Экономико-математическое моделирование и обоснование рационального землепользования в агроландшафтах юга
Обоснование устойчивого развития агроландшафтов на основе мелиорации на юге России (Краснодарский край). Разработка групп севооборотов для агроландшафтов с системой орошения. Интегральные показатели и условия формирования устойчивых агроландшафтов.
| Рубрика | Экономико-математическое моделирование |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.01.2019 |
| Размер файла | 54,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Экономико-математическое моделирование и обоснование рационального землепользования в агроландшафтах юга
А.Ф. Рогачёв, А.В. Медведев,
Л.Н. Медведева, С.В. Куприянова
Аннотации
Целью исследования является обоснование устойчивого развития агроландшафтов на основе мелиорации на юге России. С помощью методов экономико-математического моделирования были разработаны группы севооборотов для агроландшафтов с системой орошения в пределах трех природно-экономических зон Краснодарского края (северной, центральной, южно-предгорной), научно обоснованы интегральные показатели и условия формирования устойчивых агроландшафтов. Методологический подход к обоснованию моделей рационального землепользования с применением групп севооборотов, проведением мелиоративных мероприятий применялся с использованием следующих показателей: видов и показателей урожайности возделываемых сельскохозяйственных культур; коэффициентов долевого участия каждой культуры в севообороте; удельных агротехнических затрат, связанных с орошением; данных о внутрихозяйственных затратах (транспортно-логистических расходах, удельных капитальных затратах на мелиорацию) и внебюджетных расходах сельхозпредприятий. В результате исследования была обоснована оптимизационная модель агроэкономической деятельности, применение сбалансированной биологизированной системы земледелия, выработаны предложения по обеспечению устойчивого развития агроландшафтов на сельскохозяйственных территориях с использованием групп севооборотов и орошаемого земледелия.
Ключевые слова: агроландшафт, группы севооборотов, орошаемое земледелие, экономическая эффективность, экономико-математическое моделирование, рациональное землепользование, ландшафтно-экологические условия, плодородие почв.
The purpose of the research is the justification of the agrolandscapes sustainable development based on land reclamation in the south of Russia. The crop rotation groups for agrolandscapes with an irrigation system within the three natural and economic zones of Krasnodar Territory (northern, central, southern foothill) were developed with economic and mathematical modeling methods, the integrated indicators and conditions for the formation of sustainable agrolandscapes were scientifically substantiated. The methodological approach to the sustainable land use models justification with the use of crop rotation groups and the implementation of reclamation measures was applied using the following indicators: kinds and yields indices of cultivated crops; coefficients of equity participation of each crop in the crop rotation; agro-technical unit costs associated with irrigation; in-farm costs data (transport and logistics costs, specific capital costs for land reclamation) and out-of-budget expenses of agricultural enterprises. The optimization model of agroeconomic activity was substantiated as a result of the study, a balanced biologized farming system was applied; proposals on securing the sustainable development of agricultural landscapes in agricultural areas using crop rotation groups and irrigated agriculture were made.
Key words: agrolandscape, crop rotation groups, irrigated agriculture, economic efficiency, economic and mathematical modeling, sustainable land use, landscape-ecological conditions, soil fertility.
Основное содержание исследования
Актуальность исследования обусловлена тем, что возрастание антропогенной нагрузки на окружающую среду, повышение интенсивности земледельческого труда приводят к нарушению сложившихся агроландшафтов. Использование научных подходов и методов экономико-математического моделирования позволяет спрогнозировать процессы, протекающие в орошаемых агроценозах, обосновать необходимость воспроизводства почвенного плодородия, оценить уровень доходности сельскохозяйственного производства.
Являясь естественными условиями интенсификации сельского хозяйства, мелиорация и плодородие почв способствуют росту урожайности и продуктивности растениеводства, обеспечивают устойчивое развитие сельских территорий. Однако сложившиеся структура и система землепользования не в полной мере отвечают требованиям экологической безопасности, рационального использования земельных и водных ресурсов, и, как следствие, наблюдается тенденция к снижению плодородия почв, ухудшению состояния агроландшафтов на юге России [1].
По одному из определений, мелиорация земель - комплекс мероприятий, направленных на обеспечение водного режима растений, на улучшение свойств почвы и условий почвообразования [2]. На практике проведение мелиоративных мероприятий может оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на природную среду (почву, грунты, подземные воды, растительность, животных), способствовать усилению негативных природных процессов (эрозии, заболачиванию, засолению, опустыниванию). При неоправданном применении мелиоративных технологий нарушается естественный режим рек, повышается уровень грунтовых вод, проявляется вторичное засоление и заболачивание почв, увеличиваются потери питательных веществ в почвах, ухудшаются условия произрастания растений и обитания животных [1, 3]. Многие антропогенные процессы, ведущие к ухудшению природных комплексов, носят необратимый характер и вследствие этого делают вопросы рационального природопользования на агроландшафтах весьма актуальными.
Причины негативных проявлений в природном ландшафте в процессе мелиорации связаны как с ошибками, допущенными в ходе проектирования, эксплуатации мелиоративных объектов, так и с несоблюдением агротехнологий в растениеводстве [4]. Важнейшим аспектом применения мелиоративных мероприятий является эколого-экономическая оценка состояния сельскохозяйственных земель. Формирование орошаемых агроценозов, ориентированных на производство больших объемов высококачественной продукции с заложенным алгоритмом воспроизводства почвенного плодородия, требует применения комплексной мелиорации. В регионах накоплено значительное количество данных об условиях произрастания и продуктивности сельскохозяйственных культур на мелиорированных землях, которые можно представить на площадке ГИС-технологий, обрабатывать и применять на практике.
Научно-методический подход к оценке состояния агроландшафтов должен выстраиваться на основе следующих показателей: пространственно-временных закономерностей миграции веществ и энергии, погодно-климатических условий возделывания сельскохозяйственных культур, водно-физических и агрохимических свойств почвы, сбалансированности водопотребления, оптимальной структуры посевных площадей, обеспечения условий для сохранения биоразнообразия флоры и фауны, "сдерживающего" применения удобрений и средств защиты растений. Получаемая в ходе исследования информация может использоваться в качестве объективных условий-ограничений при построении концепции функционирования агроландшафта на основе орошаемого земледелия [5, 6].
Материалы и методы. Совместимость продуктивности сельскохозяйственных культур с параметрами функционирования орошаемых земель получена с помощью методов математического и имитационного моделирования. Количественная оценка устойчивости агроландшафтов получена с помощью энтропийных моделей, позволяющих учесть интенсивность изменений и ответную реакцию среды на антропогенные воздействия [7, 8]. Применение системно-когнитивного анализа способствовало решению задач в наиболее сложных ситуациях, в пересечении информационных потоков из разных субъектов власти и управления [9].
В работе представлена экономико-математическая модель формирования групп севооборотов на орошаемых землях в агроландшафтных зонах Краснодарского края (северной, центральной и южно-предгорной). Для построения модели оптимального севооборота применялись технологические карты по видам культур и по их предшественникам, карты-схемы оросительных систем [9-11].
Результаты и обсуждение. Методологической основой обоснования условий формирования устойчивых агроландшафтов в орошаемом земледелии является системный и ситуационный подходы, принципы комплексности, незаменимости, адаптивности, механизм экологической устойчивости и технолого-экономической эффективности.
Современная задача охраны окружающей среды и рационального землепользования заключается в комплексном учете всех возможных последствий хозяйственной деятельности человека. Вследствие этого первоочередная задача науки состоит в разработке надежных методов прогнозирования будущих результатов, управлении их динамикой.
Из имеющихся публикаций складывается картина критического состояния почв Кубани [11, 12]. Решение этой проблемы лежит в плоскости применения системных упреждающих мероприятий, направленных на внедрение передовых технологий, экономически обоснованных и увязанных с имеющимися ресурсами [11, 13]. На юге России эти технологии связаны с созданием сбалансированной биологизированной системы земледелия на основе орошения и рационального севооборота. При ориентации производства на выпуск высококачественной продукции в определенных объемах, на сохранение и воспроизводство почвенного плодородия особое место отводится применению комплексных мероприятий (агрономических, агротехнических, агрохимических, гидротехнических) с оптимально заданными параметрами [8]. Для аграриев оценка эффективности использования агроландшафта складывается из цены и спроса на произведенную сельскохозяйственную продукцию, из законодательных норм и правил по защите окружающей среды, из нормативно-правовых, методических требований в области земельных и водных отношений, из уровня развития региона и сложившейся агрокультуры производства.
Научные подходы к обоснованию развития агроландшафтов исходят из понятия, что агроландшафт - территориальная единица с определенным пищевым, водным и тепловым режимом, находящаяся в землепользовании человека. Орошаемое земледелие в агроландшафтах может не только обеспечивать подачу воды, но и способствовать восстановлению нарушенного хозяйственной деятельностью человека гидротермического режима.
Величину оросительной нормы нетто в регионе в конкретном году можно определить из выражения:
,
где - оросительная норма, определенная исходя из сохранения и воспроизводства плодородия почвы, м3/га;
- радиационный баланс деятельной поверхности в условиях антропогенного воздействия (при проведении мелиорации земель) в году , кДж/ (см2·год);
- "индекс сухости" в естественных условиях;
- множество севооборотов;
- дополнительное количество влаги, полученное за счет применения агротехнических мелиораций, см/год;
- годовая величина атмосферных осадков за вычетом поверхностного стока, см/год.
Определенная для региона оросительная норма должна способствовать эффективному использованию водных и земельных ресурсов. В качестве интегральных показателей оценки плодородия почвы могут использоваться "индекс почвы" и "индекс плодородия". "Индекс почвы" отражает экологические и экономические функции почв, состав гумуса и запасы основных элементов минерального питания, а также кислотно-щелочные показатели [4, 5, 14, 15]:
,
где - коэффициент, равный 6,4 га/т;
- запасы соответственно гуматного и фульватного гумуса, т/га;
- наличие элементов минерального питания (азота, фосфора, калия) в долях от максимального их содержания, определяется в соответствии с [15];
- гидролитическая кислотность, мг-экв/100 г, определяется в соответствии с методикой В.Н. Краснощекова, Д.Г. Ольгаренко [15];
- коэффициент, равный 4 мг-экв/100 г.
Анализ формулы показывает, что используемые параметры косвенно характеризуют большинство других параметров, влияющих на плодородие почв (механический состав, емкость поглощения, рН солевой вытяжки и т.д.) и имеют зональную обусловленность. Так, для степи луговой он составляет 20, а для степи сухой лежит в пределах 10,6-13,0. Снижение показателя "индекс почвы" (по отношению к его величине до освоения земель под пашню) на агроландшафтах обосновывает необходимость разработки комплекса мероприятий по предотвращению процессов деградации сельскохозяйственных земель.
Зачастую современные агроландшафты в условиях интенсивной хозяйственной деятельности человека теряют свои природные качества и выбывают из оборота на 10-15 лет [6, 11]. На юге России агроландшафт представляет собой экосистему, включающую в себя комплекс сельскохозяйственных угодий, защитных лесополос, участки, непригодные для сельскохозяйственного производства (овраги, водоемы, дороги), часть земель сельских поселений [11, 16]. Структура агроландшафта представлена на рисунке 1.
|
Природные ресурсы |
|||||||
|
Рельеф |
Почвы |
Вода |
Воздух |
Климат |
Растительность |
Животный мир |
|
|
АГРОЛАНДШАФТ |
|||||||
|
Земельные угодья |
Севообороты |
Мелиорация |
Агротехнологии |
||||
|
Сельскохозяйственные поля |
Лесополосы |
Природоохранные технологии |
|||||
|
Система земледелия |
Рисунок 1 - Структура агроландшафта с протекающими в нем процессами
Краснодарский край занимает ведущее место в стране по производству многих видов сельскохозяйственной продукции. Растениеводство края специализируется на посевах зерновых культур, среди них пшеница, ячмень, кукуруза, рис, овес, зернобобовые; из технических культур выращивают свеклу, подсолнечник [17]. По данным Росстата, на Краснодарский край приходится 75 % всего выращиваемого в стране риса, 23 % сахарной свеклы, 11 % зерновых и зернобобовых (первое место в стране), 9 % подсолнечника (третье место в стране) [13, 17]. По природно-климатическим показателям и оценке земель на территории Краснодарского края выделяется шесть природно-экономических зон с подзонами (таблица 1).
агроландшафт мелиорация севооборот орошение
Таблица 1 - Характеристика агроландшафтных зон Краснодарского края [17]
|
Показатель |
Северная |
Центральная |
Южно-предгорная |
Анапо-Таманская |
Западная |
Черноморская |
|
|
Среднегодовое количество осадков, мм |
480-550 |
550-650 |
650-900 |
420-500 |
550-650 |
700-1500 |
|
|
Коэффициент увлажнения (КУ) |
0,25-0,30 |
0,30-0,40 |
0,40-0,60 |
0,30 |
0,30-0,40 |
0,60 |
|
|
Сумма температур за вегетационный период выше 10°С |
3200-3800 |
3000-3800 |
2400-3400 |
3500-3800 |
3400-3800 |
3200-4300 |
|
|
Среднегодовая температура воздуха,°С |
9,0-10,0 |
10,0-10,5 |
10,6 |
11,0-12,0 |
10,5-11,0 |
13,5 |
|
|
Преобладающие почвы |
Черноземы обыкновенные слабогумусные мощные и сверхмощные |
Черноземы типичные и выщелоченные |
Черноземы выщелоченные, в т. ч. уплотненные, серые лесостепные, бурые и серые лесные |
Черноземы южные, дерново-карбонатные |
Черноземы выщелоченные, в т. ч. уплотненные, серые лесостепные, бурые и серые лесные |
Серые и бурые лесные, дерново-карбонатные |
|
|
Примечание - Данные КНИИСХ, Кубаньгипрозема, Краснодарской ГМО. |
Для обеспечения сохранения плодородия земель и внедрения сбалансированной биологизированной системы земледелия с комплексом мелиоративных мероприятий моделирование системы севооборотов было произведено применительно к трем зонам края: северной, центральной, южно-предгорной. Построение модели севооборотов, размещение агрокультур по предшественникам направлено на получение стабильных урожаев, повышение рентабельности сельскохозяйственного производства [5, 17-21]. Модель севооборотов по группам представлена в таблице 2. Предложенная классификация севооборотов отражает природно-климатические условия и сложившуюся культуру агропроизводства в Краснодарском крае.
Таблица 2 - Модель планируемых севооборотов на агроландшафтах
|
1 Овощные и кормовые севообороты (с начислением соответствующих затрат) |
||
|
1 |
2 |
|
|
Группа I |
Севообороты планируются на староорошаемых площадях и имеют целью удовлетворить внутренние потребности зоны, а также обеспечить поставки продукции в другие регионы. В состав затрат включаются текущие затраты без транспортных расходов и капитальных затрат |
|
|
Группа II |
Севообороты планируются на новых орошаемых площадях и имеют целью удовлетворить внутренние потребности зоны, а также обеспечить поставки продукции в другие регионы. В состав затрат включаются капитальные затраты |
|
|
Группа III |
Севообороты планируются на новых орошаемых площадях с целью увеличения выпуска всех видов продукции, входящих в севооборот. Группа характеризуется всеми статьями текущих и капитальных затрат |
|
|
2 Полевые и кормовые севообороты (начисление затрат по всем трем группам производится аналогично соответствующим группам овощных севооборотов) |
||
|
Группа I |
Севообороты планируются на староорошаемых площадях и предназначены для обеспечения собственных потребностей в кормах |
|
|
Группа II |
Севообороты планируются на новых орошаемых площадях и имеют целью обеспечить собственные потребности в кормах |
|
|
Группа III |
Севообороты планируются на новых орошаемых площадях с целью увеличения выпуска различных видов кормов и обеспечения их поставки в другие регионы |
|
|
3 Сенокосно-пастбищные севообороты |
||
|
Группа I |
Пастбища планируются на новых площадях с целью удовлетворения существующих потребностей зоны в кормах. Начисление затрат производится аналогично группе полевых и кормовых севооборотов |
|
|
Группа II |
Пастбища планируются на новых площадях для удовлетворения перспективных потребностей в кормах. Начисление затрат производится аналогично группе полевых и кормовых севооборотов |
|
|
4 Полевые севообороты с расчетом по сахарной свекле (начисление затрат производится аналогично соответствующим группам овощных и кормовых севооборотов с той лишь разницей, что капитальные затраты по группам II и III не различаются между собой) |
||
|
Группа I |
Севообороты планируются на староорошаемых площадях для возделывания сахарной свеклы в требуемых объемах, удовлетворения внутренних потребностей в кормах |
|
|
Группа II |
Севообороты планируются на новых орошаемых площадях для возделывания сахарной свеклы в требуемых объемах и удовлетворения внутренних потребностей в кормах |
|
|
Группа III |
Севообороты планируются на новых орошаемых площадях с целью увеличения выпуска всех видов продукции, входящих в севооборот |
|
|
5 Рисовые севообороты (начисление затрат для первых трех групп производится аналогично соответствующим группам овощных и кормовых севооборотов, четвертая группа отличается от третьей на величину капитальных затрат на ирригационное освоение плавневых земель) |
||
|
Группа I |
Севообороты планируются на староорошаемых площадях рисовых оросительных систем и обеспечивают существующие потребности зоны в кормах |
|
|
Группа II |
Севообороты планируются на новых орошаемых площадях и обеспечивают собственные потребности в кормах |
|
|
Группа III |
Севообороты планируются на новых орошаемых площадях с целью увеличения выпуска всех видов продукции для поставки в другие регионы |
|
|
Группа IV |
Севообороты планируются на плавневых землях с целью увеличения выпуска всех видов продукции, входящих в севооборот, для поставки в другие регионы |
|
|
6 Виноградники и сады |
||
|
Группа I |
Планируется орошение существующих садов и виноградников. Затраты исчисляются по всем статьям, за исключением капитальных вложений в закладку новых садов и виноградников |
|
|
Группа II |
Планируется орошение новых садов и виноградников. Затраты отличаются от предыдущей группы на величину капитальных вложений в закладку новых садов и виноградников |
Экономико-математическую задачу для обоснования модели оптимального землепользования сформулируем следующим образом:
, (1)
где - целевая функция, определяющая наибольший эффект при оптимальном землепользовании, руб.;
и - уровень водоподачи в систему, м3;
- искомая площадь орошения под - севооборот;
- индекс севооборота;
- общий коэффициент полезного действия оросительной системы в пределах зоны, включая отрезок магистрального канала (МК) или трубы, подводящих воду к рассматриваемой зоне;
- множество севооборотов, включающее подмножества , характеризующиеся производством определенных видов сельскохозяйственной продукции, например овощей;
- стоимость продукции с единицы орошаемой площади для - севооборота, руб. /га;
- приведенные капитальные затраты на строительство сооружений на перспективном МК, руб.;
- КПД всей оросительной системы с каналами,
- приведенные капитальные затраты на строительство перспективного МК в земляном русле, руб.;
- приведенные капитальные затраты на строительство существующего МК без сооружений в сопоставимых ценах, руб.;
- бинарная переменная, определяемая из зависимости:
где - пропускная способность проектируемого перспективного -го отрезка МК, м3;
- пропускная способность существующего -го отрезка МК, м3.
С помощью бинарной переменной можно определить степень необходимости строительства или реконструкции отрезка МК с индексом рассматриваемой зоны (при описании модели он для упрощения опущен). Поскольку -й отрезок МК обслуживает не только -ю зону, но и все следующие за ней зоны, то и целесообразность его строительства определяется потребностью всех этих зон, которые образуют подмножество индексов .
Система ограничений математической модели с целевой функцией (1), характеризующая подачу оросительной воды, производство овощей и животноводческих кормов, с учетом неотрицательности переменных включает:
(2)
где - коэффициенты суммарного водопотребления севооборотов, м3/га;
(3)
где - подмножество севооборотов, обеспечивающее производство овощей;
- количество овощей, получаемое с 1 га овощного севооборота, ц/га;
- существующая суммарная потребность в овощах в соответствии со спросом на рынке, ц/га;
, (4)
где - подмножество севооборотов, обеспечивающее производство кормов;
- число кормовых единиц, получаемое с 1 га - севооборота (за счет кормовых культур), к. е. /га;
- дефицит кормов в зоне, к. е.;
, (5)
где - отношение необходимых кормов с кормовых полей к кормам с культурных пастбищ на условную голову скота;
- подмножество севооборотов, обеспечивающих производство кормов с культурных пастбищ;
- продукция существующих культурных пастбищ, к. е.
Кроме зависимостей (2) - (5) в модель включено ограничение по производству технической сахарной свеклы:
, (6)
где - подмножество севооборотов, обеспечивающих производство технической сахарной свеклы; - количество сахарной свеклы как технической культуры, получаемое с 1 га - севооборота, ц/га; - загрузка мощностей под сахарное производство, ц.
Ограничения по площадям возделываемых групп сельскохозяйственных культур и севооборотов имеют вид:
, (7)
где - подмножество севооборотов, обеспечивающих производство риса;
- существующие площади возделывания риса, га;
, (8)
где - площади плавневых земель, на которых возможны только рисовые севообороты, га;
, (9)
где - существующие нерисовые площади орошения за вычетом культурных пастбищ, садов и виноградников, га;
, (10)
где - ирригационный фонд зоны за вычетом существующих площадей орошения и плавневых земель, га;
(11)
где - подмножество, включающее существующие сады и виноградники;
- площади существующих садов и виноградников, га.
Значения коэффициентов суммарного водопотребления севооборотов, входящих в ограничения (2), определяются зависимостями:
(12)
где - оросительная норма для - севооборота [22], м3/га.
Входящая в экономико-математическую модель (1) стоимость продукции , произведенной на единице орошаемой площади, для - севооборота может быть определена из зависимости:
(13)
где - оптимальная оценка стоимости - продукции, руб. /га;
- коэффициент долевого участия - культуры в - севообороте;
- урожайность - культуры в - севообороте, ц/га;
- коэффициент приведения;
- удельные капитальные затраты на ирригационную подготовку земель (руб. /га), включая все элементы водохозяйственной системы, не зависящие от КПД;
- удельные капитальные затраты на создание орошаемых земель, руб. /га;
- дополнительные удельные агротехнические затраты в связи с орошением, руб. /га;
- удельные приведенные затраты на строительство каналов (без сооружений), руб. /га.
Отметим, что элементы затрат и урожайности культур изменяются в зависимости от номера севооборота.
С позиции отдельной агрозоны нельзя однозначно определить значение бинарной переменной , поэтому оптимальное решение задачи (1) - (13) всегда будет неоднозначным. Ограничение (2), описывающее водный баланс, включено в модель со знаком равенства, что позволяет построить оптимальные производственные функции ресурса . Для этой цели изменяется в диапазоне от нуля до верхнего уровня водоподачи в систему либо до некоторой максимальной величины, определяемой другими ограничениями [21, 23-26].
Проведенные исследования показывают, что предлагаемая к применению модель севооборота в границах заданных агроландшафтов позволяет повысить рентабельность производства и улучшить состояние почв. Разработанные модели групп севооборотов на орошаемых землях могут послужить основанием для разработки частных севооборотов в привязке к определенным агроландшафтным зонам (таблица 3 [17]).
Таблица 3 - Рекомендуемые севообороты для трех агроландшафтных зон Краснодарского края (по материалам А.Н. Коробки и др. [17] с дополнениями)
|
Севооборот |
Северная зона |
Центральная зона |
Южно-предгорная зона |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
Севооборот № 1 |
Эспарцет Озимая пшеница Подсолнечник Горох Яровой ячмень |
Люцерна Озимая пшеница Озимый ячмень Подсолнечник Кукуруза на зерно Сахарная свекла |
Люцерна Озимая пшеница Кукуруза на зерно Соя Озимый рапс Яровой ячмень |
|
|
Баланс гумуса |
+5,28…+9,40 ц/га |
+6,93 ц/га |
+6,89…+10,43 ц/га |
|
|
Севооборот № 2 |
Эспарцет Озимая пшеница Сахарная свекла Горох Яровой ячмень |
Озимая пшеница Соя + сахарная свекла Кукуруза на зерно Люцерна |
Озимая пшеница Соя + подсолнечник Кукуруза на зерно Люцерна |
|
|
Баланс гумуса |
+5,28…+9,40 ц/га |
+4, 20…+6,99 ц/га |
+4, 20…+6,99 ц/га |
|
|
Севооборот № 3 |
Эспарцет Озимая пшеница Кукуруза Горох Яровой ячмень |
Соя Озимая пшеница Подсолнечник + соя Озимая пшеница |
Озимый рапс Озимая пшеница Соя Кукуруза на зерно Картофель |
|
|
Баланс гумуса |
+5,28…+9,40 ц/га |
+5,46 ц/га |
+3,77 ц/га |
|
|
Севооборот № 4 |
Озимый рапс Озимая пшеница Соя + сахарная свекла |
Соя Кукуруза на зерно Озимая пшеница + сидерат Кукуруза на зерно Клевер |
||
|
Баланс гумуса |
+0,85…+4,28 ц/га |
+3,38 ц/га |
Оценку экономической эффективности орошаемого земледелия с применением модели севооборотов можно проследить на примере одного из хозяйств Краснодарского края. В качестве показателей экономической эффективности хозяйства используются продуктивность орошаемых земель, объемы оросительной воды, производительность труда, трудоемкость, фондоотдача, фондоемкость, коэффициент капитальных затрат и уровень социальной ответственности бизнеса [16]. Эффективность применения севооборотов с участием многолетних бобовых трав, с внесением органических и минеральных удобрений на примере ОАО "Агрофирма-племзавод "Победа" (Каневской район Краснодарского края) представлена в таблице 4.
Таблица 4 - Эффективность использования комплексной системы земледелия (с заданным севооборотом) в ОАО "Агрофирма-племзавод "Победа"
|
Культура, урожайность, удобрения |
Период |
||||
|
2000 г. |
2004 г. |
2009 г. |
2014 г. |
||
|
Озимая пшеница, ц/га, % |
44,4 |
52,3/17,8 |
59,8/34,7 |
70,0/57,7 |
|
|
Кукуруза на зерно, ц/га, % |
60,6 |
66,6/9,9 |
78,8/3,0 |
58,0/4,3 |
|
|
Сахарная свекла, ц/га, % |
382 |
414/8,4 |
389/1,8 |
479/25,4 |
|
|
Подсолнечник, ц/га, % |
23,6 |
23,8/0,8 |
33,4/41,5 |
33,0/6,0 |
|
|
Люцерна, ц/га, % |
224 |
298/7,7 |
286/10,4 |
322/6,6 |
|
|
Внесено удобрений, в т. ч.: |
|||||
|
- органические удобрения, т/га |
4,2 |
7,7 |
10,4 |
6,6 |
|
|
- минеральные удобрения, кг д. в. /га |
62 |
34 |
69 |
100 |
Выводы
Система земледелия как организационно-экономическая категория предопределяет решение ряда задач, в числе которых сохранение плодородия почвы, проведение мелиоративных мероприятий и повышение продуктивности агроландшафтов. Разработанная в ходе исследования модель групп севооборотов с размещением культур по предшественникам на орошаемых или вводимых в оборот орошаемых землях для Краснодарского края обосновывает рациональное функционирование агроландшафтов, повышение рентабельности сельскохозяйственного производства, получение стабильных урожаев, сохранение экологии и плодородия почв [11, 17].
Модели оптимального размещения групп культур на сельхозугодьях в агроландшафтах выстраивались с учетом определенных ограничений по затратам [21-25]. При малых значениях водных ресурсов (использования) в оптимальную модель функционирования агроландшафта включались наиболее эффективные группы севооборотов. При значительном истощении земельных ресурсов модель групп севооборотов обеспечивала восстановление утраченных свойств. При увеличении водных ресурсов в агропроизводстве модель групп севооборотов дополнялась интенсивными технологиями, в т. ч. использованием плавневых земель.
Интегральные показатели предложенной модели групп севооборотов на основе орошаемого земледелия отвечают сформулированным требованиям исследования и являются:
универсальными, что позволяет характеризовать основные свойства и состояние компонентов агроландшафта;
экологически обобщенными, что обосновывает возможность передачи свойств одного компонента другому;
отражающими, что учитывает особенности различных почвенно-климатических зон;
интегральными, что аккумулирует значения экологических и экономических показателей для оценки состояния агроландшафта [22].
Проведенные исследования показывают, что применение сбалансированной системы земледелия с научно обоснованными группами севооборотов и орошением земель позволяет получать стабильные урожаи, экономить водные ресурсы, обеспечивать рентабельность сельскохозяйственных предприятий и устойчивое развитие агроландшафтов.
Список использованных источников
1. Принципы и методы организации орошаемых земель на агроландшафтной основе / В.Н. Щедрин [и др.]; под ред. А.В. Колганова и В.Н. Щедрина. - М.: Эдель-М, 2001. - 107 с.
2. Айдаров, И.П. Перспективы развития комплексных мелиораций в России / И.П. Айдаров. - М.: МГУП, 2004. - 138 с.
3. Балакай, Г.Т. Пути повышения эффективности использования орошаемых земель / Г.Т. Балакай, Л.С. Гутриц, В.А. Орел // Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса: материалы междунар. науч. - практ. конф., 1-4 февр. 2005 г. - Персиановский: ДонГАУ, 2005. - Т.4. - С.14-17.
4. Позняк, С.С. Экологическое земледелие: монография / С.С. Позняк, Ч.А. Романовский. - Минск: МГЭУ им.А.Д. Сахарова, 2009. - 327 с.
5. Кирейчева, Л.В. Концепция создания устойчивых мелиорированных агроландшафтов / Л.В. Кирейчева, Н.М. Решеткина // Вестник сельскохозяйственных наук. - 1997. - № 5. - С.51-55.
6. Кирюшин, В.И. Адаптивно-ландшафтные системы земледелия - основа современной агротехнологической политики России / В.И. Кирюшин // Земледелие. - 2000. - № 3. - С.4-6.
7. Иванов, П.В. Экономико-математическое моделирование в АПК: учеб. пособие / П.В. Иванов, И.В. Ткаченко. - Ростов н/Д.: Феникс, 2013. - 254 с.
8. Будник, С.В. Моделирование функционирования агроландшафтных комплексов / С.В. Будник. - Житомир, 2013. - 481 с.
9. Рогачёв, А.Ф. Математическое моделирование экономической динамики в аграрном производстве: монография / А.Ф. Рогачёв. - Волгоград: Изд-во Волгоградского ГАУ, 2014. - 172 с.
10. Родионов, А.В. Экономико-математическое моделирование оптимизации структуры посевных площадей аграрных предприятий / А.В. Родионов, Е.И. Макарова // Вестник ЮРГТУ (НПИ). - 2016. - № 1. - С.88-91.
11. Белюченко, И.С. Экологическое состояние агроландшафтов Кубани / И.С. Белюченко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета [Электронный ресурс]. - 2014. - № 101 (07). - С.552-577. - Режим доступа: http: ej. kubagro.ru/2014/07/pdf/31. pdf.
12. Тюрин, В.Н. Агроландшафтные системы Северо-Западного Кавказа и Предкавказья: территориальная организация, продуктивность, устойчивость: монография / В.Н. Тюрин, А.А. Мищенко, Л.А. Морева; под ред.В.Н. Тюрина. - Краснодар: Куб. гос. ун-т, 2016. - 236 с.
13. Об обеспечении плодородия земель сельскохозяйственного назначения на территории Краснодарского края: Закон Краснодарского края от 7 июня 2004 г. № 725-КЗ: по состоянию на 17 ноября 2016 г. // Гарант Эксперт 2018 [Электронный ресурс]. - НПП "Гарант-Сервис", 2018.
14. Краснощеков, В.Н. Система показателей оценки эффективности использования сельскохозяйственных земель / В.Н. Краснощеков, В.А. Семендуев // Природообустройство. - 2010. - № 2. - С.106-112.
15. Краснощеков, В.Н. Методика оценки экономической эффективности мероприятий по реконструкции мелиоративных систем с учетом технического состояния гидромелиоративных объектов, вероятностного характера изменения природно-климатических условий, хозяйственных, экологических и социальных условий функционирования мелиорируемых агроландшафтов, экологической ценности природных экосистем, степени эрозии, структуры природных ландшафтов и ущерба здоровью человека: науч. изд. / В.Н. Краснощеков, Д.Г. Ольгаренко, под общ. ред. Г.В. Ольгаренко; Всерос. науч. - исслед. ин-т систем орошения и сельхозводоснабжения "Радуга". - Коломна: Воробьев О. М., 2015. - 116 с.
16. Медведева, Л.Н. Повышение качества жизни населения ЮФО на основе инновационного развития территорий / Л.Н. Медведева, Е.Н. Патрина // Актуальные проблемы формирования кадрового потенциала для инновационного развития АПК: материалы междунар. науч. - практ. конф., г. Минск, 4-5 июня 2015 г. - Минск: БГАТУ, 2015. - С.164-168.
17. Система земледелия Краснодарского края на агроландшафтной основе / А.Н. Коробка [и др.]. - Краснодар, 2015. - 352 с.
18. Щедрин, В.Н. Опыт использования сидеральных культур для улучшения агрохимических свойств чернозема обыкновенного / В.Н. Щедрин, А.Н. Бабичев, В.А. Монастырский // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса. - 2016. - № 1 (41). - С.14-21.
19. Сухов, А.П. Проектирование полевых севооборотов и их комплексная оценка в сухостепных агроландшафтах Волгоградского Заволжья / А.Н. Сухов, К.А. Имангалиев, А.К. Имангалиева // Агрономия и лесное хозяйство. - 2008. - № 4. - С.36-43.
20. Бабичев, А.Н. Влияние сидеральных и промежуточных культур в звене орошаемого севооборота на продуктивность и качество последующих культур и плодородие почвы / А.Н. Бабичев, Г.Т. Балакай, В.А. Монастырский // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации [Электронный ресурс]. - 2016. - № 1 (21). - С.98-112. - Режим доступа: http: rosniipm-sm.ru/archive? n=388&id=396.
21. Экономико-математические модели в растениеводстве. Севообороты: метод. пособие / авт. - сост. Г.П. Селюкова; ТГСХА. - Тюмень, 2006. - 40 с.
22. Федорова, Я.В. Учет стохастичности при моделировании производственных процессов орошаемого земледелия / Я.В. Федорова, А.Ф. Рогачёв // Глобализация экономики и российские производственные предприятия: материалы 13-й Междунар. науч. - практ. конф., г. Новочеркасск, 18-20 мая 2015 г. / Юж. - Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ) им.М.И. Платова. - Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2015. - С.119-124.
23. Хеди, Э. Производственные функции в сельском хозяйстве / Э. Хеди, Д. Дилон. - М.: Прогресс, 1965. - 165 с.
24. Кисаров, О.П. Предельный анализ прибыли агромелиоративной фирмы / О.П. Кисаров, О.О. Кисарова // Экономика, лесомелиорация и лесное хозяйство, социология и философия. - Ч.2. - Новочеркасск: НГМА, 1998. - С.14-16.
25. Кисаров, О.П. Построение агропроизводственной функции орошаемого земледелия, удовлетворяющей закону Либиха / О.П. Кисаров, О.О. Кисарова // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. - 2006. - № 6. - С.74-78.
26. Сенчуков, Г.А. Ландшафтно-экологические и организационно-хозяйственные аспекты обоснования водных мелиораций земель / Г.А. Сенчуков. - Ростов н/Д.: Изд-во СКНЦ ВШ, 2001. - 276 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Модель оптимизации структуры сельскохозяйственных угодий и условия оптимизации. Состав переменных и ограничений. Анализ оптимального решения. Модель формирования многоукладного землевладения и землепользования. Математические подходы и схема реализации.
курсовая работа [68,6 K], добавлен 02.02.2014Экономико-математическое моделирование как метод научного познания, классификация его процессов. Экономико-математическое моделирование транспортировки нефти нефтяными компаниями на примере ОАО "Лукойл". Моделирование личного процесса принятия решений.
курсовая работа [770,1 K], добавлен 06.12.2014Определение этапа разработки экономико-математического моделирования и обоснование способа получения результата моделирования. Теория игр и принятие решений в условиях неопределенности. Анализ коммерческой стратегии при неопределенной конъюнктуре.
контрольная работа [940,6 K], добавлен 09.07.2014Экономико-математическая модель для анализа ресурсов в форме отчета устойчивости. Проверка продуктивности технологической матрицы коэффициентов прямых материальных затрат. Оценка точности моделей на основе средней относительной ошибки аппроксимации.
задача [142,9 K], добавлен 03.05.2009Разработка оптимального режима процесса получения максимального выхода химического вещества. Обоснование выбора методов получения математической модели и оптимизации технологического процесса. Входная и выходная информация, интерпретация результатов.
курсовая работа [114,9 K], добавлен 08.07.2013Количественное обоснование управленческих решений по улучшению состояния экономических процессов методом математических моделей. Анализ оптимального решения задачи линейного программирования на чувствительность. Понятие многопараметрической оптимизации.
курсовая работа [4,2 M], добавлен 20.04.2015Природно-экономическая характеристика агрохолдинга, разработка экономико-математической оптимального сочетания отраслей. Анализ получившегося оптимального плана производственной структуры ООО "Агрохолдинг "Восток". Анализ полученных двойственных оценок.
курсовая работа [129,7 K], добавлен 09.01.2012Теоретические основы моделирования оптимизационной программы развития сельскохозяйственной организации с учетом внешнеэкономических связей. Постановка экономико-математической задачи. Обоснование исходной информации и анализы оптимального решения.
курсовая работа [176,8 K], добавлен 06.05.2015Описание моделей деятельности предприятия для выбора траектории устойчивого развития. Анализ ООО "У Каравая"; прогнозирование и планирование его развития и обеспечения конкурентоспособности на основе информационных моделей. Создание систем менеджмента.
курсовая работа [922,5 K], добавлен 26.07.2015Общая характеристика математических методов анализа, их классификация и типы, условия и возможности использования. Экономико-математическое моделирование как способ изучения хозяйственной деятельности, их применение в решении аналитических задач.
контрольная работа [1,6 M], добавлен 26.05.2013Построение экономико-математической модели оптимизации производства с учетом условия целочисленности. Расчет с помощью надстроек "Поиск решения" в Microsoft Excel оптимального распределения поставок угля. Экономическая интерпретация полученного решения.
контрольная работа [2,5 M], добавлен 23.04.2015Сущность и содержание метода моделирования, понятие модели. Применение математических методов для прогноза и анализа экономических явлений, создания теоретических моделей. Принципиальные черты, характерные для построения экономико-математической модели.
контрольная работа [141,5 K], добавлен 02.02.2013Элементы экономико-математического моделирования. Основные направления оптимизационного моделирования банковской деятельности. Модели банка как совокупности стохастических финансовых процессов. Управление портфелем ценных бумаг в банковском бизнесе.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 17.07.2013Графический метод решения и построение экономико-математической модели производства. Определение выручки от реализации готовой продукции и расчет оптимального плана выпуска продукции. Баланс производства проверка продуктивность технологической матрицы.
задача [203,4 K], добавлен 03.05.2009Создание математической модели для оперативного мониторинга продажи услуг в Региональном филиале ОАО "Сибирьтелеком"-"Томсктелеком". Преимущества, стоимость и основные перспективы развития услуг ISDN. Математическое моделирование dial-up подключений.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 20.09.2010Математическое моделирование технических объектов. Моделируемый процесс получения эмульгатора. Определение конструктивных параметров машин и аппаратов. Математический аппарат моделирования, его алгоритм. Создание средств автоматизации, систем управления.
курсовая работа [32,3 K], добавлен 29.01.2011Проведение расчета балансовой экономико-математической модели природоохранной деятельности предприятия. Рассмотрение способов формирования и распределения дохода организации с учетом различных элементов механизмов природоиспользования и охраны природы.
дипломная работа [344,5 K], добавлен 11.04.2010Обоснование целесообразности применения статистических данных в анализе устойчивого развития региона. Сбор, обработка статистических данных по основным секторам Кемеровской области. Оценка их полноты и качества. Принципы построения математической модели.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 30.05.2013Примеры решения задач линейного программирования в Mathcad и Excel. Нахождение минимума функции f(x1, x2) при помощи метода деформируемого многогранника. Построение многофакторного уравнения регрессии для решения экономико-статистической задачи.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 17.12.2011Классификация экономико-математических моделей. Использование алгоритма последовательных приближений при постановке экономических задач в АПК. Методики моделирования программы развития сельскохозяйственного предприятия. Обоснование программы развития.
курсовая работа [244,3 K], добавлен 05.01.2011
