РОЗДІЛ 2
ОБГРУНТУВАННЯ, об’єкти та методика
проведення досліджень
2.1. Обґрунтування, задачі і програма досліджень
За розглянутими теоретичними передумовами з вирішення поставленого в
дисертаційній роботі завдання (див. розд. 1) є потреба у всебічному аналізі
впливу на розвиток рослин визначальних змінних факторів реального об’єкта у
їхньому взаємозв’язку.
Через необхідність визначення потенційно можливої врожайності за
довготерміновим прогнозом, що не може бути здійснена в польових та лабораторних
умовах і є характерною особливістю дисертаційного дослідження, вирішення
окресленого завдання можливе тільки шляхом постановки і реалізації машинного
експерименту на ЕОМ з відповідною перевіркою результатів за даними польових та
виробничих досліджень. Він, у свою чергу, повинен здійснюватися за комплексом
прогнозно-імітаційних моделей на основі сучасних методів програмування врожаю.
При цьому, визначальні умови реального об’єкта необхідно розглядати у вигляді
схематизованих природно-меліоративних умов щодо сукупностей розрахункових
метеорологічних режимів, грунтів, технологій водорегулювання та культур
проектної сівозміни за А.М. Рокочинським [101].
Методи планування й організації фундаментальних і прикладних досліджень
продукційного процесу рослин які спрямовані на вирішення задач прогнозування і
програмування врожаю, відрізняються від традиційних. Це насамперед комплексні
дослідження, для яких характерний системний підхід, що дає змогу пов’язати
сукупності різних експериментів фізіологів, селекціонерів, агрохіміків,
агрометеорологів, біологів, математиків і інженерів у єдину систему
взаємозалежних теоретичних і експериментальних робіт, спрямованих на досягнення
єдиної мети. Експериментальні роботи при цьому, як правило, орієнтовані на
моделювання.
Успішне дослідження процесів і управління ними у такій складній системі, якою є
агробіоценоз, можливе лише на основі методів моделювання. Під моделюванням
розуміється імітація поведінки реального об’єкта, тобто спрощене схематичне або
математичне відтворення принципів його організації та функціонування [134].
Модель виступає, з одного боку, як деякий узагальнений результат дослідження, а
з іншого боку – як засіб, за допомогою якого одержують нові дані. Метод
математичного моделювання процесів формування врожаю дає змогу ставити чисельні
експерименти і досліджувати, як зміна умов впливає на поведінку рослини. За
допомогою сучасних інформаційних технологій та їхньою реалізацією на ЕОМ є
можливість імітувати поведінку агробіоценозу (що можливо тільки в процесі
моделювання), визначати потенційну продуктивність рослин та необхідні умови для
її одержання. Моделі дають змогу розглядати безліч варіантів взаємодії
агробіоценозів і зовнішнього середовища, вивчати вплив різних сполучень
факторів на врожайність культур і валовий збір продукції, здійснювати такі
експерименти на основі використання ЕОМ, які неможливо реалізувати в польових
або лабораторних умовах і виконання яких потребує значних витрат часу і
засобів. Усе це дає змогу будувати систему виробництва рослинницької продукції
на кількісній основі, враховувати вплив на врожай взаємодії всіх основних
факторів, диференціювати агротехнічні прийоми в точній відповідності з
конкретними умовами вирощування рослин, більш ефективно використовувати наявні
ресурси.
В кінцевому підсумку такий підхід дає змогу програмувати й одержувати
заплановані врожаї з заданою ймовірністю, підвищувати родючість ґрунту з
урахуванням вимог охорони навколишнього середовища, покращувати організацію
праці, підвищувати технологічну дисципліну, більш точно здійснювати виконання
основних етапів технологічного процесу.
Управління виробництвом продукції рослинництва на основі поєднання системного
та оптимізаційного підходів – складний процес, що враховує ряд етапів побудови
і використання математичних моделей врожайності окремих культур. При виборі
структури моделі необхідно враховувати безліч умов: основні положення концепції
факторів, що обмежують розвиток культури; можливість включення в модель
найважливіших факторів формування врожаю при широкому діапазоні їхніх значень;
її відкритість для введення нових факторів і т. ін. У той же час модель по
можливості повинна бути порівняно простою за структурою своєї побудови та
принципами її реалізації у виробничих умовах і забезпечувати достатню для
інженерної практики точність розрахунків.
Призначенням моделі взагалі є оцінка можливості та ступеню досягнення намічених
цілей, зокрема пошук й визначення необхідних для цього затрат (ресурсів),
передбачення наслідків за умов застосування різних альтернативних варіантів.
При цьому експерименти виконуються не на реальних об’єктах, а на їхніх моделях,
що дозволяє з достатньою для інженерної практики точністю проводити
дослідження, здійснювати які в натурі складно, а часом і неприйнятно. Тому
досить часто експерименти доцільно виконувати за допомогою комплексу
математичних прогнозно-імітаційних моделей, який враховує вплив змінних умов
реального об’єкту на формування біомаси сільськогосподарських культур [27, 32,
33 та ін.] і вирішує наступні задачі:
- надає змогу шляхом введення вихідної інформації оцінювати стан системи;
- визначати поточне положення динамічних характеристик цільової функції системи
по відношенню до обраних критеріїв управління;
- прогнозувати траєкторію фазових координат руху системи, планувати і приймати
управлінські рішення для підтримання її в оптимальному стані;
- здійснювати планування розподілу ресурсів, особливо при їхньому дефіциті, між
об’єктами управління (полями, окремими ділянками системи тощо)
- Київ+380960830922