CC BY
19СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ РАСТЕНИЕВОДСТВА Цугленок Н.В.
Цугленок Николай Васильевич - член-корреспондент РАН,
доктор технических наук, профессор, вице-президент, научный руководитель, Восточно-Сибирская ассоциация биотехнологических кластеров, г. Красноярск
Аннотация: в статье рассмотрено энерготехнологическое прогнозирование структуры технологических комплексов растениеводства. Иерархическая система агроприемов, основанная на морфологическом анализе ее структуры, позволяет представить все возможные комбинации решений отдельных частей для решения всей проблемы в целом и может использоваться для поиска вероятного будущего технологического процесса, вытекающего из потенциальных возможностей его настоящего состояния. Используя предложенные целевые функции энергетического и стоимостного доходов, можно провести на основании имеющихся данных детальное исследование структуры применяемых агроприемов и их постадийного энергетического воздействия Еа1 каждого из них на
дг
приращение энергопродуктивности ™. Данный подход позволяет применить метод эффективного исключения энергетически несовершенных агротехнических приемов, с использованием принятых решений построить иерархическую систему существующих агроприемов, с использованием новых научных разработок предсказать будущие схемы технологических комплексов. Ключевые слова: агроприемы, иерархическая система, морфологический анализ, структура, технологические комплексы.
Разработанная теория энерготехнологического
прогнозирования структуры технологических приемов в АПК, позволяет подобрать из них самые энергоэффективные для любых агроэкологических зональных условий [27, 28].
При формировании структурно-организованного технологического комплекса растениеводства на основании этой теории можно применить "поисковые" методы нормативного технологического прогнозирования путем построения дерева целей в виде иерархических уровней причинных вертикальных взаимосвязей и морфологического моделирования, заключающегося в "разбиении" проблемы на части, которые в какой-то степени можно считать независимыми, причем каждая из частей будет иметь несколько подходов и решений для выбора возможно лучшего варианта из максимально возможных (рис. 1).
Рис. 1. Нормативно-технологическое прогнозирование структуры агропромышленного производства
Иерархическая система агроприемов, основанная на морфологическом анализе ее структуры, позволяет представить все возможные комбинации решений отдельных
7
частей для решения всей проблемы в целом и может использоваться для поиска вероятного будущего технологического процесса, вытекающего из потенциальных возможностей его настоящего состояния. Используя предложенные целевые функции энергетического и стоимостного доходов [23; 24], можно провести на основании имеющихся данных детального исследования стурктуры применяемых агроприемов и их постадийного энергетического воздействия Еа1 каждого из них на
А Е
приращение энергопродуктивности т.
Данный подход позволяет применить метод эффективного исключения энергетически несовершенных агротехнических приемов, с использованием принятых решений построить иерархическую систему существующих агроприемов, с использованием новых научных разработок предсказать будущие схемы технологических комплексов на агробиологическом уровне энергетического совершенства используемых культур и сортов, на технологический уровень энергетического совершенства агротехнических приемов и на техническом уровене энергетического совершенства используемой системы машин.
Агробиологический уровень энергетического
совершенства является высшим уровнем по отношению к остальным и базируется на основных зональных эколого-энергетических факторах.
Расчеты, приведенные с использованием уравнения (2.5), позволили определить иерархию различныхагроприемов, используемых в Восточной Сибири.
Для проверки чувствительности энергосопряжения
АЕ .
3, =-^
эколого-биотехнологических циклов при
постадийных энерготехнологических воздействиях на энергопродуктивносткЁ^ определения степени
эволюционного развития и установления их иерархии по эффективности действия, воспользуемся результатами исследований ВИИИСХа с анализом данных за последние 30 лет. Как следует из более 500 литературных источников,
сумма прибавок от различных технологических приемов при возделывании сельскохозяйственных культур в десятой пятилетке превышала среднегодовую урожайность на 200600%, что, конечно, очень далеко от истины. Была предложена поправка прибавки урожая, максимум которой определен 70% и был сделан соответствующий перевод 200-600% прибавок от различных технологических приемов на фактические - не превышающие 70% .
Полученные авторами данные указывают на некоторую иерархию прибавок по пшенице и ячменю от максимальных к минимальным. Пар и внесение минеральных удобрений -17-23%. Основное внесение минеральных удобрений 9-17%. Зяблевая обработка почвы 5-10%. Снегозадержание 5-10%. Рядковое внесение минеральных удобрений 4-9%. Химическая прополка 4-7%. Обработка ядохимикатами 4-6%. Предпосевная культивация 4-6%. Протравливание семян 35%. Лущение 2-4%. Прикатывание 2-4%. Боронование 2-4%. В данной работе подчеркивается существенное влияние временных параметров на технологические эффекты.
Например, при посеве с отклонением от оптимальных сроков от одной до двух недель потери урожая достигают от 6 до 37%. При уборке с отклонением от оптимальных сроков от 14 до 25 дней потери зерна составляют от 8 до 46%. Эти данные свидетельствуют о том, что использование энергоемких технологических приемов, малозначащих для прибавки урожая, и нерациональное использование временных параметров практически нивилируют основную прибавку урожая, что в конечном итоге и приводит к увеличению потребления энергетических и материальных ресурсов при незначительном увеличении продуктивности в растениеводстве.
Расчеты позволили определить иерархию различных агроприемов, используемых в Восточной Сибири, по чувствительности их энергосопряжения и установить стадии их развития [23;24].
Наглядно видно, что при уровне урожайности пшеницы 16 ц/га, что имеет место в подтаежной зоне Красноярского края,
некоторые агроприемы имеют энерготехнические затраты выше процента прибавки энергопродуктивности и
чувствительности энергосопряжения этих агроприемов < 1.
Такие энергетически несовершенные агроприемы можно применять только при строгом предварительном экономическом расчете.
При уровне урожайности пшеницы в 32 ц/га, получаемом в некоторых зонах Красноярской лесостепи, все агротехнические приемы практически энергетически совершенны, поскольку чувствительность этих агроприемов
и используемой техники > 1 [23; 24]. В этом случае путем исключения некоторых менее эффективных агроприемов можно оптимизировать энергетический или стоимостный доходы.
Для правильной организации интенсивного структурно -организованного технологического комплекса при увеличении суммарной чувствительности энергосопряжения
1 необходимо агроприемы с недостаточной степенью эволюционного развития исключить и, наоборот, добавить в существующий комплекс эффективные агротехнические методы, увеличивающие энергопродуктивность с высокой степенью чувствительности.
При формировании структурно-организованного технологического комплекса растениеводства можно использовать "поисковые" методы нормативного технологического прогнозирования путем построения дерева целей в виде иерархических уровней причинных вертикальных взаимосвязей и морфологического моделирования, заключающегося в "разбиении" проблемы на части, которые в какой-то степени можно считать независимыми, причем каждая из частей будет иметь несколько подходов и решений для выбора возможно лучшего варианта из максимально возможных.
Иерархическая система агроприемов, основанная на морфологическом анализе ее структуры, позволяет
представить все возможные комбинации решений отдельных частей для решения всей проблемы в целом и может использоваться для поиска вероятного будущего технологического процесса, вытекающего из потенциальных возможностей его настоящего состояния.
Используя предложенные целевые функции
энергетического и стоимостного доходов [7; 12; 22; 25; 26;
27; 28], можно провести на основании имеющихся данных
детального исследования стурктуры применяемых
агроприемов и их постадийного энергетического воздействия
Еа каждого из них на приращение энергопродуктивности де
т. Данный подход позволяет применить метод эффективного исключения энергетически несовершенных агротехнических приемов, с использованием принятых решений построить иерархическую систему существующих агроприемов, с использованием новых научных разработок [1; 6; 8; 10; 13; 14; 17; 18; 19; 21; 23; 24] предсказать будущие схемы технологических комплексов.
Данный подход позволяет проводить решения на трех основных иерархических уровнях данной модели:
1.Агробиологический уровень энергетического совершенства используемых культур и сортов [2; 4; 11; 20; 30].
2.Технологический уровень энергетического совершенства агротехнических приемов [3; 5; 8; 10].
3. Технический уровень энергетического совершенства используемой системы машин [9; 15; 16; 29].
Агробиологический уровень энергетического
совершенства является высшим уровнем по отношению к остальным и базируется на основных зональных эколого-энергетических факторах.
Список литературы
1. Влияние электромагнитного поля высокой частоты на
энергию прорастания и всхожесть семян томата. Юсупова
Г.Г., Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Бастрон А.В., Бастрон
Т.Н. Вестник КрасГАУ, 2002. С. 21.
2. Высокоэнергетическая кормовая культура топинамбур в кормопроизводстве Красноярского края. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Аникиенко Т.Н. Вестник КрасГАУ, 2007. № 4. С. 127-130.
3. Влияние импульсной инфракрасной сушки на сохранность активно действующих веществ. Алтухов И.В., Цугленок Н.В., Очиров В.Д. Вестник Ставрополья, 2015. № 1 (17). С. 7-10.
4. Имитационные модели пространственно распределенных экологических систем. Лапко А.В., Цугленок Н.В., Цугленок Г.И. Ответственный редактор: д.т.н., профессор А.В. Медведев. Новосибирск, 1999.
5. Использование СВЧ энергии при разработке технологии диетических сортов хлеба. Цугленок Н.В., Юсупова Г.Г., Цугленок Г.И., Коман О.А. Ж. Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2004. №2 2. С. 16-17.
6. Исследование температурных полей при предпосевнойогбработке семян масленичных культур ЗМПСВЧ. Бастрон А.В., Исаев А.В., Мещеряков А.В., Цугленок Н.В. Вестник КрасГАУ, 2011. № 2-1. С. 4-8.
7. Концепция информатизации аграрной науки Сибири. Гончаров П.Л., Курцев И.В., Донченко А.С., Кашеваров Н.И., Чепурин Г.И. и др. СО РАСХН; отв. за выпуск А.Ф. Алейников, А.И. Оберемченко. Новосибирск, 2003.
8. Комплексная система обеззараживания зерна и продуктов его переработки. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Юсупова Г.Г. М-во сел. хоз-ва РФ. Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2004.
9. Лабораторный практикум и курсовое проектирование по освещению и облучению. Долгих П.П., Кунгс Ян.А., Цугленок Н.В. Учебное пособие для студентов, М-во сел. хоз-ва РФ. Краснояр. гос. аграр. ун-т. / Красноярск, 2002.
10. Методы и математические модели процесса обеззараживания продовольственного зерна. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Юсупова Г.Г. Учеб. пособие для студентов вузов. М-во сел. хоз-ва РФ. Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2004.
11. Мелкоплодные яблоки Сибири в функциональном питании. Типсина Н.Н., Цугленок Н.В. Вестник _КрасГАУ, 2009. № 1 (28). С. 152-155.
12. Оценка влияния оптимальных показателей работы машинно-тракторных агрегатов на энергозатраты технологического процесса. Цугленок Н.В., Журавлев С.Ю. Вестник КрасГАУ, 2010. № 10 (49). С. 146-152.
13. Обеззараживание и подготовка семян к посеву. Цугленок Н.В. Вестник КрасГАУ, 1984. № 4. С. 4.
14. Обеззараживающее действие электромагнитного поля высокой частоты на семена томата. Юсупова Г.Г., Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Бастрон А.В., Бастрон Т.Н. Вестник КрасГАУ, 2002. С. 33.
15. Резисторы из композитов в системах энергообеспечения агропромышленных комплексов. Горелов С.В., Кислицин Е.Ю., Цугленок Н.В. Вестник https://eHbrary.ru/contents.asp?id=33182180 КрасГАУ, 2006. № 6. С. 314-319.
16. Резисторы в схемах электротеплоснабжения. Горелов С.В., Кислицин Е.Ю., Цугленок Н.В. КрасГАУ. Красноярск, 2008 (2-е издание, переработанное и дополненное).
17. Состояние социально-трудовой сферы села и предложения по еерегулированию. Ежегодный Доклад по результатам мониторинга 2006 г. / Ответственные за подготовку Доклада: Д.И. Торопов, И.Г. Ушачев, Л.В. Богдаренко. Москва, 2007. Том Выпуск 8.
18. Способ обработки семян и устройство для его осуществления. Цугленок Н.В., Шахматов С.Н., Цугленок Г.И. Патент на изобретение RUS 2051552 22.04.1992.
19. Система защиты зерновых и зернобобовых культур от семенных инфекций. Цугленок Н.В., Цугленок Г.И., Халанская А.П. М-во сел. хоз-ва Рос. Федерации. Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2003.
20. Технология и технические средства производства экологически безопасных кормов. Цугленок Н.В., Матюшев В.В. М-во сел. хоз-ва РФ, Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2005.
21. Технология и технические средства обеззараживания семян энергией СВЧ-поля. Бастрон А.В., Мещеряков А.В., Цугленок Н.В. Вестник КрасГАУ, 2007. № 1. С. 268-271.
22. Цугленок Н.В. Формирование и развитие технологических комплексов растениеводства. Вестник КрасГАУ, 1997. № 2. С. 1.
23. Цугленок Н.В. Формирование и развитие структуры электротермических комплексов подготовки семян к посеву. Авт-т дис..докт. техн. наук / КрасГАУ. Барнаул, 2000.
24. Цугленок Н.В. Формирование и развитие структуры электротермических комплексов подготовки семян к посеву. Диссерт. на соискание док-ра техн. наук / Красноярск, 2000.
25. Цугленок Н.В. Концепция устойчивого развития АПК Красноярского края. Вестник КрасГАУ, 1996. № 1. С. 1.
26. Цугленок Н.В. Биоэнергетическая концепции формирования технологических комплексов АПК. Вестник КрасГАУ,1998. № 3. С. 9.
27. Цугленок Н.В. Энерготехнологическое прогнозирование структуры АПК. Вестник КрасГАУ, 2000. № 5. С. 1.
28. Цугленок Н.В. Энерготехнологическое прогнозирование. Учеб. пособие для студентов вузов по агроинженер. специальностям. М-во сел. хоз-ва РФ. КрасГАУ. Красноярск, 2004.
29. Энерготехнологическое оборудование тепличных хозяйств. Цугленок Н.В., Долгих П.П., Кунгс Ян.А. Учебное пособие для вузов / КрасГАУ. Красноярск, 2001.
30. Эколого-энергетические и медико-биологические свойства топинамбура. Аникиенко Т.И., Цугленок Н.В. М-во сельского хоз-ва РФ. КрасГАУ. Красноярск, 2008.
