Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Повышение эффективности управления азотным питанием озимой пшеницы с использованием компьютерных систем

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Повышение эффективности управления азотным питанием озимой пшеницы с использованием компьютерных систем"

А-гот

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ им. К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи ДРАУШКЕ АННЕТТ

УДК 631.15: 65.011.4:681.3: 631.811.3: 633.11«324»

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ АЗОТНЫМ ПИТАНИЕМ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ

Специальность 08.00.05. Экономика, планирование и организация управления народным хозяйством (сельское хозяйство) Специальность 06.01.04. Агрохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

МОСКВА 1993

Работа выполнена в Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им К. А. Тимирязева

Научные руководители: доктор экономических наук, профессор Гатаулин А. М. и кандидат технических наук Арутюнова Л. В.

Официальные оппоненты доктор экономических наук, профессор Белозерцев А. Г., кандидат с х наук Цимбалист Н. И.

Ведущая организация — Петербургский государственный аграрный университет

Защита состоится «4о » . ига^А...... 1993 г

в «44 » час на заседании специализированного совета К-120 35 05 в Московской ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственной академии им. К. А Тимирязева

Адрес 127550, Москва, ул Тимирязевская, 49 Сектор защиты диссертаций ТСХА

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА

Автореферат разослан « » .ьмДЛ . . 1993 г

Ученый секретарь специализированного совета -кандидат экономических на^ доцент

В. Н. Солопова

■.' ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ г-

. Актуальность проблемы: В условиях интенсивного земледелия ' проблема повышения экономической эффективности производства сельскохозяйственных продуктов, в том числе зерна, при соблвде-; нии критериев экологической безопасности является одним из центральных вопросов. ,

; В настоящее время "Перепроизводство продукции" в ведущих капиталистических странах с одной.стороны, и недопроизводство в третьем мире, с другой, приводят к большим напряженностям. Приведение производства сельскохозяйственных продуктов всех стран к более или менее одинаковому уровню может разрядить эту напря-'. женность. . А уровень сельскохозяйственного производства, помимо чисто технических возможностей, зависит в огромной степени от количества и качества применяемых удобрений.: ~ Наиболее значительный эффект повышения производства обеспечивается, при интенсивном и рациональном применении азотных удобрений.

Главная особенность сельскохозяйственного производства .состоит в том, что она имеет прямую связь с почвой - сложной открытой динамической природной системой с большим количеством влияющих на нее факторов. *, ' . , -• ' • ," Поэтому только системный подход к проблеме, обеспечивающий возможность учета," . описания факторов и процессов,; происходящих в рамках антропогенной агроэкосистёмы, может:привести к 'повышению 'эффективности, производства..' '..•'"*■

Одним из"мойных рычагов достижения ; повышения - эффективности , сельскохозяйственного ' производства "является; внедрение - современных компьютерных.технологий.: При их разработке особое

ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА '

Моск. ¿эльжохоа аквдвмии

вначение отводится вопросам оптимизации применения удобрений в питании растения, повышения плодородия почв, влияния удобрений на количество, качество урожая и окружающую среду.

Проблема изучения и попытки разработки наиболее адекватных эмпирических, математических и экспертных описаний системы в целом или ее частей с использованием компьютерных средств стоит перед многими странами.

Созданы и внедрены в производство подобные системы для 8ерновых культур и в бывшей ГДР и России: ^это система "ДИАГНОСТИКА" (ВИУА) и система БЕФУ (НИЛУ), разработаны специалистами двух институтов Институты удобрения г. Лейпциг (НИИУ) и г. Москвы (ВИУА), осуществлявшие в течение многих лет сотрудничество в рамках бывшего СЭВ по ряду проблем применения удобрений, решили объединить усилия, учитывая взаимный опыт, и в вопросе разработки компьютерных средств по вышеупомянутым наукоемким системам. В соответствии с совместной программой исследований, эта работа началась в 1987 г. и включала следующие этапы:

- взаимное ознакомление со структурой и организацией компьютерных систем;

- проверка оистем в полевых опытах для выявления их преимуществ и недостатков,

- разработки предложений по улучшению компьютерных систем;,

- создание новых версий, компьютерных систем.

Настоящая работа проводилась в рамках этой совместной

программы сотрудничества между БИУА и НИИУ и посвящена решению упомянутых выше вопросов.

Цель и ^задачи исследования Целью исследования является

, .. - з - ■

разработка научно обоснованных предложений по унификации алгоритмов и программных средств для повышения эффективности управ: ления азотным питанием озимой пшеницы на основе методов почвен-но-растительной диагностики - с использованием компьютерных ' ■ систем.'. .; ' •'. <

■;■,'. В соответствии с целью исследования определены следующие ; . задачи:,' "■ . '. '

' V - исследовать сущность и структуру экономической и агрономической категорий эффективности и специфику ее проявления в системе "почва - растение -'удобрение";

-изучить методы математического описания отдельных .частей системы "почва - растение - удобрение" используемые в ' . , различных странах,, в особенности для азота;

- исследовать на основе заложенного совместного (ВИУА и ' '; НИИУ) полевого опыта различия .полученные при апробации двух

компьютерных систем по диагностике авотного питания; .

- подробно изучить методические . подходы,алгоритмы,норма- ... тивную инфэрмацию: систем "БЕФУ" и "ДИАГНОСТИКА", выявить их

.' особенности, преимущества;;недостатки; ,

- провести экономическую,' агрономическую и экологическую , оценку эти^ системам на основе результатов полевого опыта;

- ' - оценить ■ экономическую целесообразность разработки и

"" использования;компьютерных.систем;' '

? ^т разработать.-' предложения и ' рекомендации по построению ■ унифицированной компьютерной системы диагностики азотного удоб-рзния озимой пшеницы. .: ■ ' '

' V Объест^ исследования, :;-;(>5шстом исследований. язились две

компьютерные системы по диагностике азотного удобрения озимой пшеницу. Программа БЕФУ (НИИУ Лейпциг. ФРГ) и ДИАГНОСТИКА (ВИУА Москва, Россия). БЕФУ была разработана для всех земель Восточной Германии, а ДИАГНОСТИКА - для Нечерноземной зоны России.

Методика исследования. Теоретической и методической основой исследования послужили научные публикации отечественных и зарубежных экономистов-аграрников по темам, связанным с вопросами эффективного использования азота под озимую пшеницу.

По взаимному соглашению между ВИУА и НИИУ были использованы программные средства "БЕФУ" и "ДИАГНОСТИКА", нормативно-справочная информация, необходимая для их функционирования.

Методы исследования. В диссертации в качестве основного метода использован современный системный анализ, фи обработке эмпирического материала применялись следующие методы исследования: экономико-статистический. расчетно-конструктивный, абстрактно-логический и др. Исходным материалом явилась документация по программам БЕФУ и ДИАГНОСТИКА, в том числе описание алгоритмов и нормативной информации, сортовые паспорта возделываемых сортов озимой пшеницы, годовые климатические данные Центральной опытной станции ВИУА. непосредственное проведение полевых опытов по изучению азотного питания озимой пшеницы в 1989-1992 гг. и экономико-математический анализ результатов этих опытов.

Научная новизна исследования заключается в следующем: - впервые проведена сравнительная экономическая, агрономическая, энергетическая и экологическая оценка программных средств, разработанных различными странами по компьютерным тех-

- ь -

нологиям изучения проблемы;

- проанализированы методы и схемы расчета доз азотных подкормок в течение вегетации озимой пшеницы, нормативно-справочная и оперативная информация, необходимая для расчетов на базе, компьютерных программ;

- впервые, в течение трех лет проведен совместный полевой опыт по сравнению двух систем диагностики, разработанных в Восточной Германии (НИИУ, Лейпциг) и в России (ВИУА, г.Москва);

- предложены единые экономически целесообразные и экологически безопасные подходы для использования унифицированной программы;

- проведена оптимизация состава и структуры входных данных для унифицированной программы на основе анализа нормативной и оперативной информации для расчета подкормок азотом.

1 • . Практическая значимость работы состоит в том, что:.

- разработана унифицированная компьютерная „ технология программного управления азотным питанием озимой пшеницы;

- разработаны ' предложения по комплексной почвенно-расти-тельной диагностике, - с целью оптимизации минерального питания •растений; ..•'".■'.,

• - дана экономическая, '.■ агрономическая; экологическая и энергетическая оценка' эффективности компьютерных технологий оптимизации' азотного питания озимой;пшеницы. , •,; .

Реализация этих предложений на: кош1ьютерных средствах но-ч вого Поколения обеспечит разработку : экономически выгодных и экологически безопасных*' технологий применения. азотных удобрений. ■ <:.;••/■',- .", ^ -.''л;':--' -' ' " '

Опыт по созданию систем, методы расчета доз удобрений и организации входной информации могут Сыть использованы в разра-Оотке подходов к управлению минеральным питанием других сельскохозяйственных культур.

Апробация и реализация результатов исследования. Основные результаты исследований докладывались в научно- исследовательских институтах НИИ -удобрений (Лейпциг - ФРГ) и ВИУА (Мэсква - Россия), на совещаниях и рабочих встречах в рамках двухстороннего сотрудничества между ВИУА (Россия) и НИИУ (Лейпциг) ,на конференициях и симпозиумах в России и ФРГ.

Публикации результатов исследования. По теме исследования опубликовано три научные статьи.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и предложений, списка использованной , литературы и приложений. Она изложена на 206 страницах машинного текста, включает 34 таблицы, 5 рисунков и схем, 48 приложений. В списке использованной литературы содержится 162 источника, в т. ч. 71 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении раскрывается актуальность темы, обосновываются цели и задачи исследований, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе диссертации "Эффективность сельскогое хозяйства в системе экономических и экологических требований" рассмотрены теоретические аспекты проблемы изучения эффективности в сельском хозяйстве, в особенности системный характер

структуры эффективности в вопросах применения удобрений. Обосновано, что стабилизация производства сельскохозяйственных культур подразумевает не просто увеличение объемов применения минеральных удобрений, но и соблюдение эффективного и экологически безопасного их использования. Сама эффективность рассматривалась по трем категориям - экономическая, • агрономическая и экологическая эффективность.

. Особенности использования минеральных удобрений в производстве, связаны со спецификой самого растениеводства, где уси-. ление экологического аспекта резко влияет на экономику сельскохозяйственного производства, что обусловлено системностью характера влияющих природных и антропогенных факторов. В условиях научно-технического прогресса и перехода к капиталистическим методам' производства как ив бывшем ГДР так и в бывшем СССР этот многофакторный комплекс еще более усложняется, так как для возделывания культуры создаются искусственные,противоположности в приоритетах антропогенных факторов. Но несмотря на возникшие в общественном . развитии сложности нельзя отходить ,от комплексного, изучения факторов, влияющих на процесс удобрения, надо • рассматривать их в совокупности•и целостно в системе удобрения. Но: объем информации, - необходимый для комплексной оценки этих факторов довольно велик,, а методы анализа обработки достаточно \ ■ сложны. Шэтому, необходимо Привлечение современных методов обработки и обобщения, информации-на основе использования средств информатики.и.компьютеризации. \ , -

Из анализа производства ,в сельском хозяйстве выявилось, что в бывшем СССР: .производство •"•продуктов питания/' С в / ц/га)

отстает кок по сравнению с бывшей ГДР. так и с ведущими капиталистическими странами, где урожай на картофеля, зерна и сахарной свеклы в 1990 г. составил лишь 1/3 урожая ведущих капиталистических строя Эта за тенденции наблюдается в отношении сб-щзго количества примеряемых минеральных удобрений (в кг действующего Еелества на га). Эти количества так малы, что влияние естесть иного плодородия очень значительно и в свяви с этим эффективность применения минерального удобрения в бывшем СССР приблизительно в два раза выше, чем в бывшей ГДР. Однако этот аффект О,дет нивелироваться при длительном интенсивном применении удобрений.

Сама система удобрений и эффективность их применения являются величинами комплексными. Они ьклюиамг применение мелиорантов, органических и минеральных макро- и микрсудсбрений. Однако, система удобрений изолированно существовать не может. Поэтому следует выявить какие внутренние и внешние связи существуют в хозяйстве, как они могут влиять на систему удобрения.

Сельское хозяйство не только должно удовлетворять потребность в продуктах питания, но и потребности ряда отраслей промышленности. Выявлены два крайних случая выполнения этой задачи В первом случае, в ведущих капиталистических странах в виде перепроизводства и государственного регулирования объемов про-, изводства обеспеченность своими продуктами в этих странах достигла в главных позициях (молоко, зерно и т.д.) часто 100% и выше. Во-вторых же имеется наоборот недопроизводство, проявившееся в последние годы на территории бывшего СССР. Главной причиной этого является плохая организация работ и постоянное пре-

ршание цепочки "производство - транспорт - хранение - перера* Ситка - потребление". Несопоставимое соотношение денежных е;едств на материалы и услуги привело к постепенному разрушению системы агрохимслужбы. Теряется мысль глобальной цели и получает преимущество локальная цель - одностороннее стремление к по-вьсению прибыли, что в свою очередь влияет на ускорение инфляции. ■ . - /' . ' ■ Сжим из наиболее наглядных показателей эффективности; является оплата 1 кг питательного вещества удобрений прибавкой урояая в 'кг (таб. 1). ''■/..'■ ': . ч '

. / Таблица 1

Оплата прибавкой.урожая 1 кг питательного вещества, кг'

■ —-.-—--—;—;-—--;—--;-1,

Г. ; Пшеница озимая Кукуруза | Сахарная свекла |

|МРК 3,2 - 5,8 ) 3,3 - 7,6 | 19,6 - 34,3 |

I N 3,3 - 7,3 | 3,2 - 9,6 | 20,7 - 45,0 |

; |Р205 " . 2,9 - 6,5 "'• | 4,0 - 6,8 | 20,7 - 37,5 |

|К20 ¡V 0,9 - 4,0 I - 5,2 | V.'; 9.2 - зз,з |

Колебания в оплатеприбавкой урожая вызваны большими колебаниями цен на различные удобрения и затрат на их применение. Следует отметить, ."что с возрастанием ■. степени интенсификации производства,.: эффективность .от применения удобрений снижается..

'/ „ Заметим," что при оптимальном применении N -удобрений на ' йрждый кг И можно произвести около 38 кг зерновых; единиц. Это в

' Б--10 рслз • больше, . ; чем требуется для окупаемости применения N

...................... "

N Л

- 10- удобрений. Таким образом, с точки зрения эффективного при* I е-ния N -удобрения может быть наиглавнейшей для всех звииеь систем агрохимслужбы. Следовательно, увеличение эффектив; >ст/ азотных удобрений, является ключевым вопросом проблемы асу ния гарантированных высоких урожаев. Учитывая экодогич с.-У/' аспект при исследовании N -удобрений, сложность построеш 1 < тимальной системы применения азотных удобрений в течение сг. тации культур необходимо решать вопросы повышения эффекта ■ • азотных удобрений на основе широкого использования матема.,. чееких методов и компьютерных средств, концентрирующих и I ленные научные знания в области использования N -удобрен •!

Во-второй главе диссертации "Методические основы и типические особенности построения комплексных систем улравленл I >. !-неральным питанием зерновых культур и условия проверки л вых опытах систем БЕФУ и ДИАГНОСТИКА" исследованы автомат/..-рт ванкые системы управления минеральным питанием зерновых ¡'-/¿I-тур.

Проведен анализ методов комплексной почленно-растлто л!." Г1 диагностики, описан полевой опыт по сравнению комп^г^р ни систем, раскрыты подходы к решению задач диагностики в > >. I. чс БЕФУ и ДИАГНОСТИКА, изучена нормативная информация испо*1 а^^-л при их функционировании. В различных странах раз работ.. 11 \ь?о-матизированные системы управления (АСУ) минеральным гик и-.и •с.-х. культур на основе математических моделей проадгг/г «х-»' растений и оперативкой почвенно-растительной диагност! -1.

Главной целью при этом является улучшение технс~„п" „ делывания культуры и, таким образом, повышение ~ с; л

/

производства через повышение урожая и его качества.

Из анализа методов, используемых в АСУ минеральным питанием, следует, что в настоящее время метод диагностики имеет преимущество в практическом использовании по сравнению с другими методами, как чисто эмпирическими и так и основанных целиком на методах математического морделирования. Это связано с тем обстоятельством, что еде не изучены многие биологические, физические и химические процессы, происходящие в почве и растении, отсутствует достаточно точная система "почва - растение - удобрение" и не имеется точных математических моделей, описывающих эту систему. -

Наиболее острым и , сложным является* как уже отмечалось -выше,, регулирование азотного питания растений.- Поэтому в дальнейшей работе в рамках процесса управления минеральным питанием этому.элементу уделялось особое внимание.

. ; .д По методу/, интегрированнойчпочвенно-растительной' диагностики для управления, минеральньм питанием и формированием урожаев в ВИУА - Москва (Россия) и НИИУ -. Лейпциг (ФРГ) реализованы на ЭВМ для системы две программы, которые подвергались совместному опытному испытанию в Нечерноземной зоне России в Подмосковье на точность выдаваемых ими рекомендаций. Опыты проводились в 1989-1992 гг.\ и предусматривали "изучение. 4-х вариантов в-4-х повторностях: ' - ; \; ~ ; ... г без удобрения - контрольный вариант; ? . .

- по системе НИИУ - БЕФУ; . '■%.."

- по системе ВИУА - ДИАГНОСТИКА ; . ' •

- по недиагностической системе Радоз ЦИНАО (Россия). Гак

\

- 12 - ~ как самым уяэвимым аспектом всех программ является почвенный ааот и его динамика, то предшественниками были выбраны бобовые культуры (клевер и бобово-злаковые). Опытные поля были выбраны с характерными свойствами тяжелосуглинистых почв, что соответствовало приблизительно черноземам бывшего горного округа Карл- Маркс-Шгатт ГДР.

ГЬ потребностям систем проводилась почвенно-растительная диагностика на этапах развития раотения, когда оно наиболее нуждается в азоте (фазы развития учитывали по децимальной шкале DC) и вносились рассчитанные по программам дозы N -удобрения при оптимальной защите растений (таб.2). Из таблицы видно, что

Таблица 8

Рекомендации в N -удобрении по срокам внесения в кг N/ra

I—1 i

| год | 1890 | 1991 | 1992 |

|-1-1-1-1

| вариант |БЕФУ|ДИАГ. |Радоз|БЕФУ|ДИАГ. (Радоз|ВЕФУ|ДИАГ. |Радоз|

I-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1

|1-ая К-доза| I I 1 I t I I I I IDC 23 | 70 I 70 I 00 I 45 \ 40 1 60 | 70 | 80 | 60 I

|2-ая N-доза| I I I I I I I I t IDC 32 | 45 | 0 | 0 | 75 | 60 | О I 75 |*40 | О l-|3-ьа N-доза| • | I II | t | I I • IDC 49 | 30 | 30 | О | 50 | 20 | О I 30 | 30 1 0 |

|-,-1-1-1-1-1-1--1-1

I Всего |145 1100 | 90 |170 I12Q | 60 |175 |150 { 60 |

рассчитанные рекомендации по БЕФУ во всех годах выше, чем по другим системам.

В то же время урожай по БЕФУ не всегда выше, чем по ДИАГНОСТИКЕ. Следовательно обе системы имеют и недостатки и преимущества, но обе они беспорно имеют явные и большие преимущества перед недиагностической системой Радоз.

В 3-ей главе диссертации "Сравнительная экономическая, агрономическая и экологическая оценка систем БЕ® и ДИАГНОСТИКА и пути разработки унифицированной системы" представлены результаты анализа полевого опыта и сравнительной оценки систем БЕФУ и ДИАГНОСТИКА, предложены рекомендации для унифицированной программы управления азотным питанием озимой пшеницы. Дана экономико-энергетическая оценка систем БЕФУ и ДИАГНОСТИКА.

По данным трехлетнего полевого опыта выявлено, что имеется большая взаимосвязь между величиной вносимого N -удобрения и полученными урожаями. Рассчитанная суммарная доза N по БЕФУ во все годы намного выше рекомендуемых норм азота по Радозу и несколько превышает дозы азота, полученные на основе системы ДИАГНОСТИКА (таб.3). Нэ разница в урожаях, полученных в вариантах опыта по БЕФУ и ДИАГНОСТИКА незначительна. Таким образом в варианте по- БЕФУ эффективность применения N -удобрения самая низкая. По нормативам бывшей ГДР эта эффективность должна быть около 2,65 кг N/4 верна. Полученная же по БЕФУ эффективность применения N -удобрения отклоняется от этой величины, особенно в первом году проведения опыта Это связано о тем. Что из-ва поздней первой подкормки азотом произошло замедление развития растений и их полное полегание из-за непогоды в июне, что при-

- 14 - ■ '

вело в сравнении с другими вариантами к самым большим потерям.

" В других годах такого резкого различия не наблвдалось. В вари-

анте по системе Радоз была более высокая эффективность , так как

из-за заниженных доз азота, рассчтанных по этой системе про-

Таблица 3

Экономическая и агрономическая эффективность применения N

-удобрения по системам • ' ,, -

1 1 1 Разница. (Разница • ,. 1 Агрономическая(Стоимость добав. |

|Год | Вариант в Ы-удоб. (в урожае эффект. М-удоб. (урожая 1). 1

1 1 по срав- |по срав- -г;,: -—|

1 1 нению с нению с кг Ы/ц(кг зер. ( 1РУ6. / . |

1 1 • 1 1 Радрз, % |Радоз, % зерна (/кг N ЮМ/кг N1 кг N | • ' 1 1

) .1 11990|ВЕФУ 161,1 1 I 113,0 3,87 I . (25,86 1 . 1-0.2 1 , 1 1- 17 |

1 1ДИАГ. 111,1 | 138,0 2,18 (45,80' | 2,1 | 142 (

| |Радоз • 1 100,0 I 100,0 1 2,71 (36,89 1 1-1.8 1 1-122 | 1 1

} 1 11991|БЕФУ 283,3 1 1 157,8 2,99 1 (33,40 1 I 3,7 ' 1 . 1 1 244 (

1 1ДИАГ. 200,0 | 149,2 2,23 ;144,75 1 4,4 I 293 |

| - |Радоэ ■ 1 100,0 1 100,0 1,67 160,00 1 • (-0,1 1 1- з | 1 1

1...... | 11992|БЕФУ •. 291,7 • | 157,2 3,55 1 (29,83 1 5.1 I 338 |

I 1ДИАГ. 250,0 1 152,7 2,96 (33,80 1 5,6 I 375 . |

| • (Радоз ,100,0 (100,0 1,81 (55,33 1-5,3 ( 353 |

.1) стоимость 8ерна в ФРГ 30 БМ/ц, в России 2000 руб. /ц . на 1992Г

исходило более интенсивное использование биологического азота почвы. Но при интенсивных технологиях производства такие нивкие урожаи, каковые подученные по Радоз (36,2-36.0 ц верна на га) не могут удовлетворять потребность в зерне. В то жв время по диагностическим системам БЕФУ и ДИАГНОСТИКА достигались максимальные урожая 53,7 - 56,8 ц/га.

Результаты опыта второго (1991) года, нормального по условиям увлажнения показали, что можно и по интенсивным вариантам опыта достигнуть высокой эффективности применения N -удобрения. Однако, стоимость добавочного урожая на кг N лучше в засушливых годах (1992), когда почвенный азот менее доступен растению и соответственно меньше вносится азота по данным систем диагностики.

Рассмотрение экологического аспекта применения N -удобрения показало, что более высокие нормы N -удобрения во втором и третьем годах проведения опыта привели к более высоким содержаниям азота в сухой массе растения в течение вегетационного периода. Они немного превысили нормы, допустимые по государственным нормативам. Повидимому требуется пересмотр норм, так* как они немного занижены по сравнению с нормами, принятыми в ведущих капиталистических странах. С другой стороны хорошее обеспечение растений азотом обеспечило возможность получения высоких урожаев

По результатам опыта выявлено влияние N -удобрения на содержание белка в зерне, причем, чем выше суммарная доза азота, тем выше содержание белка. Однако его величина никогда не достигала уровня 14Х, являющегося пределом для возможного

, ! ', - 16 - , " . ' • \ использования зерна в хлебопекарном деле. При этом не обнаруживалось избыточного содержания нитратов в почве. В опыте такие исследовались последствия применения азотных удобрений на биологическую активность почвы. . Полученные данные показали отсутствие какого-либо отрицательного влияния. Не наблюдалось также сверхнормативного накопления пестицидов как в зерне, '-так И В почве. ' ' ■.

Анализ результатов проведенных полевых опытов и подходов, заложенных в программах БЕФУ и ДИАГНОСТИКА показал,' что обе . программы не лишены , ряда существенных недостатков.. Особенно следует отметить, что.вопросу поведения азота в почве после бобовых предшественников и после внесения органических удобрений не уделялось достаточного внимания. Влияние биологического.азота следует рассмотреть глубже на основе новых экспериментальных; данных и создания полной теории динамики почвенного азота, однако предлагаемый подход в системе ДИАГНОСТИКИ более точен. ■ v

В обеих программах следует пересмотреть способ учета густоты посева и коэффициента кущения. Пог западноевропейскому стандарту известно, что можно получить болеевысокиё урожаи на основе достижения оптимального кущэния и при редких ; посевах, так как урожай колоса повышается с коэффициентом кущения.'

Таким образом можно сэкономить около 180 кг посевного материала на гектар. При цене 20000 руб/т зерна, это уже составило бы 3600 руб/га экономии. Однако, это требует оптимального срока посева, при котором модно получить 2-3 колоса на одном растении. В свою очередь срок посева различен в разных географических зонах. Он зависит от. климатических,: ипочвенныхуело-:

вий, сорта, высоты кзл умечем моря. Поэтому, автору предлагается расширить ареал факторзз в унифицированной программе, чтобы расширить область ее применения

В унифицированной программе так же предлагается ограничить максимальную дозу первой азотной подкормки в зависимости от места возделывания и уровня достигнутого там за послельг 5 дет урожая Так же следует поступить для установления ьиы:!!-мальных доа второй и третьей подкормок.

Добиться высоких урожаев можно только в том случае, если оптимизация азотного питания культуры сопровождается одновременно и оптимальной защитой растений. Это требование обязательно должно учитываться в унифицированной программе. При таком подходе максимальная суммарная доза азотного удобрений может Сыть увеличена, но важно предоставить потребителю выбор следующих альтернативных возможностей:

1. Производство зерна с учетом наилучшего экономического сффекта.

2. Производство зерна с учетом аспекта целенаправленного экологически чистого производства.

В ЕЕ1У же не проводят экономическую поправку И-удобрения в зависимости от ожидаемого урожая по каждому отдельному этапу расчета, хотя этот контроль является хорошим способом избежать ыалоэффетивнсго применения удобрений.

В системе ДИАГНОСТИКИ в ходе расчетов постоянно корректи? руется урожай и последовательная рекомендация на М- удобрения. В связи с этим по этой системе имеется самый лучший коэффи-

Таблица 4

Экономическая эффективность применения N -удобрения на основе прироста урожая по системам диагностики . ; ■

1 1 ...... 1 1 Прирост Прирост Прирост матери- 1 (Коэффициент |

| Год) Системы!урожая, стоимости 1) альных затрат на | экон. эффект. |

1 1 | ц/га руб/га Ы-удобрения 2).. (применения И- (

1 1 I | 1 1 руб/га • |удобрения(4:5) | 1 1

1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 з 1 ■ 4 5 ■ 1. Л 1 ' 6 1 1 1

1 1 |1990| БЕФУ 1 1 -1.2 -2400 4554 .1 1 1 -0.5 |

1 1 ДИАГ. 1 7.1. 14200 3146 1 4,5 |

(19911 БЕФУ 1 20,7 41400 . 5346 1 7.7 |

1 1 ДИАГ. 1 17,6 35200 3773 . I 9.з:.. |

(19921 БЕФУ I 29,6 .59200 5500 1 Ю.8 |

1 " . 1 ДИАГ. 1 28,1 • 56200 4719 1 И.9 1 Г' 1

1 ' .......... |в среднем за 1 1 • : : " ' I , 1 I '■:'.. V 1

11990-1992 гг: 1 1 . 1

1 . БЕФУ 1 :16,4 3^733 ; .5133. 1 6.4 |

> . ДИАГ. 1 17,6 35200 . 2220: Г 9,1 |

1) по ценам на зерно 1992 г. - 2000 руб/ц , - ' '

2) из расчета 11 руб. за 1 кг аммиачной селитры (1992 г.) циент экономической эффективности применения N -удобрения во всех годах полевого опыта (таб. 4).

Сравнительная оценка входной информации, используемой в компьютерных программах БЕФУ и ДИАГНОСТИКА показала, что, в основном, она очень схожа.

В работе сравнивались так же программы с точки зрения энергетических затрат на их разработку и реализацию с одновременной оценкой окупаемости этих затрат. Таким образом необходимо было рассчитать возможные затраты, охватывающие все этапы создания компьютерных систем - от проведения полевых опытов для их последующей апробации в производственных опытах до внедрения в производство. Это включало оценку не только примененных удобрений, но и человеческих и машинных энергозатрат, а так же энергозатраты вспомогательных средств. Выявилось, что энергозатраты на разработку компьютерной системы БЕФУ составили 1572 от энергозатрат на разработку ДИАГНОСТИКИ.

Человеческие энргозатраты на разработку ДИАГНОСТИКИ на 18Х выше.

Из-таблицы 5 видно, что для БЕФУ за счет более высоких рекомендуемых доз азота получаются и более высокие затраты, которые недостаточно компенсируются более высокими урожаями, но получается, что БЕФУ и ДИАГНОСТИКА почти одинаковы по коэффициенту экономической эффективности.

Установлена быстрая окупаемость обеих систем , но более высокие затраты по БЕФУ привели к тому, что эта система окупается при повышении урожая на 8,1 ц/га, что составляет 127Х ве-' личины окупаемости ДИАГНОСТИКИ.

- го -

„ ». тдаянца & .

Коэффициент экономической эффективности рекомендаций, полученных с помощью компьютерных систем (на га)

Контроль ВЕФУ ДИАГНОСТИКА

Энергозатраты, всего, в ВДж, в т. ч. (Ээ) - на агротехнику во-, зделывания; - на удобрения; - на пестициды; - на разработку программ; - на проведение диагностик! 11080 11080 0 ~ 0 0 • п 0 28095,1. 11080 15098 1696 221 0,1 24478,2 . 11080 - 11561 1696 141 0,2

Урожай зерна в среднем за 3 года полевого опыта,ц/га; (У) Я +/- к контролю, в ц /га( Щ 32;8 0 52,1 + 19,3 52,2 + 19,4

Накопленная энергия в урожае (зер. и солома) , МДж/га (Нз)«> +/- к контролю, в МДж/га 69110 0 109775 +■ 40665 109985 40875

Прибавка энергии в МДж/га (Пэ-Нэ-Эз)ч) +/- . к контролю, в МДж/га 58030 0 81679,9 + 23649j9 58506,8 + 27476,8

Прибавка урожая зерна, ц/га (Пу-Ш: 2104) +/- • к контролю, в ц /га(*у, 27,6 0 V 38,8 + 11,2 40,6 + 13,0

Прибавка выручки, руб./г а (Пв-Щ*2000) . +/- к контролю, руб.; /га 55200 0; .77600" + 25232,8 81200 + 24420,0 .

Возмещение затрат по систе мам за год, ц/га (В-УгПй) 0 • 8,1 6,4

Коэффициент экономической эффективности примененных систем (Кэ-Пц: П^) . * 1'". : : 1,41 ■". . - 1; 47 .

1) с учетом энергии соломы при соотношении зерна к соломе lil,4 ' и содержания энергии ..в зерне (кг) - 16,45 МДж,. а з-соломе (кг) -

- 3,3 МДл ' ■•■■•.■'... .' ■ •- ■„ Г" . ' ■' .. . . , • '

2) на основе цен 1992 г. - по 2000 руб. : на ц зерна , •

3) на основе корректируемых урожаев.первого года полевого опыта

- 21 -ВЫВОДЫ

1. Экономико-энергетическая оценка БЕФУ и ДИАГНОСТИКИ показала целесообразность и выгодность разработки и использования в производстве компьютерных технологий по управлению азотным питанием зерновых культур, т.к. затраты возмещаются уже при повышении урожая на 6-8 ц/га Явного же преимущества с точки зрения эффективности БЕФУ или ДИАГНОСТИКИ не наблюдалось.

2. Относительно экономического,агрономического, и экологического аспектов применения азотных удобрений, их доз и сроков внесения:

- в целях повышения эффективности производства не следует ограничивать дозы азотного удобрения в зависимости от задаваемого (планируемого) урожая,как это принято в ДИАГНОСТИКЕ;

- из экономических,агрономических и экологических соображений следует ограничивать максимальную дозу азотного удобрения для первой подкормки азотом в зависимости от места возделывания и уровня урожая, приняв за основу данные пяти последних лет;

- значительное снижение затрат может быть обеспечено за счет соблюдения точных сроков внесения подкормки, для чего необходимо использовать возможность определения дозы первой азотной подкормки на основе результатов почвенных анализов на содержание азота осенью, а не весной;

- из тех же экономических соображений программу следует построить только на основе экспресс-анализа для определения второй и третьей подкормок,

- в системе ДИАГНОСТИКА дозы второй и третьей подкормки занижены. Поэтому в унифицированной программе следует пересмот-

реть испольвуемые нормативные данные по баллу цветового индекса для достижения оптимального урожая, опыты показали, что подход БЕФУ представляется более корректным;

- следует заложить в программу принцип: чем короче и засушливее вегетационный период,тем раньше следует проводить первую раннюю весеннюю подкормку; ;

- необходимо :пересмотреть нормативы на содержание азота в-почве и в растении (особенно в ДИАГНОСТИКЕ) и перевести их на общеевропейский стандарт;

- требуется учитывать экологический аспект для водоохранных зон (как это делается в БЕФУ);-

3. Относительно"сортовых особенностей: ' /

- следует пересмотреть классификацию сортов озимой пшени-. циы.и классифицировать их по стоячему типу и колосовому.- типу; стоячему давать добавку к первой и второй подкормке, до 15 кг И/га, причем вносить в более ранние сроки,для колосового типа предусмотреть повышенную вторую и третью дозы подкормки с до-, 'бавками до 15 кг Ы/га

4. По влиянию органического вещества почвы на урожай:: '

- в БЕФУ при жесткой оценке влияния органического вещества на урожай допускается ошибка до 30 процентов., В унифицированной программе более целесообразно на настоящее использовать методы,

> предложенные в ДИАГНОСТИКЕ, поскольку' пока по данному вопрсу следует использовать более' широкий -набор видов; органических, удобрений • (как в БЕФУ), тогда как.в Диагностике:учтены только традиционные органические удобрения (например,; отсутствуют зеленые удобрения). .;■ ' Ч ' - ; ' л'-■ ' - .'.У*-

5, Относительно использования азота почвы:

- Экономическая эффективность производства тесно связана с динамикой азота в почве. Поэтому необходимо усилить исследования по этому аспекту проблемы, так как он является наиболее уязвимым во всех программах, в то же время этот фактор сильно связан со всеми другими факторами, влияющими на величину и качество урожая;

- необходимо пересмотреть влияние предшественников на содержание в почве доступного растениям азота, причем принять классификацию такой, какой она отражена либо в ДИАГНОСТИКЕ;, либо в БЕФУ;

- нецелесообразно в качестве предшественника включать черный пар. как это делается в ДИАГНОСТИКЕ, так как этот фактор в Европе не имеет значения, в то же время необходимо дополнить список предшественников овошными культурами.

6. По почвенно- климатическим условиям:

- в унифицированной программе обязательно следует учесть торфяные почвы .как это имеет место в ДИАГНОСТИКЕ, так как в Европе имеется много полей на таких почвах, учитывая, что поведе ние азота в них имеет свою особенную специфику;

- влага и температура -факторы,сильно влияющие на динамику азота в почве и растении. Поэтому их учету в унифицированной программе следует уделить повышенное внимание;

- обшая величина экономического эффекта зависит от расширения возможной географии использования программы, поэтому в нее следует включить горные и приморские регионы, как это предлагает БЕФУ;

'Л 24 " . ' '' . - ■■

- нецелесообразно учитывать глубину проникновения корней, т.к., почвы с тонким почвенным слоем в капиталистических условие ях не .подлежат сельскохозяйственному использованию из-за дифференцированной земельной ренты.

> 7. По характеристике посевов: г важным фактором повышения экономической эффективности является экономия семенного материала, следует пересмотреть оптимальную густоту посева, т. к.и в России и в странах Западной Европы имеют значение и редкие посевы. При этом,в странах Европы, создавая такие посевы с'целью экономии посевного материа-ла,получают достаточно высокие урожаи за счет высокого качества агрономических работ.

8. Относительно организации информационного обеспечения . •системы:

- необходимо полностью исключить:случаи дублирования вво- • димых в разных задачах данных, касающихся статичных характе- _ ; ристик поля. Эту информацию необходимо организовать в виде бан- ■ ка данных с характеристиками полей. -у"" \\

По теме диссертации ' опубликованы, следующие работы: .'

1. Драушке- А.. Захаров Е К - Управление азотным питанием оэимых

// Земледелие'.'-1991. -» 3.-е, 75-77, ■ , ■ ;'.,*■"■'■/ 5 / ' : '.**

2. Захаров ЕН, .Арутюнова Л. Е , Драушке; А. " Система.управления у. - плодородием почвы и урожаев с использованием '- ЭВМ //Химия .

челЪьКОРО хо53ис.Тва,-1991. N5; -с. 83-86.у . " ; * , у;

3. Захаров Е 11, Драушке А; .Коваленко .А. А. Параметры почвенной ..

. и растительной диагностики. - Земледелие. - 1992.- ;МИ-12, , е. : :

• ' 67-69. ■ ! . ' '■ У у ..', У;-- ! : , - • *'У-У"У ■

Объьм 1 1 2 п л

Заказ 798

Тираж 100

Типография Московской с х академии им К А Тимирязева 127550 Москва И оС10 Тимирязевская ул 44