Математическая модель урожая сельскохозяйственных культур

Теоретической основой представления результатов исследований в сельскохозяйственной науке являются математическая статистика и теория вероятности с применением эмпирических форм обобщения опытных данных. С целью совершенствования методик планирования полевого эксперимента и обработки его данных с использованием цифровых технологий в качестве приоритетного варианта нами предложено использовать математическое моделирование на основе физического принципа баланса причинно-следственных взаимодействий в замкнутой физической системе. При анализе влияния факторов среды на урожайность культур исходные положения, на которых базируется математическое моделирование урожая, не связываются с особенностями культур и природных условий, поэтому варианты модели универсальны по применению и действительны для любой сельскохозяйственной культуры независимо от региона возделывания. Для статистически корректного обеспечения цифровой информацией, исходя из установленных форм математической модели, схема полевого опыта, имеющего целью установление зависимости урожая культуры от урожаеформирующих факторов, должна включать не менее 4 вариантов уровней питания (NPK) с продолжительностью исследований не менее 4 лет. Для проверки точности разработанной модели урожая использованы данные независимых полевых опытов профессора Н.Н. Семененко с ячменем и озимым тритикале. Установлено, что в условиях Беларуси урожаеформирующие факторы по результату своего воздействия на урожай зерновых культур располагаются в следующей убывающей последовательности: суммарная доза вносимых NPK º сумма выпавших атмосферных осадков за активные фазы вегетации → температуры воздуха за тот же период. Расчеты показали, что уменьшение числа учитываемых в математической модели урожаеформирующих факторов с трех (пища, влага, тепло) до двух (пища, влага) снижает точность расчета урожая зерновых культур несущественно.

1. Красовский, Г.И. Планирование эксперимента : учеб. пособие / Г.И. Красовский, Г.Ф. Филаретов. – Минск : Изд-во БГУ, 1982. – 302 с.

2. Аверьянов, С.Ф. Некоторые математические модели системы «растение – среда» / С.Ф. Аверьянов, В.В. Шабанов // Физическое и математическое моделирование в мелиорации / под ред. С.Ф. Аверьянова. – М., 1973. – С. 293–295. – (Научные труды / ВАСХНИЛ, Отд-ние гидротехники и мелиорации).

3. Балакай, Г.Т. Научные основы возделывания сои на орошаемых землях Северного Кавказа : автореф. дис. … д-ра с.-х. наук : 06.01.02 / Г.Т. Балакай ; Новочеркас. гос. мелиоратив. акад. – Новочеркасск, 2000. – 51 с.

4. Ткачева, О.А. Дифференцированные режимы орошения и нормы удобрений капусты на обыкновенных черноземах Ростовской области : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.02 / О.А. Ткачева ; Новочеркас. гос. мелиоратив. акад. – Новочеркасск, 2001. – 24 с.

5. Цекоева, Ф.К. Рационализация водопользования на оросительных системах Северной Осетии в условиях ограниченных ресурсов : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.02 / М.Г. Цекоева ; Новочеркас. гос. мелиоратив. акад. – Новочеркасск, 2001. – 24 с.

6. Грибанова, М.Г. Технология орошения яблони в условиях ограниченных ресурсов : автореф. дис. … канд. техн. наук : 06.01.02 / М.Г. Грибанова ; Новочеркас. гос. мелиоратив. акад. – Новочеркасск, 2001. – 26 с.

7. Матиев, А.К. Дифференцированные режимы орошения и минерального питания кукурузы на обыкновенных черноземах предгорной зоны Республики Ингушетия : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.02 / А.К. Матиев ; Новочеркас. гос. мелиоратив. акад. – Новочеркасск, 2006. – 24 с.

8. Сухарев, В.И. Воднобалансовое и природоохранное обоснование мелиоративных мероприятий в агроландшафтах Центрально-Черноземного региона : автореф. дис. … д-ра с.-х. наук : 06.01.02 / В.И. Сухарев ; Кур. гос. с.-х. акад. – Курск, 2006. – 45 с.

9. Жихарев, А.Г. Режим орошения и удобрение сои в условиях Волго-Донского междуречья Волгоградской области : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.02 / А.Г. Жихарев. – Волгоград, 2009. – 25 с.

10. Зуева, И.Н. Агробиологические особенности выращивания риса при дождевании в условиях юга Амурской области : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.02 / И.Н. Зуева. – Волгоград, 2009. – 20 с.

11. Давыдов, И.А. Дифференцированный режим орошения и водопотребления баклажана в условиях ВолгоДонского междуречья : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.02 / И.А. Давыдов. – Волгоград, 2009. – 23 с.

12. Маковкина, Л.Н. Режимы орошения и дозы внесения удобрений для получения планируемой урожайности лука на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.02 / Л.Н. Маковкина. – Волгоград, 2009. – 23 с.

13. Донгузова, Ю.В. Режим орошения гречихи в пожнивных посевах на светло-каштановых почвах ВолгоДонского междуречья : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.02 / Ю.В. Донгузова. – Волгоград, 2009. – 23 с.

14. Машарова О.В. Режим орошения и удобрения баклажанов при поливе дождеванием на светло-каштановых почвах Волго-Донского междуречья : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.02 / О.В. Машарова. – Волгоград, 2011. – 23 с.

15. Шенцева, Е.В. Совершенствование агротехники выращивания баклажан при капельном орошении с использованием тоннельных укрытий для получения ранней продукции : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.01 ; 06.01.02 / Е.В. Шенцева. – Саратов, 2012. – 22 с.

16. Богданенко, М.П. Технология возделывания рассадного лука при капельном орошении в Нижнем Поволжье : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.01 ; 06.01.02 / М.П. Богданенко. – Саратов, 2012. – 23 с.

17. 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.

18. Прошкин, В.А. Моделирование эффективности минеральных удобрений по показателям агрохимических свойств почвы / В.А. Прошкин // Агрохимия. – 2012. – №7. – С. 16–27.

19. Семененко, Н.Н. Торфяно-болотные почвы Полесья: трансформация и пути эффективного использования / Н.Н. Семененко. – Минск : Беларус. навука, 2015. – 282 с.

20. Степуро, М.Ф. Использование методов математического моделирования при оценке систем удобрений и оптимизации минерального питания свеклы столовой / М.Ф. Степуро // Овощеводство = Vegetable growing : сб. науч. тр. / Нац. акад. наук Беларуси, Ин-т овощеводства.– Минск, 2012. – Т. 20. – С. 245–254.

21. Степуро, М.Ф. Использование методов математического моделирования при оптимизации систем удобрения моркови / М.Ф. Степуро // Картофель и овощи. – 2013. – №1. – С. 19–21.

22. Абнормальные формы функции отклика «удобрения – продуктивность»: полевые наблюдения и модельный анализ / А.Г. Топаж [и др.] // Изв. ТСХА. – 2015. – Вып. 2. – С. 15–27.

23. Ушакова, Е.В. Технологические приемы возделывания различных сортов сои при капельном орошении в засушливых условиях Нижнего Поволжья : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.01 ; 06.01.02 / Е.В. Ушакова. – Саратов, 2015. – 23 с.

24. 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.

25. Акулинина, М.А. Капельное орошение огурца в сухостепной зоне светло-каштановых почв Нижнего Поволжья : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.02 / М.А. Акулинина. – Волгоград, 2010. – 23 с.

26. Мартынова, А.А. Совершенствование агротехнических приемов возделывания моркови на светло-каштановых почвах Нижнего Поволжья : автореф. дис. … канд. с.-х. наук : 06.01.01 / М.А. Акулинина. – Волгоград, 2010. – 19 с.

27. 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.

28. Вахонин, Н.К. Моделирование урожаев в системе точного земледелия / Н.К. Вахонин // Мелиорация. – 2015. – №1 (73). – С. 131–136.

29. Дмитренко, В.П. Оценка влияния температуры воздуха и осадков на формирование урожая основных зерновых культур : метод. пособие / В.П. Дмитренко ; под ред. Н.И. Гойсы, Н.Ф. Цупенко. – Л. : Гидрометеоиздат, 1976. – 49 с.

30. Лихацевич, А.П. Использование математического моделирования для повышения достоверности оценки результатов полевого агрономического опыта / А.П. Лихацевич // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. аграр. навук. – 2018. – Т. 56, №3. – С. 321–334. https://doi.org/10.29235/1817-7204-2018-56-3-321-334

31. 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.