофизиологический прирост расчетной прибыли с учетом затрат только энергии на общий обогрев теплицы, и суммируют указанный электрофизиологический прирост с наибольшим значением расчетной прибыли при экономически оптимальном значении температуры внутреннего воздуха помещения, индицируют для руководства тепличного хозяйства и для персонала теплицы измеренные, вычисленные и сформированные сигналы.

Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что первое устройство экономически оптимального выращивания растений в защищенном грунте с дополнительным электрическим воздействием детерминированного уровня на их биологический электрический потенциал содержит датчик температуры внутреннего воздуха, датчик относительной влажности внутреннего воздуха, датчик температуры наружного воздуха, датчик относительной влажности наружного воздуха, датчик облученности растений, датчик скорости движения наружного воздуха или скорости ветра, блок задатчиков вида и возраста растений, текущего времени выращивания растений, имитированного сигнала температуры внутреннего воздуха, сигналов развертки в технологическом диапазоне температуры внутреннего воздуха, значений коэффициентов и констант математических моделей продуктивности и теплообмена теплицы с окружающей средой, вычислительный блок, блок управления или первый формирователь экономически оптимального значения температуры внутреннего воздуха или первый оптимизатор, первый регулятор температуры внутреннего воздуха, обогреватель, блок индикации технических, технологических и экономических параметров и характеристик процесса выращивания растений в теплице, выходы датчика температуры внутреннего воздуха, датчика относительной влажности внутреннего воздуха, датчика температуры наружного воздуха, датчика относительной влажности наружного воздуха, датчика облученности растений, датчика скорости движения наружного воздуха или скорости ветра, блок задатчиков подключены к соответствующим входам вычислительного блока, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами блока управления, блока индикации, выход блока управления подключен к дополнительному входу вычислительного блока и к первому входу регулятора температуры внутреннего воздуха, второй вход которого дополнительно соединен с выходом датчика температуры внутреннего воздуха, а выход подключен к входу обогревателя, причем в устройство введены второй формирователь искусственного электрического наивысшего значения биологического электрического потенциала растений данного вида и возраста при близких к оптимальным условиям среды обитания, второй регулятор напряжения искусственного биологического электрического потенциала или искусственно созданного внешнего электрического отрицательного потенциала, приложенного к вершине растения по отношению к грунту, входное электрическое сопротивление стеблей растений теплицы, верхушки которых механически закреплены на прочных электропроводящих шпалерах и электрически присоединены к ним, датчик направления ветра, выход которого соединен с соответствующим входом вычислительного блока, третий выход вычислительного блока через второй формирователь подключен к первому входу второго регулятора, выход и второй вход которого подключены соответственно к входному электрическому сопротивлению стеблей растений теплицы и к корпусу первого устройства, электрически соединенному с грунтом.

Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что второе устройство способом экономически оптимального выращивания растений в защищенном грунте с дополнительным электрическим воздействием детерминированного уровня на их биологический электрический потенциал содержит датчик температуры внутреннего воздуха, датчик относительной влажности внутреннего воздуха, датчик температуры наружного воздуха, датчик относительной влажности наружного воздуха, датчик облученности растений, датчик скорости движения наружного воздуха, или скорости ветра, блок задатчиков вида и возраста растений, текущего времени выращивания растений, имитированного сигнала температуры внутреннего воздуха, сигналов развертки в технологическом диапазоне температуры внутреннего воздуха, значений коэффициентов и констант математических моделей продуктивности и теплообмена теплицы с окружающей средой, вычислительный блок, первый блок управления или первый формирователь экономически оптимального значения температуры внутреннего воздуха, или первый оптимизатор, первый регулятор температуры внутреннего воздуха, обогреватель, блок индикации технических, технологических и экономических параметров и характеристик процесса выращивания растений в теплице, выходы датчика температуры внутреннего воздуха, датчика относительной влажности внутреннего воздуха, датчика температуры наружного воздуха, датчика относительной влажности наружного воздуха, датчика облученности растений, дат