Potato yield forecasting based on a fuzzy-possibility model

Authors

  • Zinaida Petrovna Kotova Interdisciplinary Research of Food Supply Problems is a separate structural subdivision of the St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences
  • Tatyana Alekseevna Danilova Interdisciplinary Research of Food Supply Problems is a separate structural subdivision of the St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences
  • Vasily Aleksandrovich Spesivtsev Interdisciplinary Research of Food Supply Problems is a separate structural subdivision of the St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences
  • Yury Alekseevich Tyukalov Interdisciplinary Research of Food Supply Problems is a separate structural subdivision of the St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences

DOI:

https://doi.org/10.28983/asj.y2023i12pp46-52

Keywords:

potatoes, productivity, fertilizer, fuzzy-possibility mode, estimation, forecast

Abstract

Potato production is a complex dynamic system that requires ensuring the stability of its functioning in changing, uncertain economic conditions and a scientifically based approach to making effective management decisions. The purpose of the research was to assess and predict potato productivity depending on the level of mineral nutrition and the length of the growing season using expert knowledge and a fuzzy-possibility approach in the conditions of the Republic of Karelia. The experiments were carried out in 2019-2021 on three potato varieties of different early maturity: Udacha, Red Scarlet and Aurora on soddy-weakly podzolic sandy loamy well-cultivated soil. The microfield experiment included two options for applying mineral fertilizers: N80P60K120 и N120P90K180, the variant without fertilizers served as a control. Studies have shown that the application of mineral fertilizers significantly increases the yield of tubers by 10-58%. The yield of potatoes without the use of fertilizers averaged 28.4 t/ha in the experiments. The highest potato yield was obtained on the early variety Udacha (38.4 t/ha) against the background of the use of mineral fertilizers at a dose of N80P60K120.  An adequate fuzzy-possibility model (FPM) based on explicit and implicit expert knowledge has been synthesized to predict potato yield. It is shown that the most significant factors in assessing the yield of potatoes of all tested varieties are the level of mineral nutrition (X2) and soil fertility (X5). The synthesized FPM can be used for the planned potato yield under certain external and similar technical and technological conditions.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Агротехнические аспекты реализации биоклиматического потенциала Северо-Запада России / А. И. Иванов [и др.] // Агрофизика. 2016. № 2. С. 35–44.

Асадов Х. Г., Махмудова В. Х. Построение математической модели внесения удобрения в сельскохозяйственные поля в точном земледелии // Аграрный научный журнал. 2021. № 11. С. 8–11.

Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации до 2030 года. М., 2020. 19 с. http://government.ru/docs/all/125815.

Дубенок Н. Н. Состояние и перспективы развития мелиорации земель в Российской федерации // Мелиорация и водное хозяйство. 2017. № 2. С. 27–31.

Котова З. П., Парфенова Н. В., Камова А. И. Удобрение картофеля на Севере // Картофель и овощи. 2015. № 11. С. 31–32.

Лойко В. И., Ткаченко В. В., Лытнев Н. Н. Модели и методика оценки технологий сельскохозяйственного производства (на примере растениеводства): программная реализация и основные результаты // Кубанский ГАУ. 2017. № 34(10). С. 1–29.

Моделирование слабо формализованных систем на основе явных и неявных экспертных знаний / М. Б. Игнатьев [и др.]. СПб.: ПОЛИТЕХ-ПРЕЕСС, 2018. 501 с.

Научные основы эффективного использования агроресурсного потенциала Северо-Запада России / М. В. Архипов [и др.]. СПб. – Пушкин, 2018. 135 с.

Оценка параметров пространственной неоднородности показателей почвенного плодородия / А. И. Иванов [и др.] // Агрохимия. 2014. № 2. С. 39–49.

Попов В. Д., Сухопаров А. И. Информационная и структурная модели управления технологиями в растениеводстве // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2010. № 3. С. 7–8.

Спесивцев А. В., Спесивцев В. А. Создание логико-лингвистических моделей на базе неявных экспертных знаний // Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2014610613 от 15 января 2014.

Убугунов Л. Л., Меркушева М. Г. Удобрение картофеля. Новосибирск: Сиб. отд. РАН. СО РАН: Наука, 2019. 264 с.

Nitsch A. Die Kartoffeln richtig fuhren // Fortschr. Landwirt. 2008. No. 9. P. 30–33.

Haverkort A. J., Struik Paul. Yield levels of potato crops: Recent achievements and future prospects. FieldCropsResearch. 2015. 182 p.

Yield responses of four common potato cultivars to an industry standard and alternative rotation in Atlantic Canada. 2022. https://link.springer.com/article/10.1007/s12230-022-09873-4.14.

Idrees M. Potassium Humate and NPK Application Rates Influence Yield and Economic Performance of Potato Crops Grown in Clayey Loam Soils // Soil and Environment. 2018. Vol. 37. Is. 1. P. 53–61. DOI:10.25252/SE/18/51384.

Published

2023-12-27

Issue

Section

Agronomy