Результаты исследований влияния биоэнергетических факторов на повышение урожайности в растениеводстве

Приведены предпосылки и результаты фундаментальных исследований, подтверждающие две гипотезы, касающиеся процесса формирования урожая и транспирации как основного биоэнергетического фактора плодородия. Транспирация есть термодинамический процесс в открытой самоорганизующейся системе, носящий диссипативный случайный характер. На транспирацию расходуется около 95 процентов потребляемой растением воды. (Цель
исследования) Получить результаты, подтверждающие две гипотезы, согласно которым эффективность процесса формирования урожая обусловлена: транспирацией как биоэнергетическим фактором плодородия, фотосинтезной эксергией и тепловой эксергией. (Методы и материалы) Рассмотрены основные принципы самоорганизации термодинамических систем, а также методы экспериментальных исследований принципа подчинения параметру порядка, при котором переменная управления системы подчинена параметру порядка. Определили связь параметра порядка (тепловая эксергия солнечного излучения (СИ)) и переменной управления (транспирация). Значения коэффициентов корреляции этих двух процессов имеют величину, близкую к единице. Это подтверждает, что транспирация есть диссипативный самоорганизующийся процесс, лежащий в основе механизма транспирационного орошения. Выявили фрактальную размерность временного ряда транспирации огурца при естественном освещении, картофеля – при искусственном, а также их вероятностные характеристики: матожидание, среднеквадратическое
отклонение и дисперсия. (Результаты и обсуждение) Получили подтверждение научной гипотезы о влиянии лимитирующих климатических факторов на теоретический предел продуктивности растений и фрактальной размерности транспирации как индикатора продукционных процессов в растениеводстве. (Выводы) Дополнили научную гипотезу о влиянии лимитирующих климатических факторов на теоретический предел продуктивности растений. Показали, что при искусственном интенсивном освещении всходов картофеля фрактальная размерность равна 1,1, а дисперсия временного случайного ряда транспирации снизилась более чем в 6 раз по сравнению с аналогичным временным рядом при естественном освещении СИ.

1. Жученко А.А. Обеспечение продовольственной безопасности России в ХХI веке на основе адаптивной стратегии устойчивого развития АПК (теория и практика) // Трибуна Академии наук. Вып. N5. М.: Фонд «Знание им. С.И. Вавилова», 2008. 97 с.

2. Свентицкий И.И. Биоэнергетика в селекции, растениеводстве и биотехнологиях. М.: Высшая школа, 2008. С. 458-482.

3. Мудрик В.А., Свентицкий И.И. Биоэнергетические аспекты оценки влагообеспеченности растений. Пущино: Пущинский центр биологических исследований АН СССР, 1981. 23 с.

4. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980. 405 с.

5. Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. М.: КомКнига, 2005. 248 с.

6. Petela R. Exergy of undiluted thermal radiation “Solar Energy”. 2003; 74: 469-488.

7. Grishin A.P., Grishin A.A., Grishin V.A. Vodnyi rezhim rassady ogurcza, tomata i fasoli // News of science and education, 2017; 5: 53-60.

8. Петерс Э. Фрактальный анализ финансовых рынков. М.: Интернет-трейдинг, 2004. 304 с.

9. Гришин А.П. Целенаправленность действия информации в транспирационном орошении // Интеллектуальные машинные технологии и техника для реализации государственной программы развития сельского хозяйства: Сборник научных докладов Международной научно-технической конференции. Ч. 2. М.: ВИМ, 2015. С. 224-228.

10. Гришин А.П. Энергетические потоки процесса транспирации у растений // Интеллектуальные машинные технологии и техника для реализации государственной программы развития сельского хозяйства: Сборник научных докладов Международной научно-технической конференции. Ч. 2. М.: ВИМ, 2015. С. 210-214.

11. Измайлов А.Ю., Лобачевский Я.П., Сизов О.А., Ахалая Б.Х. Агротехническое и экологическое обоснование эффективности (целесообразности) использования биоактивных технологических способовобработки почвы в системе машинных технологий для обработки залежей и запущенных угодий // Система технологий в АПК России: Сборник научных докладов Международной научно-технической конференции, посвященной 145-летию со дня рождения основоположника земледельческой механики академика В.П. Горячкина. ВИМ, 2013. С. 127-130.