Агрономические исследования в статике: по одному, множеству признаков. Исследования в разных (одномерное и двумерное) масштабных пространственных уровнях .

Законы земледелия (законы урожая) как базовые законы агрономии.

Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни расте­ний.

Согласно этому закону для роста и разви­тия растений должен быть обеспечен приток всех факторов жизни растений - космических и земных. Растение может нуждаться как в больших, так и в ничтожно малых количествах факторов, однако отсутствие любого из них ведет к резкому снижению урожая и даже гибели растений. В этом проявляется абсолютный характер закона. Ни один фактор нельзя заменить другим. Например, недостаток фосфора нельзя заменить избытком азота, а ограниченное поступ­ление света восполнить лучшим обеспечением растений водой и т.д. На практике получить максимально высокий урожай можно только при бесперебойном снабжении растений всеми факторами в оптимальном количестве.

Закон минимума.

Данный закон утверждает, что величина урожая определя­ется фактором, находящимся в минимуме. Впервые этот закон сформулировал Ю. Либих. Он считал, что рост урожая прямо пропорционален увеличению количества фак­тора, находящегося в минимуме, то есть для наглядной демонстрации закона минимума использовали так называемую «бочку Добенека», клетки которой условно обозна­чают отдельные факторы жизни растений. Они неодинаковы по вы­соте, каждая соответствует наличию определенного фактора. Пунктиром показан максимально возможный урожай растений при оптимальном наличии всех факторов (бочка заполнена доверху).

Закон минимума, оптимума, максимума.

Для демонстрации закона используют данные опыта, проведенного Гельриге­лем и неоднократно подтверж­денного другими исследователя­ми. В этом опыте растения ячме­ня выращивали в стеклянных со­судах, заполненных одной и той же плодородной почвой. Все ус­ловия выращивания растений, кроме влажности почвы в сосу­дах, были одинаковыми. Влаж­ность почвы определяли по пол­ной влагоемкости, которая соот­ветствовала уровню влажности 100 %. В каждом из 8 сосудов влажность была различной и со­ставляла 5, 10,20, 30, 40, 60, 80 и 100 %. После окончания опыта уро­жайность в зависимости от влажности возрастает или уменьшается. Как следует из данных, полученных в опыте Гельригеля, максимальный урожай ячменя соответствует оптимальной влажности по­чвы в сосуде (60 % ПВ). Минимум и максимум фактора (количества влаги) не обеспечили получение урожая.

Закон действия факторов жизни растений, по Э. Митчерлиху, гласит, что прибавка урожая зависит от каждого фактора роста и его интенсивности, она пропорциональна разнице между возможным максимальным и действительно полученным урожаем.

Закон возврата.

Вещество и энергия, отчужденные из почвы с урожаем, должны быть компенсированы (возвращены в почву) с определенной степенью превышения. Этот закон был открыт Ю.Либихом. К А. Тимирязев и Д. Н. Прянишников

Закон возврата. Вещество и энергия, отчужденные из почвы с урожаем, должны быть компенсированы (возвращены в почву) с определенной степенью превышения. Этот закон был открыт Ю. Либихом. Закон возврата — научная основа воспроизводства почвенного плодородия, частный случай проявления всеобщего закона сохранения веществ и энергии.

Закон возврата в почву питательных веществ. Для предотвращения снижения почвенного плодородия необходимо возвращать в почву питательные вещества с помощью внесения удобрений.

Закон соблюдения правильного чередования сельскохозяйственных культур в полях севооборота. Культурные растения потребляют различное количество питательных веществ при создании урожая.

Агрономические исследования в статике: по одному, множеству признаков. Исследования в разных (одномерное и двумерное) масштабных пространственных уровнях.

Статика рассматривает частный случай механического движения, когда оно не зависит от времени – речь идет о рассмотрении равновесия твердого тела, загруженного системой сил и находящегося в состоянии покоя.

В современных исследованиях очень широко используются методы моде­лирования. Суть их заключается в том, что реальные объекты исследования, особенно если они недоступны или если нельзя вмешиваться в их функцио­нирование, заменяются соответствующими моделями, пользуясь которыми можно провести эксперимент, изучать их поведение при изменениях параме­тров внешней и внутренней среды.

Модель — это копия реального объекта, обладающая его основными ха­рактеристиками и способная имитировать его поведение.

Особенностью модели является то, что она находится всегда в определен­ном отношении с реальным объектом. Это значит, что она до определенных пределов может замещать изучаемый объект. И пределы эти должны быть известны и учитываться в оперировании моделями. Модель — это всегда уп­рощенное отражение объекта. Очень часто необходимо намеренно упроще­ние действительности модели, чтобы выделить главное, "отсечь" его от вто­ростепенного, случайного, преходящего. Можно использовать целую сово­купность моделей одного и того же объекта, каждая из которых отличается степенью сложности и составом учитываемых характеристик.

Модель должна соответствовать некоторым требованиям:

1. Достаточно полно отражать особенности и сущность исследуемого объекта, чтобы можно было замещать его при исследовании.

2. Представлять объект в упрощенном виде, но с допустимой степенью простоты для данного вида и цели исследования.

3. Давать возможность перехода от модельной информации к реальной. Это должно быть учтено в правилах построения модели.

В исследовании управления часто используются компьютерные модели. Они могут быть представлены в виде структуры системы управления, техно­логической схемы процесса управления, комплекса характеристик управле­ния, факторов, влияющих на эффективность управления, структуры инфор­мации, взаимодействия функций управления и пр.

Использование подобных моделей может быть весьма эффективным в проведении исследования систем управления, однако следует иметь в виду, что методы исследования только в совокупности и комплексе дают ощути­мый эффект и действительный результат. Моделирование наиболее эффек­тивно тогда, когда исследователь имеет дело с хорошо структурированными проблемами, когда достаточно информации для оценки ситуаций и проблем, когда отработана методология работы с моделями.

Наиболее известными трудностями использования моделей в исследова­нии систем управления являются следующие: очень высокая стоимость, не­достоверная исходная информация об объекте, чрезмерное упрощение ха­рактеристик, ошибки в методологии моделирования

компьютерное экспериментирование использует практически весь аппарат современной математики, предполагается знание основных математических дисциплин - алгебры, матанализа, теории дифференциальных уравнений, матстатистики, теории вероятности. Для решения математических задач накомпьютере необходимо владеть в полном объеме численными методами решения нелинейных уравнений, систем линейных уравнений, дифференциальных уравнений, уметь аппроксимировать и интерполировать функции. И, конечно же, предполагается свободное владение современными информационными технологиями, знание языков программирования и владение навыками разработки прикладных программ.

Без компьютерного моделирования сейчас невозможно решение крупных научных и экономических задач. Выработана технология исследования сложных проблем, основанная на построении и анализе с помощью вычислительной техники математической модели изучаемого объекта. Такой метод исследования называется вычислительным экспериментом.