Математичну модель поливу для підвищення врожаю розробили вчені мду

12

Вчені факультету вмк мду спільно з колегами в результаті математичного моделювання відшукали оптимальні сценарії іригації двох сільськогосподарських культур (картопля і цукровий буряк). В результаті математичного моделювання було продемонстровано збільшення врожайності при зниженні витрати води.

Результати представлені на авторитетній конференції iccs 2021 і опубліковані в рамках серії книг lecture notes in computer science.

Завданням дослідження було не тільки збільшення врожайності культур, а й зниження втрат води при неефективному поливі. Зниження втрат води при поливі необхідно, з одного боку, для економії водних ресурсів, а з іншого – для зниження впливу міграції добрив на водойми. При високих обсягах поливу ефективність використання води рослинами знижується, а обсяг вимиваються мінеральних добрив в грунтові води збільшується.

В роботі використовувалася математична модель врожайності wofost. Модель wofost-один з ключових елементів європейської системи моніторингу агрокультурних ресурсів. Значна частина даних про вивчене господарство, розташованому неподалік від р. Оки, була отримана в результаті польових експериментів. На виході після розрахунків дана модель дозволяє отримати кількісний прогноз врожайності в залежності від погодних умов, властивостей грунту, фермерських стратегій поливу та ін.

Використання цифрового симулятора для відпрацювання можливих сценаріїв вимагає незрівнянно менших ресурсів і зусиль у порівнянні з реальними багаторічними експериментами з вивчення врожайності. “додатково, математична модель дозволяє “програвати” різні якісні сценарії зміни врожайності на основі даних довгострокових історичних погодних спостережень. Таким чином, можна оцінювати довгострокові ефекти, які можуть проявитися при постійному використання тих чи інших стратегій експлуатації господарства»,- пояснив доцент кафедри обчислювальних технологій і моделювання, канд. Фіз. – мат.наук сергій матвєєв.

У процесі пошуку оптимальної стратегії поливу було використано потужності суперкомп’ютера жорес для прискорення розрахунків за допомогою спеціалізованого генетичного алгоритму оптимізації nsga-ii.

” приємним спостереженням було те, що використовувані реальні фермерські стратегії планування поливу є досить розумними і нам потрібні були тривалі обчислення, щоб переконатися, що існуючі сценарії все-таки можна поліпшити в межах 10-12 відсотків, що теж є досить значущою цифрою. Ми сподіваємося, що наші рекомендації, отримані в результаті моделювання, можна буде передати в дослідні господарства для проведення масштабного польового експерименту. У той же час ми раді навіть тому факту, що нам вдалося в черговий раз продемонструвати, що існуючі сценарії іригації, використовувані в сільському господарстві, все ще можливо поліпшити в бік зменшення витрати прісної води», -додала старший викладач сколтех, випускниця факультету грунтознавства мду марія пукальчик.