Способ и устройство определения уровня эффективности агротехнологий


 


Владельцы патента RU 2486747:

Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) (RU)

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства. В способе из большого числа переменных выбирают переменную порядка в сложной многофакторной системе «растение - факторы окружающей среды», наиболее быстро изменяющуюся и наиболее сильно влияющую на процессы в системе. Также выбирают параметры управления, с помощью которых возможно осуществить воздействия на продукционные процессы растений. При этом уровень эффективности агротехнологий определяют отношением значения эксэргии переменной порядка в реально полученном урожае - продукции, в опыте с оцениваемой агротехнологией к значению теоретической эксэргии переменной порядка, полученной расчетом по выражению: η(%)=ерпцтпв, где η - показатель уровня эффективности - оптимальности агротехнологий, ерпц - реальный урожай в экзегетических единицах, етпв - теоретическое значение потенциально возможного урожая в заданных экологических условиях в экзегетических единицах. Устройство содержит датчик эксэргии оптического излучения для растениеводства, блок вычисления расчетной величины эксэргии мощности эксэргии оптического излучения, блок памяти. В устройство введен блок определения уровня эффективности агротехнологий. При этом выход блока вычисления эксэргии мощности оптического излучения подключен к первому входу блока определения уровня эффективности - оптимальности агротехнологий, выход блока памяти подсоединен ко второму входу блока определения уровня эффективности агротехнологий, а выход блока определения уровня эффективности агротехнологий связан с оператором или входом информационной системы. Изобретения позволяют увеличить продуктивность растений путем возделывания растений с учетом экологических условий земельных угодий. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к технологиям растениеводства, и может быть использовано в отраслях как тепличного, так и полевого растениеводства.

Известны способы и устройства управления продукционным процессом растений, предусматривающие измерения эффективной величины излучения в зависимости от спектральной восприимчивости растения и температуры воздуха среды обитания растений. Они включают расчет значения температуры воздуха, сравнение измеренной величины с ее заданным значением и автоматическое регулирование температуры воздуха в помещении теплицы [Свентицкий И.И., Сулацков В.Г., Сторожев П.И., Ефанов В.И. О согласовании температуры культивационного помещения с оптическим облучением // Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. 1968. №2. С.24-28; Свентицкий И.И. Экологическая биоэнергетика растений и сельскохозяйственное производство. Пущино: АН СССР. НЦ биологических исследований. Ин-т агрохимии и почвоведения. 1982. 222 с. (см. стр.168-173)].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являются способ и устройство автоматического управления продукционным процессом растений с учетом самоорганизации, предусматривающие определение переменной порядка, а именно суммарной эксэргии оптического излучения в отношении фотосинтеза растений [Патент RU 2350068, БИ №9, опубл. 27.03.2009 г.].

Недостатками известных технических решений является сложность определения уровня эффективности (оптимальности) агротехнологий в реально полученном урожае (продукции) для земельных угодий с различными экологическими условиями. По этой причине невозможно оценить, насколько эффективно были реализованы технологические процессы возделывания растений в данных экологических условиях, насколько рационально затрачивались материально-технические и энергетические ресурсы при возделывании растений, сложно выработать технологические рекомендации по увеличению продуктивности растений, сокращению затрат энергии на выполнение технологического процесса при выполнению работ в будущем. До сих пор не предложены способы и системы для определения уровня (точности, эффективности) агротехнологий с учетом экологических условий. Предлагаемый способ компьютерная система обеспечит решение этой важной проблемы [Лачуга Ю.Ф. Точное земледелие и животноводство - генеральное направление развития сельскохозяйственного производства в 21 века по созданию высокоэффективных оптимальных, точных) агротехнологий //Машинные технологии производства продукции в системе точного земледелия и животноводства. - М.: ГНУ ВИМ, 2005, с.8-11].

Задачей изобретения является повышение экономической и энергетической эффективности растениеводства за счет увеличения продуктивности растений при сокращении затрат энергии на выполнение технологического процесса путем определения выполненных (реализованных) технологических процессов возделывания растений с учетом экологических условий земельных угодий.

В результате использования предлагаемого изобретения определяют потенциально возможную продуктивность растения в конкретных условия выращивания и осуществляют управление процессом выращивания растения, обеспечивающее достижение этой продуктивности.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе определения уровня эффективности оптимальности агротехнологий, предусматривающем в сложной многофакторной системе «растение - факторы окружающей среды», из большого числа переменных выбор переменной порядка, наиболее быстро изменяющейся и наиболее сильно влияющей на процессы в системе, а также выбор параметров управления, с помощью которых возможно осуществить воздействия на продукционные процессы растений, уровень оптимальности (эффективности) агротехнологий определяется отношением значения эксэргии переменной порядка в реально полученном урожае (продукции) в опыте с оцениваемой агротехнологией к значению теоретической эксэргии переменной порядка, полученной расчетом по выражению:

η(%)=ерпцтпв,

где η - показатель уровня эффективности - оптимальности агротехнологий, ерпц - реальный урожай в экзегетических единицах, етпв - теоретическое значение потенциально возможного урожая в заданных экологических условиях в экзегетических единицах.

Технический результат достигается также тем, что в устройство определения уровня эффективности агротехнологий, содержащее датчик эксэргии оптического излучения для растениеводства, блок вычисления расчетной величины эксэргии мощности эксэргии оптического излучения, блок памяти, введен блок определения уровня эффективности (оптимальности) агротехнологий, при этом выход блока вычисления эксэргии мощности оптического излучения подключен к первому входу блока определения уровня эффективности (оптимальности) агротехнологий, выход блока памяти подсоединен ко второму входу блока определения уровня эффективности (оптимальности) агротехнологий, а выход блока определения уровня эффективности (оптимальности) агротехнологий связан с оператором или входом информационной системы.

Способ осуществляют следующим образом:

1) в сложной многофакторной системе «растение - факторы окружающей среды» из большого числа переменных выбирают одну, наиболее быстро изменяющуюся и наиболее сильно влияющую на процессы в системе (переменная порядка) и параметры управления;

2) по результатам завершения полного цикла получения урожая по оцениваемой технологии устанавливают реальный урожай, выражаемый в экзегетических единицах (ерпц);

3) рассчитывают теоретическое значение потенциально возможного урожая в заданных экологических условиях в экзегетических единицах (етпв);

4) проводят сопоставление реально полученного урожая (продуктивности) с расчетным (теоретически возможным) значением в тех же экологических условиях по выражению:

η(%)=ерпцтпв,

где η - показатель уровня эффективности - оптимальности агротехнологий, ерпц - реальный урожай в экзегетических единицах, етпв - теоретическое значение потенциально возможного урожая в заданных экологических условиях в экзегетических единицах;

5) отклонение от 100% характеризует меру несоответствия оцениваемой агротехнологии в данных экологических условиях земельного угодья, его значение характеризует уровень, возможности дальнейшего совершенствования агротехнологий в существующих экологических условиях земельного угодья.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечит оценку уровня эффективности (оптимальности) агротехнологии по результативности использования существующих экологических условий земельного угодья. В связи с нестабильностью погодно-климатических условий в разные годы рассматриваемую оценку агротехнологии целесообразно проводить для статистического репрезентативного числа лет.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1.

На фиг.1 приведена схема устройства по способу. Устройство содержит датчик эксэргии оптического излучения 1 для растениеводства, блок вычисления расчетной величины эксэргии мощности эксэргии оптического излучения 2, блок определения уровня эффективности агротехнологии 3, блок памяти 4.

Выход датчика эксэргии оптического излучения 1 подключен к входу блока вычисления эксэргии мощности оптического излучения 2, выход блока вычисления эксэргии мощности оптического излучения 2 подключен к первому входу блока определения уровня эффективности агротехнологии, выход блока памяти подсоединен ко второму входу блока определения уровня эффективности агротехнологии 3, а выход блока определения уровня эффективности агротехнологии 3 связан с оператором или входом информационной системы.

Устройство функционирует следующим образом.

После завершения технологических процессов возделывания растений для полученного урожая (продукции) с учетом вида (сорта, гибрида) сельскохозяйственной культуры, системы технической реализации технологических процессов и конкретных условий возделывания растений блок вычисления мощности эксэргии оптического излучения 2 определяет реальное значение переменной порядка. После этого блок определения уровня эффективности агротехнологии 3, используя данные блока памяти 4, рассчитывает теоретическую эксэргию полученного урожая (продукции), анализирует ход и условия реализации выполненного технологического процесса и вырабатывает практические рекомендации по проведению аналогичных работ в будущем.

1. Способ определения уровня эффективности агротехнологий, предусматривающий в сложной многофакторной системе «растение - факторы окружающей среды» из большого числа переменных выбор переменной порядка, наиболее быстро изменяющейся и наиболее сильно влияющей на процессы в системе, а также выбор параметров управления, с помощью которых возможно осуществить воздействия на продукционные процессы растений, отличающийся тем, что уровень эффективности агротехнологий определяется отношением значения эксэргии переменной порядка в реально полученном урожае - продукции, в опыте с оцениваемой агротехнологией к значению теоретической эксэргии переменной порядка, полученной расчетом по выражению:
η(%)ерпцтпв,
где η - показатель уровня эффективности - оптимальности агротехнологий, ерпц - реальный урожай в экзегетических единицах, етпв - теоретическое значение потенциально возможного урожая в заданных экологических условиях в экзегетических единицах.

2. Устройство определения уровня эффективности агротехнологий, содержащее датчик эксэргии оптического излучения для растениеводства, блок вычисления расчетной величины эксэргии мощности эксэргии оптического излучения, блок памяти, отличающееся тем, что в устройство введен блок определения уровня эффективности агротехнологий, при этом выход блока вычисления эксэргии мощности оптического излучения подключен к первому входу блока определения уровня эффективности - оптимальности агротехнологий, выход блока памяти подсоединен ко второму входу блока определения уровня эффективности агротехнологий, а выход блока определения уровня эффективности агротехнологий связан с оператором или входом информационной системы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскому хозяйству в части энергоснабжения и орошения теплиц с целью оптимизации энергозатрат на отопление и освещение тепличного помещения, а также внутрипочвенного терморегулируемого орошения корнеобитаемой области выращиваемых культур.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для регулирования микроклимата в теплице. .

Изобретение относится к растениеводству, в частности для укоренения зеленых черенков и выращивания рассады стевии (Stevia rebaudiana (Bertoni) Hemsley) без использования стимуляторов роста гетероуксиновой природы за счет создания оптимальных микроусловий (постоянная влажность воздуха - эффект "влажной камеры") для укоренения зеленых черенков, и может быть использовано как в условиях теплицы, так и вне защищенного грунта.

Изобретение относится к области лабораторного оборудования для проведения научно-исследовательских работ с биологическими объектами (растениями, насекомыми и т.п.) в условиях искусственного климата.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к климатическим камерам для выращивания растений. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам интенсивного выращивания огурца в весенних пленочных теплицах с использованием электрического подогрева грунта.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к пчеловодству. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к обработке плодово-ягодных культур в осенний период препаратом на основе аминокислот (Варианты 1 и 2), оказывающих защитные действия на растения в зимний период, что способствует увеличению продуктивности при плодоношении.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может найти применение в возделывании лекарственных растений для получения лекарственного сырья. .

Изобретение относится к области сельского хозяйства. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к плодоводству, и может быть использовано для проведения прогнозирования хранения плодов и ягод за 6-8 месяцев до их созревания.
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к селекции. .
Изобретение относится к области сельского и лесного хозяйств. .
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к селекции растений. .
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к мелиорации. .
Изобретение относится к области сельскохозяйственной биотехнологии, семеноводству картофеля, картофелеводству
Наверх