CC BY
23
УДК 633.2/3(1-924.85)
ВРЕМЯ ДЕЙСТВИЯ ПРОРЫВНЫХ БИОТЕХНОЛОГИЙ, КАК СОВРЕМЕННЫЙ СТАНДАРТ ЖИЗНИ
ВОЛКОВА С.Н.,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой физико-математических дисциплин и информатики, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mail: volkova_47@mail.ru
СИВАК ЕЕ.,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры стандартизации и оборудования перерабатывающих производств, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mail: elenasivak77@mail.ru
КОБЧЕНКО С.Н.,
кандидат технических наук, доцент кафедры физико-математических дисциплин и информатики, ФГБОУ ВО Курская ГСХА, e-mail: kobasw44@mail.ru
ПИКАЛОВА МБ.,
кандидат экономических наук, доцент кафедры товароведения, технологии и экспертизы товаров, ФГБОУ ВО Юго-Западный университет.
ОВЧИННИКОВА Е.В.,
кандидат экономических наук, доцент кафедры товароведно-технологических дисциплин Курского института кооперации (филиал БУКЭП).
Реферат. В работе рассмотрены вопросы развития биосистемы с точки зрения управления их старением. Описание таких систем подобно петле гистерезиса, которая предусматривает колебания замкнутого процесса с одной стороны и влияния извне на него с другой стороны. Социально-экономическая система является открытой и в то же время процессы происходящие в ней замкнуты и во многом зависят от ценности поступающей в нее информации, которая, если ею не воспользоваться сразу быстро устаревает. Поэтому существующие алгоритмы не позволяют в полном объеме вовремя уловить трансформации и являются лишь моделями с запаздыванием описывающие реально происходящие процессы.
Учитывая различные соотношения между потоками: входящими в единицу времени, представляющими количественный блок биотехнологий; выходящими в единицу времени, представляющими качественный блок биотехнологий и имеющихся в биосистеме, представляющие соответствие процессов блок, получаем сценарий развития информационных систем и технологий с учетом инфодинамики и синергизма происходящих процессов внутри самой системы, готовящих ее новый уровень развития скачкообразно или непрерывно при положительной динамике развития.
Малоизученным является процесс управления долголетием биосистемы после вмешательства, затрагивающие свойства системы, в результате взаимодействий, связанных с их улучшениями. Найденные в работе закономерности позволяют выявить условия ее устойчивости и долголетия, а также определение времени действий на прорыв, ведущих к повышению качества жизни населения с учетом существующих вызовов.
Новизной в области сложных биосистем в том числе и социально-экологических является разработка прогнозных сценариев на основе выявленных закономерностей, сводящихся в единое управление через временной коэффициент, а также оценка их адекватности на основе созданных алгоритмов и моделей.
Ключевые слова: ценность информации, информационно-синергетичские потоки, матрицы всеобщего взаимодействия, трансформация, точки бифуркации, альтернативные источники энергии, инновации, колебания, замкнутый процесс, открытая система, нелинейные дифференциальные уравнения высоких порядков, статика, динамика, продуктивность, скорость ускорения.
TIME OF ACTION OF BREAKTHROUGH BIOTECHNOLOGIES AS A MODERN LIFE STANDARD
VOLKOVA S.N.,
doctor of agricultural Sciences, Professor, head. the Department of physical and mathematical Sciences and Informatics of the Kursk state agricultural Academy, e-mail: volkova_47@mail.ru.
SIVAK EE.,
doctor of agricultural Sciences, Professor of the Department of standardization and equipment of processing enterprises of the Kursk state agricultural Academy, elenasivak77@mail.ru.
KOBCHENKO S.N.,
candidate of Technical Sciences, Associate Professor of physical and mathematical Sciences and Informatics of the Kursk state agricultural Academy, e-mail: kobasw44@mail.ru.
PIKALOVA MB.,
candidate of Economic Sciences, Associate Professor at the Department of Merchandising, Technology and Commodity Examination, South-West State University.
OVCHINNIKOVA E.V.,
candidate of Economic Sciences, Associate Professor at the Department of Goods-Technological Disciplines of the Kursk Institute of Cooperation (branch of the Central Executive Committee).
Essay. The paper deals with the development of the biosystem in terms of managing their aging. The description of such systems is like a hysteresis loop, which provides for oscillations of a closed process on the one hand and influence from outside on it on the other hand. The socio-economic system is open and at the same time, the processes occurring in it are closed and largely depend on the value of the information received in it. Which, if it is not used immediately expires quickly. Therefore, the existing algorithms do not allow to fully grasp the transformations in time and are only models with a delay describing the actual processes.
Considering the different ratios between the streams: included in a unit of time, representing a quantitative block of biotechnologies; going into a unit of time, representing a quality block of biotechnologies and existing in a biosystem, representing the correspondence of the processes of the block, we obtain a scenario for the development of information systems and technologies taking into account the information dynamics and synergies of the processes occurring within the system itself, preparing its new level of development in steps or continuously with positive development dynamics.
The process of managing the longevity of a biosystem after an intervention, affecting the properties of the system as a result of interactions related to their improvements, is little studied. The patterns found in the work allow us to identify the conditions for its sustainability and longevity, as well as determining the time for action on a breakthrough leading to an improvement in the quality of life of the population, taking into account the existing challenges.
A novelty in the field of complex biosystems, including socio-ecological, is the development of forecast scenarios based on the identified patterns, which are consolidated into a unified management through a time factor, as well as an assessment of their adequacy based on the algorithms and models created.
Keywords: information value, synergistic information flows, general interaction matrices, transformation, bifurcation points, alternative energy sources, innovations, oscillations, closed process, open system, nonlinear high-order differential equations, statics, dynamics, productivity, acceleration rate.
Введение. Опыт последних лет показывает [1-3], что системный подход к энергетической проблеме может обеспечить оптимальное использование возобновляемых источников энергии. Комбинирование нескольких источников энергии решило бы проблему ее эффективного освоения и повышало бы надежность энергетической системы в целом. Целью работы является научное обоснование использования новой кормовой культуры, обладающей уникальными природными свойствами аккумулировать солнечную энергию, в развитии биоэнергетики.
В работе сделан комплексный подход к использованию биомассы растения с учетом ее универсальности [4,7], обеспечивающей улучшения структуры земледелия [6] с оптимизацией норм удобрений [8], для достижения высокой урожайности новых кормовых культур с целью развития полевого кормопроизводства для роста производства крупного рогатого скота [10], а с другой, как сырье для фотобиологических энергетических систем для разработки технологии в биоэнергетике с возобновляемым ресурсом.
Материал и методика исследования. Использование колумбовой травы в качестве сырья для получения энергии из биомассы является инновацией в агробизнесе, что доказывает следующая схема факторов, определяющих продуктивность растения в показателях его плодородия на живом уровне организованности [1. - С. 84].
Представив этот показатель в виде блоков количественного (качество растений, Н), качественного (масса кормовой системы и листовой поверхности, S), процессного (скорость биохимических реакций, V.;), получим соотношение о том, что произведение Н^ пропорционально скорости V.., т.е.
(1)
Живой уровень организованности тесно связан с уровнем организованности одной стороны, с косным и биокосным (в котором произведения давления почвенной среды (Р) и деятельностью объема почвы грунта (V) про-
порционален сумме биологически активных температур (Т), т.е. PV=K•T), в показателе плодородия почвы и климата; с другой социальным в показателе экологической эффективности, а именно произведением основных и оборотных средств в земледелии (Тт) и товарной продукции (Тп), предложения и спроса пропорционально производительности труда (Пр), т.е. ТгТп=К-Пр.
Таким образом, от эффективного взаимодействия блоков по вертикали и функциональным связям по горизонтали зависит результат сложеной деятельности в агробизнесе, выражаемом в коэффициенте показателя времени его развития.
PV__ Тт-Тп
~v7 ~~ ~ п„
= т
(2)
Упустив, хотя бы один из параметров в блоках под угрозу попадает конечная цель -производительность. Поэтому надо рассматривать комплексно вопрос о возможном применении биомассы растений в том или ином качестве. Неоспоримый факт заключается в том, что наладив расширенное воспроизводство и создав условия выращивания новой кормовой культуры на специальных плантациях изменяющийся климат будет способствовать произрастанию этой культуры, приходя на смену исчезающей растительности.
Выразив соотношения через потоки (новое направление инфодинамика) входящие (количественный блок) (А), выходящие в единицу времени (В) (качественный блок) имеющийся в системе (С) (процессный блок) получим соотношение:
С0 L
(3)
А-В в t = t0(l +
где 1;0 - начальное время агробизнеса, т.е. его создания ;
1 - время его развития, т.е. реального существования.
В случае А=В, т.е. переходя количество в
1 да
качество получим неопределенность 1 , раскрыв которую по второму замечательному
пределу получим К( £) = е с при положительной динамике развития проекта, экспоненциальный рост. _в
е с (при отрицательной) - экспоненциальные падение.
Результаты исследования. Полученные соотношения (2) и (3) позволяет системно управлять факторами, влияющими на продуктивность социально-экологической системы любого уровня, рассматриваемых блоков. А перейдя к рассмотрению процессов происходящих в динамике получаем модели распределения полезной информации для системы в виде формулы (4) для случая резонанса, когда частота колебания системы и внешнего воздействия совпадают, т.е. случай прорыва.
1 ='г+ 5 1 + %( 1 - со ™ О (4)
При начальных условиях, а именно 1=0:1=1Г, 1'=Кь Г'=К2, где I - информация;
I' - скорость изменения информации;
I'' - ускорение изменения информации;
1Г - гармоничное значение, соответствующее величине золотого сечения;
К1 - направление скорости;
К2 - направление ускорения.
Насколько их удобно применять на практике покажет время, но если разложить в ряд, используя теорию рядов (ряды Тейлора, Мак-лорена), то они значительно упростятся.
Ценность информации зависит от времени поэтому в агробизнесе, да и вообще в бизнесе этому следует уделять особое внимание.
Приравняв соотношения формулы (2) и (3) получим:
»5 Г0
(5)
РУ £
_ = - =» р ■ V ■ Ь0 = Ь ■ Т
I 1п
грунта в начальной момент определяют сумму биологически активных температур во времени. И наконец, подойдя к экономическим показателям получаем соотношение (7):
(7)
1ТГ = Г= »тт-тп-10 = 1-пр
пр с0
Из соотношения (5) следует, что в произведении процессного блока и данного времени заключено количество, и качество начального времени. В биосистеме потенциально заложено количество и качество в начальной программе действий.
(6)
В косном и биокосном уровне из соотношения (6) видим, что давление почвенной воды, помноженное на деятельный объем почвы
На социальном уровне произведением основных и оборотных средств на товарную продукцию и начальный момент времени определяется производительность умноженная на время деятельности.
Полученные соотношения показывают, важность начального момента времени и заложенного в нем потенциала для дальнейшего развития, что подтверждает крылатое высказывание «Всему свое время».
В статике коэффициент К(1;) определяется формулой [2. - С.73]:
ВД = ( 1 +
Данная модель позволяет классифицировать области развития агробизнеса при благоприятном климате, нейтральном и неблагоприятном, складывающихся для бизнеса условий, определяющихся динамикой развития применяемых биотехнологий. Нами установлено, что время прорыва соответствует величине - при В > А, которое можно назвать точкой бифуркации, в которой меняются свойства самой системы с одной стороны идущих резко вверх до - при положительной динамике, с другой нисходящих до нуля, а затем оттолкнувшись устремляются вверх по закону степенной функции. Таким образом, в данный момент времени проявляется феномен биотехнологического процесса в системе. В зависимости от соотношений А и В, может происходить смещение биофуркационных значений в право [2. - С. 74].
В динамике скорость происходящих ускорений изменения выглядит гораздо сложнее и имеет колебательный характер в виде гармоник. Поэтому порой бывает трудно в динамике определить тенденцию развития и тем более предсказать ее устойчивость в выбранном направлении. В этом случае многое зависит от вовремя полученной ценной информации. Но самое главное не только успеть получить ее, но и воспользоваться ею пока она не устарела. Поэтому недооцененные альтернативные восполнимые источники энергии [3] в нашей стране, сырьем
для которых могут служить нетрадиционные культуры, такие как, колумбова трава [4, 5] следует взять на вооружение и создать условия для их практического применения. С точки зрения биоэнергетики, обладая ростом 3,5 м; урожайность 57,4 т/га и площадью листового аппарата 2 2
426 см х 1м поглощающую фотосинтетическую активность радиацию, колумбову траву следует рекомендовать в разработку фотобиологических энергетических систем. Таким образом, в результате наших исследований приходим к выводам, что стандарты прорывных биотехнологий направлены на улучшение качества жизни и здоровья населения в первую очередь.
Выводы:
1. Предельный переход соотношений К(0 = ехр (^ ь) при А=В и трансформация при
В=2А и К(0 = (1 при положительной
динамике развития является феноменальными или быстроразвивающимися уровнями трансформации, влекущими за собой предельные переходы в другое состояние, в агробизнесе, выводящие прорывом на лидирующие позиции, соответствующие стандартам экологической безопасности.
2. Колумбову траву следует рекомендовать в разработку фитобиологических энергетических систем, исходя из ее природного потенциала и с точки зрения возобновляемого ресурса, улучшающего структуру земледелий.
3. За годы исследований 2000-2018 гг., колумбова трава по своим свойствам наряду с существующими кормовыми культурами, такими, как кукуруза, амарант показала себя как засухоустойчивое растение с отсутствием увядания. Поэтому именно ее рекомендуют в качестве источника энергии для разработки технологии в биоэнергетике.
4. Динамика сертификации полезной информации выражена в сертификатах качества на выпускаемую продукцию и дипломах, соответствующей квалификации.
В заключении еще раз выделим ряд существенных моментов, которые следует учесть применяя инновации в агробизнесе:
- спрогнозировать и определить числовые характеристики непрерывных циклопических процессов, затрагивающих конкретную экосистему [11. - С. 17];
- применив высокотехнологичные разработки, связанные с пучком ускоренных электронов, например облучения, выявить особенности структурного изменения железа в системе исследуемого вещества объекта, если такие произошли [12. - С. 852]; а это вероятно, если продукция выращена на участках отходов КМА с большим содержанием железа;
- учесть влияние феномена плодородия на развитие биосферы [11. - С. 29]; в погоне за устойчивостью или прибылью, связанной с этим феноменом;
- с экономической точки зрения изучить особенности антропогенного воздействия предприятий АПК [14. - С. 74].
Понимая, что сахар является стратегическим видом продукции любого государства. Поэтому считаем, что, прежде всего, прорывные биотехнологии целесообразно направлять в эту отрасль, рассматривая их инновационные решения как фактор повышения экономической эффективности ее [15. - С. 93]. Не упуская из вида инновационные подходы антропогенного использования вторично-сырьевых ресурсов [16. -С. 17] с особенностями повышения экономической эффективностью в свеклосахарном подкомплексе [17. - С. 100].
- провести комплексность исследования динамики развития нелинейных процессов затрагивающих социально-экологическую систему [18. - С. 24] - с экономической точки зрения изучить особенности антропогенного воздействия предприятий АПК [5. - С. 24] и только после всего осуществить биотехнологический скачок в качестве инноваций в бизнесе. А по мере исследования этих процессов вероятно и непрерывное экспоненциальное естественное развитие хода событий в рассматриваемой области с возможной интродукцией новых кормовых культур [19. - С. 20] обладающих высоким биопотенциалом [20. - С. 36].
Список использованных источников
1. Волкова С.Н, Муха Д.В. Моделирование и прогнозирование эволюционных процессов в социально-экологических системах. - Курск: Изд-во Курск. гос. с.-х. ак., 3-е изд., 2011. - С. 153.
2. Определение точек бифуркации с «эффектом увлечения» загрязняющих веществ в водных объектах экосистем / С.Н. Волкова, Е.Е. Сивак, А.В. Шлеенко, Т.Н. Белова // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2016. - № 3. - С. 72-78.
3. Волкова С.Н., Сивак Е.Е., Пашкова М.И. Альтернативные источники энергии // Региональный вестник. - 2016. - № 4(5). - С. 2-5.
4. Разработка технологии биоэнергетики / С.Н. Волкова, Е.Е. Сивак, В.В. Морозова, А.В. Шлеенко // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Техника и технологии. - 2017.- Т.7. - № 3 (24). - С. 93-99.
5. Роль демографических процессов социально-экологической системы в формировании эволюции биосферы / С.Н. Волкова, Е.Е. Сивак, М.И. Пашкова, А.В. Шлеенко // Региональный вестник. - 2016. - № 4(5). - С. 5-8.
6. Улучшение структуры землепользования / С.Н. Волкова, Е.Е. Сивак, В.В. Морозова и др. // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2017. - № 1. - С. 20-25.
7. Сивак Е.Е., Волкова С.Н. Универсальность новой кормовой культуры в лесостепной зоне // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии.- 2017. - № 2. - С. 10-15.
8. Волкова С.Н., Сивак Е.Е. Обеспеченность кормовой культуры элементами питания // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2016. - № 5. - С. 52-55.
9. Сивак Е.Е., Марков С.Ю. Влияние удобрений на урожайность зеленой массы колумбовой травы // Научное обеспечение агропромышленного производства: материалы Международной научно-практической конференции. - 2012. - С. 221-222.
10. Сивак Е.Е., Привало К.И., Волкова С.Н. Развитие полевого кормопроизводства для роста продуктивности крупного рогатого скота // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2017. - № 8. - С.11-14.
11. Волкова С.Н., Муха Д.В. Прогнозирование и числовые характеристики непрерывных циклических процессов экосистемы // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 1996. - № 1. - С. 17.
12. Особенности структурного состояния железа в стекле, синтезированном в пучке ускоренных электронов / С.Н. Волкова, Н.И. Минько, И.И. Мирошниченко и др. // Физика и химия стекла. - 1990. - № 6. - С. 852.
13. Волкова С.Н., Муха Д.В. Феномен плодородия и эволюция биосферы // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 1997. - № 1. - С. 29.
14. Волкова С.Н., Потемкин С.Н. Предприятия АПК и их антропогенное воздействие // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2011. - № 2 (21). - С. 74-76.
15. Шлеенко А.В., Волкова С.Н. Инновационные решения как фактор повышения экономической эффективности сахарной отрасли // Вестник Казанского аграрного университета. - 2010.
- Т. 5. - № 1(15). - С. 93-95.
16. Волкова С.Н., Потемкин С.Н. Инновационные подходы антропогенного использования вторично-сырьевых ресурсов // Вестник Казанского государственного аграрного университета.
- 2011. - Т. 6. - № 1 (19). - С. 17-18.
17. Шлеенко А.В., Волкова С.Н. Особенности повышения экономической эффективности в свеклосахарном подкомплексе // Вестник Казанского государственного аграрного университета.
- 2009. - Т. 4. - № 2 (12). - С. 100-104.
18. Динамика развития взаимодействий в социально-экологических системах / Н.В. Бакаева, А.В. Шлеенко, С.Н. Волкова и др. // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. - 2017. - № 1 (367). - С. 24-29.
19. Волкова Е.Е., Картамышев Н.И. Колумбова трава в Курской области // Земледелие. -2003. - № 1. - С. 29.
20. Сивак Е.Е. Эффективность возделывания колумбовой травы // Земледелие. - 2006. - № 6.
- С. 36.
List of used sources
1. Volkova S.N., Mukha D.V. Modeling and forecasting of evolutionary processes in socio-ecological systems. - Kursk: Publishing House Kursk. state S.-H. ac., 3rd ed., 2011. - P. 153.
2. Determination of bifurcation points with the "entrainment effect" of pollutants in the water bodies of ecosystems / S.N. Volkova, E.E. Sivak, A.V. Shleenko, T.N. Belova // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2016. - № 3. - P.72-78.
3. Volkova S.N., Sivak E.E., Pashkova M.I. Alternative energy sources // Regional Bulletin. -2016. - № 4 (5). - P. 2-5.
4. Development of bioenergy technology / S.N. Volkova, E.E. Sivak, V.V. Morozova, A.V. Shleenko // News of South-West State University. Series Technique and technology. - 2017.- T.7. - №
3 (24). - P. 93-99.
5. The role of demographic processes of the socio-ecological system in shaping the evolution of the biosphere / S.N. Volkova, E.E. Sivak, M.I. Pashkova, A.V. Shleenko // Regional Bulletin. - 2016. - №
4 (5). - P. 5-8.
6. Improving the structure of land use / S.N. Volkova, E.E. Sivak, V.V. Morozov et al. // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2017. - № 1. - P. 20-25.
7. Sivak, E.E., Volkova, S.N. Universality of new fodder culture in the forest-steppe zone // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2017. - № 2. - P.10-15.
8. Volkova S.N., Sivak E.E. Provision of fodder culture with nutrients // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2016. - № 5. - P. 52-55.
9. Sivak E.E., Markov S.Yu. The influence of fertilizers on the yield of green mass of columbian grass // Scientific support of agro-industrial production: materials of the International Scientific and Practical Conference. - 2012. - P. 221-222.
10. Sivak E.E., Privalo K.I., Volkova S.N. The development of field feed production for the growth of cattle productivity // Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy. - 2017. - № 8. - P.11-14.
11. Volkova S.N., Mukha D.V. Prediction and numerical characteristics of continuous cyclic processes of the ecosystem // Reports of the Russian Academy of Agricultural Sciences. - 1996. - № 1. -P. 17.
12. Features of the structural state of iron in glass synthesized in a beam of accelerated electrons / S.N. Volkova, N.I. Minko, I.I. Miroshnichenko et al. // Physics and Chemistry of Glass. - 1990. - № 6.
- P. 852.
13. Volkova S.N., Mukha D.V. Phenomenon of fertility and the evolution of the biosphere // Reports of the Russian Academy of Agricultural Sciences. - 1997. - № 1. - P. 29.
14. Volkova S.N., Potemkin S.N. Enterprises of agro-industrial complex and their anthropogenic impact // Agrarian science of Euro-Northeast. - 2011. - № 2 (21). - Pp. 74-76.
15. Shleenko A.V., Volkova S.N. Innovative solutions as a factor in increasing the economic efficiency of the sugar industry // Bulletin of Kazan Agrarian University. - 2010. - V. 5. - № 1 (15). - P. 93-95.
16. Volkova S.N., Potemkin S.N. Innovative approaches to the anthropogenic use of secondary raw materials // Bulletin of Kazan State Agrarian University. - 2011. - T. 6. - № 1 (19). - P. 17-18.
17. Shleenko A.V., Volkova S.N. Features of increasing the economic efficiency in the sugar beet subcomplex // Bulletin of Kazan State Agrarian University. - 2009. - V. 4. - № 2 (12). - P. 100-104.
18. Dynamics of development of interactions in socio-ecological systems / N.V. Bakaeva, A.V. Shleenko, S.N. Volkova et al. // Proceedings of higher educational institutions. Technology textile industry. - 2017. - № 1 (367). - P. 24-29.
19. Volkova E.E., Kartamyshev N.I. Columbus grass in the Kursk region // Farming. - 2003. - № 1.
- P. 29.
20. Sivak E.E. The efficiency of cultivation of Columbian grass // Agriculture. - 2006. - № 6. - P.
