|
Вид публикации: Статья Год: 2013 Издательство: СИСТЕМА ТЕХНОЛОГИЙ И МАШИН ДЛЯ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ АПК РОССИИ. СБОРНИК НАУЧНЫХ ДОКЛАДОВ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ. ПОСВЯЩЕННОЙ 145-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ ОСНОВОПОЛОЖНИКА ЗЕМЛЕДЕЛЬЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ АКАДЕМИКА В.П. ГОРЯЧКИНА. ЧАСТЬ 2. Г. Целевое назначение: Научное Автор(ы): ЛИЧМАН А.А. ЛИЧМАН Г.И. Статус: завершенный Наименование: ФОРМИРОВАНИЕ БАНКА ЗНАНИЙ В СИСТЕМЕ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО ПРИМЕНЕНИЯ УДОБРЕНИЙ ГРНТИ: 68.85 Ключевые слова: Банк знаний, удобрения, дифферинцированное применение Объем (п.л.): 5 Формат: обычная PDF-файл: http://www.viapi.ru/download/2013/126943.pdf |
Формирование банка знаний в системе дифференцированного применения удобрений
Личман Г.И. д.т.н., ГНУ ВИМ Россельхозакадемии
Личман А.А. к.э.н., ВИАПИ им.А.А. Никонова Россельхозакадемии
Для успешного управления продукционным процессом необходим банк знаний о том, как посредством применения удобрений и других средств химизации можно обеспечить планируемую урожайность зерновых и пропашных культур с соблюдением требований экологической безопасности.
Банк знаний формируется на основе получения, обработки и анализа информации о природно-климатических условиях и поле, где возделывается сельскохозяйственная культура, состоянии растений и динамике их развития. Полученные знания используются для поддержки принятия управленческих решений.
Основная цель формированию банка знаний об эффективности дифференцированного применения удобрений - аккумуляция творческих и интеллектуальных человеческих ресурсов для решения важных практических задач и генерации актуальных идей по технологиям дифференцированного применения удобрений и их реализации при управлении продукционным процессом.
На Всероссийской конференции «Продукционный процесс растений: теория и практика эффективного и ресурсосберегающего управления», посвященной памяти академика Е.И. Ермакова с международным участием подчеркивалось, что в числе приоритетных задач (проблем) мировой сельскохозяйственной науки являются [1]:
1) разработка теоретических основ систем прецизионного управления продуктивностью посевов в естественных и регулируемых условиях;
2) углубленное исследование взаимосвязи агрофизического, агрохимического, биологического состояния почв и продукционного процесса растений для разработки экологически безопасных приемов и средств по оптимизации состояния земель, обеспечивающее надежность производства сельскохозяйственной продукции и повышение ее качества;
Для успешного решения поставленных задач необходимо иметь банк знаний об эффективности управления продукционным процессом посредством дифференцированного применения средств химизации в глобальной системе позиционирования ГЛОНАСС.
В первую очередь в банк знаний необходимо включить знания о продукционном процессе такие как:
- понятие продукционного процесса;
- понятие управления продукционным процессом;
- понятие эффективного управления продукционным процессом посредством дифференцированного применения средств химизации.
В данной статье рассмотрены вопросы формирования банка знаний, необходимых для эффективного управления продукционным процессом посредством рационального применения удобрений. Эффективность управления в первую очередь зависит от возможности технологического процесса обеспечить необходимые дозу и качество внесения удобрений.
Эффективное управление продукционным процессом посредством применения удобрений может быть достигнуто, если удобрения применяются в соответсвии с основными законами продукционного процесса.
Выполненный анализ моделей продукционного процесса сельскохозяйственных культур [2], факторов управления продукционным процессом показал, что рациональное применение удобрений и других средств химизации в соответствии с общими законами продукционного процесса может быть обеспечено только в системе точного земледелия [3].
Учитывая, что удобрения являются одним из основных факторов, влияющих на рост и развитие растений, согласно первому закону продукционного процесса, они не могут быть полностью заменены каким-либо другим фактором.
В соответствии со вторым законом удобрения и другие средства химизации необходимо применять с учетом максимально положительного воздействия других факторов, таких как тепло, свет, вода.
Наибольший эффект от применения удобрений и других средств химизации в системе точного земледелия достигается при обеспечении законов минимума и оптимума.
Использование элементов точного земледелия, таких как картирование урожайности предшествующей культуры, оценка вариабельности параметров плодородия, построение электронных карт содержания элементов питания в почве, электропроводности почвы, мониторинг посевов и использованием контактных и бесконтактных методов зондирования посевов, космический мониторинг позволит точно и своевременно определить и оценить количественно лимитирующие факторы.
Согласно закону оптимума, максимальный урожай может быть достигнут только при оптимизации всех основных факторов жизни растений. Внесение удобрений в системе точного земледелия с использованием технических средств с высокоадаптивными дозирующими и распределяющими рабочими органами в соответствии с электронными картами дифференцированного внесения и систем глобального позиционирования ГЛОНАСС или GPS позволит обеспечить оптимальные дозы и требуемое качество.
Требования к технологиям и техническим средствам должны формулироваться с учетом возможного диапазона изменения доз внесения удобрений, качества распределения, сроков внесения и др.
Закон «критических периодов» учитывается при определении сроков внесения удобрений, например, подкормок.
Одними из основных факторов управления продукционным процессом является своевременное и качественное обеспечение растений в период их вегетации влагой и недостающими элементами питания. Другим не менее важным фактором является своевременная защита растений от болезней и вредителей растений.
С целью более четкого представления какие знания необходимо включить в банк знаний рассмотрим состав технологических операций при дифференцированном внесении удобрений.
Структурные схемы основных операций при дифференцированном внесении удобрений представлены на рисунках 1, 2, 3.
Рисунок 1- Отбор почвенных проб, их анализ и построение электронных карт вариабельности элементов питания, кислотности, органического вещества.
Рисунок 2- Построение карты-задания дифференцированного внесения удобрений элементов питания, кислотности, органического вещества.
Рисунок 3- Дифференцированное внесение удобрений
Анализ структуры технологических операций (рис. 1, 2, 3) показал, что для эффективного выполнения технологического процесса дифференцированного внесения удобрений при упралении продукционным процессом необходимо иметь информационно-технологическое обеспечение и банк знаний о состоянии поля и его плодородии, знания , необходимые для поддержки принятия оптимальных управленческих решений по дифференцированному применению удобрений и других средств химизации, и знания о дифференцированном внесении удобрений и других средств химизации в системе глобального позиционирования ГЛОНАСС [4].
О состоянии поля и его плодородии:
О состоянии поля
- размер и форма поля, длина гонов, наличие подъездных путей;
-рельеф поля, наличие южных, северных и других склонов, крутизна склонов;
О плодородии
- содержание элементов питания в почве NPK, органического вещества, гумуса, кислотность, электропроводность, влажность, твердость, плотность;
- статистические характеристики – максимальные и минимальные значения показателей, среднее значение, коэффициент вариации;
Об отборе почвенных проб и их анализе
- как отбирать пробы – частота, глубина;
-когда отбирать пробы;
- технические средства для отбора проб и их характеристики;
Для поддержки принятия оптимальных управленческих решений по дифференцированному применению удобрений и других средств химизации необходимо иметь знания:
О расчете оптимальных доз
-виды удобрений и их свойства;
- мелиоранты;
- средства защиты растений;
- методы, модели и алгоритмы расчета доз удобрений и других средств химизации при дифференцированном их внесении под зерновые и пропашные сельскохозяйственные культуры;
- оптимальные сроки внесения;
О подготовке поля к внесению удобрений и других средств химизации
- данные о размере поля и его форме (оконтуривание поля, определение длины гона, наличие подъездных путей и т.д.);
- данные о рельефе поля;
-оценка содержания элементов питания NPK, pH, гумуса, влажности;
- разбивка поля на зоны управления (management zones);
- составление карты-задания
О дифференцированном внесении удобрений и других средств химизации в системе глобального позиционирования ГЛОНАСС
- технологии и технологические схемы внесения минеральных и органоминеральных удобрений;
- машины и оборудование для дифференцированного внесения удобрений в системе глобального позиционирования ГЛОНАСС;
- требования к качеству внесения удобрений;
- механизм формирования качества распределения элементов питания по полю;
- факторы, влияющие на качество распределения элементов питания;
- обеспечение оптимальной стыковки смежных проходов при поверхностном внесении удобрений;
- обеспечение целочисленности проходов агрегатов для дифференцированного внесения органоминеральных удобрений;
- калибровка дозирующих и распределяющих рабочих органов;
- требований к системам позиционирования при дифференцированном внесении удобрений и друг средств химизации.
Об экологических требованиях
- возможные экологические последствия от неправильного применения удобрений;
- пути снижения экологической нагрузки при дифференцированном внесении удобрений;
- уменьшение уплотнения почвы при обеспечении целочисленности проходов агрегата по полю;
- примеры уценки предотвращенного ущерба при дифференцированном внесении удобрений.
- роль системы глобального позиционирования ГЛОНАСС.
- критерия оценки эффективности;
- математическая модель, алгоритм, программное обеспечение
оценки эффективности.
Литература
1. Аналитический обзор по Всероссийской конференции с международным участием «Продукционный процесс растений: теория и практика эффективного и ресурсосберегающего управления», посвященной памяти академика Е. И. Ермакова. http://www.pandia.ru/text/77/251/85313.php
2. Ratmir A. Poluektov* and Alexandre G. Topaj. Crop Modeling: Nostalgia about Present or Reminiscence about Future AGRONOMY JOURNAL, VOL. 93, MAY–JUNE 2001, pp. 653–659.
3. Измайлов А.Ю., Личман Г.И., Марченко Н.М., Точное земледелие – проблемы и пути решения. Журнал «Сельскохозяйственные машины и технологии» №5, 2010, стр.9-14.
4. Сычев В.Г., Байбеков Р.Ф., Афанасьев Р.А., ВНИИ агрохимии им. Д.Н. Прянишникова, Измайлов А.Ю., Г.И. Личман, П.М Пугачев ВНИИ механизации сельского хозяйства. Информационно-технологическое обеспечение точного земледелия. Плодородие, 2011;№3.-с.44-46
Назад в раздел