Введение

Доктрина продовольственной безопасности в РФ, провозглашенная Президентом РФ В.В.Путиным предусматривает обеспечение населения страны растениеводческой продукцией собственного производства высочайшего качества и практически полному импортозамещению. Ежегодно проводимые мероприятия по мониторингу фитосанитарного состояния посевов на территории России является одной из основополагающих государственных услуг в области защиты растений ФГБУ «Россельхозцентр». Специалисты проводят фитосанитарный мониторинг сельскохоз угодий на территории РФ, что дает возможность своевременно оценить распространение вредителей, болезней и сорняков на сельскохозяйственных культурах и не допустить потерь урожая.

Специалистами «Россельхозцентра» регулярно представляется оперативная информация о необходимости защитных мероприятий и по распространению вредных объектов органам управления АПК и всем лицам, осуществляющим деятельность в области растениеводства.

Экспериментальная часть

Около 10 лет уже проводится разработка и внедрение программного обеспечения «Цифрового фитомониторинга» для оперативного анализа данных исследований и визуализации полученной фитосанитарной информации, для геопривязки результатов фитомониторинга.

Одной из важных задач цифрового мониторинга является прогнозирование возможных объемов применения средств защиты растений и расчет их оптимальных значений на ближайшую перспективу. Агрохимические препараты предназначенные для увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур, выполняют определенные функции в сложных природных системах на территории РФ. Зачастую внесение этих химических компонентов порождает новые проблемы в биоценозах почвы, которые в свою очередь снижают продуктивность продукции. Требуется тщательный подбор и расчет необходимых количеств этих препаратов.

Прогнозируемые объемы защитных мероприятий всегда являются предварительными и корректируются при проведении весенних и летних фитосанитарных обследований. Основными агрохимическими препаратами – пестицидами, применяемыми в агротехнологиях в значительном количестве, являются фунгициды, гербициды и инсектициды. Результаты математической обработки данных прогнозов по основным средствам защиты растений за последние10 лет,  представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 — Обьемы работ по защите растений в РФ 2010-2020 г, тыс.га

Изучив фактические данные об общем объеме применения разных средств защиты растений за последние 11 лет разработана соответствующая статистическая математическую модель.

Для определенности и конкретности изложения принимаем в качестве математической модели следующее соотношение:

Π_р – относительный суммарный объем пестицидов, х – относительный объем фунгицидов , у – относительный объем гербицидов; z – относительный объем инсектицидов

а₀, а₁, а₂, …, c₃  – постоянные коэффициенты, определяемые по фактическим данным по методу наименьших квадратов из условия минимума суммы квадратов отклонений ∆П фактических значений целевой функции (П_ф) от соответствующих расчетных значений целевой функции (П_р) согласно соотношению (2), т.е. из условия:

n – общее число опытов.

Основными препаратами, предназначенными для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур являются фунгициды, гербициды и инсектициды. Регуляторы роста используются в небольших количествах, однако их применение в последние годы увеличивается. Особенно перспективными в этом направлении являются органические ростовые препараты. Численные значения относительных объемов определены как частное фактического объема к соответствующей площади применения, по отношению к данным за 2010 г.( Рисунок 2)

Рисунок 2. Относительные значения объемов средств защиты в РФ за период 2010–2020 гг. (безразмерные единицы).

П – относительный суммарный объем пестицидов;х – относительный объем фунгицидов;

у – относительный объем гербицидов; z – относительный объем инсектицидов.

После того, как определены значения постоянных коэффициентов а₀, а₁, а₂, а₃, b₁, b₂, b₃, c₁, c₂, c₃, функции трех аргументов P(х, у, z), соотношение (1) позволяет найти «критические» (оптимальные) значения параметров: х_кр, у_кр, z_кр из системы трех алгебраических уравнений:

Таким образом, после решения системы уравнен определения коэффициентов можно записать можно записать основное соотношение в виде:

находим «оптимальные» (рациональные) значения безразмерных аргументов:

которые определяют «оптимальное» (рациональное) значение функции:

Выводы

Таким образом, исходя из вышеизложенного, используя выведенные уравнения, полученные при математической обработке данных фитосанитарных обзоров и прогнозов по основным средствам защиты растений, можно спрогнозировать требуемое минимальное и достаточное количество пестицидов для применения на территории любых объектов АПК Российской Федерации.