AGRIS - 

2021

Theoretical basis for presenting research results in agricultural science is mathematical statistics and probability theory using empirical forms of generalization of experimental data. To improve the methods of planning field experiment and processing its data using digital technologies, the authors proposed to use mathematical modeling based on physical principle of balance of cause-and-effect interactions in a closed physical system as a priority option. When analyzing impact of environmental factors on crop yields, the initial provisions, the mathematical modeling of the crop yield is based on are not associated with characteristics of crops and natural conditions, therefore, the model options are universal in application and are valid for any agricultural crop, regardless of the region of cultivation. To ensure statistically correct digital information, based on the established forms of mathematical model, the field experiment layout aimed at establishing the dependence of the crop yield on yield-forming factors should include at least 4 options for nutritional levels (NPK) with a research duration of at least 4 years. To check the accuracy of the developed crop yield model, the data of independent field experiments of Professor N.N. Semenenko with barley (Hordeum vulgare) and winter triticale (Triticosecale) has been used. It has been determined that, in Belarus, yield-forming factors, as a result of their impact on the grain yield, are arranged in the following decreasing sequence: total dose of applied NPK º the amount of precipitation during the active phases of growing season → air temperature for the same period. Calculations have shown that decrease in the number of yield-forming factors taken into account in the mathematical model from three (food, moisture and heat) to two (food and moisture) reduces the accuracy of calculating the grain crop yield insignificantly. /Теоретической основой представления результатов исследований в сельскохозяйственной науке являются математическая статистика и теория вероятности с применением эмпирических форм обобщения опытных данных. С целью совершенствования методик планирования полевого эксперимента и обработки его данных с использованием цифровых технологий в качестве приоритетного варианта авторами предложено использовать математическое моделирование на основе физического принципа баланса причинно-следственных взаимодействий в замкнутой физической системе. При анализе влияния факторов среды на урожайность культур исходные положения, на которых базируется математическое моделирование урожая, не связываются с особенностями культур и природных условий, поэтому варианты модели универсальны по применению и действительны для любой сельскохозяйственной культуры независимо от региона возделывания. Для статистически корректного обеспечения цифровой информацией, исходя из установленных форм математической модели, схема полевого опыта, имеющего целью установление зависимости урожая культуры от урожаеформирующих факторов, должна включать не менее 4 вариантов уровней питания (NPK) с продолжительностью исследований не менее 4 лет. Для проверки точности разработанной модели урожая использованы данные независимых полевых опытов профессора Н.Н. Семененко с ячменем (Hordeum vulgare) и озимым тритикале (Triticosecale). Установлено, что в условиях Беларуси урожаеформирующие факторы по результату своего воздействия на урожай зерновых культур располагаются в следующей убывающей последовательности: суммарная доза вносимых NPK º сумма выпавших атмосферных осадков за активные фазы вегетации → температуры воздуха за тот же период. Расчеты показали, что уменьшение числа учитываемых в математической модели урожаеформирующих факторов с трех (пища, влага, тепло) до двух (пища, влага) снижает точность расчета урожая зерновых культур несущественно.

Show more [+]

Less [-]

National Academy of Sciences of Belarus - Belarus

2020

Urbahs, A., Riga Technical Univ. (Latvia). Inst. of Aeronautics | Zavtkevics, V., Riga Technical Univ. (Latvia). Inst. of Aeronautics

The objective is to carry out an analysis of remote oil spill detection using multi Remote Piloted Aircraft (RPA). A multi-RPA system provides reliable detection of an oil spill with significant advantages over other existing single RPA methods. The objective is to develop an algorithm of using multi-RPA for the monitoring of oil spills. In this paper centralized and multi-RPA algorithms for oil spill detection are analysed.

Show more [+]

Less [-]

National Academy of Sciences of Belarus - Belarus

2020

Salehizadeh, A., Islamic Azad Univ. (Iran Islamic Republic). Najafabad Branch. Dept. of Geography | Khodagholi, M., Agricultural Research Extension Education Organization (AREEO), Tehran (Iran Islamic Republic). Rangelands and Forests of Institute Research. Rangeland Research Div. | Gandomkar, A., Islamic Azad Univ. (Iran Islamic Republic). Najafabad Branch. Dept. of Geography

The importance of the honey bee lays in its huge role in pollination and, as a result, maintaining the flora of the environment and also increasing agricultural production. Temperature is the most important element of the atmosphere affecting beekeeping. Results of stationary conclusions are generalized to the area of Fars province by using geographical information system (GIS) according to direct relationship between elevation changes and temperature variations. A beekeeping capability map was then drawn for the Fars province by months of the year. The results showed that heat conditions in four months of the year, from December to March, are not suitable in most of the northern and eastern parts of the province. The southern regions with an altitude of less than 1100 meters above sea level are considered as a suitable place for deployment, wintering and beginning of bee colony activities. The most optimal months of the year for honey bee activities are May and October. For fixed beekeeping, the central strip of the province with an average height of 1500 meters above sea level is the most suitable places.

Show more [+]

Less [-]

National Academy of Sciences of Belarus - Belarus

2017

Petrovets,V.R. | Kurzenkov,S.V. | Dudko,N.I. | Grekov,D.V.

During the cultivation of crops, pre-sowing tillage and sowing are of greatest importance. For narrow-row sowing of crops it is promising to use combined single-disc coulter with symmetrical ledges-furrow-makers, operating at zero angle of attack. This opener provides a more uniform seed placement and optimum depth, and helps to more efficiently distribute them in the area of feeding. Proposed opener is easy to make and adjust. The mathematical methods of calculating this opener was presented. Its implementation in mathematical software packages or engineering automated control systems will help to establish a link between design parameters of the proposed opener and technological parameters of the examined processed | алгоритмизировать расчеты по оценке формы, размеров и заглублению элементов сошника и образованной им почвенной щели. Предложенная методика является составной частью математического описания процесса узкорядного посева сельскохозяйственных культур сошниковыми группами, оснащенными комбинированными однодисковыми сошниками предлагаемого типа. | to algorithmize calculations to assess the shape, size and depth of opener elements and the soil crack formed by it. The proposed methodology is an integral part of the mathematical description of the process of narrow-row sowing of crops with coulter groups equipped with combined single disc coulters of the proposed type. | При возделывании сельскохозяйственных культур важнейшее значение имеют предпосевная обработка почвы и посев. Для узкорядного посева сельскохозяйственных культур перспективным является применение конструкции комбинированного однодискового сошника с симметрично расположенными ребордами-бороздкообразователями, работающей при нулевом угле атаки. Данный сошник обеспечивает более равномерный посев семян и на оптимальную глубину, а также позволяет более эффективно распределить их по площади питания. Предлагаемый сошник прост в изготовлении и настройке. В статье приводится математическая методика расчета такого сошника. Ее реализация в математических пакетах прикладных программ или инженерных автоматизированных системах управления позволит: установить связь между конструктивнымипараметрами предлагаемого сошника и технологическими параметрами изучаемого процесса

Show more [+]

Less [-]

National Academy of Sciences of Belarus - Belarus

2017

Kokits,E.V.

A methodology to optimize raw sugar industry zones, based on the use of simulation methods, was presented. Procedures to optimize supply chains based on the methods of mathematical inventory management theory, transport problem solving methods, methods of optimizing flows in networks, projects network schedules optimization were examined. The main methods of simulation were shown. There is high efficiency of using the results of the study. Taking into account the purpose of optimization of raw zones, principles of optimization were formulated and scientifically grounded: the principle of the minimum cost of raw materials, the principle of maximum utilization of production capacity, the principle of centralizing the delivery of raw materials. Raw zone of large-scale beet-growing in Belarus in 2014 included agricultural enterprises and organizations of 17 districts of Grodno region, 12 - Brest, 11 - Minsk, and 5 - Mogilev region. 322 agricultural companies were engaged in the cultivation of sugar beet. Sowing area - 93.000 hectares. On average, one farm had 196 hectares. Optimization of raw material zone will help to efficiently use the production capacity of processing enterprises, reduce the cost of transportation of raw materials, and therefore reduce the cost of the finished product. | Представлена методика оптимизации сырьевых зон сахарной промышленности, основанная на использовании методов имитационного моделирования. Рассмотрены процедуры оптимизации цепей поставок на основе методов математической теории управления запасами, методов решения транспортной задачи, методов оптимизации потоков в сетях, оптимизации сетевых графиков проектов. Даны основные методы имитационного моделирования. Отмечается высокая результативность использования результатов проведенного исследования. Основываясь на целях оптимизации сырьевой зоны, были сформулированы и научно обоснованы принципы оптимизации: принцип минимальной себестоимости сырья, принцип максимальной загруженности производственных мощностей, принцип централизации доставки сырья. Сырьевая зона промышленного свеклосеяния Беларуси в 2014 г. включала сельхозпредприятия и организации 17 районов Гродненской области, 12 - Брестской, 11 - Минской и 5 - Могилевской областей. Возделыванием сахарной свеклы занимались 322 сельскохозяйственные организации. Посевная площадь 93 тыс. га. В среднем на одно хозяйство приходилось 196 га. Оптимизация сырьевой зоны позволит эффективно использовать производственные мощности перерабатывающих производств, снизить затраты на транспортировку сырья, а, следовательно, сократится и себестоимость готовой продукции.

Show more [+]

Less [-]

National Academy of Sciences of Belarus - Belarus

2017

Petrovets,V.R. | Kurzenkov,S.V. | Dudko,N.I. | Grekov,D.V.

The process of sowing is the most important link in the technology of crops cultivation. Scientists in many countries are constantly looking for the best ways to sow crops, as well as for working organs for their implementation. The Belarusian State Agricultural Academy developed a combined single-disc coulter for narrow-row sowing with symmetrical bilateral ledges-furrow-makers operating at zero angle of attack. Field experiments showed that the examined coulter sows seeds more uniformly in the area of feeding and at the optimal depth. A mathematic model of soil compaction in places of seeds sowing using coulters of the proposed type was presented. Its implementation will help to establish the link between the design parameters of the proposed opener and technological parameters of the examined process. This methodology will be taken into account in the analysis and substantiation of rational boundaries of variability of furrow-making element and optimization of its parameters. | Процесс сева является важнейшим звеном в технологии возделывания сельскохозяйственных культур. Ученые многих стран настойчиво ищут оптимальные способы посева сельскохозяйственных культур, а также рабочие органы для их осуществления. В Белорусской государственной сельскохозяйственной академии был разработан комбинированный одно-дисковый сошник для узкорядного посева с симметрично расположенными двухсторонними ребордами-бороздкообразователями, работающий при нулевом угле атаки. Полевые эксперименты показали, что исследуемый сошник осуществляет более равномерный посев семян по площади питания и на оптимальную глубину. Приводится математическая модель уплотнения почвы в местах укладки семян при использовании сошников предлагаемого типа. Ее реализация позволит установить связь между конструктивными параметрами предлагаемого сошника и технологическими параметрами изучаемого процесса. Данная методика будет учтена при анализе и обосновании рациональных границ варьирования бороздкообразующего элемента и оптимизации его параметров.

Show more [+]

Less [-]

National Academy of Sciences of Belarus - Belarus

2017

Likhatsevich,A.P.

Апробирована структурная математическая модель влияния факторов среды на урожайность сельскохозяйственных культур. Справедливость модели подтверждается высокими статистическими показателями согласования теоретической кривой с опытными данными, полученными в Беларуси и России. Установлено, что точность представления результатов исследований с использованием обобщенной модели урожая, пригодной для разных условий, повышается с увеличением числа учитываемых урожаеобразующих факторов, контролируемых при проведении многофакторного полевого опыта. Показано, что схема агрономического опыта, имеющего целью установление зависимости урожая от факторов среды, должна обязательно включать варианты, учитывающие влияние на урожай как минимум двух основных урожаеобразующих факторов – уровня питания и влагообеспеченности растений. Уровень питания культуры определяется исходным плодородием почвы и дозами внесения удобрений. Влагообеспеченность культуры зависит от водно-физических свойств почвы и выпадающих атмосферных осадков, а при орошении – от предполивной влажности почвы. Для установления обобщенной зависимости урожая культуры от урожаеобразующих факторов в схеме полевого опыта должны присутствовать варианты с заведомо высокими дозами удобрений, повышение которых уже не приводит к росту урожая в условиях исследований. Только по результатам таких опытов строится обобщенная математическая модель урожая, на основе которой можно проводить оптимизацию распределения ресурсов в земледелии и уверенно планировать (программировать) урожайность. | Structural mathematical model of environment impact on agricultural crops performance is tested. Theoretical curve and experimental data of Belarus and Russia have high statistical indicators of matching what proves model accuracy. Generalized crop model is suitable for various conditions and specifies results of experiments which accuracy rises by considering wide range of productivity factors during multiple field experiment. Scheme of agronomic experiment measures environment impact on crop and includes two main productivity factors – plant nutrition and moisture provision. Soil fertility and fertilizer rates provide plant nutrition. Moisture provision depends on water physical soil qualities and precipitation, in the case of irrigation initial soil moisture is a key condition. To establish how productivity factors affect the crop, the general scheme of field experiments shall contain variants of an obviously high fertilizer rates which dose increase will not stimulate further crop growth in experimental condition. Generalized mathematical model of productivity based on such experiments optimizes distribution of resources in agriculture and allows us to schedule (program) yields.

Show more [+]

Less [-]

National Academy of Sciences of Belarus - Belarus

2017

Alekseenko,A.S. | Tsaits,M.V. | Levchuk,V.A.

Приведены теоретические исследования процесса очеса лент льна барабанно-планчатым очесывающим устройством, устанавливаемым над теребильным аппаратом и осуществляющим очес при тереблении лент льна, зажатых в теребильных ручьях. Очесывающее устройство состоит из двух цилиндрических, параллельно установленных, планчатых барабанов и кожуха с ворохоотводами. Профиль рабочей поверхности планок имеет волнообразную форму. Очесывающие барабаны установлены над теребильной секцией в горизонтальной плоскости, образуя с теребильным аппаратом острый угол, а оси вращения барабанов расположены параллельно плоскости движения ленты льна. При этом толщина очесываемой одной парой барабанов ленты льна в 4 раза меньше, чем в существующих очесывающих аппаратах, что позволяет повысить качествоочеса. Наличие рифленой поверхности планок обеспечит параллелизацию верхушечной части стебля и увеличит длину рабочей поверхности планки взаимодействующей со стеблями льна. Осуществление очеса без проникновения в обрабатываемый материал исключает обрыв стеблей и их выдергивание из теребильных ручьев, получаемый при этом льноворох, будет состоять только из семян и неразрушенных коробочек, что позволит снизить массу льновороха в 2.5-4 раза, а масса и габариты льно-комбайна могут быть уменьшены до 2 раз, при использовании накопительного бункера мелкого льновороха вместо тракторного прицепа. Определены основные конструктивные параметры предлагаемого устройства и приведены математическиезависимости для определения длины, диаметров барабанов и угла их установки относительно теребильной секции. | In a course of the research there was studied the process of combing flax bands with a drum-plank combing device installed above a tearing apparatus and carrying out combing while tearing flax bands clamped in tearing streams. The combing device consists of two cylindrical, parallel installed, plank drums and a casing with vents. The profile of the working surface of planks has a wavy form. Combing drums are installed above the tearing section in a horizontal plane forming an acute angle with the tearing apparatus, and the axes of rotation of the drums are parallel to the plane of movement of the flax band. At the same time, the thickness of a flax band combed by one pair of drums is 4 times less than that in existing combing devices, which allows improving the quality of combing. The presence of a ribbed surface of planks will ensure the parallelization of the apical part of the stem and increase the length of the working surface of the plank interacting with flax stems. Combing without penetration into the processed material excludesthe breakage of the stems and their pulling out of the tearing streams. Flax heap obtained hereby will consist only of seedsand unbroken boxes, which will reduce the weight of flax heap by 2.5-4 times, and the weight and dimensions of flax combine may be reduced even twice, when using an accumulation hopper for small flax heaps instead of a tractor trailer. It was determined the main design parameters of the proposed device and presented mathematical dependences to determine the length and diameters of drums and the angle of their installation relative to the tearing section.

Show more [+]

Less [-]

National Academy of Sciences of Belarus - Belarus

2016

Shilo,I.N. | Romanyuk,N.N. | Orda,А.N. | Shkliarevich,V.A. | Vorobei,A.S.

Научно-технический прогресс в сельском хозяйстве сопровождается не только благоприятными, рациональными изменениями, но и отрицательными: возникает и усиливается эрозия почв, почва чрезмерно уплотняется, уменьшается содержание гумуса, идет засоление почв и т. д. В период интенсификации сельскохозяйственного производства необходимо требовательно оценивать конструкцию ходовых систем сельскохозяйственных машин, работающих в растениеводстве, так как создается ситуация, когда новые машины, призванные повысить урожай, снижают плодородие почвы. Почва, являясь средой для выращивания сельскохозяйственных культур, все большей мере начинает выполнять функцию несущего основания для движителей сельскохозяйственных машин, которые оказывают на нее механическое воздействие. Наибольшее воздействие осуществляется движителями тракторов, мощность и масса которых неуклонно растет. Так, урожайность зерновых в следах тракторов снижается на 10–15 %, а корнеклубнеплодов – на 20–30 %. В статье приведены исследования, позволяющие определить закономерности накопления повторных осадок. Получены зависимости для определения деформации почвы с различными физико-механическими свойствами при различных режимах нагружения и компоновке ходовых систем машинно-тракторных агрегатов. Установлено, как влияет на глубину следа соотношение величины давления движителя на почву с пределом ее несущей способности. Полученные данные могут быть применены в качестве исходных данных для определения рациональных параметров ходовых систем. | The scientific and technological progress in agriculture is accompanied by not only favorable and rational changes, but also by negative ones: soil erosion is enhanced, soil is excessively compacted, humus content decreases, soil is salinized, etc. During the period of intensification of agricultural production, one has to evaluate the design of running systems of agricultural machinery working at plant breeding, as a situation arises when new machines designed to increase yields, reduce the soil fertility. The soil as a medium for growing agricultural crops more often performs the function of a support base for propelling units of agricultural machines, which impact the soil mechanically. The greatest impact is carried out by tractors’ propelling units, with constantly growing power and weight. Thus, the yield of grain in tractors’ tracks is reduced by 10–15 %, and of tuberous roots – by 20–30 %. The article presents the studies allowing to determine the patterns of accumulation of repeated compactions. The dependences for determination of soil deformation with different physical and mechanical properties under various loading conditions and arrangement of running systems of machine and tractor units are obtained. It was determined how correlation of propeller unit pressure on soil affects the depth of track with the limit of its bearing capacity. The data obtained can be used as initial data to determine rational parameters of running systems.

Show more [+]

Less [-]

National Academy of Sciences of Belarus - Belarus

2016

Mikhnevich,E.I. | Levkevich,V.E.

Известно, что устойчивость частиц грунта, образующего подводную часть профиля берега (откоса), формируется под действием гидродинамических нагрузок, вызванных ветровым волнением, прямыми и обратными течениями волнового потока, и определяется допускаемыми скоростями. При этом допускаемые скорости принимаются по значениям, полученным для условий русловых потоков. Решение задачи об определении условий устойчивости частиц грунта на профиле равновесия, находящихся в пределах так называемого активного - подвижного слоя, наличие которого нами подтверждено натурным экспериментом по изучению режима движения наносов и развития вертикальных деформаций, до настоящего момента не рассматривалось применительно к водохранилищам Беларуси. Следует также отметить, что табличные значения скоростей потока и зависимости по определению донных скоростей в работах приведены для условий горизонтального или слабонаклонного дна, т.е. для случая, когда на частицу не действует сдвигающая сила, являющаяся составной частью силы тяжести. И только для откосов каналов была получена зависимость, учитывающая сдвигающую силу. Предложены критерии устойчивости поперечного и продольного профиля берега водохранилища, подверженного волновой переработке, позволяющие учитывать комплекс нагрузок, действующих на отдельные частицы и элементы несвязного грунта на поверхности отмели (откоса), которые необходимы для расчета формы профиля динамического равновесия. | The research was realized in the conditions of the Republic of Belarus. In a course of the research there were studied the fixity criteria of transverse and longitudinal profile of the reservoir shore affected by the wave processing. These criteria made it possible to consider pressure acting on individual particles and elements of incoherent soil in the shallow surface (slope) to calculate form of dynamic equilibrium profile. It is known that the stability of soil particles forming the underwater part of the profile of the bank (slope) is formed under the influence of hydrodynamic loads caused by wind waves, direct and reverse currents of the wave flow, and is determined by the permissible velocities. In this case, the permissible velocities are taken from the values obtained for the conditions of channel flows. The solution of the problem of determining the conditions for the stability of soil particles on the equilibrium profile within the so-called active-mobile layer, the presence of which was confirmed by the full-scale experiment on study the sediment movement regime and the development of vertical deformations, was not considered to date in the case of the reservoirs of Belarus. It should also be noted that the tabulated values of flow velocities and the dependence on the definition of bottom velocities in the works are given for conditions of a horizontal or slightly inclined bottom, i.e. For the case when the shearing force, which is an integral part of the force of gravity, does not act on the particle. And only for the slopes of the channels was obtained a dependence that takes into account the shearing force.

Show more [+]

Less [-]

National Academy of Sciences of Belarus - Belarus