Повышение эффективности управления азотным питанием озимой пшеницы с использованием компьютерных систем тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

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

РГ6 од

1 МОП 13йЙ)СКОВСКАЯ 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 « 1о» ...... 1993 г.

в «4Ц» 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 «£">» . ..... 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат экономических нау , доцент

В. Н.' Солопова

Актуальность проблемы: В условиях интенсивного земледелия проблема повышения экономической эффективности производства сельскохозяйственных продуктов, в том числе зерна, при соблюдении критериев экологической безопасности является одним ив центральных вопросов.

В настоящее время "Перепроизводство продукта" 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 напряженность. 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, обеспечивав щий возможность учета, описания факторов и процессов, происходящих в рамках антропогенной агроэкосистёмы, может привести к повышению эффективности производства.

Одним из мощных рычагов достижения повышения эффективности сельскохозяйственного . производства "является внедрение современных компьютерных технологий. При их разработке особое

Ollcl'-itnrlc Uï ВиДПТЬП BUJJ^UWCUVI Ш].1Г1МПОСЩГШ И^ЛИСЛСШП JT^wy^nw" ы

питании растений, повышения плодородия почв, влияния удобрений на количество, качество урожая и окруаающую 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 верновых культур и в бывшей ГДР и России: ^это система "ДИАГНОСТИКА" ( ВИУА) и система БЕФУ С 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 .следующее 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 меаду ЕИУА и НИИУ и посвящена решению упомянутых выше вопросов.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является

^гитаии »» иръ/* „ ^ ,_, ___.....

дения азотным питанием озимой пшеницы на основе методов почвен-но-растительной диагностики с использованием компьютерных систем.

В соответствии с целью исследования определены следующие задачи:

- 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 НШУ) полевого опыта - различия,полученные при апробации двух компьютерных систем по диагностике азотного питания;

- подробно изучить методические подходы,алгоритмы,нормативную информацию систем "ЕЕФУ" и "ДИАГНОСТИКА", выявить их особенности, преимущества, недостатки;

- провести экономическую, агрономическую и экологическую оценку этим системам на основе результатов полевого опыта;

- оценить экономическую целесообразность разработки и использования компьютерных систем;

- разработать предложения и ' рекомендации по построению унифицированной компьютерной системы диагностики азотного удобрения озимой пшеницы. ....

Обтйкт исследования.' 'Объектом исследования явились две

ишслицм; ^(лл усилии (.шиш леинциг, уп) и длагхяалила 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 БИУА 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. ■ При 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-

- 5 -

иологиям 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 СНИМУ, 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.

Практическая значимость работы состоит в том, что:

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

- разработаны предложения по комплексной почвенно-растительной 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 компьютерных средствах нового поколения обеспечит . разработку экономически выгодных и экологически безопасных технологий применения азотных удобрений. , ,'■

- б -

Опыт по созданию систем, методы расчета доз удобрений и организации входной информации могут быть использованы в разработке 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 БИУА (Москва - 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, б рисунков и схем, 48 прилозке-ний. 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 практическаа значимость работы.

В первой главе диссертации "Эффективность сельскогое хозяйства в системе экономических и экологических требований1 рассмотрены теоретические аспекты проблемы изучения эффектив ности в сельском хозяйстве, в особенности системный характе:

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 усиление 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 и в 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. Поэтому 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 (в ц/га)

отстает как 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 стран. Эта же тенденция наблюдается в отношении общего количества применяемых минеральных удобрений (в кг действующего вещества на га). Эти количества так малы, что влияние естественного плодородия очень значительно к в связи с этим эффективность применения минерального удобрения в бывшем СССР приблизительно в два раза выше, чем в бывшей ГДР. Однако этот эффект будет нивелироваться при длительном интенсивном применении удобрений.

Сама система удобрений и эффективность их применения являются величинами комплексными. Они включают применение мелиорантов, органических и минеральных макро- и микроудобрений. Однако, система удобрений 'изолированно существовать не 'можт. 1Ь-этому 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 обгеыов производства 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 при-■ чиной этого является плохая организация работ и постоянное пре-

рьшание цепочки "производство - транспорт - хранение - переработка - потребление". Несопоставимое соотношение денежных средств на материалы и услуги привело к постепенному разрушению системы агрохимслужбы, Теряется мысль глобальной цели и получает преимущество локальная цель - одностороннее стремление к повышению прибыли, что в свою очередь влияет на ускорение инфляции.

Одним из наиболее наглядных показателей эффективности является оплата 1 кг питательного вещества удобрений прибавкой урожая в кг (таб.1). .

Таблица 1

Оплата прибавкой урожая 1 кг питательного вещества, кг

1 1 .. 1 Пшеница озимая | 1 Кукуруза Сахарная свекла |

1 |ЫРК 1 3,2 - 5,8 | 3,3 - 7,6 19,6 - 34,3 |

1 № .3,3-7,3 | 3,2 - 9,6 20,7 - 45,0 I

1Р205 2,9 - 6,5 | 4,0 - 6,8 20,7 - 37,В |

|К20 1 0,9 - 4,0 | 1,6 - 5,2 . 9,2 - 33,3 | 1

Колебания в оплате прибавкой 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 каждый кг. N можно произвести около 38 кг зерновых единиц. Это в Б-10 раз больше, чем требуется для окупаемости применения N

-удобрений. Таким образом, с точки зрения эффективного применения N -удобрения может быть наиглавнейшей для всех звеньев систем агрохимслужбы. Следовательно, увеличение эффективности азотных удобрений, является ключевым вопросом проблемы получения гарантированных высоких урожаев. Учитывая экологический аспект при исследовании N -удобрений, сложность построения оптимальной системы применения азотных удобрений в течение вегетации культур необходимо решать вопросы повышения эффективности азотных удобрений на основе широкого использования математических методов и компьютерных средств, концентрирующих накопленные научные знания в области использования N -удобрений.

Во-второй главе диссертации "Методические основы и технические особенности построения комплексных систем управления минеральным питанием зерновых культур и условия проверки в поле, вых опытах систем БЕФУ и ДИАГНОСТИКА" исследованы автоматизированные системы управления минеральным питанием зерновых, культур.

Проведен анализ методов комплексной почвенно-растительной диагностики, описан полевой опыт по сравнению компьютерных систем, раскрыты подходы к решению задач диагностики в системах БЕФУ и ДИАГНОСТИКА, изучена нормативная информация используемая при их функционировании. В различных странах разработаны автоматизированные ■ системы управления (АСУ) минеральным питанием •с.-х. культур на основе математических моделей продуктивности растений и оперативной почвенно-растительной диагностики,

Главной целью при этом является улучшение технологии возделывания культуры и, таким образом, повышение эффективности

- п -

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 еще 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.

По методу интегрированной .почвенно-растительной диагностики для управления минеральным питанием и формированием уролаев в ВИУА - Москва (Россия) и НЯИУ - 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: :

- без удобрения - контрольный вариант;

- по системе НйИУ - БЕФУ;

- по системе ВИУА - ДИАГНОСТИКА,;

- по недищ-Ностической системе Радоз ЦИНАО (Россия). Так

- 12 -

как самым уязвимым аспектом всех программ является почвенный азот 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.

По потребностям систем проводилась почвенно-растительная диагностика на этапах развития растения, 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-i-:——-г-—;—-----—

. I ГОД I 1990 I 1991 ' Г 1992 : |

!---—I--:--1 ; ... . .-И —-I

I вариант | БЕФУ | ДИАГ. | Радов | БЕФУ | ДИАГ. | Радоэ | ЕМУ t ДИАГ. | Радоз

,--,-1-,-,.---I—I—I-

|1-ая N-доза) | | ; ' i | | I I I

|DC 23 ' I 70 I 70 I 90 | 45 \ 40 | .60. | 70 | 80. | 60

|2-ая N-доза! | I I | | ' | \ |

|DC 32 I 45 I О I О I 75 I 60 | 0 | 75 | 40 | О

|3-ьа N-доза! • | II I ; I I I | / • IDO 49 ' I 30 I 30 I О I 50 Г 20 | О t 30 ( 30 | О

I -1-1— I—-I--1—I——I--I-1 —

IВсего *Ц45 |100 I 90 ¡170 |120 | 60. |175 1150 | 6р

i_:_' _:__• ' ' " ■ -

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 БЕФУ 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). Но разница в урожаях, полученных в вариантах опыта по БЕФУ и ДИАГНОСТИКА незначительна. Таким обраэой в варианте по БЕФУ эффективность применения N -удобрения самая низкая., По нормативам бывшей ГДР эта эффективность должна 'быть около 2,65 кг N/4 зерна Полученная же по БЕФУ эффективность применения N -удобрения отклоняется от этой величины, особенна в первом году проведения опыта. Это связано с тем, Цто из-аа . поздней первой подкормки азотом произошло замедление развития растений и их полное полегание из-за непогоды в июне,, что при-

вело в сравнении с другими вариантами к самым большим потерям. В других годах такого резкого различия не наблюдалось. В варианте 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 Н -удобрения по системам

1 1 1 Разница Разница Агрономическая 1 . 1 Стоимость добав. )

[Год |Вариант в И-удоб. в урожае эффект М- удоб. уролая 1) 1

1 1 по срав- по срав-

1 1 нению с нению с кг Ы/ц кг зер. руб./ |

1 1 ' 1 1 - Радоз, % Радоз, X зерна /кг N ВМ/кг N кг N |

1 1 119901БЕФУ 161,1 113,0 3,87 25,86 -0,2 - 17 |

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

| |Радоз 1 1 100,0 100,0 2,71 36,89 -1,8 -122 |

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

1 1ДИАГ.- 200,0 149,2 2,23 44,75 4,4 293 (

| |Радоз 1 | 100,0 100,0 1,67 60,00 -0,1 - 3 |

I I 11992|БЕФУ 291,7 157,2 3,55 29,83 5,1 338 |

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

| |Радоз 1 100,0 100,0 1,81 55,33 .5,3 353 | 1

1) стоимость зерна в ФРГ 30 РМ/ц. в России 2000 руб. /ц, на 1992г.

исходило более интенсивное использование биологического ааота почвы. Но при интенсивных технологиях производства такие низкие урожаи, каковые полученные по Радоз (36,2-36.0 ц зерна на га) не могут удовлетворять потребность в зерне. В то же время по диагностическим системам ВЕФУ 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 интенсивны!,! вариантам опыта достигнуть высокой эффективности применения N -удобрения. Однако, стоимость добавочного урожая на кг N лучше в засушливых годах (1902), 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 проседения 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 со-' держание белка в зерне, причем, чем выше суммарная доза азота, тем выше содержание белка Однако его величина никогда не достигала уровня 14%, являющегося пределом для возможного

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

Анализ результатов проведенных полевых опытов и подходов, заложенных в программах ВЕФУ 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.

В обеих программах следует пересмотреть способ учета густоты посева и коэффициента кущения. По западноевропейскому стандарту известно, что можно получить более высокие урожаи на основе достижения оптимального кущения 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 ухе составило бы 3600 руб/га экономии. Однако, это требует оптимального срока посева, при котором можно получить 2-3 колоса на одном . растении. В свою очередь срок посева различен в разных географических зонах. Он зависит от климатических и почвенных уело- •

вий, 'сорта, высоты над уровнем моря. "Поэтому, автору предлагается расширить ареал факторов 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 последние Б лет урожая. Так ;<э следует поступить для установления максимальных доо второй и третьей подкормок.

Добиться высоких урожаев можно только в том случае, . если оптимизации 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 быть увеличена, но валчю предоставить потребителю выбор следующих альтернативных возможностей:

1. Производство зерна с учетом наилучшего экономического эффекта.

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

В БЕФУ, .".9 не проводят экономическую поправку И-удобрения в зависимости от ожидаемого урожая по каждому отдельному этапу расчета, хотя этот контроль является хорошим способом избежать малоэффетивного применения удобрений. •

В системе. ДИАГНОСТИКИ в ходе расчетов постоянно корректируется 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 ■ Прирост Прирост Прирост матери- 1 Коэффициент |

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

ц/га руб/га И-удобрения 2) применения К- |

руб/га удобрения( 4:5) |

1 1 2 3 4 5 6 |

11990 БЕФУ -1,2 -2400 4554 -0,5 |

ДИАГ. 7,1. 14200 3146 4,5 |

11991 БЕФУ 20,7 41400 5346 7,7 |

ДИАГ. 17,6 35200 3773 9,3 |

11992 БЕФУ 29,6 59200 5500 10,8 |

ДИАГ. 28,1 56200 4719 11,9 !

¡в среднем за

11990- 1992 гг:

БЕФУ 16,4 8Й733 5133 6,4 |

1 ДИАГ. 17,6 35200 2220 9,1 I 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 ЕЕФУ 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 157Х от энергозатрат на разработку ДИАГНОСТИКИ.

Человеческие энргозатраты на разработку _ ДИАГНОСТИКИ на 18% выше.

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

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

Таблица 5

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

Контроль БЕФУ ДИАГНОСТИКА

Энергозатраты, всего, в МДж., в т. ч. (Эз) - на агротехнику возделывания; - на удобрения; - на пестициды; - на разработку программ; - на проведение диагностик! I ооооо .о со с» о о 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) з) +/- к контролю, в ц /га(Ж 32,8 0 52,1 + 19,3 52,2 + 19,4

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

Прибавка энергии в ВДж/га (ГО=Нэ-Эз) 1) +/- к контролю, в МДм/га 58030 0 81679,9 + 23649,9 58506,8 + 27476,8

Прибавка урожая зерна, ц/га (Пу=Пэ: 2104) +/- к контролю, в ц /га(1Гу, 27,6 0 38,8 + 11,2 40,6 + 13,0

Прибавка выручки, руб. /га (Пв-=Пу*2000) +/- к контролю, руб. /га 55200 0 77600 + 25232,8 81200 + 24420,0

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

Коэффициент экономической эффективности примененных систем (Кэ-Пц: 1 1,41 1,47

1) с учетом энергии соломы при соотношении зерна к соломе 1:1,4 и содержания энергии в зерне (кг) - 16,45 ВДж, а в соломе (кг) -« 3,3 МЛ;«.

8) на основе цен 1992 г. - по 2000 руб. на ц зерна

3) на основе корректируемых урожаев первого года полевого опыта

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 сообрад^ ний следует ограничивать максимальную дозу азотного удобре^^ для первой подкормки азотом в зависимости от места возделыв^^ и уровня урожая, приняв за основу данные пяти последних ле^.

- значительное снижение затрат может быть обеспечу счет соблюдения точных сроков внесения подкормки, для

* о необходимо использовать возможность определения дозы первой азот

ной подкормки на основе результатов почвенных анализов „

на содержание азота осенью, а не весной;

- из. тех же экономических соображений програм^ Следу. -построить только на . основе экспресс-анализа для опредед второй и третьей подкормок; . 8

- в системе ДИАГНОСТИКА дозы второй и третьей

подкормки

занижены. Поэтому, в унифицированной программе °ледует

лересмот-

- 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 Н/га, причем вносить в более ранние сроки,для колосового типа предусмотреть повышенную вторую и третью дозы подкормки с до-'бавками до 15 кг И/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 сле;;Г'.т использовать более широкий набор видов органических удобрений (как в БЕФУ), тогда как в Диагностике-учтены только традиционные органические удобрения (например, отсутствуют,зе-

удобрения). . ;'

- 23 -

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 эт;от 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 овощными культурами.

6. По почвенно-климагическим 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 поведение азота в них имеет свою особенную специфику;

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

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

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

7. По характеристике посевов:

- 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 материала, получают достаточно высисие урожаи за счет высокого качества агрономических работ.

8. Относительно организации информационного обеспечения ■системы:

- необходимо полностью исключить случаи дублирования вводимых в разных задачах данных, касающихся статичных характеристик поля. Эту информацию необходимо организовать в виде банка данных с характеристиками полей.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Драушке А. , Захаров В. Е Управление азотным питанием озимых // Земледелие .-1991.-N 3.-с. 75-77.

2. Захаров В. Н., Арутюнова JL В., Драушке А. Система управления плодородием почвы и урожаев с использованием ЭВМ // Химия c&jii спою *о5Яис.Т0а,-1991. N5.-C.83-86.

3. Захаров В. 11, Драушке А. , Коваленко А. А. Параметры почвенной . и растительной диагностики.- Земледелие, - 1992. - N11-12, с.

67- й 9.