Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Применение минеральных удобрений - одно из важнейших направлений химизации сельского хозяйства 9
1.1. Основные проблемы применения минеральных удобрений 9
1.2. Особенности применения минеральных удобрений в Карельской АССР 18
Глава 2. Построение математической модели,описывающей эффективность минеральных удобрений на уровне хозяйства 29
2.1. Обзор работ по математическому моделированию зависимости урожайности от доз вносимых минеральных удобрений 29
2.2. Особенности построения производственных функций, описывающих действие минеральных удобрений на урожайность отдельной сельскохозяйственной культуры
в определенных почвенных условиях 39
2.3. Построение системы функций урожайности на уровне хозяйства 56
2.4. Моделирование влияния погодно-климати-ческих факторов на эффективность минеральных удобрений 63
2.5. Методика построения математической модели эффективности удобрений на уровне хозяйства 79
2.6. Экономический анализ результатов модели рования в Карельской АССР 83
Глава 3. Оптимизация использования минеральных удобрений 100
3.1. Применение производственных функций при решении оптимизационных задач использования минеральных удобрений 100
3.2. Методика формирования экономико-математической модели оптимального распределения удобрений 106
3.3. Анализ методов решения нелинейных оптимизационных задач 119
3.4. Алгоритм решения задачи распределения минеральных удобрений в регионе 126
3.5. Информация и методика ее подготовки при решении задачи оптимального распределения минеральных удобрений 133
3.6. Анализ результатов оптимизационных расчетов и предложения по использованию удобрений в Карельской АССР 136
Заключение 156
Литература 160
Приложения 180
- Основные проблемы применения минеральных удобрений
- Обзор работ по математическому моделированию зависимости урожайности от доз вносимых минеральных удобрений
- Применение производственных функций при решении оптимизационных задач использования минеральных удобрений
Основные проблемы применения минеральных удобрений
В десятой пятилетке сделан крупный шаг в развитии сельскохозяйственного производства. Впервые среднегодовой объем зерна в стране превысил 200 млн.т, объем продукции в расчете, на I гектар вырос в истекшем десятилетии по сравнению с предыдущим в 1,3 раза ГБЇ. Причем весь прирост сельскохозяйственной продукции был получен за счет увеличения производительности труда даже при сокращении численности работающих в сельском хозяйстве. За период с 1964 по 1978 год доля работающих в сельскохозяйственном производстве сократилась с 33 до 21% от общего числа занятых в народном хозяйстве. Абсолютное количество работников в этой отрасли уменьшилось на 4 млн. человек Г7б]. Кроме того увеличение производства сельскохозяйственной продукции за счет повышения производительности труда было осуществлено в условиях, когда наша страна уже не располагала землями, позволяющими в больших масштабах расширить посевные площади. Увеличение их было крайне незначительно, а обеспеченность пашней на душу населения имела тенденцию к сокращению: в I960 году приходилось 1,06 га на человека, в 1970 году - 0,92 га, в 1978 году - 0,87 га [її]. Таким образом, основой роста производительности труда служило, главным образом, повышение интенсификации производства.
Среди мер по интенсификации сельскохозяйственного производства в аграрной политике партии серьезное внимание уделяется применению минеральных удобрений [б, б, 7, 8, 9 J. По данным агрохимических опытов с удобрениями при современном уровне агротехники и землепользования урожайность основных сельскохозяйственных культур может быть увеличена за счет внесения удобрений примерно на 30$ [51] . Вместе с ростом урожайности применение минеральных удобрений приводит к абсолютному и относительному уменьшению затрат живого труда, более высокой его производительности при одновременном снижении себестоимости продукции. По данным Баранова Н.Н.[24І, применение I т питательных веществ минеральных удобрений сберегает в сельском хозяйстве в среднем 275 чел.-час. Это объясняется тем, что часть затрат труда осуществляется для земледелия в химической промышленности. При этом на произ -водство минеральных удобрений расходуется значительно меньше труда, чем экономится его в растениеводстве в результате их применения. Один чел.-час труда при производстве мине -ральных удобрений (с учетом затрат на сырье и энергетику) позволяет сэкономить в сельском хозяйстве за счет повышения урожайности свыше 15 чел.-часов.
Кроме этого важным следствием применения минеральных удобрений являются улучшение почвенного плодородия и повышение устойчивости выхода сельскохозяйственной продукции при изменении погодных условий.
Обзор работ по математическому моделированию зависимости урожайности от доз вносимых минеральных удобрений
В настоящее время существует несколько подходов к моделированию зависимости между урожайностью и количеством вно -симых минеральных удобрений.
Простейшим и наиболее распространенным способом пред -ставлення зависимости урожайности от доз удобрений является . построение балансовых формул. В настоящее время их насчиты -вается до 40 вариантов fl23], однако, по сути они отражают одну и ту же идею баланса: количество питательных веществ, выносимое из почвы растением с определенным уровнем урожай -ности, равно количеству питательных веществ, которое расте -ние способно получить из почвы и удобрений. Эти формулы ши -роко используются в задаче програшлирования урожаев, и на их основе осуществлена разработка ряда программ на ЭШ по рас -чету потребности в минеральных удобрениях [20, 45, 51, 161, 170, 171].
Очевидное достоинство этого метода моделирования заключается в том, что имея непрерывную зависимость между урожайностью и дозами удобрений, мы получили возможность делать многовариантные расчеты по определению потребности в удобрениях в зависимости от планируемого уровня урожайности.
К основным недостаткам этого способа описания можно отнести следующие, в большей степени относящиеся к проблеме адекватности модели:
а) сложность в получении коэффициентов поглощения и вы носа, достаточно дифференцированных по возможным почвенно -климатическим условиям;
б) данные модели являются строго детерминированными;
в) при описании в формулах не учитывается влияние вза имодействия отдельных видов минеральных удобрений на урожайность;
г) форма связи между урожайностью и дозами удобренийпринята линейная, что справедливо только в небольшом диапа зоне изменения доз;
д) ограниченность постановки задачи определением потребности растений в дополнительном питании для достижения планируемого уровня урожайности.
Применение производственных функций при решении оптимизационных задач использования минеральных удобрений
Возможности применения минеральных удобрений для увеличения урожайности допускают множество вариантов по соотношению основных питательных веществ и микродобавок, и кроме того; на потребность в удобрениях влияет наличие питательных веществ в почве и потребность в них выращиваемых растений. Такая много -вариантность заставляет искать наиболее эффективное сочетание всех этих условий. Одним из способов оптимизации подбора и распределения удобрений стало использование экономико-матема -тических моделей, построенных на основе производственных функций урожайности.
К настоящему времени наиболее теоретически и методически разработаны подходы к решению задач оптимального распределения удобрений с помощью методов линейного программирования. Этими вопросами стали заниматься еще в 60-е годы. Кравченко Р. Г.[84] Искаков Б.И., Тюленев А.В. 65 ,Браславец Э.М. [35]. Наиболее типичная постановка линейной задачи оптимального использования удобрений, разработанная на основе этих трудов, представлена в современных учебных изданиях по применению математических методов в планировании отраслей и предприятий.
