Симулятор полива для увеличения урожая разработан в МГУ
Будущее ирригации невообразимо без точных систем
Математическое моделирование позволит получать больше овощей благодаря оптимальному поливу. В МГУ им. Ломоносова сообщили, что группе учёных из Московского Государственного Университета, совместно с коллегами, удалось разработать алгоритм, позволяющий одновременно снизить потребность посадок в воде и увеличить урожай.
Известно, что неэффективный полив ведёт к потерям урожая. Но исследователи усложнили себе задачу, взяв за основу довольно удачные схемы полива полей. Задача – выяснить, насколько они эффективны и можно ли улучшить схемы, считающиеся достаточно хорошими
Так, даже считающиеся удачными, подходы к оптимизации ирригации призваны максимизировать урожайность или прибыль, но не учитывают воздействие на окружающую среду.
Потому задачей учёные видели разработку системы, котора учитывала бы не только экономию воды, но и приводила бы, например, к снижению потребности во вносимых удобрениях.
В своём исследовании учёные использовали историю погоды для оценки различных погодных сценариев
в ходе исследования имело место применение многокритериальной оптимизации на основе не доминирующего генетического алгоритма сортировки-II (NSGA-II)
Значительная часть данных об изученном хозяйстве, расположенном неподалеку от реки Ока, была получена в результате полевых экспериментов.
Полученная после расчетов модель позволяет получить количественный прогноз урожайности в зависимости от погодных условий, свойств почвы, фермерских стратегий полива
Для ускорения расчетов в процессе поиска оптимальной стратегии ирригации были использованы мощности суперкомпьютера Жорес.
В итоге исследования группе учёных удалось получить результаты, показывающие, что применяемые повсеместно стратегии поливов можно улучшить на 10-12%
Отмечается, что учитывая масштабы использования воды для полива это существенная цифра.
Пресс служба МГУ приводит слова одного из авторов исследования, старшего преподавателя Сколковского института науки и технологий, выпускницы факультета почвоведения МГУ – Марии Пукальчик:
«Приятным наблюдением было то, что используемые реальные фермерские стратегии планирования полива являются весьма разумными и нам потребовались длительные вычисления, чтобы убедиться, что существующие сценарии всё-таки можно улучшить их в пределах 10–12 процентов, что тоже является весьма значимой цифрой.
Мы надеемся, что наши рекомендации, полученные в результате моделирования, можно будет передать в опытные хозяйства для проведения масштабного полевого эксперимента.
В то же время мы рады даже тому факту, что нам удалось в очередной раз продемонстрировать, что существующие сценарии ирригации, используемые в сельском хозяйстве, все еще возможно улучшить в сторону уменьшения расхода пресной воды».
Работа исследователей продолжается, ведь поиск оптимальных ирригационных и водных ресурсов для сельскохозяйственных культур необходим сегодня и будет необходим в будущем, как для повышения урожаев натуральным путём, для эффективности использования воды, а также снижении нагрузки на окружающую среду в процессе выращивания овощей.
Результаты совместных с коллегами работ учёных из МГУ были представлены на авторитетной конференции ICCS 2021 и опубликованы в Lecture Notes in Computer Science.