способ определения сроков появления личинок вредной черепашки
Классы МПК: | A01K67/033 выращивание или разведение беспозвоночных; новые виды беспозвоночных |
Патентообладатель(и): | Ястребов Игорь Олегович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-02-20 публикация патента:
15.04.1994 |
Использование: сельское хозяйство, в частности защита растений от вредителей. Сущность: определяют сроки появления личинок вредной черепашки как сумму ранее определенных сроков появления первых яйцекладок и длительности развития стадии яйца вредителя. При этом длительность развития стадии яйца вредной черепашки рассчитывают математическим путем, по приведенной в описании зависимости. 1 ил. , 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКОВ ПОЯВЛЕНИЯ ЛИЧИНОК ВРЕДНОЙ ЧЕРЕПАШКИ, включающий учет температурных характеристик окружающей среды, отличающийся тем, что в полевых условиях определяют сроки появления первых яйцекладок вредной черепашки на полях озимой пшеницы и длительность развития стадии яйца вредителя, а сроки появления личинок определяют как сумму срока появления первых яйцекладок и длительности развития стидии яйца вредителя, при этом длительность развития стадии яйца определяют по формулеN= (0,2569+0,0358Tсp-0,0009Tсp2),
где N - длительность развития стадии яйца, сут;
Tср - средняя температура воздуха по данным метеослужбы за две декады вперед, oС.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к защите растений от вредителей, и может быть использовано при разработке прогнозов сроков появления личинок вредной черепашки на полях озимой пшеницы. Личинки вредной черепашки повреждают преимущественно зерно пшеницы, что представляет особую опасность для урожая, так как компенсировать его потери в это время практически уже невозможно. Поэтому для сельскохозяйственного производства важно иметь точную информацию о возможных сроках появления личинок вредителя на полях озимой пшеницы, чтобы используя различные методы борьбы с вредителем, предупредить нанесение им существенных потерь урожаю пшеницы - этой основной зерновой культуре. Известно несколько способов прогнозирования сроков появления различных фаз (стадий) вредителей сельскохозяйственных культур, в том числе и с помощью определения длительности или обратной ей величине - скорости развития отдельных фаз вредителя. Так, например, известен способ определения скорости развития насекомых при переменных температурах (tmin < t < tmax), основанный на использовании интегральной формы уравнения типа:Y(tmax-tmin) = Yo
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-2t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-3t.gif)
Т - температура, соответствующая значение Yo, в оС;
а - постоянный коэффициент, характеризующий скорость изменения Y относительно t. Для решения этого интеграла предлагается разделить интервал температур от tmin до tmax на n равных частей и методом парабол, используя довольно громоздкую формулу Симпсона, получить результат. Такой способ для практических расчетов весьма сложен, громоздок и трудно доступен для работников службы защиты растений. Наиболее близким техническим решением является способ определения длительности развития личинки вредной черепашки методом сумм эффективных температур, являющийся прототипом. В этом случае длительность развития той или иной фазы или периода жизнедеятельности вредной черепашки находится как
m =
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-4t.gif)
СЭТ - сумма эффективных температур за данный период развития, оС;
Т - средняя температура за период, в оС;
to - нижний термический порог развития данной фазы вредителя, оС. Этот способ значительно проще, доступнее и более удобный для практических расчетов и его широко используют для прогнозирования в настоящее время. Однако, он имеет один, но существенный недостаток - способ не обладает высокой точностью, что объясняется следующими причинами:
Во-первых, в различных природно-климатических зонах, например, во всех областях Украины, где вредитель имеет экономическое значение, сумма эффективных температур, необходимая для развития одной и той же фазы развития вредителя, будет различной. Например, для стадии яйца вредной черепашки она может отличаться на 5-15оС, для стадии личинки - на 50-70оС и т. д. Во-вторых, точность определения нижних термических порогов развития различных стадий вредной черепашки не превышает десятых долей градуса, что также вносит соответствующую погрешность в расчет их длительности развития. В-третьих, и это очень существенно, в сумму эффективных температур, необходимых для развития яйца вредной черепашки, как правило, включают и температуры, фиксируемые с момента прилета первых имаго (клопов) перезимовавшего поколения вредителя, а не с момента первых откладок яиц, что также приводит к повышению погрешности расчета. Наконец, рассчитанные по суммам эффективных температур длительности развития насекомых близки к действительности лишь в сравнительно узком интервале средних температур, приближающихся к оптимальным для того или иного вида насекомых. Целью предложенного способа является повышение его точности. Положительный эффект заключается как в повышении точности определения сроков появления личинок вредной черепашки на полях озимой пшеницы, так и в получении этой информации, как минимум, за две декады до фактического их появления на полях озимой пшеницы, в связи с чем своевременно могут быть приняты необходимые и эффективные меры борьбы с вредителем, что будет способствовать уменьшению потерь урожая пшеницы и загрязнению окружающей среды, т. е. обеспечивается и экономическая и экологическая эффективность предложенного способа. Способ основан на учете температурных характеристик окружающей среды, отличающийся тем, что, с целью повышения его точности определяют в полевых условиях сроки появления первых яйцекладок вредной черепашки на полях озимой пшеницы, а сроки появления личинок определяют как сумму срока появления первых яйцекладок и длительности развития стадии яйца вредителя, при этом длительность развития яйца определяют по формуле
N = (0,2569 + 0,0358Тср. - 0,0009Тср.2)-1 (3) где N - длительность развития яйца, в сутках;
Тср. - средняя температура воздуха по данным метеослужбы за две декады вперед, оС. Сопоставительный анализ заявленного решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от известного тем, что: во-первых, в нем появляется новая операция - определение в полевых условиях срока появления первых яйцекладок вредной черепашки и во-вторых, осуществлено сокращение числа температурных характеристик (с трех до одной), что не только не ухудшило качественные параметры способа, а наоборот, значительно улучшило их, резко повысив точность способа. Ниже приводится математический анализ основных расчетных формул, применяемых в прототипе и в заявленном способе на максимальную абсолютную погрешность, определяемую как границы доверительно интервала функции из выражения:
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-5t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-6t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-7t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-8t.gif)
V =
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-9t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-10t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-11t.gif)
Тогда, используя выражение (4), получаем:
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-12t.gif)
Определяя частные производные функции (5), будем иметь:
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-13t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-14t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-15t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-16t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-17t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010004/183.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-18t.gif)
Подставляя полученные значения частных производных (7,8 и 9) в выражение (6), получаем:
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-19t.gif)
Задавшись реальными значениями абсолютных погрешностей
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-20t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-21t.gif)
(11) или в процентах
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-22t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-23t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-24t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-25t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010020/215.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010020/215.gif)
Подставляя значение (14) в выражение (13), будем иметь:
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
Задавшись реальными значениями
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010034/916.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-26t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-27t.gif)
В полевых условиях определяют сроки (даты) появления первых яйцекладок черепашки на полях озимой пшеницы. Затем по представленным метеослужбой прогнозам для данной местности температур воздуха определяют их среднее значение за двухдекадный период после срока появления первых яйцекладок вредной черепашки. Используя формулу (3) или график по этому среднему значению температуры воздуха (Т), определяют длительность развития яйца вредителя (N). Добавив к сроку (дате) появления яйцекладок вредной черепашки длительность развития яйца, найденную по формуле (3) или графику (1), получают сроки (дату) появления личинок вредной черепашки. В таблице приведены результаты расчетов, полученные при сравнении фактических данных за 20 лет (1966-1985 гг. ) и прогнозируемые по предложенному способу для условий Полтавской области (Полтавский пункт сигнализации и прогноза). Как следует из расчетов, коэффициент коррекционной связи между фактической и прогнозируемой по данному способу длительностью развития яйца вредной черепашки, определяемый по формуле
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010169/951.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-28t.gif)
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010515/2010515-29t.gif)
(17) будет весьма высоким, достигая величины, равной
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010169/951.gif)
Проведенные аналогичные расчеты для других областей Украины, где вредная черепашка имеет экономическое значение, как опасный вредитель озимой пшеницы, показывают, что между прогнозируемыми по разработанному способу и фактическими многолетними данными зависимости длительности развития яйца вредной черепашки от средней температуры воздуха за период развития, существуют очень тесные корреляционные связи со средним значением коэффициента корреляционного отношения
![способ определения сроков появления личинок вредной черепашки, патент № 2010515](/images/patents/463/2010169/951.gif)
1. Повышается точность определения сроков появления личинок вредной черепашки на полях озимой пшеницы, так как более чем в три раза увеличивается точность определения длительности развития стадии яйца вредной черепашки, что осуществляется путем исключения зависимости длительности от трех температурных характеристик и введения этой зависимости только от одной средней температуры. 2. Разработанный способ позволяет повысить коэффициент использования его для крупных регионов страны, например, для всех областей Украины, где вредная черепашка имеет экономическое значение, обеспечивая при этом достоверность прогнозируемых сроков в среднем на 84% . 3. Благодаря повышению точности определения сроков появления личинок вредной черепашки и получения этой информации, как минимум, за две декады до фактического их появления на полях озимой пшеницы, на практике своевременно могут быть приняты необходимые и эффективные меры борьбы с вредителем, что будет способствовать уменьшению потерь урожая пшеницы и загрязнению окружающей среды, т. е. будет обеспечен соответствующий как экономический так и экологический эффект. (56) Макаров Л. А. , Доронина Г. М. Методика прогноза фаз динамики популяций вредной черепашки, планирования объемов защитных обработок, сигнализации и сроков их проведения. Л. : ВНИИЗР, 1985, с. 20.
Класс A01K67/033 выращивание или разведение беспозвоночных; новые виды беспозвоночных