КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОВ НА ОСНОВЕ БИОАКТИВНОЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИИ

Марат Алдабергенов; Токтар Абильжанулы; Михо Янков Михов; Нурсултан Орынбаев

doi:10.37884/2-2026/01

Аннотация

Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения эффективности кормопроизводства в условиях аридных регионов и ограниченности природных ресурсов, что особенно актуально для животноводства Республики Казахстан. Одним из перспективных направлений решения данной задачи является внедрение автоматизированных гидропонных систем производства полнорационных зеленых кормов, обеспечивающих круглогодичное получение высокопитательной кормовой биомассы при минимальном потреблении воды и земельных ресурсов. Целью настоящего исследования является разработка и научное обоснование комбинированной автоматизированной системы производства гидропонных полнорационных кормов на основе биоактивной среды сапропелевого происхождения с применением алгоритмов искусственного интеллекта для предиктивного управления технологическими параметрами выращивания. В работе использованы методы инженерного проектирования, математического моделирования процессов ультрафиолетовой дезинфекции и светотехнического обеспечения, а также экспериментальные исследования влияния концентрации сапропеля на продуктивность гидропонного зеленого корма. Разработан контейнерный автоматизированный комплекс производительностью до 500 кг/сутки, оснащенный интеллектуальной системой мониторинга и управления параметрами микроклимата, освещения, полива и питательной среды. Установлено, что оптимальная концентрация сапропеля в питательном растворе составляет 2,0 %, при которой достигается максимальная урожайность гидропонной биомассы 29,8 кг/м², что на 35,4 % превышает контрольные значения. Оптимальная плотность фотосинтетического потока определена на уровне 300 мкмоль/м²·с. Внедрение предиктивных алгоритмов искусственного интеллекта позволило снизить расход воды на 31,2 % и энергопотребление на 28,7 %. Разработанная система обеспечивает снижение затрат на кормопроизводство на 30–40 % и может быть рекомендована для промышленного внедрения в условиях аридных регионов.

гидропонный зеленый корм сапропель Искусственный интеллект автоматизация АПК биоактивная среда животноводство Казахстан

01 Введение

Полный текст статьи доступен для скачивания в формате PDF на панели справа.

02 Список литературы

Address of the Head of State Kassym-Jomart Tokayev to the People of Kazakhstan. “Kazakhstan in the Era of Artificial Intelligence: Current Challenges and Their Solutions through Digital Transformation.” https://www.akorda.kz/ru/poslanie-glavy-gosudarstva-kasym-zhomarta-tokaeva-narodu-kazahstana-kazahstan-v-epohu-iskusstvennogo-intellekta-aktualnye-zadachi-i-ih-resheniya-cherez-cifrovuyu-transformaciyu-885145
Annisa Hakim, Nur Rachmy Fazriyah, Tera Fit Rayani, Pria Sembada and Sulassih (2024). The effect of different harvest ages on the productivity of maize and sorghum green fodder //E3S Web of Conferences 577, 02009 (2024) ICAS 2024. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202457702009
A’risya A’ina Abdullah, Chu-Liang Lee, Sew-Kin Wong, Ahmad Farimin Ahmad Osman, Zhi-Lin Sum, Kah-Yoong Chan (2023). The Effect of LED Grow Light Photoperiods on Indoor Hydroponic Lettuce Farming //Journal of Advanced Research in Applied Sciences and Engineering Technology 32. Issue 1 (2023). 368–377 https://doi.org/10.37934/araset.32.1.368377
Elmulthum N.A., Zeineldin F.I., Al-Khateeb S.A., Al-Barrak K.M., Mohammed T.A., Sattar M.N., Mohmand A.S. (2023). Water Use Efficiency and Economic Evaluation of the Hydroponic versus Conventional Cultivation Systems for Green Fodder Production in Saudi Arabia. Sustainability 2023. 15. 822. https://doi.org/10.3390/su15010822.
Emin M., Waseem M. (2022). Investigation and analysis of effective approaches, opportunities, bottlenecks and future potential capabilities for digitalization of energy systems and sustainable development goals, Elec. Power Syst. Res. 211 (2022). https://doi.org/10.1016/j.epsr.2022.108251.
Farvardin M., Taki M., Gorjian S., Shabani E., Sosa-Savedra J.C. (2024). Assessing the Physical and Environmental Aspects of Greenhouse Cultivation: A Comprehensive Review of Conventional and Hydroponic Methods. Sustainability 2024. 16. 1273. https://doi.org/10.3390/su16031273
Green Fodder. https://7universum.com/ru/nature/archive/item/10602
Gümüş H., Kowalczuk-Vasilev E. (2024). Effect of different sowing densities on biomass production and nutritive value of barley green fodder grown in hydroponic system. Agron. Sci. 79(3). 65–72. https://doi.org/10.24326/as.2024.5400
Grazia Pastorelli, Valentina Serra, Lauretta Turin (2024). Everaldo Attard Hydroponic fodders for livestock production – a review Ann. Anim. Sci., Vol. 24. No. 3 (2024). 645–656. https://doi.org/10.2478/aoas-2023-0075
Kirdan E.N. (2000). Energy-Saving Technology and Mechanization Tools for the Production of Hydroponic Green Fodder: PhD dissertation in Technical Sciences / KGAU. Simferopol, 2000.130 p.
Ma Y., Guo T., Zhang Z., Amat G., Jing Y., Tuo Y. and Hou L. (2024). Effect of feeding hydroponic barley seedlings to lactating ewes on blood biochemical indexes and growth performance of lambs. Front. Vet. Sci. 10:1280544. https://doi.org/10.3389/fvets.2023.1280544
James A. Weber, John D. Tenhunen, David M. Gates, Otto L. Lange (2015). The effect of photosynthetic photon flux density on cucumber and tomato transplants assimilative indices // Proceedings of the 7th International Scientific Conference Rural Development. 2015
Jung S., Kim J.S., Cho K.Y., Tae G.S., Kang B.G. (2000). Antioxidant responses of cucumber (Cucumis sativus) to photoinhibition and oxidative stress induced by norflurazon under high and low PPFDs // Screening Research Division, Korea Research Institute of Chemical Technology. P.O. Box 107. Yusung. Taejon. ― South Korea. Plant Sci. 2000. Apr 25. 153 (2).
Upreti, S., Ghimire, R.P., & Banskota, N. (2022). Comparison of different cereals for hydroponic fodder production in locally constructed polyhouse at Khumaltar, ― Lalitpur, Nepal. Journal of Agriculture and Natural Resources, 15(1). 27–33. https://doi.org/10.3126/janr.v5i1.50378

Ссылки для цитирования

[1]2026. КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОВ НА ОСНОВЕ БИОАКТИВНОЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИИ. Izdenister natigeler. 28, 2 (110) (Apr. 2026), 9–23. DOI:https://doi.org/10.37884/2-2026/01.

(1)КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОВ НА ОСНОВЕ БИОАКТИВНОЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИИ. Izdenister natigeler 2026, 28 (2 (110), 9-23. https://doi.org/10.37884/2-2026/01.

КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОВ НА ОСНОВЕ БИОАКТИВНОЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИИ. (2026). Izdenister Natigeler, 28(2 (110), 9-23. https://doi.org/10.37884/2-2026/01

КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОВ НА ОСНОВЕ БИОАКТИВНОЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИИ. Izdenister natigeler, [S. l.], v. 28, n. 2 (110), p. 9–23, 2026. DOI: 10.37884/2-2026/01. Disponível em: https://natsus.kaznaru.edu.kz/index.php/research/article/view/1316. Acesso em: 15 sep. 2026.

“ КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОВ НА ОСНОВЕ БИОАКТИВНОЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИИ”. 2026. Izdenister Natigeler 28 (2 (110): 9-23. https://doi.org/10.37884/2-2026/01.

“ КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОВ НА ОСНОВЕ БИОАКТИВНОЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИИ” (2026) Izdenister natigeler, 28(2 (110), pp. 9–23. doi:10.37884/2-2026/01.

[1]“ КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОВ НА ОСНОВЕ БИОАКТИВНОЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИИ”, Izdenister natigeler, vol. 28, no. 2 (110), pp. 9–23, Apr. 2026, doi: 10.37884/2-2026/01.

“ КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОВ НА ОСНОВЕ БИОАКТИВНОЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИИ”. Izdenister Natigeler, vol. 28, no. 2 (110), Apr. 2026, pp. 9-23, https://doi.org/10.37884/2-2026/01.

“ КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОВ НА ОСНОВЕ БИОАКТИВНОЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИИ”. Izdenister natigeler 28, no. 2 (110) (April 30, 2026): 9–23. Accessed September 15, 2026. https://natsus.kaznaru.edu.kz/index.php/research/article/view/1316.

1.КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОВ НА ОСНОВЕ БИОАКТИВНОЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИИ. Izdenister natigeler [Internet]. 2026 Apr. 30 [cited 2026 Sep. 15];28(2 (110):9-23. Available from: https://natsus.kaznaru.edu.kz/index.php/research/article/view/1316

1.КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОВ НА ОСНОВЕ БИОАКТИВНОЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИИ. Izdenister natigeler. 2026;28(2 (110):9-23. doi:10.37884/2-2026/01

[1] Address of the Head of State Kassym-Jomart Tokayev to the People of Kazakhstan. “Kazakhstan in the Era of Artificial Intelligence: Current Challenges and Their Solutions through Digital Transformation.” https://www.akorda.kz/ru/poslanie-glavy-gosudarstva-kasym-zhomarta-tokaeva-narodu-kazahstana-kazahstan-v-epohu-iskusstvennogo-intellekta-aktualnye-zadachi-i-ih-resheniya-cherez-cifrovuyu-transformaciyu-885145

[2] Annisa Hakim, Nur Rachmy Fazriyah, Tera Fit Rayani, Pria Sembada and Sulassih (2024). The effect of different harvest ages on the productivity of maize and sorghum green fodder //E3S Web of Conferences 577, 02009 (2024) ICAS 2024. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202457702009

[3] A’risya A’ina Abdullah, Chu-Liang Lee, Sew-Kin Wong, Ahmad Farimin Ahmad Osman, Zhi-Lin Sum, Kah-Yoong Chan (2023). The Effect of LED Grow Light Photoperiods on Indoor Hydroponic Lettuce Farming //Journal of Advanced Research in Applied Sciences and Engineering Technology 32. Issue 1 (2023). 368–377 https://doi.org/10.37934/araset.32.1.368377

[4] Elmulthum N.A., Zeineldin F.I., Al-Khateeb S.A., Al-Barrak K.M., Mohammed T.A., Sattar M.N., Mohmand A.S. (2023). Water Use Efficiency and Economic Evaluation of the Hydroponic versus Conventional Cultivation Systems for Green Fodder Production in Saudi Arabia. Sustainability 2023. 15. 822. https://doi.org/10.3390/su15010822.

[5] Emin M., Waseem M. (2022). Investigation and analysis of effective approaches, opportunities, bottlenecks and future potential capabilities for digitalization of energy systems and sustainable development goals, Elec. Power Syst. Res. 211 (2022). https://doi.org/10.1016/j.epsr.2022.108251.

[6] Farvardin M., Taki M., Gorjian S., Shabani E., Sosa-Savedra J.C. (2024). Assessing the Physical and Environmental Aspects of Greenhouse Cultivation: A Comprehensive Review of Conventional and Hydroponic Methods. Sustainability 2024. 16. 1273. https://doi.org/10.3390/su16031273

[7] Green Fodder. https://7universum.com/ru/nature/archive/item/10602

[8] Gümüş H., Kowalczuk-Vasilev E. (2024). Effect of different sowing densities on biomass production and nutritive value of barley green fodder grown in hydroponic system. Agron. Sci. 79(3). 65–72. https://doi.org/10.24326/as.2024.5400

[9] Grazia Pastorelli, Valentina Serra, Lauretta Turin (2024). Everaldo Attard Hydroponic fodders for livestock production – a review Ann. Anim. Sci., Vol. 24. No. 3 (2024). 645–656. https://doi.org/10.2478/aoas-2023-0075

[10] Kirdan E.N. (2000). Energy-Saving Technology and Mechanization Tools for the Production of Hydroponic Green Fodder: PhD dissertation in Technical Sciences / KGAU. Simferopol, 2000.130 p.

[11] Ma Y., Guo T., Zhang Z., Amat G., Jing Y., Tuo Y. and Hou L. (2024). Effect of feeding hydroponic barley seedlings to lactating ewes on blood biochemical indexes and growth performance of lambs. Front. Vet. Sci. 10:1280544. https://doi.org/10.3389/fvets.2023.1280544

[12] James A. Weber, John D. Tenhunen, David M. Gates, Otto L. Lange (2015). The effect of photosynthetic photon flux density on cucumber and tomato transplants assimilative indices // Proceedings of the 7th International Scientific Conference Rural Development. 2015

[13] Jung S., Kim J.S., Cho K.Y., Tae G.S., Kang B.G. (2000). Antioxidant responses of cucumber (Cucumis sativus) to photoinhibition and oxidative stress induced by norflurazon under high and low PPFDs // Screening Research Division, Korea Research Institute of Chemical Technology. P.O. Box 107. Yusung. Taejon. ― South Korea. Plant Sci. 2000. Apr 25. 153 (2).

[14] Upreti, S., Ghimire, R.P., & Banskota, N. (2022). Comparison of different cereals for hydroponic fodder production in locally constructed polyhouse at Khumaltar, ― Lalitpur, Nepal. Journal of Agriculture and Natural Resources, 15(1). 27–33. https://doi.org/10.3126/janr.v5i1.50378