Оптимизация затрат ресурсов при возделывании зерновых культур на орошаемых землях
Производство растениеводческой продукции в XXI веке должно резко возрастать из-за роста населения и уменьшения площади пашни. Поэтому вопросы интенсификации производства сельскохозяйственной продукции являются сегодня наиболее актуальными.
Во всем мире мелиорация земель является стратегической отраслью, обеспечивающей продовольственную независимость страны и устойчивое развитие сельского хозяйства. Для производства растениеводческой продукции, и в том числе на орошаемых землях, необходимы затраты природных, материальных (семена, химикаты, удобрения), трудовых, энергетических (топливо, электроэнергия), а также финансовых и интеллектуальных ресурсов. Очевидно, чтобы ставить вопрос об экономии ресурсов (и в первую очередь энергоносителей) в сфере сельхозпроизводства необходимо детальное изучение и моделирование затрат ресурсов по технологическим операциям возделывания сельскохозяйственных, культур и определения влияния затрат ресурсов на урожайность и себестоимость продукции.
Научное обоснование и разработка критериев, методов, математических моделей расчета и оптимизации затрат ресурсов при производстве растениеводческой продукции для наиболее эффективного их использования и сбережения являются актуальными задачами.
Актуальность работы подтверждается выполнением исследований по данным направлениям в составе НИР по ФЦП «Плодородие почв России» в 20002003 гг. Цели и задачи исследований. Целью исследования является разработка методов и моделей расчета и оптимизации затрат энергетических, материальных и трудовых ресурсов при возделывании зерновых культур на орошаемых землях, для обеспечения ресурсосбережения, получения устойчивых высоких урожаев сельскохозяйственных культур и обоснования необходимости и масштабов мелиорации.
Для достижения цели исследований поставлены и решены следующие задачи: сбор, анализ и обобщение информации о влиянии различных технологий возделывания, и в том числе внесения минеральных удобрений и оросительных норм на урожайность орошаемых зерновых культур, возделываемых в Ростовской и Волгоградской областях; выбор экологических ограничений применения орошения и внесения минеральных удобрений, в том числе анализ влияния орошения на содержание гумуса почв; выбор и обоснование критериев оптимальности затрат ресурсов при возделывании сельскохозяйственных, культур; научное обоснование и разработка комплекса математических моделей для расчета и оптимизации затрат ресурсов на орошаемых землях; выявление зональных особенностей затрат ресурсов на примере возделывания озимой пшеницы на орошаемых землях Ростовской и Волгоградской областей. Объект и методы исследования. Объектом исследования является структура затрат ресурсов при возделывании сельскохозяйственных культур на орошаемых землях, а также урожайность зерновых культур при различных факторах интенсификации производства.
Для решения поставленных задач нами использовались: метод анализа и обобщения опубликованных экспериментальных данных по влиянию орошения и минеральных удобрений на урожайность зерновых культур, полученных ведущими зональными институтами (ВНИИОЗ, РосНИИПМ, ВолжНИИГиМ, ВКО ВНИИГиМ, ЦИНАО и др.); метод энергетического анализа для расчета затрат совокупной энергии и ресурсов на технологии возделывания; метод компьютерного моделирования для создания моделей технологий возделывания орошаемых и неорошаемых сельскохозяйственных культур; метод регрессионного анализа для построения математических и графических моделей зависимости урожайности и себестоимости растениеводческой продукции; метод оптимизации для поиска оптимальных значений доз минеральных удобрений и оросительных норм по различным критериям; метод сравнительного анализа для выявления зональных особенностей затрат ресурсов при возделывании озимой пшеницы.
В результате проведенных исследований: разработан многокритериальный подход к оптимизации затрат ресурсов при производстве растениеводческой продукции, с использованием следующих критериев оптимальности: хозяйственного (урожайность), экономического (себестоимость, в затратах совокупной энергии на единицу продукции или рублях) и экологического (предельно допустимые нормы); разработан комплекс графических и математических моделей для расчета и оптимизации затрат ресурсов при возделывании сельскохозяйственных культур на орошаемых и неорошаемых землях; получены оптимальные значения оросительных норм и доз внесения минеральных удобрений по критериям урожайности и себестоимости продукции с учетом экологических ограничений и соответствующие им затраты материальных, энергетических и трудовых ресурсов, на примере возделывания озимой пшеницы и кукурузы на зерно в Волгоградской и Ростовской областях; получены результаты сравнительной оценки затрат ресурсов при возделывании орошаемых зерновых культур по сравнению с неорошаемыми; установлены зональные особенности затрат ресурсов при возделывании озимой пшеницы на орошаемых землях Ростовской и Волгоградской областей.
Основные положения.
Во всем мире мелиорация земель является стратегической отраслью, обеспечивающей продовольственную независимость страны и устойчивое развитие сельского хозяйства. Для производства растениеводческой продукции, и в том числе на орошаемых землях, необходимы затраты природных, материальных (семена, химикаты, удобрения), трудовых, энергетических (топливо, электроэнергия), а также финансовых и интеллектуальных ресурсов. Очевидно, чтобы ставить вопрос об экономии ресурсов (и в первую очередь энергоносителей) в сфере сельхозпроизводства необходимо детальное изучение и моделирование затрат ресурсов по технологическим операциям возделывания сельскохозяйственных, культур и определения влияния затрат ресурсов на урожайность и себестоимость продукции.
Научное обоснование и разработка критериев, методов, математических моделей расчета и оптимизации затрат ресурсов при производстве растениеводческой продукции для наиболее эффективного их использования и сбережения являются актуальными задачами.
Актуальность работы подтверждается выполнением исследований по данным направлениям в составе НИР по ФЦП «Плодородие почв России» в 20002003 гг. Цели и задачи исследований. Целью исследования является разработка методов и моделей расчета и оптимизации затрат энергетических, материальных и трудовых ресурсов при возделывании зерновых культур на орошаемых землях, для обеспечения ресурсосбережения, получения устойчивых высоких урожаев сельскохозяйственных культур и обоснования необходимости и масштабов мелиорации.
Для достижения цели исследований поставлены и решены следующие задачи: сбор, анализ и обобщение информации о влиянии различных технологий возделывания, и в том числе внесения минеральных удобрений и оросительных норм на урожайность орошаемых зерновых культур, возделываемых в Ростовской и Волгоградской областях; выбор экологических ограничений применения орошения и внесения минеральных удобрений, в том числе анализ влияния орошения на содержание гумуса почв; выбор и обоснование критериев оптимальности затрат ресурсов при возделывании сельскохозяйственных, культур; научное обоснование и разработка комплекса математических моделей для расчета и оптимизации затрат ресурсов на орошаемых землях; выявление зональных особенностей затрат ресурсов на примере возделывания озимой пшеницы на орошаемых землях Ростовской и Волгоградской областей. Объект и методы исследования. Объектом исследования является структура затрат ресурсов при возделывании сельскохозяйственных культур на орошаемых землях, а также урожайность зерновых культур при различных факторах интенсификации производства.
Для решения поставленных задач нами использовались: метод анализа и обобщения опубликованных экспериментальных данных по влиянию орошения и минеральных удобрений на урожайность зерновых культур, полученных ведущими зональными институтами (ВНИИОЗ, РосНИИПМ, ВолжНИИГиМ, ВКО ВНИИГиМ, ЦИНАО и др.); метод энергетического анализа для расчета затрат совокупной энергии и ресурсов на технологии возделывания; метод компьютерного моделирования для создания моделей технологий возделывания орошаемых и неорошаемых сельскохозяйственных культур; метод регрессионного анализа для построения математических и графических моделей зависимости урожайности и себестоимости растениеводческой продукции; метод оптимизации для поиска оптимальных значений доз минеральных удобрений и оросительных норм по различным критериям; метод сравнительного анализа для выявления зональных особенностей затрат ресурсов при возделывании озимой пшеницы.
В результате проведенных исследований: разработан многокритериальный подход к оптимизации затрат ресурсов при производстве растениеводческой продукции, с использованием следующих критериев оптимальности: хозяйственного (урожайность), экономического (себестоимость, в затратах совокупной энергии на единицу продукции или рублях) и экологического (предельно допустимые нормы); разработан комплекс графических и математических моделей для расчета и оптимизации затрат ресурсов при возделывании сельскохозяйственных культур на орошаемых и неорошаемых землях; получены оптимальные значения оросительных норм и доз внесения минеральных удобрений по критериям урожайности и себестоимости продукции с учетом экологических ограничений и соответствующие им затраты материальных, энергетических и трудовых ресурсов, на примере возделывания озимой пшеницы и кукурузы на зерно в Волгоградской и Ростовской областях; получены результаты сравнительной оценки затрат ресурсов при возделывании орошаемых зерновых культур по сравнению с неорошаемыми; установлены зональные особенности затрат ресурсов при возделывании озимой пшеницы на орошаемых землях Ростовской и Волгоградской областей.
Основные положения.
- Методика и результаты расчета оптимальных значений затрат материальных, энергетических и трудовых ресурсов при возделывании орошаемых зерновых культур на основе многокритериального подхода.
- Комплекс математических моделей расчета и оптимизации затрат ресурсов.
