Разработать методологию мониторинга и управления технологическими процессами и технические решения с использованием электрофизических и химических методов для выращивания сельскохозяйственных культур с заданными свойствами в закрытых агроэкосистемах.

В условиях увеличения численности населения Земли и урбанизации, остро встает вопрос обеспечения продовольственной безопасности населения. Одним из путей решения данной проблемы является наращивание производства сельскохозяйственной продукции в закрытых искусственных агроэкосистемах с использованием цифровых технологий. В настоящее время активно ведутся разработки технологий выращивания растительной продукции с применением светодиодных источников света для различных видов и сортов сельскохозяйственных культур. Выявлены проблемы, связанные с использованием новых источников света (светодиодных, лазерных, плазменных). Кроме разработки технологии и технических средств выращивания растений под светодиодными источниками света, необходимо рассматривать исследования в комплексном плане, а именно получить зависимости влияния света, питания, температуры, воздушной среды на качественные и количественные показатели растений. Для максимального раскрытия генетического потенциала растений требуются проведение исследований, направленных на увеличение урожайности, снижение сроков вегетации и получения продукции с заданными свойствами для использования ее в качестве функционального питания. Кроме того, важно в непрерывном режиме проводить мониторинг состояния растений и на основе данных обратной связи вносить корректировки в параметры микроклимата, питания, освещения и других факторов, влияющих на рост и развитие растений. Цель научных исследований – увеличение продуктивности и получение экологически чистой продукции с заданными свойствами за счет разработки технологии и технических средств для выращивания сельскохозяйственных культур в закрытых искусственных агроэкосистемах. Задачи научных исследований: изучить способы выращивания овощных культур и лекарственных трав в условиях закрытых искусственных агроэкосистем; разработать программу и методику экспериментальных исследований; создать опытные образцы фитосветильников и климатических камер для выращивания растений; провести экспериментальные исследования по определению закономерностей влияния питания, микроклиматических параметров, спектрального состава света, интенсивности и режимов освещения на продуктивность растений. Предполагаемые результаты: методология мониторинга и управления технологическими процессами производства сельскохозяйственных культур в закрытых искусственных агроэкосистемах; зависимости эффективности фотосинтеза, урожайности и качественных характеристик овощных культур и лекарственных трав от интенсивности и спектрального состава света; свето-климатические «рецепты» пофазного управления ростом растений; технические требования к источникам оптического излучения и климатическим камерам для применения в светокультуре; опытные образцы фитооблучателей с управляемыми параметрами; роботизированные средства для ухода за посевами и сбора урожая овощных культур; комплекс цифрового климатического оборудования для выращивания овощных культур в промышленных и бытовых условиях; технология управляемого выращивания овощных культур и лекарственных трав на основе искусственного интеллекта в условиях закрытых искусственных агроэкосистем. Возможная практическая значимость. Результаты исследований будут востребованы в организациях, занимающихся селекцией и семеноводством сельскохозяйственных культур; предприятиям тепличного производства овощных культур; фармацевтическим компаниям; научно-исследовательским институтам, проводящих исследования с растениями в контролируемых условиях; кроме того, результаты исследований могут быть использованы при разработке фитосветильников и программ управления освещением в условиях закрытых искусственных агроэкосистем, а также при разработке алгоритмов управления микроклиматическими параметрами в фитотронах.