Министерство образования Пензенской области

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

 Пензенской области «Пензенский агропромышленный колледж»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реферат

 

 «Математика в профессии агронома»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                              преподаватель математики

                                                     Чеготина Наталья Анатольевна

 

 

 

 

 

Пенза,2017

 «Если вы хотите участвовать в большой жизни, то наполняйте свою голову математикой, пока есть к тому возможность. Она окажет вам потом огромную помощь во всей вашей работе».               

М.И.Калинин

Введение

            Агрономия  - это комплекс наук о возделывании растений, рациональном использовании сельскохозяйственных угодий, повышении плодородия почвы и урожайности сельскохозяйственных культур. Агрономия включает земледелие, агрохимию, агрофизику, растениеводство, селекцию, фитопатологию, сельскохозяйственную энтомологию и другие разделы.

            Современные задачи агрономии вытекают из необходимости удовлетворения возрастающих потребностей населения в сельско-хозяйственной  продукции. Агрономические науки призваны разрабатывать мероприятия, постепенно освобождающие земледелие от воздействия вредных природных факторов, в особенности от засухи.

            Агрономия, как наука о возделывании земли, неразрывно связана с такими понятиями, как эффективность земледелия, т. е. возможность получать большой урожай с единицы площади, охрана природы и экология, сохранность земель и возможность использования их плодородных свойств долгие годы.  Агроном должен быть хорошо образован, так как без специальных знаний невозможно определить, как именно влияют на урожай такие факторы, как количество осадков, температура воздуха, состав почвы, наличие в ней минеральных удобрений, время проведения посадки и сбора урожая. Достаточно часто в практике приходится находить посевную площадь поля, деление участка треугольной формы на три равновеликие трапеции (такая форма удобнее для механизированной обработки).

        Выполняя  данную  работу,  мы  убедились  в  том,  что научно обоснованные  математические  расчеты обеспечивают  сохранение  и  восстановление  плодородия  почв  и  земель  сельскохозяйственного  назначения, помогают получить  высококачественный  урожай, рассчитать количество вносимых удобрений, эффективно бороться с вредителями.

            Цель работы:

-  Показать широкое применение идей и методов математики в различных отраслях сельского хозяйства.

-  Рассмотреть задачи, демонстрирующие разнообразные математические знания  в решении    вопроса  по     сохранению  и  восстановлению  плодородия почв, повышения урожайности.

            Сегодня в национальном проекте РФ обозначена задача возрождения сельского хозяйства, поэтому эта тема является очень актуальной  Дальнейшее развитие сельского хозяйства основано на базе научного познания. Без привлечения математики  это невозможно.

 

 

 

 

 

 

 

математика в растениеводстве.

            Профессиональный агроном должен знать технологию сельскохозяйственного производства,  методы возделывания полевых, садовых и огородных культур. Всё это необходимо специалисту для получения высококачественного урожая. Урожай и урожайность – важнейшие результативные показатели растениеводства.

            Правильные математические расчеты способны значительно повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

Пример: На 1 м² приходится 300 растений яровой пшеницы, продуктивная кустистость 1,3, среднее число зерен в колесе 30, масса  1000 семян 38 г. Урожайность (в т с 1 га) определяют по формуле:
                                                        У=,
где а- количество растений в пересчете на 1 га (в млн шт.);
б- продуктивная кустистость; в- среднее число зерен в колесе;
г- масса 1000 семян (в г.)
Подставляя числовые выражения вместо букв, получаем:
                                              У=.

Ответ: У=4,446 т/га

Для кондиционных семян посевную годность в процентах вычисляют по формуле:
                                                             Г_п=ЧВ/100,   

где Ч- чистота семян,%; В-Всхожесть семян,%.

Посевной годностью семян называется процент чистых и схожих семян в анализируемом образце. Этот показатель используется для расчета фактически необходимой нормы высева семян в килограммах. Поправку на посевную годность применяют для каждой  партии семян. Фактическую норму высева  семян в килограммах  на 1 га рассчитывают по формуле:                                                   
                                                               Н=100КМ/Г_п,
где К- необходимое число всхожих семян, млн на 1 га; М- масса 1000 семян,г; Г_п- посевная годность,%.

Пример: Масса 1000 семян пшеницы 40г, на 1 га требуется высеять 6 млн зерен, посевная годность 92%. Опрделить норму высева семян в килограммах на 1 га.

 

Н = 100*6*40/92=260,87 кг/га

Ответ:  Н = 260,87 кг/га

Пример: Чистота ржи сорта Ярославна 98%, всхожесть 95%, масса 1000 семян 42г.
Определите норму высева (т/га) озимой ржи, если коэффициент высева 5 млн/га?
Поставив имеющиеся данные в формулу получим
Н=(5*42*100)/(98*95/100)=225 (кг/га)

Ответ:  Н = 225 кг/га

Для определения чистоты семян используют  формулу        Ч=100м₁/м_2,                                               где  М₁- масса чистых семян,г; М₂- масса взятой пробы г.
Чтобы определить количество семян данной культуры в 1кг используется формула:
                                                          К=1000Н/М,
где Н- число семян в навески чистых семян; М- масса навески чистых семян,г.
            Определяют жизнеспособность семян методом окрашивания анилиновыми красителями. За один- два дня до определения жизнеспособности семена замачивают в воде, у косточковых культур предварительно удаляют эндокарпий. Замачивать семена нужно для того, чтобы легче было снять семенную оболочку и эндосперм, препятствующие проникновению красителя в зародыши.
По результатам подсчетов определяют жизнеспособность семян (Ж,%) по формуле:
                                                         Ж= 100К₁/К_2,
где К₁- число неокрашенных семян; К₂- число взятых для окрашивания семян.
Вычисляют хозяйственную годность семян (ХГ,%) по формуле:
                                                            ХГ= ЧЖ/100.
Делают заключение о пригодности семян у повесу.
Рассчитывают нормы высева нестратифицированных семян (НГ, кг/га) с учетом хозяйственной годности:
                                                               НВ= 100 СНВ/ХГ,
где  СНВ- средняя норма высева, кг/га, ХГ- хозяйственная годность, %.

Пример: В северной зоне Оренбургской области рекомендуется высевать яровую твердую пшеницу из расчета 200 кг семян на 1 га. Семена в хозяйстве имеют чистоту — 99%, всхожесть — 95%. Определить весовую норму высева семян.

1.Находим посевную годность: 
                                        ПГ==94%

2.Определяем весовую норму: 
                                        Н== 212,8кг/га

или после округления – 213 кг/га.

То есть фактическая норма высева будет во столько раз выше, во сколько раз вычисленная посевная годность меньше 100%-ной посевной годности.

 

Если рекомендованная норма высева дается в числовом выражении, то для определения фактической весовой нормы необходимо ввести поправку на посевную годность и значение массы 1000 семян. Расчет ведут по формуле:

                              Н=;
где: Н - фактическая весовая норма, кг/га;

Н1 - число миллионов чистых и всхожих семян на 1 га;

М — масса 1000 семян, г;

ПГ — посевная годность семян, %.

 

 

 

Задачи:

1.      Рассчитать площадь участка, на который необходимо высадить рассаду.
Например, 400 шт. рассады огурцов.

2.      Рассчитать площадь парниковых рам для выращивания рассады.

3.      Рассчитать количество саженцев для посадки сада. Например, количество саженцев вишни на 4-х кварталах.

4.      На какую площадь будет высажено 70 тысяч рассады земляники?

5.      Рассчитать норму высева кабачка, если всхожесть составляет 95%, чистота – 99%, масса 1000 семян н 5 г.

6.      Сколько рассады томата потребуется для посадки 0,2 га.

7.      Рассчитать норму высева семян подсолнечника, если масса 1000 семян 80г, густота стояния растений 40 тысяч штук на 1 га.

8.      Сколько ячменя потребуется для посева 60 га?

9.      Рассчитать норму высева озимой пшеницы, если на 100 га посеяно 220 т зерна.

 

 

математика в цветоводстве

Цветово́дство — отрасль растениеводства, занимающаяся селекцией и выращиванием красивоцветущих и других растений в декоративных целях: для срезки букетов, создания оранжерей и зелёных насаждений открытого грунта, а также для украшения жилых и производственных помещений.

            Для украшения садов, парков, а также пространства перед входом в здание используют цветники. Цветни́к — участок (ограниченная территория), на котором

расположены цветочные насаждения, дорожная сеть, газон. Соотношение элементов цветника должно быть гармоничным и приятным для глаза. Самые красивые сочетания для цветников получаются в соответствии с правилом «Золотого сечения».
Золотое сечение — это такое деление на части отрезка, когда весь отрезок относится к большей части так, как большая относится к меньшей части. Например 3:5:8 или 5:8:13, где 3 (5) части отводятся под элементы цветника, 5 (8)- под дорожную сеть, 8(13)- под газон.

Пример: Расчет составляющих элементов в соответствии с правилом «Золотого сечения».
Площадь цветника: 270м²
  1) На площадь  цветника 270м² приходится 16 частей согласно с правилом  «Золотого сечения» (3:5:8).
3 части – цветы; 5 частей- дороги; 8 частей-газоны
2) Определяем сколько м²  приходится на одну часть:   270м²:16=17м²
3) Определяем площадь занятую цветами :  17м²*3=51м²
4) Определяем площадь занятую дорожками : 17м²*5=85м²
5) Определяем площадь занятую газонами : 17м²*8=136м²

            При использовании правила «Золотого сечения» мы имеем в сумме 16 или 26 частей. Необходимо найти размер одной доли. Для этого необходимо данную площадь разделить на 16 или 26.

Далее  находим площадь, отводимую на каждый элемент. Умножаем размер одной доли на 3 (5) и получаем площадь под цветочными элементами, на 5 (8)- площадь под дорожной сетью, на 8 (13)- площадь под газоном.
            Для составления травосмеси необходимо знать норму высева семян (кг/га).
Для расчета норм высева семян в травосмеси, норму высева семян каждого вида в чистом виде умножают на процент участия ее в травосмеси, а затем делят  на 100. Полученные данные по каждому виду трав суммируют и устанавливают норму высева ( в кг/га).

 Пример: Составление травосмеси и расчет количества посевного материала для газона.
Газон является объединяющим все элементы цветника компонентом. Смесь трав подбирают в зависимости от почвы места положения и вида газона и его использования.
Норма высева семян садовых трав 25-35 гр/м, в зависимости от сроков посева и назначения. Состав газонной смеси: мятлик луговой - 25%, овсяница луговая  - 25%, пырей ползучий - 25%,  полевица белая - 25%.

1. Рассчитываем норму высева мятлика лугового.
           Мятлик луговой 25%
25*25:100=6,25кг/га
6,25кг*0,0136га=0,085кг

2. Рассчитываем норму высева овсяницы луговой
             Овсяница луговая 25%
25*60:100=15 кг/га
15кг*0,0136га=0,54кг

3. Рассчитываем норму высева пырея ползучего.
              Пырей ползучий 25%
25*70:100=17,5 кг
17,5кг*0,0136=0,238кг/га

4. Рассчитываем норму высева полевицы белой
                Полевица белая 25%
25*10:100=2,5кг/га
2,5кг*0,0136га=0,034кг

5. Рассчитываем норму высева травосмеси.
0,085кг + 0,54кг + 0,238кг + 0,034кг= 0,897 ≈0,9кг/га

Для создания газонов требуется 0,9кг/га.

 

           

 

 

 

 

            Форма цветника может быть различной. Её площадь рассчитывается с помощью геометрических формул.

 

1)      S_круга =πR²

 

 

2)      S_{квадрата} = a²

 

3)      S_{прямоугольника} = a*b

 

 

4) S_{треугольника}  = ½ ah_a

 

 

 

 

5)  S _овала = π * a * b,  где a - длина малой полуоси эллипса ,
      b - длина большой полуоси эллипса ,π - число пи.

 

 

 

 

Математика в  плодоовощеводстве

            Плодоовощеводство – это отрасль науки, изучающая вопросы разведения овощей и плодово-ягодных растений. Профессия плодоовощевода включает множество разнообразных операций. Он умеет разводить овощи непосредственно в грунте, выращивает их в парниках и теплицах.

            Плодоовощевод занимается простейшей переработкой овощей, чтобы приготовить их к длительному хранению. Находится работа и зимой, когда плодоовощевод работает в плодовом саду. Он снимает зимние гнезда гусениц-вредителей, принимает меры для задержания снега. По мере роста растений агроном по внешним признакам может определить, не болеет ли растение, не атаковали ли его вредители, всех ли питательных веществ ему вдоволь, а если нет, то каких именно не хватает.

            Определение биологической эффективности мероприятий по борьбе с вредителями по снижению повреждённости растений используется формула

Э = ((Ав – Ва) * 100) / Аа  ,

где Э – биологическая эффективность; А – численность вредителей на обработанной площади до обработки; В – то же, после обработки; а – численность вредителей на контрольном участке до проведения мероприятия; в – то же, после проведения мероприятия.

При определении биологической эффективности мероприятий по борьбе с вредителями по снижению повреждённости растений используется формула

Э = ((А – В) * 100) / А  ,

где А – количество погибших растений или отдельных органов в контроле; В – количество погибших растений или отдельных органов на обработанном участке.

            Для определения средней повреждённости растений в процентах используют формулу

Р = (Σ ( а * в ) * 100) / NK   ,

где Р – повреждённость листовой поверхности, %;  Σ ( а * в ) – сумма произведений числа растений на соответствующий им балл повреждения; N – общее количество учтённых растений ( повреждённых и неповреждённых).

            Биологическая  эффективность в данном случае может быть вычислена по формуле

Э = Р₁ – Р₂  ,

где Э – биологическая эффективность; Р₁ – повреждённость листовой поверхности в контроле, %; Р₂ – повреждённость листовой поверхности растений на обработанном поле.

            При определении биологической эффективности мероприятий по борьбе с болезнями растений  используют два показателя: 1 – снижение распространённости болезни и 2 – снижение развития болезни. В первом случае может быть использована формула

Э = (( А – В) *  100)/ А   ,

где Э – биологическая эффективность; А – число поражённых растений в контроле; В – число поражённых растений на обработанном участке.

            Для определения экономической эффективности защитных мероприятий в хозяйстве на основе данных о затратах на их проведение, количестве и стоимости дополнительно полученного урожая рассчитывают чистый доход и рентабельность, пользуясь следующими формулами:

Ч = УЦ – З,    Р = Ч/З * 100,

где Ч – чистый доход, полученный при проведении мероприятий по защите растений, руб/га; У – дополнительно полученный урожай, т/га;  Ц – цена единицы продукции, руб/кг; З – затраты на проведение мероприятий по защите растений, включая уборку и транспортировку дополнительно полученного урожая; Р – рентабельность, %.

 

Пример: Расход картофеля на 1 га при квадратно – гнездовом способе посева.

        , где Q- расход в кг/га,  q - средняя масса  картофелины в г,  k – количество картофелин, положенных в гнездо,  a – длина стороны квадрата в м. При помощи формулы  можно определить количество кустов картофеля на участке площадью S га, если с – ширина междурядья в м.

 

Пример: Определить норму высева семян пшеницы, если известно, что на 1га должно расти 6 миллионов растений, а при определении хозяйственной годности семян выяснилось, что масса 1000 зерен 40 г, чистота семян 97%, а всхожесть 93%.

Решение:  Пусть на 1 га будет высеяно семян  х кг, среди этих семян зерна пшеницы будут составлять 0, 97х (остальные мусор), причем прорастут лишь зерна с общей массой 0, 93×0,97х, что и должно дать массу 6 миллионов зерен. Получаем уравнение  0, 93×0,97х = 0, 04 × 6000.  Решив ее, найдем, что норма высева 266 кг/га.

 

Пример: В соответствии с требованиями агротехники зерно засыпается на длительное хранение при влажности до 14%. На сколько процентов уменьшается масса зерна при просушке до этого состояния, если влажность свежеубранного зерна 24%?

Решение: Пусть х – масса свежеубранного зерна. Сухого вещества в нем содержится 0,76х. Это сухое вещество составляет 86% массы зерна в кондиционном состоянии. Поэтому масса зерна после просушки будет 76:86х, а значит, масса уменьшилась на 10:86х, что составляет 10:86=11,7% от свежеубранного зерна.

 

Математика в земледелии

Земледелие – важнейший раздел агрономии, изучающий общие приёмы возделывания сельскохозяйственных культур, разрабатывающий способы наиболее рационального использования земель, повышения и воспроизводства плодородия почвы для получения высоких и устойчивых урожаев.

            Основное средство производства в земледелии – почва. Почвоведение – наука о почвах, их образовании, строении, составе и свойствах.Главное свойство почв – плодородие, т.е. способность удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, обеспечить их корневые системы достаточным количеством воздуха, тепла для нормальной деятельности и создания урожая.

            Расчет влажности и орошения полей - необходимый расчет в агрономии, так как громадная роль воды в жизни растений и резкие колебания запасов воды в почве вызывают постоянную заботу о воде при возделывании растений. Очень часто получение высокого урожая растений зависит от содержания достаточного количества воды в почве, а отсюда возникает необходимость уметь определять, сколько имеется воды в почве, и знать, достаточно ли этого количества для жизни растений.

Гидроскопическую влажность (W_г) в % вычисляют по формуле:

W_г =   ,

где m_ив – масса испарившейся воды, г; m_с – масса сухой почвы, г.

Определение плотности почвы вычисляют по формуле:

d_v =   ,

где m_в – масса влажной почвы, г; W – влажность почвы, %; V – объём цилиндра, см³.

Влажность почвы  характеризует содержание влаги в почве, выражается в процентах к массе сухой почвы (высушенной при температуре 100 - 105), в процентах от объёма почвы, а также в м³/га, в мм.

Полевую влажность рассчитывают по формуле:

W =   ,

где W – полевая влажность, %; g – масса испарившейся влаги, г; m_с – масса сухой почвы, г.

 

Задачи:

a.       Влажность и доступную влагу в почве, если масса влажной почвы 30 г, сухой – 20 г, максимальная гигроскопическая влажность – 5 %.

b.      Рассчитать массу пахотного слоя мощностью 20 см на 1 га, если плотность почвы равна 1,2 г/см³.

1.      Скорость и высота поднятия капиллярной воды зависит от механического состава, структуры и строения почвы. Для наглядности используют графики зависимости водоподъёмной способности почвы и от её свойств. На оси абсцисс откладывают время, по оси ординат – высоту поднятия жидкости. Полученные кривые дают наглядное представление о скорости и высоте капиллярного поднятия воды в почве.

 

Работа агронома это непрекращающийся труд, который зависит от погодных условий. С ранней весны специалист проводит работы по подготовке пашни к посадке саженцев или посеву семян. Отслеживает поступление биологического или химического удобрения. Дозы удобрений часто выражают количеством питательного вещества, содержащегося в удобрении. В общем виде формула расчёта дозы удобрения по количеству питательного вещества имеет следующий вид:

Х = а *    ,

где х – искомый вес удобрений, кг; а – установленная доза питательных веществ; в – содержание данного вещества в удобрении.

 

            При расчёте доз удобрений по выносу элементов питания необходимо учитывать коэффициенты использования питательных веществ из почвы и из вносимых удобрений.

 

Д = (В – ПК_п – Н_оК_о) / К_уС

Где В – вынос элемента минерального питания с планируемым урожаем, кг/га; П – количество в почве доступного питательного элемента, кг/га; К_п – коэффициент  использования элемента питания из почвы, %; Н_о – количество элемента минерального питания, вносимого с органическими удобрениями, кг/га; К_о – коэффициент использования питательного элемента из органического удобрения, %; К_у – коэффициент использования питательного элемента из минеральных удобрений, %; С – содержание действующего вещества в удобрениях, %.

 

 

Пример.

Рассчитаем дозу внесения под капусту фосфорного удобрения (суперфосфата гранулированного):

Д = (96 – 300 * 0,15 – 100 * 0,20) / (0,30 * 0,19) = 544 кг/га

 

 

 

 

 

 

Заключение

             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

 

1. Апанасов П.Т., Апанасов Н. П. Сборник математических задач с практическим содержанием. М. : Просвещение, 1987;
2. Большой Российский энциклопедический словарь. М.: «Большая Российская энциклопедия», 2005;
3. Лопатников Л.И. популярный экономико-математический словарь. М.: Просвещение, 1979;
4. Петров В.А. Преподавание математики в сельской школе. М.: Просвещение, 1986;
5. Петров В.А. Математические задачи из сельскохозяйственной практики.

        М., Просвещение, 1980.

6.  
7. Сабанин Л.В. математика в понятиях, определениях и терминах. М.: Просвещение, 1982;
8. Шапиро И.М. Использование задач с практическим содержанием в преподавании математики. М.: Просвещение, 1990.

 

 

http://www.wikiznanie.ru

 

http://www.ckofr.com/selhoznauki/

 

Скачано с www.znanio.ru