Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Информационные технологии управления мелиоративными режимами почв

ВАК РФ 06.01.02, Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат диссертации по теме "Информационные технологии управления мелиоративными режимами почв"

На правах рукописи

МАТВЕЕВ Андрей Валерьевич

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ МЕЛИОРАТИВНЫМИ РЕЖИМАМИ ПОЧВ

Специальность 06.01.02. -Мелиорация, рекультивация и охрана земель

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 СЕН 2011

Москва-2011

4852590

Работа выполнена в отделе мелиорации земель Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова (ГНУ ВНИИГиМ) Россельхозакадемии

Научный руководитель:

доктор технических наук Добрачев Юрий Павлович

доктор технических наук Юрченко Ирина Федоровна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Безбородов Юрий Германович

Ведущая организация:

ГОУ ВПО Московский государственный университет природообустройства

Защита состоится «15» сентября 2011 г. в 10:00 часов на заседании диссертационного совета Д 006.038.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова по адресу: 127550, Москва, ул. Большая Академическая, 44, к.504.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИГиМ.

Автореферат разослан и размещен на сайте http://sovet.vniigim.ru

«15» августа 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук

Исаева С.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Практическая реализация принципов адаптивно-ландшафтного земледелия требует привлечения новейших достижений науки не только в области земледелия и экологии, но также в физике, биологии и информатике. Необходимость использования количественных методов в решении технологических задач земледелия обусловлена жесткими требованиями повышения эффективности сельскохозяйственного производства, соблюдения условий возобновляемости природных ресурсов при сохранении или улучшении состояния окружающей среды. В этой связи математические модели отдельных агромелиоративных процессов и модели управления продуктивностью агроценозов находят все более широкое применение при создании новых технологий возделывания сельскохозяйственных культур и рационального природопользования.

На современном этапе стремительное развитие информационных технологий и систем поддержки принятия решений (СППР) является основным мотивом для продвижения прикладных исследований и инновационных проектов по внедрению этих достижений науки и техники в практику сельскохозяйственного производства. Информационные технологии позволяют выявить и устранить наиболее узкие места в управлении технологическими процессами и доведении результатов научных разработок до их широкого использования в отрасли. Поэтому разработка и применение информационной технологии в управлении мелиоративными режимами сельскохозяйственного поля является актуальной задачей, открывающей новые подходы к проектированию мелиоративных объектов, разработке и реализации систем координатной мелиорации земель и регионального информационного обслуживания СППР в мелиоративном земледелии.

Цели и задачи исследования. Создать систему управления мелиоративными режимами почв на основе комплекса информационных технологий, включая математические модели, оптимизационные задачи, программные и аппаратные средства сбора, обработки и передачи информации, с целью повышения эффективности применения комплексных мелиораций и увеличения продуктивности мелиорируемых земель.

Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:

1) Оценить существующие и новые разработки в области информационных технологий для повышения адекватности и сокращения времени принятия решений по управлению мелиоративным земледелием на уровне сельскохозяйственного предприятия.

2) Разработать комплекс оптимизационных задач стратегического (развитие комплексных мелиораций и их ресурсное обеспечение), тактического (планирование распределения мелиорантов и удобрений) и оперативного (назначение поливов и регулирование уровня грунтовых вод) управления мелиоративными режимами для информационного и методического обеспечения СППР в мелиоративном земледелии.

3) Разработать обобщенную статистическую модель продуктивности агро-ценоза; выполнить идентификацию параметров по данным Мещерского филиала ВНИИГиМ и провести оценку её адекватности.

3

4) Выполнить сценарные исследования с применением информационных технологий для оптимизации мелиоративных режимов при планировании территориального размещения и развития комплексных мелиораций на уровне сельхозпредприятия, распределении мелиорантов и оперативном назначении поливов сельскохозяйственных культур.

5) Разработать предложения по практическому применению элементов информационной технологии для повышения эффективности сельскохозяйственного производства (на примере опытного участка «Тинки-П» ОПХ «Полково»),

Предмет, объект и методика исследований. Предметом исследований являются информационные технологии управления агротехнологическими и мелиоративными мероприятиями при выращивании сельскохозяйственных культур, динамические и статистические модели состояния почвенного покрова и продуктивности агроценозов. Объектом исследования являются системы управления мелиоративными режимами почв.

Для решения поставленных задач использован системный подход, включающий методы моделирования сложных систем, кластерный и регрессионный анализ на основе стандартных пакетов статистической обработки данных, ГИС-технологии и др. В основу исходной базы данных положены результаты натурных наблюдений, выполненных Ю.П. Добрачевым, JI.B. Кирейчевой, И.В. Беловой, C.B. Перегудовым, В.М. Яшиным, К.Н. Евсенкиным и др. на экополиго-не «Мещера» (ОПХ «Полково») в период 1995-2006 годов.

Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:

- определен комплекс информационных средств и технологий для выполнения функций, актуальных при управлении мелиоративными режимами почв, который обеспечивает решение задач стратегического, тактического и оперативного уровня путем своевременного информирования лиц, принимающих решения;

- разработана многофакторная статистическая модель, описывающая влияние мелиоративного режима почвы на продуктивность агроценоза; модель применима для расчета ресурсного обеспечения, решения задач координатной мелиорации, а также для оперативного управления мелиоративными факторами при выращивании сельскохозяйственных культур;

- поставлены и решены оптимизационные задачи по выбору рационального варианта мероприятий и их ресурсного обеспечения для инвестиционного проекта мелиорации земель; реализованы информационно-технологические аспекты координатной мелиорации по рациональному размещению дифференцированных доз мелиорантов и удобрений с учетом пестроты почвенного покрова; предложено информационное обеспечение оперативного управления орошением отдельного сельскохозяйственного поля для удаленного пользователя (агронома, фермера) с применением специализированного Web-сайта.

Положения, выносимые на защиту:

- концептуальная модель управления мелиоративными режимами почв в виде комплекса оптимизационных задач различного иерархического уровня (ресурсное обеспечение комплексных мелиораций, координатная мелиорация

земель, оперативное управление поливами) и её реализация с применением разработанных автором элементов информационных технологий;

- многофакторная статистическая модель продуктивности агроценоза, описывающая влияние мелиоративных режимов на урожайность сельскохозяйственных культур;

- комплекс технологий и средств для информационного обеспечения координатной мелиорации почв, реализованный на примере дифференцированного распределения азотных удобрений;

- структура информационного обеспечения управления водным режимом сельскохозяйственных культур (с использованием сети Интернет).

Практическая значимость. Разработанные элементы информационной технологии управления мелиоративными режимами могут быть использованы в структуре адаптивно-ландшафтного земледелия на мелиорируемых землях, системах поддержки принятия решений на предпроектной стадии разработки мероприятий комплексной мелиорации и при эксплуатации мелиорируемых земель.

Структурная модель сетевого информационного обеспечения управления поливами может быть использована специалистами хозяйств, что позволит принимать своевременные и рациональные решения по использованию орошения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Апробации результатов исследований. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы были доложены на секциях Ученого Совета ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии в 2001-2004 годах, на международных научно-практических конференциях «Наукоемкие технологии в мелиорации» и «Инновационные технологии в мелиорации» (Костяковские чтения) (Москва, ВНИИГиМ, 2005, 2011), на ежегодных научно-практических конференциях в Московском Государственном Университете Природообустройства (Москва, МГУП, 2003, 2004). Результаты работы также докладывались в Центральном Доме Ученых 17 января 2005 года. Исследования выполнялись в рамках заданий РАСХН - 12.01.02 «Разработать теоретические основы экологического равновесия и динамической устойчивости процессов энерго-, массообме-на в мелиорируемом агроландшафте» (2001-2005 гг.) и 03.01.04 «Разработать методологию прогнозирования и технологии управления продукционным потенциалом мелиорируемых агроландшафтов различных регионов Российской Федерации» (2006-2010 гг.), а также проектов Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) - 09-05-13524-офиц и 11-05-00629-а.

По результатам исследований опубликовано 11 печатных работ общим объемом 3,6 пл., в том числе 3 публикации в журналах по Перечню ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, включающего 156 работ, в том числе 28 зарубежных, изложена на 150 страницах машинописного текста, иллюстрирована 23 рисунками и содержит 17 таблиц.

Благодарности. Приношу мою искреннюю признательность и благодарность моему первому научному руководителю д.т.н., профессору, заслуженному деятелю науки РФ [В.Е. Рай ни ну), а также д.т.н. Ю.П. Добрачеву и к.т.н. Г.Н. Виноградовой за научные консультации и ценные предложения при подготовке

диссертационной работы. Выражаю глубокую признательность к.т.н. К.Н. Ев-сенкину и Г.С. Пегливаняну за помощь в проведении исследований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационного исследования, определены главные цели и задачи, показана научная новизна и практическая значимость исследований.

В первой главе на основе обзора и анализа отечественной и зарубежной научно-технической литературы рассмотрена проблема управления мелиоративными режимами сельскохозяйственных земель. Было установлено, что создание экспертных систем и информационных технологий для принятия рациональных управленческих решений по применению мелиоративных мероприятий с целью повышения плодородия почв и эффективности земледелия является актуальным научным направлением.

В опубликованных работах видных ученых изложены предметные области и определены направления применения информационных технологий для повышения эффективности научных исследований и сельскохозяйственного производства:

- анализ системы представлений об агроландшафте, в границах которого осуществляются основные процессы производства продукции растениеводства (И.П. Айдаров, А.И. Голованов, JI.B. Кирейчева);

- изучение законов формирования и функционирования природно-технических комплексов; исследование особенностей синтеза природных и антропогенных процессов в пределах агроландшафта (И.П. Айдаров, А.И. Голованов, Ю.И. Сухарев, А.Р. Хафизов);

- информационное обеспечение производства продукции растениеводства на мелиорируемых землях, применение биотической мелиорации, технологии точного земледелия и др. на базе методологии адаптивно-ландшафтного земледелия (A.A. Жученко, И.П. Кружилин, В.В. Бородычев, Ю.П. Добрачев, С.Д. Исаева, В.П. Якушев, B.S. Blackmore, A.J. Emmott);

- регулирование параметров мелиоративного режима в агроценозе («орошение-осушение», «минеральные-органические удобрения»), повышение продуктивности земель и эффективности применения мелиоративных мероприятий при условии обеспечения динамически равновесного состояния агроландшафта (С.Я. Безднина, В.В. Шабанов, Ю.Г. Безбородов);

- разработка и создание технических средств дистанционного регулирования пищевого, светового и водного режимов роста растений (Г.В. Ольгарен-ко, К.В. Губер, В.И. Городничев);

- информатизация сельскохозяйственного производства на основе современной вычислительной техники и средств коммуникаций, обеспечивающих рациональное использование накопленного национального информационного ресурса (И.Ф. Юрченко, JI.M. Рекс).

Современные экономические и экологические требования в сфере сельскохозяйственного производства обусловливают необходимость внедрения информационных технологий для оптимизации комплекса землеустроительных работ и мелиоративных мероприятий, размещения сельскохозяйственных посе-

bob и севооборотов, расчета доз удобрений, регулирования пищевого и водного режимов растений, обеспечения контроля качества выращиваемой продукции и экологического состояния почв, оценки экономической эффективности производства. Рассмотрено текущее состояние исследований в области применения информационных технологий и математического моделирования для решения агромелиоративных задач и обеспечения рационального природопользования; выполнена классификация моделей природных объектов. Показано, что статистические, регрессионные, динамические и другие модели составляют функциональное ядро решения оптимизационных задач, используемых при проектировании мелиоративных систем и разработке интеллектуального блока системы автоматизированного управления технологическими процессами.

Информационное обеспечение системы поддержки принятия решений может включать вербальные модели агроландшафтов, географические информационные системы, системы управления базами данных, ИПИ-технологии (Информационная Поддержка Изделий), среды имитационного моделирования и собственно математические модели. Важной компонентой системы являются информационно-технические средства: телекоммуникация, вычислительная техника, лабораторное оборудование и оборудование локальных вычислительных сетей, современные автоматические контрольно-измерительные приборы.

Анализ публикаций по рассматриваемой проблеме показал, что применение информационных технологий в мелиоративной отрасли открывает широкие перспективы в сфере повышения эффективности применения мелиоративных мероприятий, создает условия для ведения сельскохозяйственного производства на высоком технологическом уровне, обеспечивая экономию ресурсов, получение запрограммированных урожаев заданного качества, возобновление природных ресурсов агроландшафта, а также позволяет максимально сократить время принятия решений, повысить производительность труда специалистов сельского хозяйства.

Вторая глава посвящена методике аналитических и натурных исследований, выполненных в составе диссертационной работы; приводится характеристика почвенно-климатических условий Рязанской Мещеры, расположенной на юге Нечерноземной зоны Европейской части РФ в пределах Мещерской низменности, дано описание технических средств сбора и передачи данных, а также представлено используемое программное обеспечение.

Сложность поставленных в работе задач по применению информационных технологий для управления мелиоративными режимами предъявляет особые требования к методам проведения исследований. Оптимизационная задача выбора состава мероприятий для инвестиционного проекта мелиорации земель включает комплекс взаимосвязанных моделей и зависимостей, описывающих влияние отдельных агромелиоративных факторов на состояние почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур, и использует в качестве целевой функции экономический критерий - дисконтированный прирост чистого дохода (ДПЧД). При решении оптимизационных задач тактического и оперативного управления для отдельных участков мелиорируемых земель (осушаемые и орошаемые поля) привлекаются как статистические, так и динамические модели мелиоративных режимов и процессов формирования урожая сельскохозяй-

ственных культур, а также статистические методы анализа исходной информации.

Исследования по применению информационных технологий управления мелиоративными режимами почв для оптимизации условий выращивания сельскохозяйственных культур проводились на примере сельхозугодий ОПХ "Пол-ково" (осушаемые земли Тинки-Н). Основные почвы опытного участка - дерново-подзолистые глееватые, по механическому составу песчаные и супесчаные, сформированные на древнеаллювиальных песках, имеют низкое естественное плодородие. Закрытый дренаж и открытая сеть дренажных каналов, существующие на опытном полигоне, изменили водный режим почвенного покрова - почвы подсушены. Содержание подвижных форм калия и фосфора среднее, азота - низкое. Грунтовые воды залегают на глубине 1,5-2,5 ми не оказывают существенного влияния на формирование водного режима корне-обитаемого слоя почвы.

Для описания параметрических зависимостей состояния почвенного покрова и продуктивности агроценоза нами использованы разнообразные статистические модели, в том числе однофакторные и многофакторные линейные и квадратичные регрессии, экспоненциальные и гиперболические функции, в которых идентификация коэффициентов выполнялась стандартными средствами математической статистики, входящими в программы Statistica и Excel из пакета Microsoft Office. При идентификации коэффициентов нелинейных функций, а также микромоделей использовался численный метод градиентного спуска по алгоритму Хуга-Дживса. Применение данного метода потребовало написания специальных программ на языках программирования Фортран и Си. Для решения оптимизационных задач привлекались численные методы поиска максимума функции (приложения MatLab). Динамика состояния объекта управления (фактор времени) описывалась численными схемами с различным шагом дискретного перехода: для стратегических задач временной шаг равен году, для задач технологического уровня - периоды и фазы вегетации культуры, для оперативного управления - сутки. Каждое новое состояние мелиоративного режима почвы рассчитывалось по регрессионным и балансовым соотношениям с учетом влияния внешних факторов в течение рассматриваемого временного отрезка. Надежность решения обеспечивалась многократными и многовариантными численными экспериментами с изменяющимися начальными условиями.

Расчет параметров управления режимом орошения сельскохозяйственных культур выполнялся с помощью динамических моделей агроценоза, разработанных во ВНИИГиМ. Адаптация моделей к конкретным почвенно-климатическим условиям проводилась по ретроспективным агрохимическим, агрофизическим и метеорологическим данным, собранным на экополигоне «Мещера».

Для выделения границ участков поля, однородных по агромелиоративным характеристикам, применялся кластерный анализ - метод группировки объектов в классы на основании полевых опытных данных (Statistica v5.773 и ГИС Парк v3.0). Методы кластерного анализа дополнялись методами дискри-минантного и статистического анализа, которые позволяют определить границы между кластерами и получать статистические оценки достоверности клас-

сификации данных. С помощью ГИС Парк v3.0 выполнен пространственный анализ совокупности данных агрохимического анализа распределения различных форм минерального азота в почве по севооборотным участкам ОПХ «Пол-ково». Кроме того, для реализации координатной мелиорации земель применялось цифровое моделирование, расчет и измерение геометрических характеристик мелиорируемых участков с помощью ПО ESRI ArcGIS 9.2; построение тематических карт с использованием данных натурных определений географических координат объектов, картографических образов объекта аэрокосмической фотосъемки (Google Earth Pro v3.0.0395) и оцифрованной проектной документации по гидромелиорации «Тинки-П» (Autodesk Autocad 2004); выполнено совмещение модельных расчетов (Microsoft Office 2003 SP3) и отображение их на карте с целью проведения ситуационного анализа.

Используемые на экополигоне «Мещера» технические средства сбора мониторинговой информации о состоянии природной среды представлены автоматизированной метеостанцией "SEBA" (модель №8101), гидрологическим зондом и GPS-приемником MAP 276С, с помощью которого регистрировались координаты точек отбора проб и координаты земельных участков на изучаемом объекте «Тинки-П».

В третьей главе поставлен комплекс оптимизационных задач управления мелиоративными режимами почвы для трех организационно-технологических уровней комплексной мелиорации земель хозяйства. Показано, что основное назначение информационных технологий управления продуктивностью мелиорируемых земель - поддержка управленческих решений на основе формирования рациональных научно обоснованных вариантов мероприятий комплексной мелиорации с учетом изменяющихся природно-экономических условий.

Реализация основных функций информационной технологии управления мелиоративными режимами почв базируется на решении ряда задач, различающихся по их положению в сложной иерархической структуре сельскохозяйственного производства. Информационное обеспечение системы поддержки принятия решений в области агромелиорации представлено нами в виде трех взаимосвязанных страт (рис. 1).

На верхнем уровне формируется информация для принятия решений стратегического плана: выбор наиболее эффективного состава комплекса мелиоративных мероприятий, соответствующий потребностям севооборота, типу почвы и экологическим требованиям. Кроме того, на этом этапе выбирается уровень интенсификации технологии выращивания - планируемая урожайность культуры и соответствующие параметры мелиоративного режима, при которых может быть получен максимум приращения ЧДД в условиях реализации комплекса мелиоративных и агротехнических мероприятий.

На втором уровне формируется управленческая информация тактического значения для оптимизации отдельных технологических параметров мелиоративных мероприятий и технологии выращивания сельскохозяйственных культур, а именно: расчет оптимального распределения доз мелиорантов и удобрений по участкам поля с различными агрохимическими свойствами для получения максимума продукции с использованием планового ресурса. На этом этапе используется комплекс информационных технологий для реализации подходов

координатной мелиорации, аналогичных методам точного земледелия, для более эффективного использования мелиорантов в поддержании требуемого режима почв в течение периода вегетации растений.

На нижнем уровне решаются задачи оперативного управления технологией выращивания: формируется информация о росте и развитии посева, назначении сроков и норм поливов, подкормок, прогнозируется урожайность и сроки уборки в зависимости от погодных условий и реализованного мелиоративного режима.

1 уровень. Стратегический

Состав комплекса мелиоративных мероприятий и необходимые ресурсы для их _реализации_

Статистическая обра- Приборы агроэкологич.

ботка, программы мониторинга мелиоратив-

оптимизации ных режимов почв

2 уровень. Тактический

V

Координатная мелиорация земель (дифференцированное внесение мелиорантов и удобрений)_

ГИС (агрохим. и агро-физ. хар-ки поля) стат. обработка, модели

Авт. метеостанция, авт. гидрологический зонд, ОР8-приемник

<Т

3 уровень. Оперативный

Оперативное управление водным режимом почв

Статистическая обработка, имитационные системы, подпрограммы

Средства связи, метеорологические, почвенные и др.

доступные данные в _Интернете_

База данных, модели управления

Web-интepфeйc, варианты решений

Лицо, принимающее решения

Рис. 1. Концептуальная модель информационного обеспечения управления мелиоративными режимами на базе информационных систем

Перечисленные выше информационные потоки в системе принятия решений по управлению мелиоративным режимом почв формируются путем решения комплекса оптимизационных задач, включающих ряд известных моделей:

- определение оптимального состава комплекса агромелиоративных мероприятий для однородного по агрохимическим и агрофизическим свойствам почвы участка агроландшафта (С.А. Пегов - П.М. Хомяков: содержание гуму-

10

са, гидролитическая кислотность, содержание NPK в почве; Ю.П. Добрачев -A.B. Матвеев: минеральные удобрения, оросительная норма; А.И. Голованов: динамика содержания гумуса);

- оптимизация распределения мелиорантов по участкам поля (кластерный анализ, ГИС, многофакторная статистическая модель продуктивности);

- оперативное управление водным режимом посева сельскохозяйственной культуры на основе имитационной модели агроценоза (Ю.П. Добрачев).

С целью интеграции и систематизации данных сценарных и натурных исследований влияния параметров почвенного покрова на продуктивность агроценоза, а также для выявления закономерностей влияния мелиоративных режимов на урожайность сельскохозяйственных культур проведены аналитические исследования по разработке многофакторной статистической модели. Влияние агроэкологических факторов на продуктивность агроценоза представим причинно-следственной схемой вида:

x,=>s,=>yiy (1)

где X, - комплекс агроэкологических факторов, воздействующих на растения в течение /-го интервала времени; S, - актуальное состояние растений, характеризуемое фазой развития, листовым индексом, глубиной проникновения корней в почвенный горизонт; у, - продуктивность посева за i-тый интервал времени, определяемая по приросту биомассы: у,=а,- Aq>,; а, - коэффициент пропорциональности, характеризующий качество мелиоративного режима почвы, А<р, - приращение величины лимитирующего фактора роста. Рассчитываемая величина урожайности будет всегда ниже потенциальной (максимальной), откуда следует, что для конкретных условий значение коэффициента а, ограничено некоторым предельным значением А„ которое назовем показателем

наиболее благоприятного состояния среды.

В технологическом процессе производства растениеводческой продукции управление мелиоративными режимами можно обосновать, исходя из критерия:

А, —— => min, (2)

Ар,

т.е. по разнице между показателями желаемого и фактического состояния агро-генной среды. Эта разница, с одной стороны, характеризует имеющийся резерв продуктивности, который может быть достигнут путем оптимизации состояния среды обитания растений агротехнологическими и мелиоративными средствами, а с другой - может являться показателем внутренней напряженности состояния посева, т.е. показателем уровня состояния «стресса» растений, равным разнице между наиболее благоприятным (желаемым) состоянием среды и фактическим: а, = А,-а,.

Динамику отклика продуктивности посева на улучшение мелиоративного режима можно характеризовать относительной величиной скорости прироста -

, которая стремится к нулю при оптимальном состоянии среды. Для комплекса факторов, ответственных за продуктивность растений, эта зависимость может быть представлена в следующей форме:

И

¿^-->0, (3). В предельном случае (4)

где т - число факторов, ответственных за продуктивность. В диссертации приведены допущения и аналитические преобразования, в результате которых получен окончательный вид модели (для двух действующих факторов среды):

где У, и у. - действительно возможная (потенциальная) и расчетная урожайность /-той сельскохозяйственной культуры, т/га; аг - оптимальные значения факторов мелиоративного режима; о,, а2 - актуальные значения факторов; Д к, у/ и у2 - эмпирические и размерностные коэффициенты.

Идентификация параметров модели выполнялась по данным полевых опытов, полученным в Мещерском и Калмыцком филиалах ВНИИГиМ. Найденные зависимости адекватно отражают влияние оросительной нормы и доз вносимых удобрений на урожайность многолетних трав, яровой пшеницы и других культур в широком диапазоне значений названных факторов. В этой связи при определении оптимального состава мероприятий комплексной мелиорации оценка прироста урожайности для вариантов с орошением проводилась с использованием модели, представленной в виде:

= (УГ-У?)-[\-О-{\,\-Чя-а {К-к + <иУ' + олУ<)Н (б)

гДе Чт ~ Доза вносимых минеральных удобрений, выраженная в долях от максимальной (при орошении); </„ - оросительная норма, выраженная в долях

шах

от зональной оросительной нормы; ущ - максимальная урожайность у-той культуры, выращиваемой при орошении; у* - средняя фактическая урожайность у'-той культуры до проведения мелиоративных работ; Д , к2, к,, к4 и X -эмпирические безразмерные коэффициенты, за счет которых обеспечивается привязка данной зависимости к особенностям отклика различных культур на орошение и внесение минеральных удобрений, табл. 1, рис. 2.

Полученные зависимости (5 и 6) позволяют аппроксимировать статистические данные (опытные и производственные), а также могут использоваться для анализа влияния различных экологических и агротехнических факторов на продуктивность агроценоза. Из представленных выражений следует, что важную функцию выполняет фактическая окультуренность земель и величина потенциальной урожайности, которая при анализе влияния конкретного мелиоративного режима на продуктивность должна определяться экспериментально для рассматриваемых почвенно-климатических условий. Кроме того, эта величина тесно связана с видовыми и сортовыми особенностями сельскохозяйственной культуры.

Использование предложенной модели для интерполяции опытных и производственных данных по влиянию агромелиоративных факторов на продуктивность агроценозов представляется перспективным, поскольку позволяет отобразить эффект синергизма (в частности, взаимодействие удобрений и орошения) и получить зависимости продуктивности от других факторов среды.

Таблица 1. Значения параметров обобщенной модели, полученные в результате идентификации по опытным данным ОПХ «Полково» (1971...1977,

2004...2008 гг.)

Севооборот та* _ ф о к. к2 кз к4 X

Кормовой, т/га (травы) 12 0,61 2,1 0,5 0,2 0,4 2,0

Зерновой, т/га 2,8 0,65 2,0 0,2 0,3 0,5 2,1

Овощной, т/га 30 0,72 2,1 0,4 0,12 0,16 2,0

Кормовой севооборот Зерновой севооборот Овощной севооборот

10 Прирост 8 2 Г ^яшИЯ^ИиВ^ Оросительная Ми»»- 2.5 2 Прирост 1 0. удобрения ПР УРОЖ

........." ■

Рис. 2. Вид поверхности отклика функции прироста урожайности (т/га) многолетних трав, яровой пшеницы и картофеля при совместном действии орошения и доз минеральных удобрений (дозы удобрений и оросительная норма выражены в долях от максимальных зональных величин)

В четвертой главе приведены методы и результаты решения задач управления мелиоративным режимом почв при комплексной мелиорации земель с применением информационных технологий и технических средств для каждого из представленных выше организационно-технологических уровней.

Метод оценки ресурсного обеспечения мелиоративных режимов основан на решении оптимизационной задачи, позволяющей определить рентабельный вариант состава мелиоративных мероприятий для конкретной территории с учетом исходного агромелиоративного состояния почв, стоимости каждого из мероприятий, экологических ограничений и цен на получаемую сельхозпродукцию. В наиболее сжатом виде оптимизационную задачу для расчета ожидаемой продуктивности земель и выбора наилучшего состава мелиоративных мероприятий на проектный период сроком 25 лет представим как:

э,е{Э};Л £{/>};

где Рш - прирост чистого дисконтированного дохода, АУ(Я,) - прирост , урожайности основой культуры севооборота в зависимости от текущих затрат на мелиорацию, т/га; Я(С, Н, Ь, К'РК, А) - функция мелиоративного режима от факторов состояния почвы (в - содержание гумуса в почве, %; Н - гидролити-4 ческая кислотность, мг-экв./1 ООг; Ь - УГВ, м; ЫРК - содержание азота, фосфора 1 и калия, мг/100г; А - культуртехнические мероприятия); 1, - затраты на прове-| дение мелиоративных мероприятий в год е (включая затраты на строительство оросительной или осушительной системы в первый год реализации проекта), тыс.руб./га; г - рыночная стоимость данного вида растениеводческой продук-

ции, тыс.руб./т; Е - величина дисконта; э„ р„ - соответственно экологические и технологические параметры, образующие множества экологических и технологических ограничений {Э} и {/>}. Принимается допущение, что затраты на агротехнические мероприятия (вспашка, посев, уборка урожая) остаются постоянными. При численном решении данной задачи последовательно выполняются следующие этапы, рис. 3.

Продолжите.», вость проегт-

пого периода

Фагторы

Мвнералквые удобрена«

Органические удофеюц

Культур техника

Интенсивность

Дозы мша.

удобрений

Дозы орг. удобрений

Уд. протяжен-«ют дренажа

С^оснгелыш норма

Состав культур тех вич. р»5от

Влшм н нну

Ссаервавм №К

Содержание / гумуса

Урожайность е.-*. культур

рН, пиролвт. / кислотность

Уровень грунтовьааод

Стоимость пропиленное продукции

Дефицит »лаго- I I потреблена« I

Окультурен-востъ поз*

Затраты на комплексную мелиорацию

Рис. 3. Основные этапы расчета влияния управляемых факторов на мелиоративный режим дерново-подзолистой почвы и продуктивность агроценоза Для решения поставленной задачи и возможности получения многовариантных сценарных расчетов целесообразно использовать информационные технологии практически на всех этапах - от сбора данных до анализа результатов. Совокупность информационных технологий, используемых в реализации задачи выбора мероприятий комплексной мелиорации и их ресурсного обеспечения, представлена на рис. 4.

Рмяем« аогтилаоаюЯ

| допустимых решеккй

Лшпо, вршмиопее репевая

Рис. 4. Блок-схема информационного и методического обеспечения решения оптимизационной задачи по выбору оптимального состава мелиоративных мероприятий

Предложенный подход позволяет выбрать наилучший вариант состава комплекса агромелиоративных мероприятий, обеспечивающих экономически эффективное производство растениеводческой продукции на мелиорируемых землях при существующем соотношении стоимости используемых ресурсов и цен на сельскохозяйственную продукцию, а также определить необходимые ресурсы для их реализации в актуальных или прогнозируемых экономических и экологических условиях. По существу, определяется некоторая стратегия окультуривания сельскохозяйственных угодий средствами комплексной мелиорации и оценивается уровень интенсификации земледелия, которые на заданный проектный период определяют динамику тренда мелиоративных режимов почвы. При выборе оптимального варианта развития комплексных мелиораций для ОПХ «Полково» в перечень рассматриваемых мероприятий включены орошение и мероприятия первичного окультуривания пахотного горизонта (минеральные и органические удобрения, известкование, культуртехника) для условий использования сельхозугодий под кормовой, зерновой и овощной севообороты.

Результаты решения оптимизационной задачи (7) для полей ОПХ «Полково», имеющих почвы различной степени окультуренности, приведены в табл. 2.

Таблица 2. Наиболее эффективные варианты комплексной мелиорации

Севооборот № варианта Культуртехника Осушение Орошение %от зональной нормы Органич. удобр., т/га Минерал, удобр., кг/га Известков % от дозы ДПЧД, руб а: 33: - * -ё о ь а

Для залежных земель

Кормовой (травы) 13 + + - 3,0 30 - 32440 1,9

Зерновой 24 + + 77% 3,0 Под вынос 52% 15290 2,24

Овощной (картофель) 26 + + - 5,5 260 - 356880 12

С низкой степенью окультуренности почвы

Кормовой (травы) 29 - + 90% 3,0 Под вынос - 150896 8,5

Зерновой Рентабельных вариантов нет

Овощной (картофель) 19 - + 20% 4,5 200 50% 535320 19,8

Со средней степенью окультуренности почвы

Кормовой (травы) 5 - + - 5,3 60 - 76660 3,9

Зерновой 12 - + - 3,0 Под вынос 50% 17905 1,2

Овощной (картофель) 22 - + 94% 3,0 200 20% 733365 23

Результаты расчета рациональных вариантов мелиоративных мероприятий показывают, что наиболее полный состав комплекса, включающий куль-туртехнические работы, известкование, внесение органических и минеральных удобрений, орошение, обеспечивает значительный уровень прибавки чистого дисконтированного дохода для осваиваемой территории. Получены экономически эффективные варианты решений за счет того, что до проведения мелиоративных мероприятий величина хозяйственной продуктивности была равна 0.

15

По мере нарастания уровня окультуренности эффективность мелиоративных мероприятий (прирост урожайности на единицу затрат) снижается, хотя величина урожайности сельскохозяйственных культур возрастает, однако ее приращение требует привлечения больших затрат. Поэтому с увеличением уровня окультуренности почвы наиболее рациональными вариантами становятся комплексные мероприятия ограниченного состава и применение невысоких доз мелиорантов (органические удобрения, известь).

Анализ вариантов по специализации хозяйства показывает, что наиболее перспективными для орошаемого земледелия являются кормовой и овощной севообороты. Кормовой севооборот не требователен к кислотности почвы, выращивание трав способствует повышению содержания органического вещества в почве, и, кроме того, кормовые культуры отзывчивы на минеральные удобрения и орошение. Овощные культуры требовательны к условиям культивирования, но за счет высокой урожайности и стоимости продукции затраты на проведение полного комплекса агромелиоративных мероприятий быстро окупаются, поэтому при выращивании этих культур интенсивная мелиорация рентабельна.

Пестрота почвенного покрова, в свою очередь, оказывает сильное влияние на продуктивность сельскохозяйственных угодий. Координатная мелиорация, как и точное земледелие - один из путей устранения неоднородности условий формирования урожаев и оптимизации параметров мелиоративных мероприятий. Современные технические средства позволяют при окультуривании почв дифференцированно по однородным участкам поля вносить в почву мелиоранты, органические и минеральные удобрения, выравнивая условия выращивания растений и оптимизируя дозы их внесения. На примере осушаемых полей ОПХ «Полково» выполнены основные технологические (информационные) операции координатной мелиорации по внесению азотных удобрений.

Азотные удобрения играют ведущую роль в продуктивности дерново-подзолистых почв, поскольку эти почвы бедны органическим веществом и при промывном режиме содержание минерального азота в них довольно низкое. При этом из-за вымочек, неравномерного содержания гумуса и гидролитической кислотности по участкам поля могут наблюдаться значительные вариации содержания доступного азота. В этой связи задача реализации информационной технологии их рационального распределения с учетом неоднородности свойств почвы является актуальной.

В процессе исследований и решения задачи дифференцированного внесения заданных объемов азотных удобрений по участкам поля модельного объекта Тинки-Н были собраны, обработаны и проанализированы аэрокосмические фотоматериалы территории, данные агрохимических анализов с картографическим отображением результатов кластерного анализа, сформированы ГИС-карты и апробированы соответствующие алгоритмы расчета.

Информационная составляющая координатной мелиорации потребовала создания ГИС-проекта: все земли сельскохозяйственного назначения, примыкающих к п. Полково, были разделены в ArcGIS координатной сетью с тем, чтобы обеспечить пространственную привязку любого участка территории путем определения координат с помощью GPS-приемников. Исходная карта аэрофотосъемки получена с помощью программы Google Earth.

Рис. 5. Расположение точек отбора образцов почвы на полях «Тинки-Н» для агрохимических анализов

Результаты агрохимических анализов, выполненных специалистами из ФРГ в 1998 г. (по 60 точкам отбора проб), на содержание аммонийного и нитратного азота в двух слоях (0-30 и 30-60 см) почвенного покрова использовались нами для получения количественной оценки содержания доступного минерального азота.

Статистическая обработка исходных данных и последующая пространственная интерполяция результатов в среде ГИС с помощью программы кластерного анализа позволила получить в плане контуры, в рамках которых градация содержания минерального азота укладывается в относительно узкий диапазон 10-15 кг/га (рис. 6).

ШШ

Рис. 6. Результаты кластерного анализа (в среде ГИС) содержания аммонийного (а, б) и нитратного (в, г) азота в почве (0-30 см и 30-60 см). Выделены однородные по содержанию минерального азота участки полей (д)

В границах однородных по растительному составу и агротехнике возделывания производственных участков (полей) выполнено разбиение на квадраты

17

п0у1е 3

поле 1

Дифф. доза, кг/ га

Содерж. азота, кг/га

Содерж. азота, кг/га

Дифф. доза, кг/га

32-46 47-58

Рис. 7. Картосхема однородных по содержанию азота в слое почвы 0-60 см трех полей севооборота и дифференцированных доз внесения азотных удобрений (размер элемента 100x100 м)

По данным о суммарном содержании различных форм минерального азота в почве на выделенных участках поля были сформированы таблицы (с идентификатором каждого участка) для расчета дифференцированных доз внесения азотных удобрений под планируемую урожайность. Учитывая запланированные дозы азотных удобрений, полученные при решении задачи ресурсного обеспечения (см. табл. 2), выполнен расчет урожая со всей площади поля по формуле (5) для условий равномерного внесения удобрений по всему полю и для случая внесения дифференцированных доз.

Таблица 3. Прогнозируемая урожайность и дозы удобрений при равно-

№ поля Культура (на сено) Плановая доза, кг/га Расчетная доза, кг/га Планируемая хозяйством урожайность, т/га Расчетная урожайность, т/га Фактическая урожайность, т/га

При равномерном внесении По техн. коорд. мелиорации

1 Многолетние травы 180-240 190 10 10,4 11 10

2 Рожь озимая 60-90 72 3 4,8 5,5 5

3 Рожь озимая 60-90 72 3 4,8 4,9 5

Условные обозначения

Содерж. азота, кг/га

площадью 1 га таким образом, чтобы линии разбиения имели минимальное число пересечений с границами поля (рис. 7). Это упрощает составление маршрута движения сельскохозяйственной техники при выполнении работ по внесению удобрений._

Поле 1 (23 га)

поле г

Сравнение плановых и расчетных доз азотных удобрений (табл. 2), а также урожайности однолетних трав по полям севооборота (табл. 3) показало, что полученные значения укладываются в экспертный диапазон и близки к планируемым. Следовательно, предложенная модель применима для расчета продук-

18

тивности зерновых культур и многолетних трав и адекватна заявленным хозяйством производственным планам.

Сценарные исследования показали, что при использовании малых доз удобрений (30...90 кг/га) только за счет одного вида удобрений (азота) валовой прирост сбора урожая может достигать 5-10%. При потребности в высоких дозах удобрений (180-240 кг/га) эффект от дифференцированного внесения азотных удобрений составляет 3-5%, рис. 8.

Содержание азота, кг/га

Рис. 8. Средний по полю прогнозируемый прирост урожайности (ДУ) при дифференцированном внесении доз азотных удобрений | Вместе с тем, сглаженный агрохимический фон способствует формирова-

1 нию однородного растительного покрова, для которого более эффективно проведение агротехнических мероприятий, связанных с уходом за посевом и убор-I кой урожая, поскольку развитие растений по фазам протекает синхронно, и различные участки поля будут иметь сходную продуктивность. Повышение эффективности использования мелиорантов и удобрений при их дифференцированном внесении по участкам поля создает благоприятные экологические условия для агроландшафта, в том числе за счет снижения инфильтрационного j выноса удобрений в грунтовые воды.

, Информационная технология управления мелиоративными режимами

почв, реализуемая в данной работе, предусматривает элементы оперативного управления поливами. В этом случае выбирается вариант режима орошения сельскохозяйственной культуры, обеспечивающий плановую урожайность в ' складывающихся погодных условиях (с учетом заданной оросительной нормы, эрозионно-допустимой поливной нормы и экологических ограничений).

Оценка водного режима почвы и прогноз его динамики под влиянием I складывающихся погодных условий и орошения выполняется путем имитационных расчетов на модели агроценоза, разработанной во ВНИИГиМ, с использованием исходных и актуальных данных, включая метеоинформацию, сроки сева, фенологические характеристики развития культуры, нормы и сроки поли' вов. Основная часть информации регистрируется и накапливается с помощью

инструментальных информационных систем (автоматическая метеостанция, доступные интернет-ресурсы о прогнозе погоды, сведения о проведенных поливах, Web-сайт системы управления поливами и др.) Эти данные анализируются с помощью динамической модели агроценоза, предназначенной для расчета продуктивности агроценоза при реализации некоторого плана полива. Пошаговое принятие решений в течение всего периода вегетации культуры об очередном поливе (норма и сроки) с использованием критерия максимума урожайности реализует процесс оптимального управления поливами.

Для оценки адекватности функционирования комплекса информационных средств на примере опытных данных по орошению многолетних трав (ти-мофеечно-кострецовой смеси), полученных в Мещерском филиале ГНУ ВНИИГиМ, нами выполнены имитационные расчеты по данным фактического графика проведения поливов, рис. 10 и 11.

Рис. 10. Динамика влажности почвы, осадки и поливы (в мм) за период вегетации многолетних трав (1 - по данным Мещерского филиала ВНИИГиМ, 2007 г.; 2 - по расчетным значениям, полученным по модели многолетних трав)

др^АИ/Ч

01.09

IИ'^Л^

01.04 01. 05 01. В/МЖНОСТЬ почвы в

.08 01.09

КОРНЕВОМ С/10Е, У.НВ ПОЛИВЫ, ип ОСЛДКИ, мм

_цЦ

01 .04 01.05 01.Об 01.О?01.08 Ь1. 09

50 40 30 20 Ю

Рис. 11. Динамика влажности корнеобитаемого слоя почвы и накопления биомассы многолетних трав (численный эксперимент по условиям 2007 г. ОПХ «Полково»). Урожайность по укосам: 3,6 т/га, 2,63 т/га

Сравнение результатов численных экспериментов и полевых опытов показало, что коэффициент корреляции двух временных рядов по влажности почвы составляет 0,75. Диапазоны изменения влажности почвы в течение всего периода вегетации близки между собой; расчетная урожайность многолетних трав при орошении близка к фактической (по укосам расчет - 3,6 т/га и 2,63 т/га, факт - 3,65 т/га и 2,42 т/га соответственно).

Проведенный анализ показал удовлетворительную адекватность выбранной динамической модели формирования урожая многолетних трав для расчета режима орошения и, как следствие, применимость предлагаемого инструментария в системе управления мелиоративными режимами.

Технологический цикл управления орошением, как элемент информационной технологии, основанной на применении предложенного выше инструментария и \УеЬ-сайта, обеспечивающего доступ удаленного пользователя (например, агронома или мелиоратора) к информационному ресурсу системы управления, представлен на рис. 12.

Схема расчета оперативного режима орошения с использованием \Veb-сайта включает следующие этапы:

1. Авторизация пользователя в системе, заполнение регистрационной анкеты.

2. Обработка введенных данных, дополнение недостающей информации, формирование пакета данных модели орошаемого агроценоза, предварительный прогон и проверка валидности расчетов.

3. Обслуживание периодических обращений пользователя в течение поливного сезона по оперативному планированию поливов (сбор, подготовка и ввод информации на дату составления оперативного плана поливов, расчет параметров оптимизированного режима орошения, отправка результатов расчета пользователю с указанием сроков и норм полива на предстоящий поливной цикл, величины предполивной влажности почвы и прогнозируемой урожайности).

4. Мониторинг за ходом формирования урожая в зависимости от складывающихся погодных условий, фактического (эксплуатационного) режима орошения и агротехнических мероприятий, а также контроль экологической обстановки на основе периодических сообщений пользователя и данных Интернет-ресурсов.

5. Анализ итоговых результатов по фактической и расчетной урожайности данного вегетационного периода и эксплуатационного графика полива.

6. Адаптация моделей и базы данных по завершению цикла управления орошением с целью повышения достоверности и адекватности расчетов в следующем вегетационном периоде.

Оперативный план орошения представляется в форме Web-дoкyмeнтa, в котором приведены данные о фактически проведенных поливах и прогноз поливов для оставшейся части вегетационного периода с рекомендацией по проведению очередного полива (дата, поливная норма, предполивная влажность почвы, прогнозируемая на этот срок урожайность).

В пятой главе выполнена технико-экономическая оценка использования информационных технологий для управления мелиоративными режимами средствами комплексной мелиорации земель. Представленные три взаимосвязанные страты применения информационных технологий в решении агромелиоративных задач стратегического, тактического и оперативного уровня управления оцениваются по сумме их эффективностей.

На примере осушаемых угодий ОПХ «Полково» выполнены расчеты по выбору наиболее эффективного, отвечающего экологическим и хозяйственным требованиям состава комплексных мелиораций для различных по степени окультуренности сельскохозяйственных земель. На этом уровне управления выбран комплекс мелиоративных мероприятий, рассчитаны затраты на его реализацию и прогнозируемая урожайность основных культур севооборота (с учетом реализации выбранного состава мероприятий), обеспечивающие получение максимума ДПЧД. Полученные результаты общественной экономической эффективности (92 тыс.руб./га) выбранных нами вариантов мелиорации осушаемых земель, включающих культуртехнику, орошение, внесение органических и минеральных удобрений, известкование, для кормового и зернового севооборо-

та соотносятся с результатами наиболее эффективного варианта проекта мелиорации земель в ОПХ с применением орошения, удобрительно мелиорирующей смеси и минеральных удобрений (94 тыс.руб./га).

Экономическая оценка выращивания сельскохозяйственных культур на трех полях ОПХ «Полково» с применением технологии координатной мелиорации выполнена на основе расчетов прироста продуктивности посевов однолетних и многолетних трав при дифференцированном внесении доз азотных удобрений. Результаты прогнозных расчетов экономической эффективности применения координатной мелиорации показали, что капитальные затраты на внедрение этой технологии на площади в 100 га окупаются в первый год эксплуатации, а за 10 лет может быть получен дополнительный доход свыше 800 тыс. рублей.

Экономическая оценка использования информационных средств для оперативного управления поливами сельскохозяйственных культур выполнена путем сравнения затрат на реализацию предложенного подхода и традиционного, используемого в настоящее время при орошении многолетних трав на опытном участке в ОПХ «Полково». Показано, что информационное обеспечение управления поливами позволяет сократить затраты рабочего времени на разработку графика поливов в 5 раз (за счет сокращения числа измерений влажности почвы и проведения лабораторных анализов), повысить технологический уровень регулирования режима влажности почвы, а также оперативность принятия решений по производству поливов.

Приведенные оценки эколого-экономической эффективности использования информационных технологий для управления мелиоративным режимом почв на трех организационных уровнях принятия решений подтверждают их перспективность для практики эксплуатации мелиоративных систем.

ВЫВОДЫ

1. Анализ научно-технической литературы показал, что система информационной поддержки управления мелиоративным режимом почв эволюционировала от региональных АСУ (областных служб программирования урожая) к автоматизированным рабочим местам специалистов (агрономов и мелиораторов) на базе персональных компьютеров и далее - к информационным консалтинговым центрам, оснащенным ГИС, БД, \УеЬ-инструментарием. Недостаточное информационное обеспечение является одной из причин низкой эффективности использования имеющихся в производстве технических и материальных ресурсов. Это снижает точность и оперативность принятия управленческих решений, приводит к недобору урожая, высоким затратам на эксплуатацию мелиорируемых земель. Возможности современных информационных технологий - один из главных резервов повышения эффективности сельскохозяйственного производства на мелиорируемых землях.

2. Разработана концептуальная модель управления мелиоративными режимами почв и сформирован комплекс информационных средств и технологий, обеспечивающий выбор оптимального состава мероприятий комплексной мелиорации, дифференцированное распределение мелиорантов по участкам полей и оперативное управление водным режимом почв. Комплекс включает спра-

23

вочно-информационное и программное обеспечение (ГИС, Глобальная Система Позиционирования, БД, Web-сайт, модели) для анализа и интерпретации данных, формирования рациональной программы мелиорации земель с целью своевременного информирования лиц, принимающих решения на всех уровнях управления.

3. Разработана многофакторная статистическая модель, которая адекватно отражает влияние различных факторов мелиоративного режима почв (уровень грунтовых вод, содержание гумуса, кислотность и гранулометрический состав почв, дозы вносимых мелиорантов и удобрений) на продуктивность агроценоза. Модель применима для оценки эффективности мелиоративных мероприятий при формировании инвестиционных проектов (состав мероприятий комплексной мелиорации и необходимые материальные ресурсы для их реализации), решения задач координатной мелиорации и оперативного управления водным режимом почв (поливы, регулирование УГВ на осушаемых землях).

4. Обоснован рациональный комплекс агромелиоративных мероприятий для залежных и окультуренных земель на основе решения оптимизационной задачи для условий Мещерской низменности. Результаты расчетов для ОПХ «Полково» показали, что основные рентабельные варианты комплексной мелиорации залежных земель (ДПЧД составляет от 15 до 357 тыс.руб./га) ориентированы на получение урожайности многолетних трав (сено) 11,9 т/га, зерновых 4,9 т/га и овощных культур 13-14 т/га. Необходимый мелиоративный режим для этих вариантов может быть обеспечен за счет использования орошения (оросительная норма 77% от зональной), культуртехнических мероприятий, внесения органических (ежегодная доза 3-6 т/га) и минеральных удобрений (NPK 240 кг/га) и известкования почв (0,5 полной дозы). Для окультуренных земель получены рентабельные варианты для кормового (151 тыс.руб./га) и овощного (535 тыс.руб./га) севооборотов при использовании орошения и средних доз минеральных удобрений.

5. Предложено информационное обеспечение координатной мелиорации земель на базе апробированных сценарных исследований по распределению азотных удобрений на полях ОПХ «Полково». Анализ результатов исследований показал, что для дерново-подзолистой почвы с пониженным содержанием минерального азота за счет дифференцированного внесения малых доз азотных удобрений (от 30 до 90 кг/га) валовой прирост сбора урожая трав и зерновых культур может достигать 5-10%, при потребности в высоких дозах (от 180 до 240 кг/га) прирост урожая составит 3-5%. Кроме того, достигается положительный экологический эффект: снижение выноса минерального азота в грунтовые воды.

6. Предложена структура информационного обеспечения оперативного управления орошением отдельного сельскохозяйственного поля, основанная на применении Web-сайта, обеспечивающего доступ удаленного пользователя (агронома-мелиоратора) к информационному ресурсу системы управления (БД, многофакторная статистическая и динамическая модели продуктивности агроценоза). Разработанная технологическая схема оперативного управления поливами, апробированная в ОПХ «Полково» на опытном орошаемом поле, показала адекватность расчетного и эксплуатационного режима полива многолетних

трав, что свидетельствует о возможности широкого использования предложенной информационной технологии управления орошением по агрометеопара-метрам.

7. Оценка экономической эффективности применения информационных технологий для управления мелиоративным режимом почв на примере ОПХ «Полково» показала, что суммарный ДПЧД в год составляет 1,2 тыс.руб./га при сроке окупаемости один год. В том числе оптимизация мелиоративного комплекса - 0,4 тыс.руб./га год, внедрение информационного обеспечения технологии координатной мелиорации при выращивании однолетних и многолетних трав - 0,8 тыс.руб./га год, информационное обеспечение управления поливами с применением Web-инструментария позволяет снизить трудоемкость и сократить затраты рабочего времени на определение сроков полива в 5 раз.

Заключение и рекомендации производству

Единая интегрированная информационно-аналитическая система, включающая три уровня управления мелиоративными режимами мелиорируемых земель, позволяет принимать обоснованные и своевременные решения по рациональному использованию выделенных ресурсов, что будет способствовать росту производительности труда, снижению себестоимости продукции и повышению эффективности хозяйствования. Выполненные расчеты свидетельствуют, что инвестирование средств в развитие предложенных технологий и доведение их до уровня стандартного информационного обеспечения проектных организаций и сельхозпроизводителей является экономически обоснованным.

1. Для достижения планируемого уровня продуктивности при комплексной мелиорации земель в качестве информационного обеспечения ЛПР целесообразно использовать трехуровневую систему управления мелиоративным режимом почв.

2. Повышение эффективности использования материальных ресурсов при реализации мелиоративных мероприятий тактического уровня может быть достигнуто за счет применения информационной технологии координатной мелиорации.

3. Оперативное управление поливами с применением информационных сетевых технологий позволяет в короткие сроки адаптировать технологии возделывания сельскохозяйственных культур на мелиорируемых землях и повысить эффективность управления на территориально удаленных объектах.

Список работ, опубликованных автором по теме диссертации

Публикация в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Матвеев A.B. Использование принципа точного земледелия при координатной мелиорации земель // Мелиорация и водное хозяйство. - 2011. - № 2. -С. 12-15.

2. Добрачев Ю.П., Матвеев A.B. Структура управления агромелиоративными режимами сельскохозяйственного поля // Природообустройство. - 2011. -№2. С. 5-12.

3. Суханов Г.Н., Матвеев A.B., Мучкаева Г.М. Оптимизация стратегии развития комплексных мелиораций в Тверской области // Плодородие. - 2007. -№2. С. 41-44.

Публикации в других изданиях

1. Матвеев A.B. Статистическая модель продуктивности агроценоза для описания агромелиоративных режимов. Материалы международной конференции «Наукоемкие технологии в мелиорации», ГНУ ВНИИГиМ РАСХН. - Москва: ГНУ В НИИ А РАСХН, 2005. - С. 379-385.

2. Добрачев Ю.П., Матвеев A.B. Аппроксимация влияния агроэкологиче-ских факторов на продуктивность агроценоза. Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы экологической безопасности и природопользования». - Москва: МГУП, 2005. - С. 172-176.

3. Матвеев A.B. Информационные технологии в решении задач точного земледелия на мелиорируемых землях. - Коломна: ФГНУ ВНИИ «Радуга», 2005.-С. 241-244.

4. Асосков Г.Н., Дейс A.B., Добрачев Ю.П., Исаев A.B., Матвеев A.B. Перспективы использования лазерной локации в гидротехнике и мелиорации. Материалы международной конференции «Наукоемкие технологии в мелиорации», ГНУ ВНИИГиМ РАСХН. - Москва: ГНУ ВНИИА РАСХН, 2005. - С. 476-482.

5. Матвеев A.B. Повышение эффективности управления информационными ресурсами в гидромелиорации. - Москва: МГУП, 2006. - С. 152-155.

6. Райнин В.Е., Матвеев A.B. Перспективы применения компьютерных технологий в мелиорации. Материалы международной конференции «Мелиорация и окружающая среда», ГНУ ВНИИГиМ РАСХН. Том II. - Москва: ГНУ ВНИИА РАСХН, 2004. - С. 259-263.

7. Добрачев Ю.П., Матвеев A.B. Апробация технологии координатной мелиорации земель на примере размещения азотных удобрений по участкам поля. Материалы международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в мелиорации», ГНУ ВНИИГиМ РАСХН. - Москва: ГНУ ВНИИА РАСХН, 2011. - С. 55-60.

8. Добрачев Ю.П., Матвеев A.B. Многоуровневая структура управления агромелиоративными режимами почв. Материалы международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в мелиорации», ГНУ ВНИИГиМ РАСХН. - Москва: ГНУ ВНИИА РАСХН, 2011. - С. 60-64.

Подписано к печати 11.08.2011. Заказ №36. Тираж 100 экз. ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии 127550, Москва, ул. Б. Академическая, 44

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Матвеев, Андрей Валерьевич

Введение

Глава 1. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И МАТЕМАТИ- 11 ЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В МЕЛИОРАЦИИ ^ Проблемы управления мелиоративными режимами мелиори- ^ ^ руемых земель

1.2. Математическое моделирование объектов управления

Классификация агроэкологических и агромелиоративных моде- ^ ' лей

1.2.2. Статистические модели в задачах природопользования

1.2.3. Динамические модели ^ Информационные технологии в мелиорации и сельском хозяйстве

1.3.1. Геоинформационные системы

1.3.2. Точное земледелие

1.3.3. Лазерная локация

1.3.4. ИПИ-технологии и системы поддержки принятия решений

Глава 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Место проведения исследований

2.1.1. Почвенно-климатические условия Рязанской области

2.1.2. Агромелиоративные условия опытного полигона «Тинки-П»

2 2 Математические модели и статистические методы обработки- ^ информации

2.2.1. Методы математического моделирования

2 9 9 Статистические и численные методы и алгоритмы обработки- ^ информации

2 ^ Информационные технологии и технические средства сбора- ^ информации

2.3.1. Программный и сетевой инструментарий

2.3.2. Технические средства сбора и передачи данных

Глава 3. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕ- 57 НИЯ МЕЛИОРАТИВНЫМИ РЕЖИМАМИ ПОЧВ

3.1. Многоуровневая структура управления мелиоративными режи- ^

3.1.1. Задача определения оптимального состава комплекса мелиоративных факторов для однородного участка агроландшафта

3.1.2. Задача оптимизации водного и пищевого режима мелиорируемого земельного участка

3.1.3. Оперативное управление водным режимом посевов

3.2. Комплексная статистическая модель влияния мелиоративного режима почвы на продуктивность агроценоза

Глава 4. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ МЕЛИОРАТИВНЫМИ РЕЖИМАМИ

4.1. Ресурсное обеспечение мелиоративного режима почвы

4.2. Использовании технологии координатной мелиорации для распределения доз мелиорантов с учетом неоднородности плодо- 107 родия почвы

4.3. Оперативное управление водным режимом агроценозов

Глава 5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ЗАДАЧАХ 130 УПРАВЛЕНИЯ МЕЛИОРАТИВНЫМИ РЕЖИМАМИ

Выводы

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Информационные технологии управления мелиоративными режимами почв"

Разработка информационных технологий и методов управления мелиоративными режимами, направленных на обеспечение роста продуктивности сельскохозяйственных угодий, сохранение их экологической устойчивости, повышение экономической эффективности, должна базироваться на современной теории, отражающей наиболее существенные внутренние связи в аг-роландшафте.

Важную роль в теоретическом обосновании играют методы анализа закономерностей формирования урожая, учитывающие состояние почвы и посевов, метеорологические условия, мелиоративные факторы и др. Для решения задач повышения эффективности мелиоративного земледелия и рационального природопользования необходимо привлечение количественных методов оценки влияния природных и социально экономических условий на продуктивность мелиорируемых агроландшафтов.

В связи с этим применение информационных технологий и методов моделирования мелиоративных режимов почв и продуктивности агроландшафтов весьма актуально в настоящее время. Благодаря широким возможностям информационных технологий и эластичности математических моделей эффективность решения такого типа задач резко возрастает за счет возможности имитировать с помощью численных схем реальные процессы, происходящие в природных объектах, заменяя дорогостоящие эксперименты.

В современных условиях на первый план выходят эколого-экономические задачи оценки воздействия сельхозпроизводства и комплексных мелиораций на окружающую среду и сохранения ресурсовоспроизводя-щих и средообразующих свойств агроландшафтов. Прогноз в управлении мелиоративными режимами почв является одним из ключевых моментов качества принимаемых решений. Знание единовременных характеристик (временных срезов) для обоснования эффекта или наносимого ущерба от действий различных антропогенных воздействий совершенно недостаточно.

Базисом оценки эколого-экономической эффективности мелиораций являются научно обоснованные ответы на вопрос об ожидаемых последствиях предпринимаемых действий и решений. Разработка модели объекта делает возможным получение необходимой информации для принятия адекватных решений. Непосредственное изучение трансформации ландшафтов под влиянием антропогенной нагрузки имеет ряд сложностей в силу масштабности объектов исследований, ограничений по времени, поэтому роль моделирования и информационных технологий в решении этих проблем особенно актуальна.

Преимущество подходов к формированию управленческих решений на основе моделирования мелиоративных режимов и связанного с ними продукционного процесса заключается в возможности рассмотрения проблемы как на детализированном, так и агрегированном уровнях. Использование информационных технологий и математических моделей существенно облегчает процессы получения и анализа необходимой исходной информации для систем поддержки принятия решения.

Безусловный прогресс в разработке'и использовании математических моделей обусловлен развитием вычислительной и коммуникационной техники и информационных технологий, обеспечивающих широкие возможности для сбора, накопления и обработки данных и выполнения аналитических расчетов.

Актуальность проблемы. Практическая реализация принципов адаптивно-ландшафтного земледелия требует привлечения новейших достижений науки не только в области земледелия и экологии, но также в физике, биологии и информатике. Необходимость использования количественных методов в решении технологических задач земледелия обусловлена жесткими требованиями повышения эффективности сельскохозяйственного производства, соблюдения условий возобновляемости природных ресурсов при сохранении или улучшении состояния окружающей среды. В этой связи математические модели отдельных агромелиоративных процессов и модели управления продуктивностью агроценозов находят все более широкое применение при создании новых технологий возделывания сельскохозяйственных культур и рационального природопользования.

На современном этапе стремительное развитие информационных технологий и систем поддержки принятия решений (СППР) является основным мотивом для продвижения прикладных исследований и инновационных проектов по внедрению этих достижений науки и техники в практику сельскохозяйственного производства. Информационные технологии позволяют выявить и устранить наиболее узкие места в управлении технологическими процессами и доведении результатов научных разработок до их широкого использования в отрасли. Поэтому разработка и применение информационной технологии в управлении мелиоративными режимами сельскохозяйственного поля является актуальной задачей, открывающей новые подходы к проектированию мелиоративных объектов, разработке и реализации систем координатной мелиорации земель и регионального информационного обслуживания СППР в мелиоративном земледелии.

Цели и задачи исследования. Создать систему управления мелиоративными режимами почв на основе комплекса информационных технологий, включая математические модели, оптимизационные задачи, программные и аппаратные средства сбора, обработки и передачи информации, с целью повышения эффективности применения комплексных мелиораций и увеличения продуктивности мелиорируемых земель.

Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач:

1. Оценить существующие разработки в области информационных технологий для повышения адекватности и сокращения времени принятия решений по управлению мелиоративным земледелием на уровне сельскохозяйственного предприятия.

2. Разработать комплекс оптимизационных задач стратегического (развитие комплексных мелиораций и их ресурсное обеспечение), тактического (планирование распределения мелиорантов и удобрений) и оперативного (назначение поливов и регулирование уровня грунтовых вод) управления мелиоративными режимами для информационного и методического обеспечения СППР в мелиоративном земледелии.

3. Разработать многофакторную статистическую модель продуктивности агроценоза; выполнить идентификацию параметров по данным

Мещерского филиала ВНИИГиМ и провести оценку адекватности 1 модели.

4. Выполнить сценарные исследования с применением информационных технологий для оптимизации мелиоративных режимов при планировании территориального размещения и развития комплексных мелиораций на уровне сельхозпредприятия, распределении мелиорантов и оперативном назначении поливов сельскохозяйственных культур.

5. Разработать предложения по практическому применению элементов информационной технологии для повышения эффективности сельскохозяйственного производства (на примере опытного участка «Тинки-Н» ОПХ «Полково»).

Предмет, объект и методика исследований. Предметом исследований являются информационные технологии управления агротехнологическими и мелиоративными мероприятиями при выращивании сельскохозяйственных культур, динамические и статистические модели состояния почвенного покрова и продуктивности агроценозов. Объектом исследования являются системы управления мелиоративными режимами почв.

Для решения поставленных задач использован системный подход, включающий методы моделирования сложных систем, кластерный и регрессионный анализ на основе стандартных пакетов статистической обработки данных, ГИС-технологии и др. В основу исходной базы данных положены результаты натурных наблюдений, выполненных Ю.П. Добрачевым, Л.В.

Кирейчевой, И.В. Беловой, C.B. Перегудовым, В.М. Яшиным, К.Н. Евсенки-ным и др. на экополигоне «Мещера» (ОПХ «Полково») в период 1995-2006 годов.

Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:

- определен комплекс информационных средств и технологий для выполнения функций, актуальных при управлении мелиоративными режимами почв, который обеспечивает решение задач стратегического, тактического и оперативного уровня путем своевременного информирования лиц, принимающих решения;

- разработана многофакторная статистическая модель, описывающая влияние мелиоративного режима почвы на продуктивность агроценоза; модель применима для расчета ресурсного обеспечения, решения задач координатной мелиорации, а также для оперативного управления мелиоративными факторами при выращивании сельскохозяйственных культур;

- поставлены и решены оптимизационные задачи по выбору рационального варианта мероприятий и их ресурсного обеспечения для инвестиционного проекта мелиорации земель; реализованы информационно-технологические аспекты координатной мелиорации по рациональному размещению дифференцированных доз мелиорантов и удобрений с учетом пестроты почвенного покрова; предложено информационное обеспечение оперативного управления орошением отдельного сельскохозяйственного поля для удаленного пользователя (агронома, фермера) с применением специализированного Web-сайта.

Положения, выносимые на защиту.

- концептуальная модель управления мелиоративными режимами почв в виде комплекса оптимизационных задач различного иерархического уровня (ресурсное обеспечение комплексных мелиораций, координатная мелиорация земель, оперативное управление поливами) и её реализация с применением разработанных автором элементов информационных технологий;

- многофакторная статистическая модель продуктивности агроценоза, описывающая влияние мелиоративных режимов на урожайность сельскохозяйственных культур;

- комплекс технологий и средств для информационного обеспечения координатной мелиорации почв, реализованный на примере дифференцированного распределения азотных удобрений;

- структура информационного обеспечения управления водным режимом сельскохозяйственных культур (с использованием сети Интернет).

Практическая значимость. Разработанные элементы информационной технологии управления мелиоративными режимами могут быть использованы в структуре адаптивно-ландшафтного земледелия на мелиорируемых землях, системах поддержки принятия решений на предпроектной хтадии разработки мероприятий комплексной мелиорации и при эксплуатации мелиорируемых земель.

Структурная модель сетевого информационного обеспечения управления поливами может быть использована специалистами хозяйств, что позволит принимать своевременные и рациональные решения по использованию орошения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Апробации результатов исследований. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы были доложены на секциях Ученого Совета ГНУ ВНИИГиМ Россельхозакадемии в 2001-2004 годах, на международных научно-практических конференциях «Наукоемкие технологии в мелиорации» и «Инновационные технологии в мелиорации» (Костяков-ские чтения) (Москва, ВНИИГиМ, 2005, 2011), на ежегодных научно-практических конференциях в Московском Государственном Университете Природообустройства (Москва, МГУП, 2003, 2004). Результаты работы также докладывались в Центральном Доме Ученых 17 января 2005 года. Исследования выполнялись в рамках заданий РАСХН - 12.01.02 «Разработать теоретические основы экологического равновесия и динамической устойчивости процессов энерго-, массообмена в мелиорируемом агроландшафте» (20019

2005 гг.) и 03.01.04 «Разработать методологию прогнозирования и технологии управления продукционным потенциалом мелиорируемых агроландшаф-тов различных регионов Российской Федерации» (2006-2010 гг.), а также проектов Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) - 09-05-13524-офиц и 11-05-00629-а.

По результатам исследований опубликовано 11 печатных работ общим объемом 3,6 п.л., в том числе 3 публикации в журналах по Перечню ВАК РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, включающего 156 работ, в том числе 28 зарубежных, изложена на 150 страницах машинописного текста, иллюстрирована 23 рисунками и содержит 17 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Мелиорация, рекультивация и охрана земель", Матвеев, Андрей Валерьевич

выводы

1. Анализ научно-технической литературы показал, что система информационной поддержки управления мелиоративным режимом почв эволюционировала от региональных АСУ (областных служб программирования урожая) к автоматизированным рабочим местам специалистов (агрономов и мелиораторов) на базе персональных компьютеров и далее - к информационным консалтинговым центрам, оснащенным ГИС, БД, \¥еЬ-инструментарием. Недостаточное информационное обеспечение является одной из причин низкой эффективности использования имеющихся в производстве технических и материальных ресурсов. Это снижает точность и оперативность принятия управленческих решений, приводит к недобору урожая, высоким затратам на эксплуатацию мелиорируемых земель. Возможности современных информационных технологий - один из главных резервов повышения эффективности сельскохозяйственного производства на мелиорируемых землях.

2. Разработана концептуальная модель управления мелиоративными режимами почв и сформирован комплекс информационных средств и технологий, обеспечивающий выбор оптимального состава мероприятий комплексной мелиорации, дифференцированное распределение мелиорантов по участкам полей и оперативное управление водным режимом почв. Комплекс включает справочно-информационное и программное обеспечение (ГИС, Глобальная Система Позиционирования, БД, Web-сайт, модели) для анализа и интерпретации данных, формирования рациональной программы мелиорации земель с целью своевременного информирования лиц, принимающих решения на всех уровнях управления.

3. Разработана многофакторная статистическая модель, которая адекватно отражает влияние различных факторов мелиоративного режима почв (уровень грунтовых вод, содержание гумуса, кислотность и гранулометрический состав почв, дозы вносимых мелиорантов и удобрений) на продуктивность агроценоза. Модель применима для оценки эффективности мелиоративных мероприятий при формировании инвестиционных проектов (состав мероприятий комплексной мелиорации и необходимые материальные ресурсы для их реализации), решения задач координатной мелиорации и оперативного управления водным режимом почв (поливы, регулирование УГВ на осушаемых землях).

4. Обоснован рациональный комплекс агромелиоративных мероприятий для залежных и окультуренных земель на основе решения оптимизационной задачи для условий Мещерской низменности. Результаты расчетов для ОПХ «Полково» показали, что основные рентабельные варианты комплексной мелиорации залежных земель (ДПЧД составляет от 15 до 357 тыс.руб./га) ориентированы на получение урожайности многолетних трав (сено) 11,9 т/га, зерновых 4,9 т/га и овощных культур 13-14 т/га. Необходимый мелиоративный режим для этих вариантов может быть обеспечен за счет использования орошения (оросительная норма 77% от зональной), культуртехнических мероприятий, внесения органических (ежегодная доза 3-6 т/га) и минеральных удобрений (NPK 240 кг/га) и известкования почв (0,5 полной дозы). Для окультуренных земель получены рентабельные варианты для кормового (151 тыс.руб./га) и овощного (535 тыс.руб./га) севооборотов при использовании орошения и средних доз минеральных удобрений.

5. Предложено информационное обеспечение координатной мелиорации земель на базе апробированных сценарных исследований по распределению азотных удобрений на полях ОПХ «Полково». Анализ результатов исследований показал, что для дерново-подзолистой почвы с пониженным содержанием минерального азота за счет дифференцированного внесения малых доз азотных удобрений (от 30 до 90 кг/га) валовой прирост сбора урожая трав и зерновых культур может достигать 5-10%, при потребности в высоких дозах (от 180 до 240 кг/га) прирост урожая составит 3-5%. Кроме того, достигается положительный экологический эффект: снижение выноса минерального азота в грунтовые воды.

6. Предложена структура информационного обеспечения оперативного управления орошением отдельного сельскохозяйственного поля, основанная на применении Web-сайта, обеспечивающего доступ удаленного пользователя (агронома-мелиоратора) к информационному ресурсу системы управления (БД, многофакторная статистическая и динамическая модели продуктивности агроценоза). Разработанная технологическая схема оперативного управления поливами, апробированная в ОПХ «Полково» на опытном орошаемом поле, показала адекватность расчетного и эксплуатационного режима полива многолетних трав, что свидетельствует о возможности широкого использования предложенной информационной технологии управления орошением по агрометеопараметрам.

7. Оценка экономической эффективности применения информационных технологий для управления мелиоративным режимом почв на примере ОПХ «Полково» показала, что суммарный ДПЧД в год составляет 1,2 тыс.руб./га при сроке окупаемости один год. В том числе оптимизация мелиоративного комплекса - 0,4 тыс.руб./га год, внедрение информационного обеспечения технологии координатной мелиорации при выращивании однолетних и многолетних трав - 0,8 тыс.руб./га год, информационное обеспечение управления поливами с применением Web-инструментария позволяет снизить трудоемкость и сократить затраты рабочего времени на определение сроков полива в 5 раз.

Заключение и рекомендации производству

Единая интегрированная информационно-аналитическая система, включающая три уровня управления мелиоративными режимами мелиорируемых земель, позволяет принимать обоснованные и своевременные решения по рациональному использованию выделенных ресурсов, что будет способствовать росту производительности труда, снижению себестоимости продукции и повышению эффективности хозяйствования. Выполненные расчеты свидетельствуют, что инвестирование средств в развитие предложенных технологий и доведение их до уровня стандартного информационного обеспечения проектных организаций и сельхозпроизводителей является экономически обоснованным.

1. Для достижения планируемого уровня продуктивности при комплексной мелиорации земель в качестве информационного обеспечения ЛПР целесообразно использовать трехуровневую систему управления мелиоративным режимом почв.

2. Повышение эффективности использования материальных ресурсов при реализации мелиоративных мероприятий тактического уровня может быть достигнуто за счет применения информационной технологии координатной мелиорации.

3. Оперативное управление поливами с применением информационных сетевых технологий позволяет в короткие сроки адаптировать технологии возделывания сельскохозяйственных культур на мелиорируемых землях и повысить эффективность управления на территориально удаленных объектах.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата технических наук, Матвеев, Андрей Валерьевич, Москва

1. Айдаров И.П. Перспективы развития комплексных мелиораций в России (монография). М.: Изд. МГУП, 2004.

2. Айдаров И.П. Регулирование водно-солевого и питательного режимов орошаемых земель. // М.: Агропромиздат, 1985, 304 с.

3. Айдаров И.П., Голованов А.И. Мелиоративный режим орошаемых земель и пути его улучшения. // Гидротехника и мелиорация, 1986, N 8, с.44-47.

4. Айдаров И.П., Голованов А.И., Никольский Ю.Н. Оптимизация мелиоративных режимов орошаемых и осушаемых сельскохозяйственных земель. М.: Агропромиздат, 1990. - 69 с.

5. Алиев Т.А., Новиков В.Н., Найда А.И. Автоматизированная система управления уровнем грунтовых вод на осушительно-увлажнительных системах // Вестник РАСХН, 1996, N 5. С. 47-50.

6. Афанасьев P.A. Дифференцированное применение удобрений настоящее и будущее //Плодородие. - 2002. - № 4.

7. Афанасьев P.A. Информационное обеспечение технологий координатного земледелия /Современные проблемы земледелия и экологии. РАСХН.-Курск, 2002.

8. Афанасьев P.A. Марченко Н.М., Личман Г.И., Гурьянов А.М., Артемов A.A., Бабушкин И.Г. Развитие идей точного земледелия в России //Плодородие. -2006. № 6.

9. Балаев Л.Г., Живлов А.И., Добрачев Ю.П. Программирование урожаев и пути повышения эффективности использования орошаемых земель.// В сб. "Программирование урожаев с.-х. культур на орошаемых землях". // ВНИИ-ГиМ, М., 1984, с. 5-13.

10. Башкин В.Н. Агрохимия азота. Пущино, 1987. АН СССР. 270 с.

11. Дубенок H.H., Григоров М.С., Безбородов Ю.Г. Агромелиоративные адаптивные ландшафты в земледелии: теория и практика развития: монография. М.: ФГОУ ВПО РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2007. 154 с.

12. Белавцева Т.М. Технологии точного земледелия, их перспективы и возможности использования на мелиорированных землях. М.: ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ», 2009. - 112 с.

13. Белова И.В. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук: Повышение экологической устойчивости агро-ландшафтов комплексными мелиорациями. М.: РАСХН, ВНИИГиМ, 2005. — 24 с.

14. Богатырев Б.Г., Кириленко А.П., Тарко A.M. Пространственно распределенные модели биосферы. М.: ВЦ АН СССР, 1988. 22 е.

15. Бровкин В.А., Денисенко Е.А., Шульгин Е.А. Моделирование конечной продуктивности агроценозов на основе функции состояния системы "аг-роценоз-внешняя среда" // Журнал общей биологии, 1991, т. 52, N 6. с. 855 -862.

16. Буре В:М. Методологические аспекты статистического анализа7 в точном земледелии;-Доклады РАСХН; 2007, №6.

17. Волкова Н.И., Жучкова В.К., Цесельчук Ю.Н. Методические приемы предпроектных ландшафтных исследований для целей мелиорации земель. — Уфа, 1984.

18. Воропаев Е.В1;, Гофман К.С., Райнин В.Е., Кошовец Б .И. Основные принципы экономического сопоставления, планово-проектных вариантов в мелиорации и водном хозяйстве и формирование критерия выбора // Водные ресурсы, 1980- №2.

19. Гараев.Я.Г. Научное обоснование и совершенствование технологических процессов в АПК на основе оптимизационных моделей. -М.: Пищепро-миздат, 2005.-.404 с.

20. Гараев Я;Г.,: Киселев В.Г. Многокритериальное ранжирование объектов // Исследование операций (модели, системы, решения). М.: ВЦ РАН, 2000. С. 9-20.

21. Гарбук С.В., Гершензон В.Е. Космические системы дистанционного зондирования Земли. -М.: «ООО Дата+», 1997.

22. Глобус A.M. Агрофизика и координатное земледелие. //Труды 2-й Международной конференции по проблеме дифференцированного применения удобрений в системе координатного земледелия. //- Рязань: ВНИИМС, 2001.

23. Голованов А-И. Эколого-экономическое обоснование мелиоративного режима.-Тр. Волгоградского СХИ, 1993. с. 12-20.

24. Д. Шпаар, П. Лайтхольд, К.-Х. Даммер, А. Файфер. Дифференцированное управление посевами с учетом гетерогенности полей в рамках PRECISION AGRICULTURE // Агротехнологии XXI века. М.: ФГОУ ВИО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, 2007. - с. 6-8.

25. Денисов В.В. Идентификация агрометеорологических параметров имитационных моделей продукционного процесса зерновых культур. Автореф. дис. канд. техн. наук. Л.: АФИ, 1990, 19 с.

26. Дитц Л.Ю.,-Смоленцев Б.А. Геоинформационная система в почвенной картографии. Новосибирск: Наука, 2002.

27. Добрачев Ю.П., Живлов А.И., Ильина Т.А. Перспективы использования имитационного моделирования для оценки продуктивности сельскохозяйственных культур // Обзорная информации. М.: ВНИИТЭИСХ, 1984. - 66 с.

28. Добрачев Ю:П. Программирование урожая на орошаемых землях. // ЦБНТИ ММиВХ СССР, "Мелиорация и водное хозяйство". Обзорная информация, М., 1987, вып. 1. с. 54.

29. Добрачев Ю.П. Теория и технология оптимального управления орошением // Деп. ЦИТИ "Мелиоинформ", Инф. бюлл. "Вопросы мелиорации", 1998, вып. 4. 239 с.

30. Добрачев Ю:П. Управление водным режимом почвы, математические модели и расчеты .поливного режима. // «Программирование урожаев с.-х. культур на орошаемых землях», М.: ЦБНТИ ММ и ВХ СССР, 1984, 14-28 с.

31. Добрачев Ю.П., Ильинко A.B., Корректность определения оптимальных мелиоративных режимов //Мелиорация и водное хозяйство М.: №2, 2011.№1, 2011. с. 10-12.

32. Добрачев Ю.П., Кузнецова H.A., Лобачев С.Б., Бурдюгов В.Г. Оптимизация режима орошения с помощью имитационной модели. //Мелиор. и водное хоз-во, М., 1988. N4, с. 46-48.

33. Добрачев Ю.П., Мучкаева Г.М. Эколого-экономические аспекты разработки ресурсосберегающей технологии выращивания сельскохозяйственных культур при орошении. // Юбилейный сборник Мелиорация и окружающая среда. М. ВНИИА, 2004. С. 78-83.

34. Добрачев Ю.П., Суханов Г.Н. Методический подход к оптимизации стратегии развития комплексных мелиораций на региональном уровне: Тез. докл. научн. конф. М.: ВНИИГиМ, 2005.

35. Докучаев В.В. Избранные труды / В.В.Докучаев. М.: Изд-во АН СССР, 1949.-427 с.

36. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. -352 с.

37. Безбородов Ю.Г., Безбородов А.Г. Компьютерные технологии и новые севообороты //Сельское хозяйство Узбекистана. -Ташкент. 1999.-№3.-С. 12-15.

38. Жученко A.A. Стратегия адаптивной интенсификации растениеводства в XXI веке. // Системы ведения агропромышленного производства. М.: Аг-риПресс, 1999.-с. 134-147.

39. Заблоцкий В.П. Применение дистанционных методов в сельском хо зяйстве //ГИС-обозрение. 1996. - № 2(8).

40. Зайдельман Ф.Р. Мелиорация почв. -М.: Изд-во МГУ, 1996. -384 с.

41. Зайдельман Ф.Р., Болатбекова К.С. Принципы и опыт агроланд-шафтного районирования для обоснования земледелия и мелиорации почв // Почвоведение, № 3, 1997.

42. Иванов Д.А. Ландшафтно-адаптивные системы земледелия (агро-экологические аспекты): Монография Тверь, «ЧуДо», 2001.

43. Иванов И.А., Иванов А.И. Научно-практические основы системы земледелия Северо-Западного района России. Вешние Луки: Изд. ВГСХА, 2006.

44. Иванова Т.И. Прогнозирование эффективности удобрений с использованием математических моделей. // ВАСХНИЛ. М.: Агропромиздат, 1989, с.233.

45. Информационные технологии, информационные измерительные системы и приборы в исследованиях сельскохозяйственных процессов//Материалы международной конференции «Агроинфо-2003». Новосибирск, 2003.

46. Исаева С.Д. Устойчивость геосистем и оценка экологической опасности при мелиоративном и водохозяйственном воздейст-вии.//МиВХ.2002.№4.С. 15-19.

47. Каштанов А.Н., Булгаков Д.С., Голованев И.Н., Молчанов Э.Н., Рубцов С.А. Развитие технологий, методов и средств точного земледелия /Под ред. Акад. РАСХН А.Н. Каштанова. М.: ООО «11-й формат», 2006.

48. Каштанов А.Н., Лисецкий Ф.Н., Швебс Г.И. Основы ландшафтно-экологического земледелия. М.: Колос, 1994. -128 с.

49. Каюмов М.К. Программирование продуктивности полевых культур // Справочник, М.: Росагропромиздат, 1989, 368 с.

50. Керженцев A.C. Изменчивость почвы в пространстве и во времени -М.:Наука, 1992с. 108с.

51. Кирвякова A.B. Использование дистанционных съемок для изучения и оценки свойств почв //Аграрная наука. 2006. - № 6.

52. Кирейчева JI.B. Комплексная, мелиорация* агроландшафтов. // Мелиорация и водное хозяйство, 1999, №5.

53. Кирейчева JI.B. Экологические основы комплексных мелиораций агроландшафтов. // Материалы международной конференции "Экологические проблемы мелиораций". М., ВНИИГиМ, 2002.

54. Кирейчева JI.B., Белова И.В. Значение комплексных мелиораций для формирования продуктивного и устойчивого агроландшафта // Мелиорация и водное хозяйство, № 4, 2004.

55. Кирейчева JI.B., Решеткина Н.М. Концепция создания устойчивых мелиорированных агроландшафтов. -М.: ВНИИГиМ, 1997. 54 с.

56. Кирюшин В.И. Точные агротехнолопш как высшая форма интенсификации адаптивно-ландшафтного земледелия //Земледелие. 2004. №6.

57. Кирюшин, В. И. Методика разработки адаптивно-ландшафтных систем земледелия и технологий возделывания сельскохозяйственных культур. М.: Моск. с.-х. акад. им. К. А. Тимирязева, 1995. 81 с.

58. Ковалик П. Математическая модель управления продуктивностью агроценоза на осушаемых землях.// Roczniki Nauk Rolniczych / Seria F, meliorcji uzytkow zielonych. Tom 78, Zeszyt 3, Warszawa, 1974, p. 37-53.

59. Кондратьев К.Я., Козодеров В.В., Федченко П.П. Аэрокосмические исследования почв и растительности. JL: Гидрометеоиздат, 1986.

60. Концепция мелиораций сельскохозяйственных земель в России / Под общ. ред. Гордеева A.B. и Романенко Г.А. М.: МГУП, 2005.

61. Костяков А.Н. Основы мелиораций. М.: Сельхозиздат, 1960. 622 с.

62. Краснощеков В.Н. Теория и практика эколого-экономического обоснования комплексных мелиораций в системе адаптивно-ландшафтного земледелия. М.: МГУП, 2001. - 293 с.

63. Кудеяров В.Н., Башкин В.Н., Кудеярова А.Ю., Бочкарев А.Н. Экологические проблемы применения удобрений. М.: Наука, 1984, 212 с.

64. Кук Д.У. Системы удобрений для максимальных урожаев / Пер. с англ. -М.: Колос, 1975.-416 с.

65. Кульков О.В., Петрова М.В. Обеспечение измерительной информацией и средствами измерения компьютерных систем. // Вестник РАСХН, 1996, Nl.-c. 23-25.

66. Лапко А.В., Крохов C.B., Ченцов С.И., Фельдман Л.А. Обучающиеся системы обработки информации и принятия решений. Новосибирск: Наука, 1996.-284 с.

67. Ларичев О.И., Мошкович Е.М. Качественные методы принятия решений. Вербальный анализ решений. -М.: Наука, Физматлит, 1996. -208 с.

68. Личман Г.И. Основные направления фундаментальных и прикладных исследований по точному земледелию II 3-я научно-практическая кон ференция ' «Машинные технологии производства продукции в системе точного земледелия и животноводства (16-18 июня 2004 г.)

69. Личман Г.И., Марченко Н.М., Дринча В.М. Основные принципы и перспективы применения точного земледелия /Всероссийский НИИ механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ). М.: Россельхозакадемия, 2004.

70. Малкина-Пых И.Г., Пых Ю.А. POLMOD.HUM модель динамики гумуса в естественных экосистемах, при сельскохозяйственном использовании почв и в глобальных изменениях климата. М., 1994. - 84 с.

71. Мальцев Ю.В. Системы позиционирования и условия их применения //3-я научно-практическая конференция «Машинные технологии про изводства продукции в системе точного земледелия и животноводства (16-18 июня 2004 г., Москва). М.: Издательство ВИМ, 2005.

72. Маслов Б.С., Айдаров И.П., Шульгин A.M. Ландшафтный подход к обоснованию комплексных мелиораций //Вестник РАСХН, № 6, 1996, с. 27-32.

73. Маслов Б.С., Минаев И.В., Губер К.В. Справочник по мелиорации. -М.: Росагропромиздат, 1989. 384 с.

74. Маслов Б.С. Мелиорация основа создания высокопродуктивных и устойчивых природно-территориальных комплексов в гумидной зоне. Материалы совещания "Ландшафтный подход в мелиорации и вопросы землеустройства", 2-3 июня, г. Тверь. -М.: РАСХН, ВНИИМЗ, 1994.

75. Мелиорация и водное хозяйство. Орошение: Справочник / Под ред. Б.Б.Шумакова. М.: Колос, 1999. - 432 с.

76. Методика сравнения и выбора вариантов долгосрочной стратегии развития и размещения мелиораций. //ВНИИГиМ, М.: 2002 г. 48 с.

77. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов мелиорации сельскохозяйственных земель. РД-АПК 3.00.01.003-03.

78. Методические указания по проведению комплексного мониторинга плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения. М.: ФГНУ "Росинформагротех", 2003.

79. Мищенко А.А., Мищенко Т.А. Ландшафтоведение: Словарь терминов и понятий. Краснодар, 2004.

80. Морозов А.И., Самойлова Е.М. О Методах математического моделирования динамики гумуса. // Почвоведение, 1993, N 6. с. 24-32.

81. Нерпин C.B., Чудновский А.Ф. Энерго- и массообмен в системе растение-почва-воздух. JL: Гидромет, 1975. 358 с.

82. Никитин И.С., Панов Е.П., Родин К.И. Мелиорация земель Мещерской низменности. М.: Московский рабочий, Рязанское отд., 1986. —206 с.

83. Новиков А.И. Планирование, моделирование и оптимизация процессов диагностики состояния почв и растений на основе автоматизированных систем. СпБ: АФИ, 1994. - 36 с.

84. Оптимизация мелиоративных режимов орошаемых и осушаемых сельскохозяйственных земель (рекомендации). Москва: ВО «Агропромиздат», 1990.

85. Панферов Г.А., Добрачев Ю.П. Распределение оросительной воды и минеральных удобрений при различном уровне информационного обеспечения // Предупреждение и ликвидация заболачивания и засоления земель. Тр.ВНИИГиМ. М.: 1989 г.

86. Пачепский Я.А. Математические модели процессов в мелиорируемых почвах. М.: Изд-во МГУ, 1992. - 85 с.

87. Пегов С.А., Хомяков П.М. Моделирование развития экологических систем. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1991. - 224 с.

88. Пыка Т. Программирование оптимального распределения капиталовложений. -М.: «Прогресс», 1974.

89. Райнин В.Е., Панферов Г.А., Хомутов Ю.А. Проблемы эффективности инвестиций в комплексные мелиорации. Волгоград, 2002.

90. Прянишников Д.Н. Избранные труды. М., 1976. 590 с.

91. Региональные эталоны почвенного плодородия. Под ред. Л.Л.Шишова, Д.С.Булгакова, И.И.Карманова и др. М.: Почвенный институт им. В.В.Докучаева, 1991.-274 с.

92. Режимы комплексных мелиораций земель (рекомендации) / под ред. Кизяева Б.М. Москва, 2000. 63 с.

93. Рекс Л.М. Системные исследования мелиоративных процессов и систем. // М.: Аслан, 1995, 192 с.

94. Руководство по программированию урожаев / Сост. И.С.Шатилов, А.И.Столяров. М.: Россельхозиздат, 1986. — 151 с.

95. Руководство пользователя ArcView GIS. — М.: Изд.МГУ, 1998.

96. Рыжова И.М. Математическое моделирование почвенных процессов. М.: Изд-во МГУ, 1987. -86 с.

97. Соловьев Г.А. Агрохимические условия питания растений и биосинтез витаминов. М.: Изд-во МГУ, 1985. -103 с.

98. Сухарев Ю.И. Использование карт пластики и расчленения рельефа при обосновании водных мелиораций //Природообустройство и рациональное природопользование / Сб. н. трудов М.: МГУП, 2005, - №6. - С. 34-37.

99. Тазыбаев М.Г., Рюмкин А.И., Рудченко В.В. Опыт использования геоинформационных систем в почвоведении // Почвоведение, 1996, N 12. с. 1530-1534.

100. Телицын В.Л. Системный подход и анализ при решении экологических проблем земледелия// С.-х. биология. Сер. "Биология растений", № 5, 2000.

101. Усков А.И. Агробиоценоз как объект исследования и управления // в кн.: Биологические системы в земледелии и лесоводстве. М.: Наука, 1974.

102. Хомутов Ю.А. ГИС технологии как инструментарий прогнозирования комплексных мелиораций // Тез. научн.-практ. конф. «Наукоемкие технологии в мелиорации». М.: ВНИИГиМ, 2005. с. 400-404.

103. Хомяков Д.М. Оптимизация системы удобрений и агрометеорологические условия. -М.: Изд. МГУ, 1991.

104. Хомяков П.М. и др. Моделирование динамики геоэкосистем регионального уровня. -М.: Изд. МГУ, 2000.

105. Шатилов И.С., А.Ф. Чудновский Агрофизические, агрометеорологические и агротехнические основы программирования урожая. // Принципы АСУ ТП в земледелии. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. - 318 с.

106. Шумаков Б.Б., Кирейчева JI.B. Экологические аспекты мелиоративной деятельности на орошаемых землях // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук, № 4, 1994.

107. Юрченко И.Ф. Информационные технологии обоснования мелиорации. М.: РАСХН, ВНИИГиМ, 2000. - 283 с.

108. Шабанов В.В. Биоклиматическое обоснование мелиораций JL: Гидрометеоиздат, 1973. - 169 с.

109. Якушев В.В. Программно-технические средства информационного обеспечения и реализации агропроцессов в системе точного земледелия. Автореферат диссертации. СПб.: АФИ, 2005.

110. Якушев В.П., Петрушин А.Ф., Баденко B.JL, Якушев В.В., Слинчук С.Г. Концепция точного земледелия. С.-П.: РАСХН, АФИ, 2004.

111. Шабанов В.В., Орлов И.С. Экономическая оценка природных условий на природоохранных территориях // Научн.-практ. ж. «Вопросы мелиорации», 2004, №5-6. Деп. в ФГНУ ЦНТИ «Мелиоводинформ», №877.

112. Якушев В.П., Полуэктов Р.А., Смоляр Э.И., Топаж А.Г. Использование ГИС в точном земледелии (Аналитический обзор) // Агрохимический вестник. 2002. - № 1.

113. Франс Дж., Торнли Дж. Х.М. Математические модели в сельском хозяйстве / Пер. с англ. А.С. Каменского; под ред. Ф.И. Ерешко. Предисл. Ф.И. Ерешко и А.С. Каменского.-М.:Агропромиздат, 1987.-400 с.

114. Alphen В .J. van; Stoorvogel JJ. A functional approach to soil characterization in support of precision agriculture. Soil Sc.Soc.America J., 2000; Vol.64, N 5.

115. Anbumozhi V.; Yamaji E.; Tabuchi T. Field-level evaluation of heterogeneity in a large-sized paddy field and development of corrective measures. Rural environm.Engg, 2001; N 41.

116. Anderson C.E. The field moisture balance model as a tool for studying the of climate change on crop production systems Iowa Stf. University, 1990. 14 p.

117. Auernhammer H. Information system Kleinraumige Bestandesfuhrung Dur- nast. DFG-Forschergruppe zielt auf Gersamtbetriebskonzept mit GPS und LBS. Landtechnik, 1999; Jg.54, N4.

118. Barrett J.R. Jones D.D. Knowledge Engeneering in Agriculture // Am. Soc. of Agric. Eng. 1989, N 8. pp. 56-67.

119. Bany D.A., Rose C.W., Saffigna P.G., Parlange J.Y. Interaction of leaching under multiple fertilizer applications. J. Soil. Sci., 1985, v. 36, No 1, p. 920.

120. Biggar J.W., Corey R.B. Agricultural drainage and eutrophication. In: Eutrophication: Cases, Consequences, Correction. NAS, Wash. (DC), 1969, p. 404445.

121. Blackmore B.S. An information system for precision farming. Brighton crop protection conf. pests and diseases: Proc. - Farnham(Surrey), 1996; Vol.3.

122. Cunningham A.B., Sinclair P.J. Application and analysis of a coupled surface and ground-water model. J. Hydrol., 1979, vol. 43, N 1/4, p.129-148.

123. Dent J.B., Blackie M.J. System simulations in agriculture. -London: Appl. sci. publ., 1979. -180 p.

124. Ellsbury M.M. and Krell R. Spatial Variability in Corn and soybean Insect Pests: Precision Fanning and insect Pest Management for the Future. Potash & Phosphate Institute (PPI). SSMG-27.

125. Emmott A.J. Precision farming a transferable technology. Agr.Progr., 1997; Vol. 72.

126. Fereres, E. and Puech,I. Irrigation management program. // Univ.Calif. Coop. Exten. Serv. and Calif. Depart. Water Res. 1980.

127. Fernandez C.J. & McCree K.J. Visualizing differences in plant water dynamics with a simulation model // Crop. Sci., 1991. V. 31, № 2. p. 399-409.

128. Fick G.W. A pasture production model for use in a whole farm simulator. //Agrie. Syst., 1980, v. 5, № 2, p. 137-161.

129. Gustafson A. Nitrogen migration from soil to ground-water. Nord. jordbrugs fork., 1978, v. 60, No 1, p. 133-134.

130. Havrland B.; Kapila P.; Krepl V.; Srnec K. Agricultural technology management program «Agro-expert» prospects of further development within the precion agriculture concept. Agr.trop. subtrop.-Prague, 2003; Vol. 36.

131. Houghton A.M.; Knight B.E.A. Precision farming: farmer and commercial opportunities across Europe. Brighton crop protection conf. pests and diseases: Proc. - Farnham(Surrey), 1996; Vol.3 p. 35-41.

132. Jacucci, G., Kabat,P., Pereira, S.L. HYDRA: a decision support model for irrigation water management. 15th International Congress on Irrigation and Drainage. The Netherlands, 1993.

133. Jensen K.H., Jonch-Clausen T. Unsaturated flow and evapotranspiration modelling as a component of the European Hydrologie System (SHE). In: Proc. Intern. symp. on rainfall runoff model., 1981, USA, p. 235-252.

134. Jose A., Morabito and Luis A.Fornero. BAH3DIA: Modelling Irrigation Opportunity. // 15th International Congress on Irrigation and Drainage. The Netherlands, 1993, p. 12-22.

135. Keulen H. van, Seligman N.G., Benjamin R.W. Simulation of water use and herbage growth in arid regions: a réévaluation and further development of the model "ARID CROP". //Agric. Syst., 1981, v. 6, № 3, p. 159-193.

136. Keulen H. van. Modelling the interaction of water and nitrogen. // Plant Soil., 1981, v. 58, № 1-3, p. 205-229.

137. Keulen H., van & Wolf J. (eds.). Modelling of agricultural production: weather, soil and crops. // Wageningen: Pudoc, 1986. 479 p.

138. Keulen H., van & Wolf J. (eds.). Modelling of agricultural production: weather, soil and crops. // Wageningen: Pudoc, 1986. 479 p.

139. Ritchie J. T. Atmospheric and soil influences on the plant water balance.//Agricultural Meteorology, 1974, p. 183-198.

140. Walker W.R. Integrating Strategies for Improving Irrigation Sistem Design and Management. Water Management Synthesis. // Project WMS Repot 70, Utah State University, Logan, Utah, 1990.