Умные технологии для повышения эффективности управления тепличным производством в условиях климатических и экономических вызовов

Кормить людей в меняющемся климате

По мере потепления планеты и повышения непредсказуемости погоды выращивать достаточное количество продуктов становится сложнее, особенно в засушливых регионах. Теплицы дают возможность защитить культуры от волн тепла, засух и штормов, но простое наращивание их числа недостаточно. В этом исследовании рассматривается, как «умные» инструменты — такие как датчики и автоматические системы управления — могут помочь тепличным фермерам более рационально использовать воду, энергию и деньги, чтобы производить больше пищи и при этом снижать ущерб окружающей среде.

Почему более умные теплицы важны

Исследователи сосредоточились на провинции Тегеран в Иране, сухом и полусухом регионе, где тепличное хозяйство быстро развивается в целях укрепления продовольственной безопасности. Теплицы там уже дают более миллиона тонн овощей и десятки миллионов цветов ежегодно. Тем не менее многие из этих объектов эксплуатируются по традиционным методам: ручное отопление и охлаждение, базовые системы орошения и мало внимания послепроизводственной обработке. В мире, испытывающем климатические нагрузки и рост спроса на продукты, авторы утверждают, что такое производство должно управляться более разумно, чтобы не растрачивать дефицитную воду, энергию и средства.

Что измеряло исследование

Чтобы понять факторы хорошего управления теплицей, команда опросила 141 менеджера тепличных хозяйств. Они составили индекс «Хорошие практики управления теплицей», оценивающий, насколько хорошо каждая теплица справляется с тремя этапами: до посева (планирование, проектирование, обучение, финансирование), во время производства (полив, внесение удобрений, борьба с вредителями, температура и освещение) и после сбора урожая (хранение, упаковка, транспортировка и финансовый учет). Также были измерены пять широких факторов влияния: местные климатические условия, экономическая ситуация, техническое качество конструкций теплиц, наличие правил и стандартов и использование умных технологий, таких как датчики, системы управления и автоматизация.

Насколько хорошо теплицы управляются сегодня

Результаты показывают смешанную картину. Менеджеры теплиц в Тегеране неплохо справляются с ранним этапом: выбор места, изучение местного климата и инвестиции в базовое оборудование дают средние оценки выше 7 из 10. Качество управления снижается в период производства — слабее выполняются мероприятия по внесению удобрений, борьбе с вредителями и особенно по обогащению углекислым газом для стимулирования роста. Наибольшую слабость демонстрирует послепроизводственный этап. Хранение, упаковка, транспорт и финансовое управление получают оценки ниже 5, что тянет общую среднюю оценку управления примерно до 5,85 из 10. Только около 30 процентов теплиц достигают того, что авторы классифицируют как удовлетворительный уровень управления; остальные — на среднем или слабом уровне.

Как взаимодействуют климат, деньги и технологии

С помощью статистической методики, отслеживающей прямые и косвенные влияния, исследование показывает, что умные технологии оказывают наибольшее прямое влияние на улучшение управления. Теплицы, использующие датчики, автоматическое климат-контроль и более продуманную систему управления вредителями и поливом, как правило, эффективнее управляют всеми этапами — от планирования до послепроизводственной обработки. Однако решение об инвестициях в эти инструменты сильно формируется климатом и экономикой. Более суровые или изменчивые климатические условия стимулируют производителей к лучшим конструкциям и технологиям, что, в свою очередь, улучшает управление. Экономические условия сами по себе не гарантируют улучшения управления; они важны потому, что облегчают покупку оборудования, доступ к кредитам и субсидиям, а также соблюдение правил и стандартов, которые поощряют хорошие практики.

Что это значит для будущего продовольствия

Для неспециалистов главный вывод ясен: простое строительство большего числа теплиц не является гарантией продовольственной безопасности в условиях потепления. Умные технологии, поддерживаемые благоприятной экономической политикой и разумными правилами, — ключ к тому, чтобы теплицы были продуктивными и устойчивыми. Исследование предлагает правительствам и планировщикам помогать фермерам преодолевать высокие первоначальные затраты на датчики и автоматизацию через кредиты, субсидии или стимулы, а также уделять особое внимание часто пренебрегаемому послепроизводственному этапу, где сейчас теряется много ценности. Когда климатические вызовы, грамотный дизайн, понятные стандарты и умные инструменты объединяются, теплицы могут производить больше пищи с меньшими потерями драгоценной воды и энергии.

Цитирование: Barati, A.A., Zandi Nezami, M. & Shabanali Fami, H. Smart technologies for enhancing greenhouse production management under climate and economic challenges. Sci Rep 16, 13199 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42106-w

Ключевые слова: умные теплицы, климатически ориентированное сельское хозяйство, управление теплицей, точное земледелие, устойчивое производство продуктов питания