Введение к работе
Актуальность темы исследований. Обеспечение надежного и устойчивого функционирования продукционного процесса в агро-экосистемах, предупреждение развития того или иного негативного явления при этом чаще всего связано с необходимостью отслеживания множества показателей, что в достаточной степени проблематично. В связи с этим возникает вопрос: не целесообразнее было бы вместо большого количества агробиологических, физико-химических и других показателей отслеживать только те из них, которые связаны с поддержанием надежности и устойчивости системы и несут в себе комплексную информацию. И только в том случае, если будут обнаружены определенные отклонения этих индикаторных показателей, следовало бы проводить расширенную диагностику состояния системы.
Таким образом, основная идея оптимизации продукционных процессов в агроэкосистемах должна заключаться в том, чтобы не столько отслеживать агробиологическое, физико-химическое состояние системы, сколько улавливать реакцию, отклик системы на вносимые изменения. Данная идея совокупна с методами тестирования и индикации биосистем и может быть воплощена на базисном уровне агробиопродукционных процессов. Вопрос лишь в том, как с максимальной долей достоверности выделить наиболее информативные показатели, связанные с гомеостатическими механизмами, и каким способом сжать заключенную в них информацию до одномерных массивов с показателями, которые можно было бы интерпретировать как индексы реакции, изменчивости и устойчивости системы к изменяющимся условиям в процессе ее функционирования.
Наиболее рациональным путем решения этих задач является наиболее детальное исследование ассимиляционного процесса продуцентов, установление закономерностей приращения фитомассы и разработка на их основе функциональных, оптимизационных моделей, адаптированных к многообразию агроэкологических условий.
Цель и задачи исследований. С учетом вышеизложенного автором в данной работе поставлена цель разработать процедуру формирования адаптивной системы оптимизации продукционного процесса и практической ее реализации.
Основные задачи исследований: системный анализ современного состояния проблемы; В разработать структурно-функциональную схему агроэкологиче-
ского мониторинга продукционного процесса; В исследовать и установить закономерности приращения биомассы растений в динамике;
разработать методы оценки реакции растений к условиям влаго- и
теплообеспеченности; В разработать функциональные модели приращения биомассы
растений; В разработать методы оценки пространственной изменчивости
агроэкологических условий; в анализ результатов оценки функциональных характеристик исследуемого объекта; В разработать методику интегральной агроэкологической оценки объекта исследования, решения задач оптимизации продукционного процесса.
Научная новизна и теоретическая значимость результатов исследования заключается в том, что впервые сформулированы и обоснованы новые подходы к созданию системы управления продукционными процесами сельскохозяйственных культур на принципах адаптации технологических приемов к ритмам роста и развития растений продуцентов, оптимизации параметров, структуры продукционного процесса, основанных на неодинаковой реакции разных сортов и гибридов одного вида растений на ритмы и факторы окружающей среды, в том числе техногенных, обеспечивая тем самым лучшее их использование и замкнутость биохимических и производственных циклов.
Разработана структурно-функциональная модель агроэколо-гического мониторинга, основанного на экологических принципах обеспечения устойчивости и эффективности функционирования продукционного процесса, дано теоретическое и экспериментальное обоснование ее применения в целях стабилизации и увеличения энергетической эффективности растениеводства.
Определенную новизну представляют методы количественной оценки реакции растений к условиям произрастания, изменчивости и устойчивости при разных режимах функционирования продукционного процесса в динамике, интегральной оценки природных, функционирующих систем.
На основе детального исследования закономерностей приращения фитомассы в динамике, разработаны математические модели, адаптированные к многообразию агроэкологических условий. Предложены методы агроэкологической оценки гибридов кукурузы разных групп спелости, эколого-экономической оценки продукционного процесса.
Практическая ценность работы.Разработана и проверена в условиях производства методика, обеспечивающая стабилизацию продукционного процесса при одновременном снижении доли непроизводительных затрат.
Полученные результаты исследований, модели, методы количественной оценки могут быть использованы для разработки эффективных и экологически безопасных технологий возделывания сельскохозяйственных культур, решения задач оптимизации, программирования и прогнозирования урожайности, управления технологическими процессами, бонитировки почв и земельного кадастра, создания информационно-советующих систем, имеющих агроэкологи-ческую направленность, проектирования и эксплуатации систем ирригации.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Всесоюзной школе молодых ученых и специалистов «Актуальные проблемы повышения эффективности использования орошаемых земель» (г.Херсон, 1985 г.); на VI научно-практической конференции молодых ученых и специалистов ВНПО «Радуга», посвященной 100-летию со дня рождения академика Л.Н.Костикова (г.Коломна, 1986 г.); на научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Повышение эффективности и улучшение состояния земель Ставропольского края» (г. Ставрополь, 1987 г.); на республиканском научно-практическом семинаре ученых и главных специалистов сельскохозяйственных предприятий КБР (г. Нальчик, КБГСХОС, 1987 г.); на республиканских научно-практических и научно-теоретических семинарах и конференциях (г.Нальчик, 1985-97 гг.); на ВДНХ СССР, серебрянная медаль (г.Москва, 1992 г.).
Реализация результатов исследований. Результаты диссертационной работы внедрены в практику производства гибридных семян кукурузы Кабардино-Балкарского научно-исследовательского института сельского хозяйства, К.С.Х.П им. Калинина Прохладнен-ского района КБР. Методические рекомендации и модели, алгоритмы и прикладные программы использованы при разработке системы автоматизированного проектирования (САПР-СКГВХ) института «Севкавгипроводхоз» (г.Пятигорск). Научно-практические рекомендации использованы при разработке раздела проектов «Программирование и прогнозирование урожайности сельскохозяйственных культур» (Кабардино-Балкарское отделение проектного института), при разработке рекомендаций по системам ведения сельского хозяйства КБР.
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 13 статьях, двух брошюрах, семи научно-технических отчетах, использованы при разработке методических указаний для внутривузовского пользования КБГСХА.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и предложений.