vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2018-56-3-321-334vestiag-306Research ArticleЗЕМЛЯРОБСТВА І РАСЛІНАВОДСТВAAGRICULTURE AND PLANT CULTIVATIONИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОЛЕВОГО АГРОНОМИЧЕСКОГО ОПЫТАMATHEMATICAL SIMULATION FOR IMPROVEMENT OF RELIABILITY OF EVALUATION OF THE FIELD AGRONOMIC EXPERIMENT RESULTSЛихацевичА. П.LikhatsevichA. P.

член-корреспондент, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник, Институт мелиорации, Национальная академия наук Беларуси

Corresponding Member, D.Sc. (Engineering), Professor

niimel@mail.ruИнститут мелиорации, Национальная академия наук Беларуси, МинскThe Institute of Land Reclamation, the National Academy of Sciences of Belarus201825082018563321334Copyright © Лихацевич А.П., 20182018Лихацевич А.П.Likhatsevich A.P.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/306

Программирование (модеирование) урожая в зоне «рискованного земледелия», к которой относится Беларусь, по данным однофакторного эксперимента, учитывающего только пищевой режим, может привести к недопустимо большим ошибкам в расчетах. Этих ошибок достатьчно просто избежать при повышении факторности агрономического опыта путем использования стандартных метеорологических данных, обработанных с использованием математической модели урожая сельскохозяйственных культур. Предложена и апробирована математическая модель влияния факторов среды на урожай сельскохозяйственных культур. Показано, что с ростом числа учитываемых урожаеформирующих факторов точность моделирования (расчета) урожая возрастает. Продемонстрированы возможности математического моделирования, позволяющего перейти от однофакторного к многофакторному агрономическому исследованию, привлекая при анализе полученных результатов опыта в качестве дополнительной информации метеорологические данные, характеризующие влаго- и теплообеспеченность вегетационного периода. Условия влагообеспеченности можно достаточно точно характеризовать атмосферными осадками, выпадающими в течение вегетации, а теплообеспеченность – максимальными суточными температурами воздуха в этот же период. Включение в анализ дополнительно водного и теплового факторов урожая позволяет не только увеличить факторность полевого опыта, но и на основе предложенной математической модели существенно повысить обоснованность выводов по его результатам.

 

The programming (simulation) of yield in the area of “risky farming” that Belarus belongs to according to data from a single-factor experiment considering only the food mode, can lead to unacceptably large errors in the calculations. These errors can easily be avoided by increasing the factorality of agronomic experiment by using standard meteorological data processed using mathematical model of crop yields. A mathematical model of environmental factors effect on crop yields is proposed and tested. It is shown that the accuracy of yield simulation (calculation) increases with the growing number of crop-forming factors taken into account. The possibilities of mathematical simulation allowing to switch from one-factor to multifactorial agronomic research are demonstrated, involving meteorological data characterizing the moisture and heat availability of the vegetation period when analyzing the results of the experiment as additional information. The moisture supply conditions can be characterized quite accurately by atmospheric precipitation during the vegetation period, and the heat supply – by the maximum daily air temperatures in the same period. Inclusion in analysis of additional water and heat factors of yield makes it possible not only to increase the factorality of field experiment, but also to substantially increase the conclusions validity according to the results based on the proposed mathematical model.

 

математическое моделированиеполевой агрономический опытфакторы среды обитания растенийпищевой режимувлажнение почвытепловой режимурожайностьурожаеформирующие факторысельскохозяйственные культурыmathematical simulationfield agronomic experimentfactors of the plant habitatfood modesoil moisteningthermal modeyieldyield factorsagricultural cropsReferencesАбнормальные формы функции отклика «удобрения-продуктивность»: полевые наблюдения и модельный анализ / А.Г. Топаж [и др.] // Изв. Тимирязев. c.-х. акад. – 2015. – Вып. 2. – С. 15–27.Topazh A. G., Lekomtsev P. V., Pasynkov A. V., Pukhovskii A. V. Abnormal forms of the response “Fertilizer - productivity”: field experiments and simulation analysis. Izvestiya Timiryazevskoi sel’skokhozyaistvennoi akademii = Izvestiya of Timiryazev Agricultural Academy, 2015, iss. 2, pp. 15–27 (in Russian).Прошкин, В.А. Моделирование эффективности минеральных удобрений по показателям агрохимических свойств почвы / В.А. Прошкин // Агрохимия. – 2012. – №7. – С. 16–27.Proshkin V. A. Simulation of the efficiency of mineral fertilizers on the basis of agrochemical soil properties. Agrokhimiya = Agricultural Chemistry, 2012, no. 7, pp. 16–27 (in Russian).Полуэктов, Р.А. Динамические модели агроэкосистемы / Р.А. Полуэктов. – Л. : Гидрометеоиздат, 1991. – 312 с.Poluektov R. A. Dynamic models of agroecosystems. Leningrad, Gidrometeoizdat Publ., 1991. 312 p. (in Russian).Валге, А.М. Математическое моделирование урожайности многолетних трав / А.М. Валге, Э.А. Папушин, А.Н. Перекопский // Вестн. Рос. акад. с.-х. наук. – 2013. – №5. – С. 8–10.Valge A. M., Papushin E. A., Perekopskii A. N. Mathematical modeling of cropping power in perennial grasses. Vestnik Rossiiskoi akademii sel’skokhozyaistvennykh nauk [Bulletin of the Russian Academy of Agricultural Sciences], 2013, no. 5, pp. 8–10 (in Russian).Семененко, Н.Н. Торфяно-болотные почвы Полесья: трансформация и пути эффективного использования / Н.Н. Семененко. – Минск : Беларус. навука, 2015. – 282 с.Semenenko N. N. Peat-bog soils of Polesie: transformation and ways of effective use. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2015. 282 p. (in Russian).Степуро, М.Ф. Использование методов математического моделирования при оценке систем удобрений и оптимизации минерального питания свеклы столовой / М.Ф. Степуро // Овощеводство : сб. науч. тр. / Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т овощеводства. – Минск, 2012. – Вып. 20. – С. 245–254.Stepuro M. F. Application of methods of mathematical modelling in estimation of fertilizer systems and optimization of mineral nutrition of table beet. Ovoshchevodstvo: sbornik nauchnykh trudov [Vegetable growing: a collection of scientific works]. Minsk, 2012, iss. 20, pp. 245–254 (in Russian).Степуро, М.Ф. Использование методов математического моделирования при оптимизации систем удобрения моркови / М.Ф. Степуро // Картофель и овощи. – 2013. – №1. – С. 19–21.Stepuro M. F. Use of mathematical simulation methods for optimization of carrots fertilizing system. Kartofel’ i ovoshchi = Potato and Vegetables, 2013, no. 1, pp. 19–21 (in Russian).Шаповалов, Н.К. Математическое моделирование управления продукционным процессом на посевах сахарной свеклы / Н.К. Шаповалов, И.Е. Солдат // Достижения науки и техники АПК. – 2013. – №2. – С. 29–31.Shapovalov N. K., Soldat I. E. Mathematical modeling of the management of production process on sugar beet sowing. Dostizheniya nauki i tekhniki APK = Achievements of Science and Technology of AICis, 2013, no. 2, pp. 29–31 (in Russian).Вахонин, Н.К. Методологические принципы формирования задач оптимизации растениеводства / Н.К. Вахонин // Мелиорация переувлажн. земель. – 2007. – №2 (58). – С. 73–79.Vakhonin N. K. Methodological principles of setting objectives for plant growing optimization. Melioratsiya pereuvlazhnennykh zemel’ [Melioration of Wetlands], 2007, no. 2 (58), pp. 73–79 (in Russian).Вахонин, Н.К. Концептуальные основы моделирования урожайности в системе принятия решений по регулированию водного режима / Н.К. Вахонин // Мелиорация. – 2014. – №2 (72). – С. 7–15.Vakhonin N. K. Conceptual bases of yield modeling in the decision-making system concerning water regime regulation. Melioratsiya [Land Reclamation], 2014, no. 2 (72), pp. 7–15 (in Russian).Вахонин, Н.К. Моделирование урожаев в системе точного земледелия / Н.К. Вахонин // Мелиорация. – 2015. – №1 (73). – С. 131–136.Vakhonin N. K. Yield modeling in the system of precise farming. Melioratsiya [Land Reclamation], 2015, no. 1 (73), pp. 131–136 (in Russian).Красовский, Г.И. Планирование эксперимента / Г.И. Красовский, Г.Ф. Филаретов. – Минск : Изд-во БГУ, 1982. – 303 с.Krasovskii G. I., Filaretov G. F. Planning an experiment. Minsk, Publishing house of the Belarusian State University, 1982. 303 p. (in Russian).Лихацевич, А.П. Моделирование влияния регулируемых факторов среды на урожайность сельскохозяйственных культур / А.П. Лихацевич // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. аграр. навук. – 2016. – №4. – С. 65–78.Likhatsevich A. P. The effect of controlled environmental factors on crop yield. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya agrarnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian series, 2016, no. 4, pp. 65–78 (in Russian).Лихацевич, А.П. Анализ результатов агрономических опытов с использованием обобщенной математической модели / А.П. Лихацевич // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. аграр. навук. – 2017. – №2. – С. 68–81.Likhatsevich A. P. Generalized mathematical model for analyzing obtained results of agronomic experiments. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya agrarnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian series, 2017, no. 2, pp. 68–81 (in Russian).Аверьянов, С.Ф. Некоторые математические модели системы растение-среда / С.Ф. Аверьянов, В.В. Шабанов // Физическое и математическое моделирование в мелиорации : науч. тр. / ВАСХНИЛ ; под ред. С.Ф. Аверьянова. – М., 1973. – С. 293–295.Aver’yanov S. F., Shabanov V. V. Some mathematical models of the plant-environment system. Fizicheskoe i matematicheskoe modelirovanie v melioratsii [Physical and mathematical modeling in land reclamation]. Moscow, 1973, pp. 293– 295 (in Russian).Лихацевич, А.П. Влияние влаготеплообеспеченности на урожайность сельскохозяйственных культур (на примере многолетних трав и ярового тритикале) / А.П. Лихацевич, Е.И. Волкова // Мелиорация. – 2011. – №2 (66). – С. 75–81.Likhatsevich A. P., Volkova E. I. Influence of water and warmth provision on crop yields (on the example of perennial herbs and spring triticale). Melioratsiya [Land Reclamation], 2011, no. 2 (66), pp. 75–81 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.