Системное обоснование необходимости создания новой техники и технологий для преодоления кризиса в земледелии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Инновационная организация «Институт Глобальных Исследований»

Системное обоснование необходимости создания новой техники и технологий для преодоления кризиса в земледелии

Орешкин Михаил Вильевич к. с.-х. наук, директор

Кризисное состояние в земледелии и растениеводстве отмечается сегодня рядом авторов [1; 2; 3]. Этому способствует не только применение старых, изживших себя технологий и техники, но и то, что известные и повсеместно используемые орудия, их комплексы и технологии, по сути, подошли к пределу своего совершенства и стали ограничивающим фактором развития данной отрасли хозяйствования. С другой стороны изменение окружающей среды, приводит к кризисным ситуациям и требует нетрадиционных подходов в их разрешении.

Цель и методика исследований.

Применяя методы системологии и теории вакантного узла, даются обоснования путей совершенствования техники и технологий в земледелии и растениеводстве.

При получении растениеводческой продукции, обрабатывая почву, создавая агроценозы и ухаживая за ними получаем следующее:

А. Урожай сельскохозяйственных растений мы получаем лишь потому, что смещаем равновесие в агроценозе в сторону плодоношения и перераспределяем информацию и энергию, что приносит дополнительный выход вещества.

Б. Обработки почвы способствуют увеличению плодоношения, поскольку изменяются почвенные условия и регулируются энергетические потоки внутри почвы и в агроценозе в целом. Энергопотоки же обслуживают растения, обработки же несут энергоинформационную функцию.

В. Обработки почвы могут её же и разрушить.

Исходя из пунктов А, Б, В обрабатывать почву можно только в том случае, если данные обработки являются почвоохранными и почвозащитными.

Далее необходимо уменьшить массу технических средств, проходящих по полю к минимуму, а желательно и до нулевых значений. Это может достигаться при выносе энергоустановок и прочих технических средств в воздух, например, применением аппаратов легче воздуха.

Наконец возможен путь по изменению самого принципа обработки почвы и ухода за растениями, переход к индивидуальному уходу за каждым произрастающим растением с учётом так же свойств педонов или почвенных индивидов. Путь этот лежит через кибернетизацию земледелия и растениеводства, их роботизацию и использование бионического принципа, заложенного в деятельности муравейника, пчелиной семьи или термитника. Такая сложная роботизированная иерархическая система в то же время становится единым целым с агроценозом и непротиворечиво направлена не только на репродукцию растений, но и на сохранение конкретного биотопа и агроландшафта в целом.

Помимо этого, на основании уже имеющихся общепринятых технологий и общеприменяемой техники, возможно изменить технологии производства растениеводческой продукции путём перехода на экологически сбалансированные технологии (биотехнологии), то есть через усиление роли в технологии возделывания самих растений. В данном случае через усиление роли многолетних бобовых трав, например: донника и люцерны.

Результаты исследований.

В целом возникшую ситуацию можно рассмотреть следующим образом.

Существует надсистема (Q) - техника и технологии. Её цель - получение продукции, в данном случае продукции растениеводства. Для того чтобы получить товарную продукцию при эксплуатации агроценоза необходимо произвести перераспределение энергии агроценоза (биогеоценоза) в сторону усиления его репродуктивных возможностей. С другой стороны стоит задача по сохранению компонентов ценоза в рабочем состоянии и, в первую очередь, почвы (педосферы) от разрушения и поддерживать её плодородие на постоянном уровне неопределённо долгое время.

И если в первой задаче мы имеем дело с процессами динамическими, то во втором - со статическими. Отсюда налицо возникновение противоречия, которое с древнейших времён преследует все земледельческие культуры, приводя их зачастую к экологическим кризисам, катастрофам и гибели. Возникновение же противоречия, порождает вакантный узел. Применяя системную терминологию [4] можно рассмотреть и описать разобранную ситуацию так:

Имеется надсистема, в определённой зоне которой возникает противоречие или, иначе говоря, - вакантный узел (V). Для снятия противоречия требуется в вакантный узел поместить систему, способную выполнить выдвигаемые в узле требования и снять противоречие, то есть требуется замещение вакансии в вакантном узле.

Возможны три случая замещения вакантного узла надсистемы соответствующей системой:

Случай 1. Система для замещения вакансии заново создаётся и специально предназначена для данной цели. Характерная черта этого случая - требования в вакантном узле известны, сформулированы и по ним формируется новая система.

Случай 2. Система для замещения вакантного узла подбирается из уже существующих готовых систем. Критерием подбора служит наличие у системы основных функциональных качеств, необходимых для функционирования в вакантном узле.

Случай 3. Если подобрать готовую систему или создать новую невозможно, то система, способная занять вакантный узел, создаётся из одной или нескольких существующих. При этом полного соответствия условиям работы в вакантном узле не получается, что требует взаимной адаптации системы и надсистемы.

Выбор пути решения задачи - разрешения противоречия в надсистеме, то есть ликвидация вакантного узла - определяется на основе лимитирующих факторов, среди которых главный - энергетический. Если проще создать новую систему, то выбирается первый путь. Если можно подобрать готовую систему - выбирается, естественно, второй путь. Если имеется система, частично удовлетворяющая вакантному узлу - выбирается третий путь.

В нашем случае для замещения вакантного узла мы используем все три варианта его замещения. Так создаётся система (F) для заполнения вакантного узла (V) и снятия противоречия в надсистема (Q) (рис. 1). Которая содержит в себе две подсистемы (I) и (J). Первая из них - это подсистема техники, а вторая - подсистема биометодов (или альтернативное биологическое земледелие и растениеводство). Система (F) связана с системой (P) - прогнозирование развития техники и технологий. Она состоит из трёх подсистем: (Р₁), (Р₂), (Р₃). Первая из них - это прогнозирование возможных направлений развития орудий и рабочих органов для обработки почвы; вторая - прогнозирование возможных способов, технологий и элементов технологий; третья - прогнозирование возможных альтернативных био- и экологически сбалансированных способов возделывания сельскохозяйственных культур, технологий и их элементов. Блок-1 - рабочие органы и орудия объёмной обработки почвы. Он состоит из пяти секторов: сектора А, Б, В, Г, Д. Блок-2 - это варианты уменьшения негативного действия на почву посредством изменения базирования энергетических и транспортных устройств. Блок-3 - способ кибернетического ведения земледелия и растениеводства (органическая машина).

Теперь рассмотрим содержание подсистемы биометодов (D). Она состоит из четырёх блоков. Блок-4 - это способы, способствующие снижению применения химических веществ на посевах сельскохозяйственных растений; блок-5 - биометоды на основе применения многолетних трав; блок-6 - направленное регулирование развития растений с целью лучшей реализации их потенциала и потенциала окружающей среды; блок-7 - способы мелиорации и накопления влаги и создания улучшенных условий для развития последующих культур без дополнительных механических обработок и химизации.

Рассмотрим более подробно структуру и смысловое содержание подсистемы техники (I). Она состоит из трёх блоков, как это показано на рис. 1. Разберём подробно структуру и смысловое наполнение блока-1 подсистемы техники (I) системы (F). Блок-1 - это рабочие органы и орудия для объёмной обработки почвы и состоит он из пяти секторов (рис. 2) Сектор А - это рабочие органы и орудия с пассивными рыхлящими элементами (11 объектов). Сектор Б - плоскорезы пассивные без рыхлителей. Сектор В - плоскорежущие рабочие органы с активными приспособлениями для рыхления и крошения почвы. Сектор Г - вибрационные орудия и рабочие органы. Сектор Д - способ объёмной обработки почвы. Идеи по развитию и исследованию объёмной обработки почвы, изложены автором в ряде его работ [5,6,7,8,9,10].

Рис.1 Подсистемы систем (F) и (P)

Надо отметить, что подсистемы (I) и (D) не статичны, но взаимодействуют друг с другом, что объясняется на схеме взаимодействия данных подсистем на рисунке 3, а также уточняются принципы, заложенные в подсистемах и их блоках. Развитие подсистемы (I) на схеме отмечено снизу вверх.

Основной принцип, заложенный в блок-1, состоит в том, что объёмная обработка почвы проводится без нарушения естественного сложения слоёв почвы (на момент проведения обработки) и с оставлением стерни и пожнивных остатков на дневной поверхности почвы, а также в борьбе с переуплотнением почвы разного разной природы и генезиса.

Рис. 2 Схема взаимодействия подсистем (I) и (D) и уточнение принципов, заложенных в подсистемах и блоках

У блока-2 свои характерные черты, которые можно определить как снижение давления, оказываемое во время её обработок, ухода за растениями и их уборкой на почву. Это осуществляется через принцип разделения объектов и выноса энергетических и транспортных средств за пределы агроценоза частично или полностью.

Рис. 3 Общая схема системных связей при снятии внутренних противоречий (W) надсистемы (Q) и конфликта надсистем (Q) и (U) через приведение надсистемы (Q) путём ликвидации вакантного узла (V) в соответствие с требованиями получения продукции и охраны агроценозов по уходу за последующими культурами и приближения свойств и качества агроценозов культурных растений к естественным биоценозам

Принципиальными моментами блока-3 является переход к кибернетическому земледелию и растениеводству. Он содержит в себе также принцип индивидуального ухода за растениями. Агроценоз и обслуживающие технические средства, в данном случае, представляют собой одно целое. Так же используется принцип дискретности механизмов.

Что касается подсистемы (D) то все её блоки объединяются по принципу биологизации земледелия, который заключается в использовании биологических свойств растений по замене обработок почвы и мероприятий

Таким образом на рис. 3 рассматривается общая схема системных связей при снятии внутренних противоречий надсистемы (Q) и конфликт надсистем (Q) и (U) через приведение надсистемы (Q) в соответствии с требованиями получения оптимального количества экологически чистой продукции при сохранении биоценозов. Необходимо также отметить, что обе подсистемы имеют тесные взаимосвязи и только в совместном их применении можно добиться как максимального выхода товарной продукции, так и максимальной сохранности агросферы.

Выводы

Таким образом, внутреннее противоречие надсистемы (Q), порождающее вакантный узел (V), который затем требует заполнения для его ликвидации и соответственно создания системы (F), в целом является следствием взаимодействия двух надсистем (Q) и (U). Но надсистема (U) является надсистемой более высокого порядка и поэтому внутреннее противоречие возникает именно в надсистеме (Q) и требует своего решения в пределах той же надсистемы.

экологический агроценоз вакантный

Список использованной литературы

1. Семыкин В.А. Последствия уплотнения почвы ходовыми системами тракторов [Текст] / В.А. Семыкин// Земледелие.- 2002.- №6.- С.17.

2. Болотских М.В. Особенности распространения тяжёлых металлов, микро- и радиоактивных элементов в ландшафтах Донбасса. Монография [Текст] / М.В. Болотских, М.В. Орешкин, П.В. Шелихов, В.М. Брагин.- Луганськ: ОАО «ЛОТ», 204.- 196 с.

3. Плющиков В.Г. Защита сельскохозяйственного производства в чрезвычайных ситуациях и эколого-экономическая оценка ущерба [Текст]/ В.Г. Плющиков. - Автореф.дис. … докт. сельхоз.наук/ 11.00.11.- Охрана окруж. среды и рац. использ. прир. ресурсов.-Курск: КГСА,1998.- 48 с.

4. Мельников Г.П. Системология и языковые аспекты кибернетики [Текст] / Г.П. Мельников / Под ред. Ю.Г. Косарева.- М.: Советское радио, 1978. - 368с.

5. Орешкин М.В. Орудие для плоскорезной обработки почвы [Текст] / М.В. Орешкин, В.П. Ляхов. - Информлисток №253-86, РЦНТИ, - Ростов н/Д., 1986. - 4 с.

6. Орешкин М.В. Оценка применимости сельскохозяйственной техники в зависимости от энергозатрат [Текст] / М.В. Орешкин. - Информлисток № 90-219, ВЦНТИ. - Ворошиловград, 1990.-4 с.

7. Орешкин М.В. Значение изобретательства для развития науки и производства, в том числе в связи с эрозией почв [Текст] / М.В. Орешкин. -Деп.рукопись 488 ВС-90 Деп. -Справка с деп. № 13935.- (Реферат в РЖ «Земледелие, землепользование, агролесомелиорация» - 1991.-№ 2.-С.2.)-42с.

8. Орешкин М.В. Неформальная классификация изобретений направленных на защиту почв от эрозии [Текст] / М.В. Орешкин. -Деп.рукопись 483 ВС-90 Деп. -Справка с деп. № 13932.- (Реферат в РЖ «Земледелие, землепользование, агролесомелиорация» - 1991.- № 2.- С.2.)- 25 с.

9. Усатенко Ю.А. Влияние технологических особенностей на предупреждение кризисных ситуаций в земледелии (в условиях бассейна реки Северский Донец). Монография [Текст] / Ю.А. Усатенко, М.В. Орешкин, М.В. Болотских, А.И. Денисенко, Н.А. Зеленский.- Луганск: ОАО «ЛОТ», 2005.- 196 с.

10. Орешкин М.В. Совершенствование технических средств обработки почвы как фактор предотвращения катастрофических ситуаций в земледелии. Монография [Текст] / М.В. Орешкин, В.Е. Кириченко, М.В. Болотских, В.А. Белодедов.- Луганск: Изд-во «Глобус», 2006.- 148 с.

Размещено на Allbest.ru