Моделирование и компьютеризация

Прогресс в мировом растениеводстве и совершенствова­нии агротехнологий тесно связан с широким использованием моделирования и других приемов оптимизации биологичес­ких и агротехнологических операций при преобладающем ис­пользовании наиболее оптимальных направлений увеличения роста производства. Применяя моделирование, исследователи разных стран с успехом решают много сложных проблем рас­тениеводства, предлагают использовать математические мо­дели, являющиеся абстрактными заменителями реальных си­стем. Они позволяют изучать разные комбинации факторов, влияющих на урожайность сельскохозяйственных культур, качество продукции, плодородие почв, прогнозировать конеч­ные результаты в зависимости от сочетания этих факторов, ставить эксперименты, которые зачастую невозможны в есте­ственных условиях или требуют огромных затрат средств и времени. Эксперимент проводят не с системой, а с моделью. Появляется возможность создавать растениеводство на иной количественной и качественной основе, учитывающей влия­ние на урожайность всех основных факторов, дифференциа­цию технологических приемов в соответствии с конкретными условиями, эффективнее использовать каждый гектар пашни. В памяти ЭВМ сохраняется лишь схема, имитируя процесс принятия решений при выборе агротехнологий. Главное пре­имущество такого режима - возможность генерирования про­ектов агротехнологий, которые бы отвечали любому набору входных условий, значительная лабильность программно-ре­ализованных моделей и относительная легкость их перенаст­ройки при изменении технологического процесса.

В экономически развитых станах в растениеводстве все шире используют машинные методы принятия решений по преды­дущим данным, разрабатывают соответствующее оборудова­ние и программное обеспечение, успешно внедряют многоас­пектные системы, точное растениеводство.

Изучается сравнительная модель такого фундаментально­го процесса как рост растений й сопутствующие ему фотосин­тез, транспирация, поглощение воды и питательных веществ. Уже выделено сто этапов органогенеза растений. Глубоко ана­лизируются генетические показатели влияния на сельскохо­зяйственные растения окружающей среды, в том числе кли­мата (суточные колебания светового потока, сезонные колеба­ния температуры воздуха, количества осадков) и почвы (дина­мика химического состава, микробиологические процессы, ко­торые определяют ее «здоровье», иммунный или водный ба­ланс и прочее). Успешно решается вопрос более полного и интенсивного использования солнечной энергии (через фото­синтез), азотфиксирующих бактерий, генофонда растений, зе­мельных и водных ресурсов, энергоносителей и др. При этом результаты, как правило, находят практическое применение.

Разработаны математические модели и алгоритмы, с по­мощью которых можно определить урожайность на любом поле, исходя из конкретных условий и имеющихся ресурсов. Шведские ученые подсчитали, что если в полевых условиях обеспечить пшеницу оптимальным количеством пищи и вла­ги, то за 100 дней чистая производительность сухого вещества на 1 га будет составлять 670 ц, или в перерасчете на зерно - 385 ц. При ведении научных исследований необходим отход от календарно-числовых показателей усреднения урожайнос­ти к определению оптимальных показателей величины и сте­пени корреляции гидро-, термо-, свето- коэффициентов и био­энергетики новых сортов и гибридов сельскохозяйственных растений. Третье тысячелетие - тысячелетие генетики: расшиф­рован геном человека и растений, началось клонирование.

Нужно отметить, что моделирование и компьютеризация биологизации растениеводства в США, странах Западной Ев­ропы идет в направлении от частного к общему, которое еще четко не обозначено.