Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.26 MB, 78 trang )
Mô hình động của quá trình tạo năng suất
Hiện nay rất nhiều ngời đã nghiên cứu các mô hình khác nhau, dùng cho quá trình tạo năng suất của ruộng cây trồng. Phần nhiều là các mô hình động, mô hình
toán học hoặc mô hình máy tính. ở đây, chúng tôi chỉ có thể trình bày sơ lợc về nguyên tắc xây dựng các mô hình loại này.
Tạo năng suất cây trồng gồm 3 quá trình sinh lý cơ bản: quang hợp, hô hấp và sinh trởng. Trong mô hình của quá trình tạo năng suất, có các mô hình phụ mô tả 3
quá trình sinh lý nói trên. Mô hình của quá trình tạo năng suất gồm các khối sau: Khí tợng và đất, gồm việc xác định diện tích lá theo tầng, lợng lá, cấu trúc
hình học của quần thể cây trồng và tác động của các điều kiện ngoại cảnh nh bức xạ, nhiệt độ, độ ẩm, gió, thức ăn …
Sinh lý, gồm các quá trình quang hợp, hô hấp và thoát hơi nớc; Sinh trởng, gồm quá trình sinh trởng của các cơ quan và năng suất.
Các mô hình này thờng là chơng trình máy tính điện tử, cho phép tính sự sinh trởng và năng suất cây trồng thông qua các quá trình quang hợp, hô hấp và phân phối
sản phẩm quang hợp. Các quá trình trên phụ thuộc vào các yếu tố ngoại cảnh nh bức xạ, nhiệt độ, nớc, chất dinh dỡng. Các phơng trình biểu diễn những quá trình sinh
lý đều đợc xây dựng dựa vào các thông số thực nghiệm theo các nguyên tắc đã trình bày ở trên.
Hình 22. Sự trao đổi đạm trong hệ sinh thái nông nghiệp với hệ sinh thái thành thị
Số liệu do Đào Thế Tuấn thu thập tại hợp tác xã Vũ Thắng, 1984 Số trong hình ngoài ngoặc: kgNhanăm; trong ngoặc: kgN tơng đơng lơng thực.
3.4. Mô hình của hệ sinh thái nông nghiệp
Hiện nay cha có mô hình hoàn chỉnh nào của hệ sinh thái nông nghiệp đợc đề nghị. Chỉ có những mô hình từng mặt, chẳng hạn nh mô hình của sự trao đổi năng
lợng hay mô hình trao đổi vật chất nh trao đổi đạm. Tuy vậy, các mô hình này cũng chỉ có tính chất mô tả.
Mô hình này biểu diễn các khối của hệ sinh thái nông nghiệp, dòng năng lợng, vật chất trao đổi giữa các khối, dự trữ năng lợng và vật chất trong các khối.
Dựa vào sự hoạt động của hệ sinh thái nông nghiệp đã trình bày ở trên, Đào Thế Tuấn và công sự 1984 đã đề nghị một mô hình đơn giản để biểu diễn sự hoạt động
của hệ sinh thái nông nghiệp. Mô hình này gồm 4 khối. Hệ sinh thái đồng ruộng;
Hệ sinh thái dân c; Hệ sinh thái chăn nuôi;
Hệ sinh thái thành thị không ở trong hệ sinh thái nông nghiệp.
Hình 43. Mô hình khối của hệ sinh thái nông nghiệp
mô phỏng theo Đào Thế Tuấn, 1984
Muốn đánh giá đợc mức hoạt động của một HSTNN, phải xác định các biến trạng thái của các khối và các biến điều khiển số ra, số vào của các khối.
Giữa các khối, có sự trao đổi năng lợng và vật chất. Cờng độ của sự trao đổi này quyết định năng suất của hệ sinh thái. Ngoài ra, giữa hệ sinh thái đồng ruộng
với khí quyển, giữa hệ sinh thái thành thị với nớc ngoài cũng có sự trao đổi năng lợng và vật chất.
Sau đây chúng tôi xin dẫn hai mô hình của hệ sinh thái nông nghiệp theo kiểu này: mô hình của hệ sinh thái nông nghiệp nớc Pháp và nớc Việt Nam vào năm
1980 Đào Thế Tuấn 1984.
Bảng 2. Các biến của mô hình 2 hệ sinh thái nông nghiệp Pháp và Việt nam
Tính cho 1 ha đất nông nghiệp Hệ sinh thái nông nghiệp
Các biến Pháp Việt
Nam
Ngời nông nghiệp ngờiha Ngời thành thị ngờiha
Lao động nông nghiệp ngờiha Sản lợng lơng thực kgha
Lơng thực ăn trong nông nghiệp kgha Lơng thực chăn nuôi kgha
Lơng thực ăn ở thành thị kgha Lơng thực xuất hay nhập kgha
Gia súc tiêu chuẩn conha Thịt sản xuất kgha
Sữa sản xuất kgha Thịt ăn trong nông nghiệp kgha
Sữa ăn trong nông nghiệp kgha Thịt ăn ở thành thị kgha
Sữa ăn ở thành thị kgha Phân chuồng dùng tha
Phân hoá học dùng kg NPKha Năng lợng hoá thạch dùng 10
9
Jha 0.15
1.55 0.06
1522 14
669 147
-691 7.0
170 1056
15 92
155 963
28 198
15.5 5.44
2.18 1.94
2045 1262
318 506
+174 5.7
59 –
46 –
18 –
23 25
20.2
So sánh hai hệ sinh thái trên ta thấy, hệ sinh thái nớc ta là hệ sinh thái đông dân gấp 4,5 lần ở Pháp. Về sản xuất lơng thực, trình độ thâm canh của ta cao hơn vì tính
tất cả các vụ trong năm và nớc ta tỷ lệ đồng cỏ thấp. Tuy vậy, về năng suất chăn nuôi thì ở nớc ta thấp hơn ở Pháp nhiều, riêng về thịt đã thấp hơn gần 3 lần. Để có sản
lợng chăn nuôi cao, ở Pháp đã đầu t năng lợng hoá thạch trên héc ta gấp hơn 7 lần và dùng phân hoá học gấp gần 8 lần nớc ta.
4.
5. Điều khiển hoạt động của các hệ sinh thái nông nghiệp 5.1. Khái
Hiện nay cha có mô hình hoàn chỉnh nào của hệ sinh thái nông nghiệp đợc đề nghị. Chỉ có những mô hình từng mặt, chẳng hạn nh mô hình của sự trao đổi nănglợng hay mô hình trao đổi vật chất nh trao đổi đạm. Tuy vậy, các mô hình này cũng chỉ có tính chất mô tả.Mô hình này biểu diễn các khối của hệ sinh thái nông nghiệp, dòng năng lợng, vật chất trao đổi giữa các khối, dự trữ năng lợng và vật chất trong các khối.Dựa vào sự hoạt động của hệ sinh thái nông nghiệp đã trình bày ở trên, Đào Thế Tuấn và công sự 1984 đã đề nghị một mô hình đơn giản để biểu diễn sự hoạt độngcủa hệ sinh thái nông nghiệp. Mô hình này gồm 4 khối. Hệ sinh thái đồng ruộng;Hệ sinh thái dân c; Hệ sinh thái chăn nuôi;Hệ sinh thái thành thị không ở trong hệ sinh thái nông nghiệp.Hình 43. Mô hình khối của hệ sinh thái nông nghiệpmô phỏng theo Đào Thế Tuấn, 1984Muốn đánh giá đợc mức hoạt động của một HSTNN, phải xác định các biến trạng thái của các khối và các biến điều khiển số ra, số vào của các khối.Giữa các khối, có sự trao đổi năng lợng và vật chất. Cờng độ của sự trao đổi này quyết định năng suất của hệ sinh thái. Ngoài ra, giữa hệ sinh thái đồng ruộngvới khí quyển, giữa hệ sinh thái thành thị với nớc ngoài cũng có sự trao đổi năng lợng và vật chất.Sau đây chúng tôi xin dẫn hai mô hình của hệ sinh thái nông nghiệp theo kiểu này: mô hình của hệ sinh thái nông nghiệp nớc Pháp và nớc Việt Nam vào năm1980 Đào Thế Tuấn 1984.Bảng 2. Các biến của mô hình 2 hệ sinh thái nông nghiệp Pháp và Việt namTính cho 1 ha đất nông nghiệp Hệ sinh thái nông nghiệpCác biến Pháp ViệtNamNgời nông nghiệp ngờiha Ngời thành thị ngờihaLao động nông nghiệp ngờiha Sản lợng lơng thực kghaLơng thực ăn trong nông nghiệp kgha Lơng thực chăn nuôi kghaLơng thực ăn ở thành thị kgha Lơng thực xuất hay nhập kghaGia súc tiêu chuẩn conha Thịt sản xuất kghaSữa sản xuất kgha Thịt ăn trong nông nghiệp kghaSữa ăn trong nông nghiệp kgha Thịt ăn ở thành thị kghaSữa ăn ở thành thị kgha Phân chuồng dùng thaPhân hoá học dùng kg NPKha Năng lợng hoá thạch dùng 10Jha 0.151.55 0.061522 14669 147-691 7.0170 105615 92155 96328 19815.5 5.442.18 1.942045 1262318 506+174 5.759 -46 -18 -23 2520.2So sánh hai hệ sinh thái trên ta thấy, hệ sinh thái nớc ta là hệ sinh thái đông dân gấp 4,5 lần ở Pháp. Về sản xuất lơng thực, trình độ thâm canh của ta cao hơn vì tínhtất cả các vụ trong năm và nớc ta tỷ lệ đồng cỏ thấp. Tuy vậy, về năng suất chăn nuôi thì ở nớc ta thấp hơn ở Pháp nhiều, riêng về thịt đã thấp hơn gần 3 lần. Để có sảnlợng chăn nuôi cao, ở Pháp đã đầu t năng lợng hoá thạch trên héc ta gấp hơn 7 lần và dùng phân hoá học gấp gần 8 lần nớc ta.4.5. Điều khiển hoạt động của các hệ sinh thái nông nghiệp 5.1. Khái
