AGRIS 

2023

Nazarov, I.V. | Potseluev, A.A. | Tolstoukhova, T.N. | Stryapan, G.G.

Determining the daily water consumption at a livestock farm and plotting graphs of daily water expenditure is a complex, time-consuming task that requires for long-term observations. To save time, it is proposed to use statistical modeling based on random variables considering the following parameters: physiological state of animals, performance, feeding time, water consumption temperature, meteorological conditions. The process of water uptake by animals and their interaction with the automatic drinking systems should be attributed to serving systems. The animals in the cowshed are considered as the main water consumers and the generators of service requests. Water uptake by animals characterizes a certain sequence of requests for service, formed randomly and makes up an incoming stream of demands. The model process targets the animal water uptake by the service distribution of fresh requests, as well as by the number of simultaneously serviceable animals and the number of service places, while serviced request form an outgoing flow. The flow of service requests was considered as stationary and ordinary. The service quality was assessed by the following indicators: the distribution of the number of simultaneously drinking animals and the distribution of the duration of water uptake by animals. It was taken during modeling that an animal has a need for water, it partially or completely satisfies its thirst. The following requirements were considered: the animal cannot start consuming water from the automatic drinker before the time point relative to which all subsequent events are counted; an animal that has fully used the modeled water uptake time is considered serviced and leaves the automatic drinking system. As a result of modeling the water uptake process, the intensity and duration of water uptake by animals were established, as well as the number of simultaneously serviced animals. | Определение суточного расхода воды на животноводческой ферме и построение графиков суточного водопотребления сложно, трудоёмко, требует длительных наблюдений. Для сокращения затрат времени предложено применить статистическое моделирование с использованием случайных величин, учитывающих такие параметры, как физиологическое состояние животных, продуктивность, продолжительность кормления, температура потребляемой воды, метеорологические условия. Процесс потребления воды животными и их взаимодействие с автопоилками системы автопоения следует отнести к системам массового обслуживания. Находящиеся в коровнике животные рассматриваются как основные потребители воды и источники заявок на обслуживание. Потребление воды животными характеризует собой определённую последовательность заявок на обслуживание, формируемую случайным образом, и образует входящий поток требований. В процессе моделирования потребление воды животными задается распределением времени обслуживания поступивших заявок, а также числом одновременно обслуживаемых животных и количеством мест обслуживания, а обслуженные заявки образуют выходящий поток. Поток заявок на обслуживание считали стационарным и ординарным. Качество обслуживания оценивали по следующим показателям: распределение количества одновременно пьющих животных и распределение длительности потребления воды животными. При моделировании принимали, что животное испытывает потребность в воде, частично или полностью утоляет жажду. Учитывали следующие требования: животное не может начать потребление воды из автопоилки раньше момента времени, относительно которого отсчитываются все последующие события; животное, полностью использовавшее моделируемое время водопотребления, считается обслуженным и покидает систему автопоения. В результате моделирования процесса водопотребления были установлены интенсивность и продолжительность потребления воды животными, а также количество одновременно обслуживаемых животных.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Vasil'eva, N.D. | Sofronova, S.N. | Barinov, V.V. | Tajnik, A.В. | Trushkina, T.V. | Churakova, O.V.

Tree-ring width and stable isotopes (carbon, oxygen, and hydrogen) in tree-ring cellulose are widely used to reconstruct environmental conditions. The application of models capable to describe a variation of stable isotopes in annual tree rings can be a powerful tool for interpretation of environmental changes at the eco-physiological level. It was modelled carbon (delta 13С), oxygen (delta 18O), and hydrogen (delta 2H) variations at the tree-ring level and compared results with measured data, obtained from the Mackenzie Delta River (68 deg 30 min N, 133 deg 48 min W) for the common period from 1901 to 2009. Using a process-based model (LPX), we were able to simulate carbon isotope values, which significantly (r = 0.29; p = 0.002) correlate with measured carbon isotope values. The model calculations for oxygen and hydrogen require further modifications and improvements, in particular the inclusion of the source of water used by the trees in the permafrost conditions of Canadian subarctic assuming soil freezing/thawing, as well as experimental data concerning contents of delta 18O and delta 2H in the water. | Ширина годичных колец деревьев и изотопный состав стабильных изотопов углерода (дельта 13C), кислорода (дельта 18O) и водорода (дельта 2H) в целлюлозе годичных колец широко используются для реконструкций условий окружающей среды. Применение моделей, способных описать вариацию стабильных изотопов в годичных кольцах деревьев, представляет собой набор инструментов для интерпретации изменений окружающей среды на экофизиологическом уровне. В работе использовали хронологии с погодичным временным разрешением, полученные по стабильным изотопам дельта 13С, дельта 18O и дельта 2H в целлюлозе годичных колец хвойных для региона Дельта реки Маккензи в Канаде (68 градусов 30 минут с.ш., 133 градусов 48 минут з.д.) за период с 1901 по 2009 гг. Они были сопоставлены с модельными расчетами для интерпретации экофизиологического сигнала. При помощи процессной модели (LPX) удалось смоделировать дельта 13С вариацию, значимо коррелирующую с измеренными данными (r = 0.29; p = 0.002) для периода с 1901 по 2009 гг. Модельные расчеты по кислороду и водороду требуют дальнейшего преобразования модельных блоков, в частности, требуют доработки включения источника воды, используемой деревьями, блока оттаивания и промерзания почвы с учетом вечной мерзлоты, а также экспериментальных данных по содержанию дельта 18O и дельта 2H в воде.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Dorokhov, A.S. | Sibirev, A.V. | Aksenov, A.G. | Mosyakov, M.A.

The optimal variant of the mechanized vegetable crop production technology taking into account economic aspects is determined with a comprehensive choose of process operations using machine complexes of the farm and the availability of modern varieties and hybrids of planting and sowing material. The purpose of the work is to develop a conceptual technical and technological model and structure of machine production of vegetable crops and potatoes. The conceptual technical and technological model of the machine production of onions, carrots and table beets will allow in the long term to develop the vegetable and potato growing industry with reference to modern technologies of crop cultivation, management of machine-technological complexes and improving the quality of technological and production decisions taken in the machine production of vegetables. The model comprises structural units (varieties, plant protection products, and machine-technological systems), resources (availability of seed material, machine-technological systems of crop production and crop rotation), processes and performance indicators. The model takes into account the set of elements of the technological method for obtaining products by means of transport, transmission, diagnostic and information. The developed model takes into account production processes (sequence, timing of implementation, and the type of performing mechanized operations); requirements for material, financial, labor and technical resources; documentation for each stage of operations and quality indicators that determine the performance results at each stage. The function of commercial production of onions, carrots, beetroots and potatoes, presented by a graph, determines the efficiency of the optimal variant of machine production of vegetables and the evaluating function of the technical characteristics of machine production of vegetable crops and potatoes. | Оптимальный вариант технологии машинного производства овощных культур, учитывающий экономические аспекты, определяется при всестороннем подборе операций процесса с использованием машинных комплексов хозяйства и наличии современных сортов и гибридов посадочного и посевного материала. Цель работы – разработка концептуальной технико-технологической модели и структуры машинного производства овощных культур и картофеля. Концептуальная технико-технологическая модель машинного производства лука, моркови и столовой свеклы позволит в долгосрочной перспективе развивать отрасль овощеводства и картофелеводства с учетом современных технологий возделывания культур, управления машинно-технологическими комплексами и повышения качества принимаемых технологических и производственных решений при машинном производстве овощей. Модель включает в себя структурные единицы (сорта, средства защиты, машинно-технологические комплексы), ресурсы (наличие семенного материала, машинно-технологических комплексов производства и севооборота), процессы и показатели качества работы. Модель учитывает совокупность элементов технологического способа получения продукции посредством транспортных, передаточных, диагностических и информационных средств. Представленная модель учитывает процессы производства (очередность, сроки реализации, организацию формы выполнения механизированных работ); требования к материальным, финансовым, трудовым и техническим ресурсам; документацию для каждого этапа работ операций и показатели качества, определяющие результаты работы каждого этапа. Функция машинного производства лука, моркови, столовой свеклы и картофеля, представленная графом, определяет эффективность оптимального варианта машинного производства овощей и оценочную функцию технической характеристики машинного производства овощных культур и картофеля.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Aleksandr V. Grachev

All agricultural facilities in Russia are currently going through digital transformation. However, the process needs a unified approach for the entire agricultural sector. Neural network methods have already proved extremely effective in various areas of IT. The authors used neural networks to analyze statistic data and assess the performance of agricultural infrastructure. This study involved technical data from the production cycle of agro-industrial enterprises, namely packaging and greenhouses. The data obtained were analyzed using artificial neural networks. The procedure included identifying a set of factors that described an agro-industrial complex or some of its properties that corresponded to a specific task. These data were used in planning and making managerial decisions. The program identified five factors that described the state of an agricultural enterprise. These factors were used to build a model while its elements served as output data for the neural network. The model calculated the future state of the object. Trials were run on a limited data set on a multilayer perceptron. The neural network showed reliable results for a small data set. The root mean square error of was 0.1216; the mean modulus deviation was 0.0911. In this research, modern neural network technologies demonstrated good prospects for the domestic agro-industrial complex as a method of control, management, and dispatching. However, specific operational patterns require further studies.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Directory of Open Access Journals - Sweden

2023

Fomenko, M.A. | Grabovets, A.I. | Olejnikova, T.A. | Babrovskaya, E.A. | Chernousov, E.V.

Due to the increased environment aridization in the main agricultural zones of the Don, the parameters of the model of winter soft wheat varieties of intensive and semi-intensive types have been clarified. At the present stage, the potential performance of intensive wheat at a high soil fertility level; is 9,0-10,5 t/ha of grain, which is due to the productive stem of 660-800 ears/m2. In semi-intensive varieties on the medium soil fertility level, the values of these indicators are respectively 7,0-7,5 t/ha and 580-620 ears/m2. The productivity of the ear, respectively, should be 1,2-1,5 g and 1,1-1,2 g and with a grain share in the cenosis of 40-45% and 36-38%, respectively. With different stress factors, the peculiarities of the formation of agroecotypes of new varieties were revealed. The selection criterion for drought-resistant productive forms was the selection of genotypes with a high yield index. However, the main trend related to productivity and adaptability in drought conditions is the creation of new genotypes with increased grain weight from the plant and from the ear. This is the most objective integrated assessment of their drought resistance. The progress in the yield growth of semi-dwarf and medium-sized wheat varieties is also due to an increase in the capacity of cenosis. because of the use of new parameters of the model of intensive and high-intensity genotypes, varieties of winter soft wheat 'Donmira', 'Akapella', 'Bogema', 'Bylina Dona' and 'Pal'mira 18', 'Kuryanochka 19', 'Pafos', developed for the Central Chernozem, North Caucasus, Lower Volga, Middle Volga and Ural regions, were created and included in the State Register of Breeding Achievements in 2019-2022. These varieties are well adapted for arid regions according to the complex of breeding and valuable traits. | В связи с усилением аридизации среды в основных с.-х. зонах Дона уточнены параметры модели сортов озимой мягкой пшеницы интенсивного и полуинтенсивного типов. Потенциальная продуктивность пшеницы интенсивного типа на высоком агрофоне составляет 9,0-10,5 т/га зерна, что обусловлено продуктивным стеблестоем - 660-800 колосьев/м2. У сортов полуинтенсивного типа на среднем агрофоне величины этих показателей соответственно равны 7,0-7,5 т/га и 580-620 колосьев/м2. Продуктивность колоса должна быть 1,2-1,5 и 1,1-1,2 г и с долей зерна в ценозе 40-45 и 36-38% соответственно. При различной напряженности стресс-факторов выявлены особенности формирования агроэкотипов новых сортов. Критерием при отборе засухоустойчивых продуктивных форм служило выделение генотипов с высоким индексом урожая, увеличенной массой зерна с растения и колоса. Рост урожайности полукарликовых и среднерослых сортов пшеницы характеризуется увеличением емкости ценоза. В результате использования новых параметров модели интенсивных и полуинтенсивных генотипов созданы и включены в Государственный реестр селекционных достижений РФ в 2019-2022 гг. сорта озимой мягкой пшеницы Донмира, Акапелла, Богема, Былина Дона и Пальмира 18, разработанные для Центрально-Черноземного, Северо-Кавказского, Нижневолжского, Средневолжского и Уральского регионов РФ. Данные сорта по комплексу селекционно ценных признаков хорошо адаптированы для засушливых регионов.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Nazarov, N.N. | Nekrasova, I.V.

Materials on the formation of a conceptual model of the process of applying liquid forms of mineral fertilizers to the soil are presented. The basis of the model is the scheme of interaction of the processes in the wheat agroecosystem at the level of the conceptual model of the resource cycle. Additionally a block "Mineral nutrition of vegetative plants" and corresponding ordering of internal relations of the system is introduced into it. With reference to the specifics of scientific research and technical capabilities, it is appropriate to use the "black box" model for further consideration. This model is based on practical human activity aimed at transforming used entities by means of material, energy or informational influences. The main interacting blocks of the management system of crop production process related to the provision of vegetative plants with the main factors of their development at the levels of above-ground and root-inhabited parts of agroecosystem, spatial distribution of liquid mineral fertilizers in the zone of their application in accordance with agrotechnical requirements, including simultaneously with grain sowing, have been determined. The block of nitrogen-phosphorus nutrition for vegetative plants is presented. It is realized through the application of technological and technical support for the main application methods of liquid mineral fertilizers using a set of trailed, implement and assembled production machines on the basis of existing tillage and sowing working bodies. The principle of formation of machine-tractor aggregates at its initial stage at a minimum of energy costs for their production and operation is recommended. The prospect of using pneumatic systems for delivery and distribution of liquid mineral fertilizers in the zone of their application has been established. | Представлены материалы по формированию концептуальной модели процесса внесения в почву жидких форм минеральных удобрений. Базой модели является схема взаимодействия процессов в агроэкосистеме пшеницы на уровне концептуальной модели ресурсного цикла. Дополнительно в нее введен блок "Минеральное питание вегетирующих растений" и соответствующее упорядочение внутренних связей системы. С учетом специфики научных исследований и технических возможностей для дальнейшего рассмотрения целесообразно использование модели "черный ящик". В основе данной модели лежит практическая деятельность человека, направленная на преобразование используемых объектов с помощью материальных, энергетических или информационных воздействий. Определены основные взаимодействующие блоки системы управления продукционным процессом посевов, связанные с обеспечением вегетирующих растений основными факторами их развития на уровнях надземной и корнеобитаемой частей агроэкосистемы, пространственным распределением жидких минеральных удобрений в зоне их внесения в соответствии с агротехническими требованиями, в том числе одновременно с посевом зерновых. Представлен блок азотно-фосфорного питания для вегетирующих растений, реализуемый посредством применения технологического и технического обеспечения для основных способов внесения жидких минеральных удобрений с использованием комплекса прицепных, навесных и монтируемых технологических машин на основе существующих почвообрабатывающих и посевных рабочих органов. Рекомендован принцип формирования машинно-тракторных агрегатов на его начальном этапе по минимуму энергетических затрат на их производство и эксплуатацию. Установлена перспектива использования пневматических систем для доставки и распределения жидких минеральных удобрений в зоне их внесения.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Sobolev, O.S.

The resulting function as a product of exponential functions of factors on which this function depends is used for modeling, analyzing and predicting the emission of СО2. The known Cobb-Douglas equation is a special case of the pending resulting function. The multiple index equation used in statistics is a different particular case of this resulting function with exponents equal to 1. The marked resulting function has a property of unfolding when logarithmed into a system of linear algebraic equations, which has a solution in the presence of statistics for each factor in the number of N values, where: N is the number of factors on which the resulting function depends. This is 7-8 times less than the volume of statistical data necessary for constructing a standard multiple regression equation. The model uses regional ratios between the estimates of the emission of СО2 per 1 ha of the acre for various types of soils, land categories and various crops, hydrothermal parameters of the regions. A modified model is considered that is taking into account different agricultural land categories in the region: cultivated lands, permanent hayfields and pastures. At the first stage of modeling, coefficients are searched for in the function of dependence of CO2 emission estimates on the factors under consideration. At the second stage, tables with emission evaluations in regions for different crops, types of soils and categories of land are filled and a standard multiple linear regression equation is constructed. The two-level statistical model can be used in conditions of insufficient statistics on estimates of CO2 emissions for various plant types, land categories and soil types in the regional market information service. | Результирующая функция в виде произведения показательных функций факторов, от которых эта функция зависит, используется для моделирования, анализа и прогноза эмиссии СО2. Известное уравнение Кобба-Дугласа является частным случаем рассматриваемой результирующей функции. Уравнение множественного индекса, применяемое в статистике, является другим частным случаем данной результирующей функции при показателях степени, равных 1. Отмеченная результирующая функция обладает свойством разворачиваться при логарифмировании в систему линейных алгебраических уравнений, которая имеет решение при наличии статистики по каждому фактору в количестве N значений, где N – число факторов, от которых зависит результирующая функция. Это в 7-8 раз меньше объёма статистических данных, необходимых для составления стандартного уравнения множественной регрессии. В модели используются региональные соотношения между оценками эмиссии СО2 на 1 га земельной площади для различных видов почв, категорий земель и разных сельхозкультур, гидротермические параметры регионов. Рассматривается модифицированная модель, учитывающая категорию с.-х. земель в регионе: возделываемые земли, постоянные сенокосы и пастбища. На первом этапе моделирования осуществляется поиск коэффициентов в функции зависимости оценок эмиссии СО2 от рассматриваемых факторов. На втором этапе заполняются таблицы с оценками эмиссии в регионах для разных культур, видов почв и категорий земель и составляется стандартное уравнение множественной линейной регрессии. Двухуровневую статистическую модель можно использовать в условиях недостаточной статистики оценок эмиссии СО2 для различных типов растений, категорий земель и видов почв в региональной службе рыночной информации.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Adadimova, L.Yu. | Polulyakh, Yu.G. | Bryzgalin, T.V.

The inadequate role of the institutional economics in the developing world leads to the need to develop a method for coordinating the tools and mechanisms of fuzzy cognitive models with digital modeling of land relations in the agricultural sector. A possibility of convergence of institutional and neoclassical economics to ensure economic growth without shocks from possible narratives is substantiated. The common features of the two methodological approaches to the regulation of land relations based on the fuzzy-set theory (cognitive modeling) and digitalization of land relations with the use of machine learning were revealed. The place (fields, space) of their communication and interaction is determined. The structure and content of the method of coordination in terms of initial information, basic tools, and results of these two methodological approaches have been developed. A scheme for the functioning and coordination of analysis mechanisms and the results of institutional and digital models was formed. The fuzzy cognitive model for institutional regulation of land relations was developed. The content, formation, and description of the machine learning process for a digital land valuation model were substantiated. The mechanisms of interaction and exchange of initial information and results of two different types of models were revealed. The use possibility of the created models as a platform for institutional and parametric regulation of land relations against the background of the land valuation process was substantiated. They are the connecting point for the data of the distributed register of agricultural land using the Blockchain technology. | Неадекватная роль институциональной экономики в развивающемся мире приводит к необходимости разработки метода согласования инструментов и механизмов нечётких когнитивных моделей с цифровым моделированием земельных отношений в аграрной сфере. Обоснована возможность сближения институциональной и неоклассической экономик с целью обеспечения экономического роста без потрясений от возможных нарративов. Выявлены общие черты двух методических подходов регулирования земельных отношений на основе теории нечётких множеств (когнитивное моделирование) и цифровизации земельных отношений с использованием машинного обучения. Определено место (поля, пространство) их коммуникации и взаимодействия. Разработаны структура и содержание метода согласования в части исходной информации, основных инструментов и результатов двух названных методических подходов. Сформирована схема функционирования и согласования механизмов анализа и результатов институциональной и цифровой моделей. Разработана нечёткая когнитивная модель для институционального регулирования земельных отношений. Обосновано содержание, формирование и описан процесс машинного обучения для цифровой земельно-оценочной модели. Раскрыты механизмы взаимодействия и обмена исходной информацией и результатами двух разнотипных моделей. Обоснована возможность использования созданных моделей в качестве платформы и подключения к ним данных распределённого реестра земель с.-х. использования с применением технологии "Блокчейн" для институционально-параметрического регулирования земельных отношений на фоне земельно-оценочного процесса.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Svetlov, N.M. | Maslova, V.V. | Zaruk, N.F.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2023

Tishaninov, N.P. | Anashkin, A.V. | Emel'yanovich, S.V.

The dosing quality of the impurity component is investigated at low loading conditions of the experimental trieur and low initial content of long impurity using three distribution boxes with three dimensions: 600 x 14 x 13 mm; 600 x 24 x 13 mm; 600 x 24 x 21 mm. Dosing quality indicators such as the standard deviation and the coefficient of variation for single, pair, triple, quadruple, and quintuple discharges of distributing boxes, characterizing the required linear density of the distribution of the impurity component on the feeder belt, have been established. It has been established that the use of these boxes provides high dosing stability. The coefficient of variation under different conditions of their loading does not exceed 4.75%. Filling boxes with dimensions of 600x14x13 mm with shaking of impurities provides a higher dosing quality: the standard deviation is lower by 18.9 - 47.32%, the coefficient of variation is by 23.96 - 49.45% for different frequency of unloading boxes at formation of the linear density of the impurity layer on the belt. A number of model grain mixture compositions, providing for the supply of 1.2 t/h, the variability of the initial impurity content in the range of 0.46 - 6.65%; for the supply of 1.83 t/h, the range of initial impurity content is 0.3 - 4.3%; for the supply of 2.45 t/h, the range of initial impurity content is 0.22 - 3.25%; for the supply of 3.07 t/h, the range of initial impurity content is 0.18 - 2.6%; for the supply of 3.71 t/h, the range of initial impurity content is 0.15 - 2.15%; for the supply of 4.35 t/h, the range of initial impurity content is 0.125 - 1.8% has been identified on the basis of the performed calculations. Small cross section distribution boxes provide 20 interval values with an increment for each range of initial impurity content, which allows qualitatively controlling the experiment when using a grain mixture with low impurity content and low trieur loading. | Выполнены исследования качества дозирования примесного компонента при малых режимах загрузки экспериментального триера и малой исходной засоренности длинной примесью с помощью трех распределительных коробов размерами 600x14x13 мм; 600x24x13 мм; 600x24x21 мм. Установлены показатели качества дозирования – среднеквадратическое отклонение и коэффициент вариации для единичных, парных, тройных, четверных и пятерных выгрузок распределительных коробов, характеризующих требуемую погонную плотность распределения примесного компонента на ленте питателя. Установлено, что применение указанных коробов обеспечивает высокую стабильность дозирования. Коэффициент вариации при разных условиях их загрузки не превышает 4,75%. Заполнение коробов с размерами 600x14x13 мм со встряхиванием примеси обеспечивает более высокое качество дозирования: среднеквадратическое отклонение ниже на 18,9 – 47,32%, коэффициент вариации – на 23,96 – 49,45% для разной кратности выгрузки коробов при формировании линейной плотности примесного слоя на ленте. На основе выполненных расчетов установлен ряд модельных составов зерносмесей, обеспечивающих для подачи 1,2 т/ч вариативность исходной засоренности в диапазоне 0,46 – 6,65%; для подачи 1,83 т/ч диапазон исходной засоренности 0,3 – 4,3%; для подачи 2,45 т/ч диапазон исходной засоренности 0,22 – 3,25%; для подачи 3,07 т/ч диапазон исходной засоренности 0,18 – 2,6 %; для подачи 3,71 т/ч диапазон исходной засоренности 0,15 – 2,15%; для подачи 4,35 т/ч диапазон исходной засоренности 0,125 – 1,8%. Для каждого диапазона исходной засоренности распределительные короба малого поперечного сечения обеспечивают 20 интервальных значений с минимальным шагом, что позволяет качественно управлять экспериментом при использовании мало засоренной зерносмеси и низкой загрузке триера.

Показать больше [+]

Меньше [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation