МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА ТЕПЛИЦ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ ТОМАТОВ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА

Аннотация

В данной статье представлены результаты комплексного исследования по оптимизации микроклимата тепличных комплексов в условиях Костанайской области Казахстана. Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения эффективности сельскохозяйственного производства в регионах с неблагоприятными климатическими условиями. Основное внимание уделено разработке математической модели управления параметрами микроклимата для выращивания томатов – одной из наиболее экономически значимых тепличных культур. Исследование проводилось с применением современных методов математического моделирования, включая множественный регрессионный анализ, метод поверхности отклика (RSM) и численные методы оптимизации. Экспериментальная база включала тепличный комплекс ТОО "Костанайские теплицы", оснащенный автоматизированной системой контроля параметров среды. В ходе работы осуществлялся мониторинг температуры, влажности, концентрации CO₂ и уровня освещенности с использованием высокоточных датчиков. Полученные результаты свидетельствуют, что оптимальные параметры микроклимата для томатов составляют: дневная температура 25-28°C (ночная 16-18°C), относительная влажность 60-65%, концентрация CO₂ 1000-1100 ppm, освещенность 12-14 тыс. люкс. Разработанная адаптивная модель управления позволяет поддерживать эти параметры с точностью ±2%, что обеспечивает увеличение урожайности на 22-27% по сравнению с традиционными методами выращивания. Особое значение имеет предложенная система энергосбережения, включающая использование возобновляемых источников энергии. Расчеты показывают снижение энергопотребления на 15-18% при сохранении высоких показателей урожайности. Практическая значимость исследования подтверждена внедрением результатов на производственных площадках региона.