Дефляционная опасность земель, агротехнологические группы и адаптация земледелия

Министерство образования Республики Беларусь

УО «Полоцкий государственный  университет»

 

 

Кафедра геодезии и кадастров

 

 

 

Реферат по дисциплине «Земельный кадастр»

На тему

«Дефляционная опасность земель, агротехнологические группы и адаптация земледелия»

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы 10-ГИС

Белавский Александр Александрович

Проверил: Болботунов Афанасий Астафьевич

 

 

 

 

Новополоцк 2013

В свете современных тенденций  информатизации сель-

скохозяйственной отрасли для каждого региона России

весьма актуальна проблема повышения эффективности 

сельскохозяйственного земледелия. Необходима такая 

модель его развития, которая, с одной стороны, позволит

формировать систему мер  для воспроизводства почвен-

ного плодородия, а с другой — обеспечит планирование

экономически выгодных технологий в условиях меняю-

щихся требований рынка и ограничений, возникающих в

каждом хозяйстве в конкретный период. Практическое

осуществление поставленных требований опирается на

дифференцированность подходов к принятию техноло-

гических решений при возделывании различных культур,

учитывающих агроклиматические  и ландшафтные осо-

бенности земельно-производственной базы хозяйства.

Рациональное решение  многовариантно ввиду большо-

го разнообразия типов почв, действующих в хозяйстве

севооборотов, существующих технологий обработки 

почвы. Заранее оценить  рациональность предваритель-

но сделанного выбора затруднительно даже опытному

агроному.

Существует ряд подходов к решению задачи, но ни в

одном из них не удавалось  учесть все факторы. Так, из-

вестна задача оптимизации структуры посевных площадей,

решаемая методами линейного программирования. В ре-

зультате получали оптимальные площади под различными

культурами с учетом ограничений  на их производство, в

самом общем виде технологических уровней обработки,

достижения максимальной прибыли по хозяйству. Реше-

ние не учитывало реального деления земли на участки с их типами почвы, конкретные технологические операции

(а значит, и реальные  затраты по участкам), не обеспечи-

вало структуру принятых в хозяйстве севооборотов и т.д.

Следовательно, полученное решение рассматривалось 

как приблизительное, имеющее  теоретический, а не

прикладной характер.

Наш подход к компьютерному  моделированию реаль-

ной системы земледелия учитывает  не только влияющие на

результат многочисленные факторы  и большое разнооб-

разие их значений (чаще всего, не числовых), но обобщает

и формализует накопленные  знания и опыт агрономов в

конкретном регионе в виде правил использования значе-

ний этих факторов. Некоторые аспекты теоретических

принципов построения и возможностей программной

реализации предлагаемого  подхода представлены в пре-

дыдущих публикациях [1, 2]. Основная цель данной работы

— показать сложность многофакторного  пространства

системы земледелия как объекта  проектирования, мно-

гообразие связей данных по их взаимному влиянию на

эффективность земледелия, существующие (как в любой 

исследуемой области) так  называемые «опорные пункты» 

знания, «правила», позволяющие  исключать неверные с

точки зрения опытного специалиста  варианты проектов.

Все это плохо поддается  общепринятому математичес-

кому моделированию.

анализ систем земледелия хозяйства

Основу любой структуры  земледелия определяют

схемы севооборотов, которые  характеризуются циклом

(в годах), набором полей  и групп культур (в количестве, равном длине цикла), жесткой, ежегодно «скользящей»

последовательностью возделывания культур по полям. Вся 

производственная база хозяйства  разделена на участки,

характеризуемые определенными  типами земли; участки 

(не обязательно расположенные рядом) в соответствии со

своими типами группируются в поля, а последние входят в

состав конкретных севооборотов. Особенность формиро-

вания любого севооборота: все его поля (полосы) должны

быть (хотя бы примерно) равновеликими  по площади.

Пусть в хозяйстве среди  действующих севооборотов есть

следующий: картофель —  озимые — яровые. Это 3-годич-

ный и 3-польный севооборот с приблизительно равными

площадями полей (полос). В  первый год его реализации

первое поле занято картофелем, второе — озимыми,

третье — яровыми. Зная номера участков, входящих в со-

став каждого поля, распределяют группы культур по этим

участкам. Принято, что на конкретном поле севооборота 

(на соответствующих ему  участках) в конкретном году 

конкретной посеянной  культурой (из своей группы) будет 

единственная, выбранная по разным соображениям и при-

чинам (которые, кстати, в  модели также надо учитывать).

В следующем году происходит сдвиг схемы севооборота 

по его полям относительно первого года размещения на 1.

Так, в третий год реализации схема «перестраивается» 

следующим образом: яровые —  картофель — озимые

(для первого, второго  и третьего полей соответственно).

Севооборот как база любого хозяйства накладывает много 

ограничений на возможности  вариаций. Так, например,

жестко закрепленные за каждым севооборотом участки 

должны иметь схожие типы почвы с точки зрения возмож-

ности высевать любую культуру севооборота на любом

поле (ввиду ежегодного сдвига его схемы по полям). Типы

почвы, в свою очередь, определяют возможный набор 

высеваемых культур из каждой группы. Кроме того, типы

почвы на участках определяют и выбор на каждом этапе 

их обработки лишь возможные  технологические операции

под выбранные культуры с  точки зрения обеспечения ус-

тойчивости агроландшафта и воспроизводства почвенного

плодородия во времени. Разные сочетания возможных (и

только возможных) выборов  на этих трех составляющих

(земля, технология, культура) в итоге и формируют неко-

торую структуру земледелия.

Нами изучены многочисленные данные Владимирского

Ополья, активно влияющие на эффективность земледе-

лия, полученные в результате многолетних исследований

учеными Владимирского НИИСХ [3]. Они включают 27

типов земель, 3 уровня интенсификации, 25 схем сево-

оборотов, 13 возделываемых  в зоне культур со всем их

сортовым разнообразием, 8 видов основной обработки 

почвы, 35 комбинаций предпосевной обработки почвы 

и посева, 15 комбинаций уборочных  технологий, более 

10 схем применения удобрений  и столько же — средств 

химизации. Опыт работы, теоретические  исследования,

анализ десятилетиями  накопленных данных обнаружили

многие закономерности на агроэкономическом уровне,

которые сформировались в  некие правила в рассматри-

ваемой предметной области. Учеными получены ограни-

чения для культур и технологий по типам земель, базовые

урожайности на трех уровнях  интенсификации, поправки к

ним для каждой технологической  операции, каждого пред-

шественника, соотношения для экономических оценок.

Тщательное изучение данных с целью их формализации

позволило нам структурировать  «объект проектирова-

ния», выделить основные функциональные компоненты,

выявить необходимые их свойства — классификационные 

признаки. Конкретные данные Владимирского НИИСХ

классифицированы как  реальные значения этих признаков,

а существующие правила —  как семантические условия 

их выбора для «верного проекта». Все это явилось осно-

ванием для морфологического подхода к формализации

задачи и определило выбор  логистики для автоматизации 

ее решения [1,2]. о практической реализации решения задачи

Поскольку первоначальное желание  конечного поль-

зователя было визуально наблюдать поэтапное решение

задачи (с нарастающими оценками затрат) и иметь воз-

можность работать в диалоговом режиме для оперативной

корректировки процесса проектирования, стала про-

рабатываться интерактивная модель. Разрабатываемый

программный продукт ориентирован как на агронома

крупного хозяйства, так  и фермера — собственника учас-

тка земли. Система предусматривает несколько режимов

работы: для агронома хозяйства  — «разработка поля сево-

оборота», «разработка всего  севооборота», для фермера 

— «разработка любой земельной  площади». Каждый

из этих режимов позволяет  спланировать оптимальную

структуру земледелия с точки  зрения пользователя, с

получением как числовых, так и визуально отображенных

результатов (поскольку задача имеет ярко выраженную

пространственную привязку, для удобства работы поль-

зователя использована ГИС-среда).

Так, например, агроном, планируя систему земле-

делия на какой-либо календарный год в режиме разра-

ботки севооборота, действующего в хозяйстве, с одной

стороны, может варьировать  культурами в пределах

групп культур, закрепленных за данным севооборотом

(чтобы учесть конъюнктуру  рынка), а с другой — мо-

жет варьировать технологические операции на каждом

этапе обработки земли (учитывая технические воз-

можности хозяйства и влияние на урожайности культур

относительно их базовых  значений). Выбор севооборота 

можно делать как по карте, так и по вводимому номеру

(условному имени в  хозяйстве). При этом будут пред-

лагаться к проектированию последовательно все его

поля. Важно отметить, что  последовательность шагов 

проектирования в системе  соответствует естественной

последовательности этапов с принятием на них решений 

человеком в реальном цикле  его работы на земле. Пос-

кольку принятие решений пользователем заключается в

выборе из «правильных» значений предлагаемых систе-

мой параметров (чаще всего  не числовых), то он может 

до последнего этапа контролировать моделирование 

процесса формирования системы  земледелия, опираясь

на возможный (т.е. продиктованный заложенными пра-

вилами) выбор тех или  иных значений параметров, руко-

водствуясь при этом некоторыми своими требованиями.

Это означает, что итоговый результат будет полностью 

отвечать запросам агронома и в этом смысле может 

считаться оптимальным. В  принципе, в интерактивном

режиме пользователь может последовательно просмот-

реть самые различные допустимые варианты реализации

каждого действующего в хозяйстве  севооборота, уви-

деть их предварительные  оценки, прежде чем выбрать 

наиболее приемлемые. В  качестве итога для каждого 

варианта-прогноза предоставляется  описательная табли-

ца моделируемых полей севооборота, в которую входят