Третий этап реализуется в режиме итераций. Если результаты какого либо подэтапа не удовлетворяют разработчика по тем или иным критериям, то необходим возврат к более ранним.

Выбор типа модели обусловливается, с одной стороны, результатами предыдущих этапов системного анализа, с другой – исходной информацией. Необходимость дополнительных итераций может обнаружиться и на заключительном подэтапе, когда проводится оценка и проверка полученных результатов. Анализ результатов позволяет выявить устойчивость получаемых решений, агроэкономическая интерпретация – их рациональность, соответствие здравому смыслу и профессиональному опыту. Не всякое несоответствие здравому смыслу и профессиональному опыту является свидетельством неудовлетворительного качества моделирования – возможно, что здесь обнаружено нетривиальное решение.

Изложенная логическая схема полностью не раскрывает всех проблем, возникающих в ходе построения модели. Зачастую элементарные ошибки, допущенные при расчете технических коэффициентов, ставят разработчика в крайне затруднительное положение, а поиск таких ошибок занимает длительное время (Фрумин, 1998).

Погодные условия очень динамичны, что не возможно описать их в полной мере статическими моделями. Следовательно, очень важно разработать конкретную модель для сельскохозяйственного предприятия лесостепи Южного Урала, при которой оно будет стабильно получать максимальную прибыль, независимо от сложившихся погодных условий.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Статистическая обработка данных

Динамический ряд урожайности сельскохозяйственных культур, таких как пшеница, кукуруза, овес, вика с подсевом овса, горох, по зоне лесостепи отличается значительными колебаниями по годам. Урожайность ведущей культуры – яровой пшеницы – за период с 1967 по 1998 годы на неудобренном фоне колебалась с 0,7 до 2,8 т/га, в то время как на удобренном фоне изменения урожайности были в пределах от 0,7 до 3,4 т/га. Такие колебания урожайности вызваны многими факторами (качество семян, сортосмена, применяемые технологии), но резкое снижение или повышение урожайности чаще всего обусловлено сложившимися погодными условиями. Резко континентальный климат Южного Урала характеризуется широким варьированием погодных условий по годам. По средним многолетним данным, осадки в течение вегетационного периода выпадают неравномерно, однако эта неравномерность сглаживается, создавая лучшие, по сравнению со средними многолетними, условия увлажнения вегетационного периода. В такие годы погодные условия могут обеспечить высокий урожай (Марамыгин, Сотникова, 1995).

Для установления закономерностей колебаний урожайности культур от количества осадков, нами были обработаны данные стационарного опыта КНИИСХ старшего научного сотрудника М.Н. Сметаниной, руководитель М.А.Глухих. Для характеристики устойчивости аграрного производства зоны лесостепи Южного Урала, обрабатывались данные урожайности основных возделываемых культур.

Первым шагом в обработке данных было ранжирование урожайности культур на неудобренном и удобренном фоне в порядке возрастания. После этого длинные ряды были разделены на три группы в соответствии с урожайностями культур в неблагоприятные, благоприятные и средние по увлажнению годы. Неблагоприятным считался год, когда за вегетационный период выпадало 55 мм осадков, благоприятный год – 241 мм, средний по увлажнению год предполагал выпадение 120 мм осадков. Полученная урожайность культур была занесена в таблицу 1.

Таблица 1 – Группировка урожайности культур (без удобрений), т/га

Благоприятность лет	Пшеница	Кукуруза	Овес	Вико-овес	Горох
Неблагоприятный	1,10	5,54	0,43	1,62	0,41
Средний	1,89	17,54	1,12	2,79	1,10
Благоприятный	2,44	24,59	2,14	4,91	2,07

Из данных таблицы видно, что количество осадков за вегетационный период оказывает влияние на урожайность культур, так на пшенице средняя урожайность в неблагоприятные годы снизилась на 55 % по сравнению с урожайностью в благоприятные годы. Кукуруза резко снижает урожайность зеленной массы в неблагоприятный год на 77,5 % по сравнению с благоприятным годом. Резкое снижение урожайности в неблагоприятный год наблюдается у овса, вико-овсянной смеси на зеленый корм, гороха, и оно составило 80, 67 и 79,3 %.

Внесение удобрений под культуры не способствует сглаживанию неблагоприятных погодных условий. Эффективность вносимых удобрений также зависит от погодных условий каждого конкретного года (таблица 2).

Таблица 2 – Группировка урожайности культур (с удобрениями N₄₀P₂₀), т/га

Благоприятность лет	Пшеница	Кукуруза	Овес	Вико-овес	Горох
Неблагоприятный	1,28	6,49	1,38	1,98	0,43
Средний	2,26	22,31	2,32	3,28	1,21
Благоприятный	2,91	33,74	3,17	6,27	2,21

Урожайность культур на удобренном фоне в благоприятные годы выше, чем в неблагоприятные, и в то же время видим, что внесении удобрений не способствует сглаживанию колебаний урожайности на удобренном фоне. Урожайность культур резко падает: так урожайность пшеницы снизилась на 56 % по сравнению с благоприятным годом. Урожайность остальных культур снижается с той же закономерностью, что и на фоне без удобрений, кукуруза снизила урожайность на 81 % относительно благоприятного года. Урожайность овса, вико-овсянной смеси на зеленый корм и гороха снизилась на 53, 68,5 и 81,2 % соответственно.

При сравнении урожайности культур на двух фонах прослеживается тесная зависимость урожайности от количества осадков за вегетационный период, но при этом урожайность культур на удобренном фоне несколько выше, чем на фоне без удобрений. Так урожайность ведущей яровой культуры – пшеницы, в благоприятный по увлажнению год на удобренном фоне составила 2,91 т/га, что на 16,3 % выше по отношению к благоприятному году неудобренного фона.

Следующим шагом в обработке данных, было определение среднего значения длинного ряда урожайности культур. Вычитая из среднего значения урожайности аналогичный показатель за определенный год, мы получали абсолютное отклонение. Проделав такие операции над изучаемым рядом, можно анализировать колебания урожайностей по отклонениям, но если судить только по стандартному отклонению, то можно сделать ошибочные выводы.

Для характеристики размаха вариаций показателей вычислялись коэффициенты вариации по формуле:

(7)

где:

- среднее значение показателя; s - стандартное отклонение, которое вычисляется по формуле:

(8)

здесь s² – дисперсия; n – объем выборки;

(9)

Большинство культур предъявляют повышенные требования к экологическим условиям и реагируют на их изменчивость большим размахом колебаний урожайности. Для этого сравним значения коэффициентов вариации культур по 31-летним данным стационарного опыта отдела земледелия КНИИСХ (таблица 3).

Таблица 3 – Коэффициент вариации урожайности основных культур в лесостепи Южного Урала по данным стационарного опыта отдела земледелия КНИИСХ, %

Культуры	Фоны удобренности
Культуры	0	N₄₀P₂₀
Пшеница	32,16	33,42
Кукуруза на силос	52,25	57,42
Овес	32,78	37,25
Горох	62,63	62,98
Вико-овес	47,48	53,81

Между осадками вегетационного периода и урожайностью культур наблюдается очень тесная связь, результатом которой являются колебания урожайности и внесением удобрений трудно изменить характер зависимости. Также здесь можно говорить и об интенсификации производства, рост которой не способствует повышению его устойчивости.

После этого нам нужно было определить степень взаимовлияния колебаний урожайностей культур. Она характеризуется коэффициентами корреляции. Близкие значения этого коэффициента (все они находятся в интервале от 0,66 до 0,99) подтверждают наличие определенного сходства в реакции культур на внешние условия. Регрессия динамики урожайности культур наиболее полно описывается уравнением прямой.

Таблица 4 – Коэффициенты корреляции урожайности культур в отдельные годы (без удобрений)

Культура	Пшеница	Вико-овес	Кукуруза	Овес	Горох
Пшеница	1,0	0,048	0,307	0,424	0,685
Вико-овес	0,048	1,0	0,401	0,579	0,063
Кукуруза	0,307	0,401	1,0	0,596	0,253
Овес	0,424	0,579	0,569	1,0	0,491
Горох	0,685	0,063	0,253	0,491	1,0

При анализе данных тесные связи были обнаружены между урожайностью гороха и пшеницы, чуть менее слабые связи между овсом и пшеницей, овсом и вико-овсянной смесью, овсом и горохом, вико-овсянной смесью и кукурузой. Слабые связи наблюдаются между урожайностью гороха и вико-овсянной смесью, горохом и кукурузой, пшеницей и кукурузой. Автокорреляция между урожайностью пшеницы и пшеницы, кукурузы и кукурузы.

Модель устойчивого земледелия сельскохозяйственного предприятия лесостепи Южного Урала (стр. 5 из 11)

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Статистическая обработка данных