Для поиска темы - пользуйтесь СИСТЕМОЙ ПОИСКА


Стоимость дипломной работы


Home Материалы для работы Визначення рівня ресурсно і технологічно забезпеченого врожаю

Визначення рівня ресурсно і технологічно забезпеченого врожаю
загрузка...
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 

Визначення рівня ресурсно  і технологічно забезпеченого врожаю

Блок розрахунку врожаю підключається до розробки тех-нологічного проекту на початку проектування, але тільки в то-му випадку, якщо в запиті на проектування будуть включені вхідні параметри, що дозволятимуть зробити розрахунок. За ві-дсутності потреби в розрахунку буде виданий середній регіона-льний показник проектного урожаю. Тобто, користувач, запов-нюючи форму вхідної інформації, або в процесі спілкування з ПЕОМ у діалоговому режимі, за своїм бажанням, може вибрати той чи інший варіант.
Відповідно до класифікації наведеної Н. Ф. Бондаренко та ін.[134] за методами визначення виділяють потенційно-можливий, клiматично-забезпечений, дійсно-можливий і ресур-со-забезпечений урожай.
В основі класифікації покладені пріоритети тих чи інших чинників, що визначають значення показників урожайності сільськогосподарських культур. Звідси різноманітність засобів розрахунків цих значень .
Однак,  питання класифікації і вибору методу в більшій мірі відносяться до проблем одержання даних, ніж до організа-ції знань, і обговорення результатів таких досліджень декілька виходять за межі проблеми, що розглядається у конкретній ро-боті.
Тому в даному поданні більш логічним буде розглянути лише засоби визначення рівня урожаю в меєах  функціонування системи виробничого призначення, тобто такої, що нами опи-сується.
Орієнтуючись на виробничий і освітній напрям експлуата-ції розробки, в СПТР можливе застосування всіх підходів до визначення врожаю, але вважаєто за доцільне розглянути тіль-ки дійсно-можливий урожай (ДМУ), тобто, той урожай, рівень якого визначається вхідними параметрами, що віддзеркалюють ситуацію, яка склалася в виробництві.
Визначимося, що під ДМУ будемо розуміти кліматично забезпечений (середньорічний) урожай  в умовах реальної ро-дючості ґрунту, досяжний за умов повного додержання агроте-хнічних вимог вирощування культури. Головним критерієм ви-бору для проектування саме такого типу урожаю було - набли-ження до умов реального виробничого процесу і наявність від-повідної інформації. В цьому сенсі можуть бути реалізовані два інформаційно забезпечені варіанти визначення ДМУ. В основу розрахунків за першим варіантом покладено здібність сільсько-господарських культур використовувати поживні речовини з грунту і добрив в обмеженому об’ємі. Підход враховує і термі-чні фактори впливу:
ДМУ =   [Аij (Пi  Кij +Дij Кміj )/100 Вij]Kt,   
де Аij - коефіцієнт, що враховує частку і-го елементу жив-лення в загальній кількості вмісту їх в j-ї культурі (Аij 1 );
Пi - вміст і-го елементу живлення в -му грунті, мг /100г;
Кij - коефіцієнт використання і-го елементу живлення із грунту -го
типу j-ю культурою, %;
Дij - доза і-го елементу живлення внесені під j-ту культуру з мінеральними добривами, кг/га;
Кмijз-коефіцієнт використання і-го елементу живлення з мінеральних добрив j-ю культурою на -му ґрунті, %;
Вij-винесення і-го елементу живлення урожаєм j-ї культу-ри на -му грунті, кг/ц;
Кt – коефіцієнт, що враховує чинник теплозабезпеченості:
 Кt = (Tф - Tmin) ∕(Tср - Tmi),
де Тф, Тср - суми, відповідно, фактичних і оптимальних се-редньодобових температур повітря, за вегетаційний період; Тmin - мінімальні суми середньодобових температур, які необхідні для розвитку конкретної культури, С0.
Аналіз даних і результати формальної організації інфор-маційного забезпечення наведеної моделі вказують на наяв-ність кількісних зв'язків між всіма показниками і параметрами. Така ситуація у значній мірі спрощує подальшу постанову, ал-горитмізацію і програмування задачі, а  доступність даних га-рантує надійність виробничих функцій системи.
Встановлено, що зв'язок урожаю з вмістом поживних ре-човин в грунті описується функціями, вірогідність яких зале-жить від фону і термінів відбору зразків ґрунту для аналізу. Кі-лькісні вирази функцій з урахуванням умов проведення дослі-джень наведені в таблиці 6.1 у вигляді лінійних залежностей.
Характерним для такої поживної речовини як азот є те, що тіснота зв'язку визначається не тільки показником концентрації його в ґрунті, але і формою  cтану (хімічної сполуки).
Залежністі і зв’язки між урожаєм і вмістом елементів жив-лення в рослинах описуються аналогічними функціями з тією чи іншою мірою точності. На тісноту зв’язку безпосередньо впливають підтип ґрунту, його механічний склад, агрохімічний склад грунту та інші. Продуктивність озимої пшениці, напри-клад, має більш тісні зв’язки з елементами живлення на більш важких за механічним складом грунтах (табл. 6.2).
Коефіцієнти використання елементів живлення з ґрунтів також напряму залежать від підтипу грунту і концентрацією в ньому поживних речовин. Спостерігається прямий зв’язок між кількістю використання конкретного елементу живлення куль-турою і концентрацією його в ґрунті (табл. 6.3- 6.5).
Виробничі функції, що підтвержують ці залежності одер-жані на підставі статистичної обробки багаторічного експери-ментального матеріалу (даних прямих спостережень). 
Примітка: чисельник –рослина в цілому, знаменник - про-дуктивна частина культури.
Роль родючості грунту, як основного показника, від якого залежить рівень урожайності, можна виразити через комплекс-ний показник - бонiтет грунтів. В такому випадку формула роз-рахунку ДМУ матиме вигляд:
 ДМУ =  [Бгη Цбη + (Дм ηОмη + Доη Ооη)]/100,                    (6.1),
де Бгη - бонітет ґрунту η-го підтипу, балів;
Цбiη - вартість одного балу бонітету η-го грунту для і-ї ку-льтури, що відображена через продукцію;
Дміη, Доіη- дози, відповідно, мінеральних (кг/га ) і органіч-них (т/га) добрив для і-ї культури на η-му підтипу грунту;
Омiη, Ооiη- окупність одиниці, відповідно мінеральних і ор-ганічних добрив продукцією і-ю культурою на η-му підтипі грунту, кг.
Для реалізації такого підходу необхідна відповідна норма-тивно-довідкова інформація, що і може бути розроблена на ос-нові багаторічних даних регіональних науково-дослідних, про-ектно-пошукових закладів і прямих досліджень.
Аналіз існуючих засобів оцінки ґрунтів за значенням боні-тету дає підставу стверджувати, що бонітети, які розрахову-ються традиційними методами з використанням показників урожаю, як діагностичної ознаки, не зовсім коректні відносно задач, що розглядаються нами. Наприклад, в умовах зрошення, як свідчать дані статистичного аналізу, залежності між величи-ною урожаю і значеннями бонітету не завжди достовірні. Прояв різниці між грунтами із різноманітним бонітетом (по показнику продуктивності) визначається такими чинниками, як достатня вологозабезпеченість, добрива, рівень господарювання. Тому трапляються випадки, коли в умовах зрошення, наприклад, по-казники урожайності на ґрунтах менш родючих вищі за ті, що одержані на ґрунтах з об'єктивно кращім бонітетом.
Спираючись на таке, доцільнішим, на наш погляд, буде прийняти висловлений ще В. В. Докучаєвим, а пізніше підтри-маний академіком С.С.Соболєвим [135] принцип обліку влас-тивостей, закладених в самому ґрунті, коли у вигляді критеріїв бонітету виступають агрохімічні показники і морфологічні ознаки конкретного типу ґрунту.
Якщо зважити на те, що номенклатурні діагностичні озна-ки з часом змінюються і на період розрахунків можуть бути зо-всім інші, ніж при визначенні оцінок родючості (бонітету), то коректно орієнтуватися на контрольовані показники родючості ґрунтів. З врахуванням переваг за ознаками впливу на врожай, з множини елементів родючості у вигляді діагностичних ознак виділимо: зміст гумусу в шарі ґрунту 0-100см, фосфору (Р2О5) і для ґрунтів легкого механічного складу - калію (К2О) в шарі 0-20 см.
При цьому, найбільш тісний зв'язок між величиною уро-жаю і змістом гумусу в ґрунті виявлено для випадків, коли по-казники гумусу визначались у абсолютних, а не відносних ве-личинах [ 136].
З урахуванням виділених властивостей значення балу бонiтету можна визначити як відношення фактичного значення показника родючості до еталонного:
Бгη = 100 •Афη/Е,    
де Бгη - бали діагностичної ознаки η-підтипу грунтів;
Афη - фактичне значення показника родючості η-го грунту;
Е - еталонне значення конкретного показника родючості грунту. В практичних розрахунках приймається - при Афη  Е  Бгη = 100.
На підставі спеціальної обробки багаторічних даних агро-хімічних обстежень [143] і польових дослідів є можливість встановити еталонні значення Р2О5 i К2О для різноманітних ти-пів ґрунтів (табл. 6.7).
Щоб забезпечити можливості використання СПТР у різних сільськогосподарських зонах (плямистість ґрунтів), в алгоритмі передбачається введення корегуючої поправки на метод аналізу грунту, щоб згладити відмінності в значеннях показників. Ета-лонні значення також можуть бути зруповані за методами ви-значення показників.

Зважуючи на те, що гумус - основний показник родючості грунту, суперечливий і інформаційно найменьш забезпечений, більш докладніше щодо визначення його еталонного значення. За еталонне значення гумусу приймаються оптимальні запаси в шарі 0-100см найбільш родючих ґрунтів - чорноземів типових і звичайних. У важко суглинкових різноманітностей грунтів  цих підтипів середні запаси гумусу складають понад 430 т/га. В се-редньому для глинястих -500 т/га, при максимальному вмісту 550-650 т/га, для середньо і легкосуглинкових - 380 - 420 т/га, в чорноземах південних і темно – каштанових грунтах запаси гу-мусу сягають 200 - 300 т/га [137, 138].
У вигляді єдиного еталону, що оцінюється в 100 балів, ви-значено вміст гумусу в 0 –100 см шарі на рівні 500 т/га.
Якщо розрахунок проводиться для дільниці з однорідним грунтом, розраховується середній бал, як часне від деління су-ми значень елементів родючості на їх кількість. Означимо: Б1 –вміст гумусу, Б2 –вміст Р2О5, Б3- вміст К2О. В такому разі, для грунтів середніх і важких за механічним складом - Бср = (Б1 + Б2)/2, а для грунтів легких - Бср = (Б1+Б2+Б3)/3, тобто до суми додається значення калію. У разі різноманіття грунтів розрахо-вується середньо виважене значення бонітету:
Бсв= (Б1S1+Б2S2+...+БnSn )/( S1+S2+...+Sn ), 
де Б1 ... n - бали бонiтету кожної грунтової різновиді;
S1 ... n - площа, що займають грунти кожного підтипу.
Для того, щоб значення бонiтетів грунтів можна викорис-тати відносно до задач, що розглядаються (для визначення рів-ня урожаю) і порівняти одиниці виміру, необхідно встановити ціну одного балу. Визначається вона як: Цбiη = Усрi η• 100 / Бсвз,  
де Усрη - середні значення урожайності i-ї культури куль-тур на η-му підтипі грунту, ц/га.
Середні значення показників урожайності, як правило, ви-значаються за даними результатів польових дослідів регіональ-них науково-дослідних установ (НДІ, дослідні станції), проект-но - пошукових станцій хімізації на підставі їх аналізу, відбору і відповідної статистичної обробки в розтині регіонів і грунтів . При цьому, при обробці аналізуються лише варіанти дослідів без внесення добрив (контроль). У підсумку отримуємо значен-ня ціни балу бонітету для основних культур, що можуть бути використані як нормативні показники при створенні СПТР (табл.6.8).
З значної кількості регульованих чинників, які впливають на урожай (особливо в умовах зрошення) і легко піддаються ре-гулюванню, пріоритет за ефективністю залишається за добри-вами. Окрім прямого впливу на урожай, добрива сприяють ста-білізації природної родючості ґрунту, а у складі комплексу за-ходів помітно підвищують її. Тому в основну модель вводяться показники кількості добрив, що вносяться і їх окупність. В ін-терфейсі користувача може бути передбачено варіанти, коли норми добрив вводяться фактичні, або заздалегідь розраховані (блок ”Добриава”) з урахуванням технологічної потреби і еко-номічних міркувань. В останньому випадку підключаення мо-дуля розрахунку норм добрив вважається обов’язковим .
 
У разі різноманіття культур у структурі посівних площ і недостатній забезпеченості добривами кожної культури наявні ресурси добрив, якщо врахувати критерії переваг конкретних культур, можна розподілити за спрощеним варіантом. В цьому випадку:
Дмi = ,
 де Дм- доза мінеральних добрив під і-ту культуру, кг /га;
Дфij- фактичні ресурси мінеральних добрив, кг /га NPK;
Ктij- коефіцієнт вимогливості і-ї культури до j-го виду доб-рив;
Si - площа під і-ю культурою в сівозміні, га.
Коефіцієнт вимогливості розраховується на основі аналізу даних відгуку культур на внесення добрив. На підставі регре-сійного аналізу даних більш ніж з 160 польових дослідів з доб-ривами, які проводились в Південному і Донецько-Придніпровському економічних районах, отримані індекси ви-могливості культур до добрив як відношення витрат добрив і величини приросту продукції. (табл.6.9).

Ефективність добрив визначається через їх окупність на одиницю приросту врожаю. В рівнянні (6.1) окупність є регіо-нальним показником і розрахована як відношення внесеної но-рми добрив до величини приросту продукції. Інформаційною базою для розрахунку цього нормативного показника стали да-ні 205 польових дослідів проведених регіональними науковими закладами України.
 Величина однієї вибірки, що враховує конкретні умови, коливалась в межах 40-160 варіантів. Одержані дані були опи-сані методами статистичного аналізу, диференційовані за при-йнятими ознаками і сформовані у вигляді нормативів [139].
Зроблений по (6.1) розрахунок ДМУ відобразив суттєвість нормативно-довідкової інформації, а узагальнюючі показники були адекватні даним польових дослідів. Відхилення, як прави-ло, в бік збільшення, не перевищували 20% від фактичних в умовах виробництва.
Враховуючи, що СПТР в цілому і конкретна задача "Уро-жай", зокрема, орієнтовані на використання в жорстких умовах виробництва, в модель повинні бути введені коефіцієнти, що враховували б ці умови. Тому доречним буде поняття дійсно-можливий урожай (ДМУ) змінити на поняття ресурсно-і техно-логічно забезпеченого урожаю (РТЗУ). Це урожай, величина якого визначається окрім природних чинників, матеріально-технічними можливостями і рівнем господарювання. Тобто, РТЗУ = ДМУ . Кв,
де Кв коефіцієнти, що враховують виробничі умови (рівень господарювання).
В такому разі формула визначення РТЗУ буде мати ви-гляд:
РТЗУ=[(Бсвjη Ціjη Кніη+(ДмjηОмjη + Доjη Ооjη)) •Квіηj] •0,01,   де Бсвjη- середньовиважені значення бонітету  грунту для j-ї культури; Цбj- ціна одного балу бонітету -го грунту для j-ї культури, кг; Кн-коефіцієнт, що враховує несприятливі власти-вості стану -го грунту;
Дмj, Дoj - норма, відповідно, мінеральних і органічних до-брив, що вносяться під j-у культуру на -му грунті, кг/га NPK;
Омj, Оoj- окупність, відповідно, мінеральних і органічних добрив j-ою культурою на -му грунті, кг;
Квj - коефіцієнти, що враховують виробничі умови.
З урахуванням того, що при розробці нормативних показ-ників використовувались дані, які одержані у польових дослі-дах регіональних НДІ і дослідних станцій у відносно сприятли-вих умовах (не завжди адекватних умовам виробництва), вво-диться коефіцієнт, що враховує виробничі умови - Кв. Крім то-го, цій коефіцієнт коректує урожай за кліматичном чинником і потенційними можливостям культур:
Кв= (Упмj -jУoj )/(Упмj-Уфj ),
де Упмj - клiматично забезпечений (потенційно-можливий) урожай j-ї культури, ц /га;
 Уоj- урожай j-ї культури в польових дослідах в середньому за останні 3 року на фоні виробничих норм мінеральних доб-рив, ц/га;
 Уфj- фактична урожайність j-ї культури в середньому за останні 3 року;
 j - нормативний показник частки мінеральних добрив, що вони займають в урожаї j-ї культури, як фактор впливу.
Значення Кв можуть бути обчислені заздалегідь на етапі підготовки нормативно-довідкової інформації задачіі представ-лятися у вигляді окремого довідника (табл.6.10).
Алгоритм розрахунку РТЗУ може бути зведений до такої схеми:
1. По запиту, в якому зазначається адреса об'єкту, культу-ра, перелік вхідних параметрів, аналізується можливість прове-дення розрахунків. Якщо із-за відсутності вхідних параметрів розрахунок неможливий, видаєтся проектний рівень урожаю.
2. Контроль вхідних параметрів. Порівнюються впрова-джені значення з реально-можливими. У разі некоректного вве-дення якогось з значень, в розрахунок включається параметр, що має середньорегiональні характеристики.
3. Формування масивів нормативно-довідкової інформації і поправочних коефіцієнтів.
4. Розрахунок бонітету ґрунтів.
5. Розрахунок ефективності мінеральних і органічних доб-рив.
6. Аналізується достатність добрив на площу, що плану-ється. При дефіциті добрив наявні фонди розподіляються з ура-хуванням пріоритету культури.
7. Розрахунок урожаю.
8. При функціонуванні задачі, як складової СПТР, резуль-тати розрахунку заносяться в масиви даних.
В умовах, якщо задача “Урожай”  експлуатується в інди-відуальному режимі, дані розрахунків  виводяться на екран ди-сплею і можуть видаватись за бажанням користувача у вигляді окремого документа (рис.6.3).
Для випадків коли врожай культури планується використо-вувати за призначенням як фуражне, передбачено процедури перерахунку його значень в показники, що відповідають на-прямку використання.


 
загрузка...

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить