Фото: Мария Дубовская
Текст: Алина Фоменко
Математика – царица, оказывается, не только наук, но и – сельского хозяйства. Доцент кафедры теоретической кибернетики и прикладной математики, канд. техн. наук Елена Владимировна Понькина рассказала «ЗН», как аграриям помогают математические методы.
– Елена Владимировна, вы кандидат технических наук. Скажите, математика поистине сложна или же это стереотип?
– Если у человека есть предрасположенность к аналитическому, к абстрактному мышлению, значит, есть и предрасположенность к математическим дисциплинам. Тем не менее результатов в математике можно добиться и своим трудом, усердием. Сказать, что гуманитарию совсем закрыт путь в математику или в информатику – нельзя. Трудолюбивый человек может добиться всего, познать все. Да и вообще, математические методы или та же алгебра – не такие и сложные на самом деле.
– А почему областью вашего научного исследования стало именно сельское хозяйство?
– Преподаватели нашей кафедры теоретической кибернетики и прикладной математики с советских времен занимаются исследованиями различных проблем в области сельского хозяйства.
В частности, применением математических методов в сельском хозяйстве: для подбора норм внесений удобрений, моделирования процессов роста и развития растений. Сельское хозяйство – очень интересный объект, поскольку на результаты деятельности аграриев влияет множество различных факторов: климатические, почвенные условия, местность и другие. Если учесть все эти показатели, то можно создать продукт, который поможет фермерам принимать наиболее обоснованные решения, приводящие к повышению урожайности и экономической эффективности предприятия.
– Какие аграрные задачи помогают решать математические методы?
– Если говорить про конкретные задачи, то их очень много. Например, математические методы помогают нам оценить, как распределяется почвенная влага в поле. Поскольку поля имеют неоднородный рельеф, накопление влаги по почвенному профилю происходит неравномерно. Если собрать точечные данные почвенной влаги в метровом слое, то с помощью математических методов мы можем выстроить карту распределения влаги. С ее помощью фермер сможет подобрать те или иные агротехнические приемы. Для этого используем такие методы, как интерполяция. Одна из задач выбрать тот метод, который даст наиболее точную оценку. Наш настрой в работе: «точность максимальна, погрешность минимальна». Это один случай применения математических методов – в рамках одного поля. Другой уровень – анализ ситуации по предприятию, моделирование и оптимизация его деятельности. Оптимальное уравнение позволит подобрать такие решения, которые будут приносить максимум эффекта в деятельности предприятия – максимум прибыли и урожайности. Здесь ученым интересны методы высокого уровня, которые позволяют моделировать природные, социальные процессы на уровне регионов и даже стран. Замечу, что мы тоже работаем с моделями глобального уровня. Сейчас наша кафедра начинает сотрудничество с РАНХиГС. В рамках программы «Приоритет-2030» специалисты съездили к ним, в Москву, на стажировку. Вникли в модель, которая называется «глобиум». Она позволяет моделировать, описывать динамику землепользования и парниковых газов на всем земном шаре. Но, конечно, наш фокус исследования связан с адаптацией этой модели к отдельным регионам России, в частности Алтайскому краю, а также к повышению точности моделирования.
– Вы работаете со всеми аграрными культурами?
– С овощами не работали, в центре внимания – зерновые культуры, это специфика Алтайского края.
За столько времени у нас есть наработки и в других регионах России, в частности применения математических методов для исследования процессов аграрного производства: в Республике Бурятия, в Оренбургской области. Сейчас есть большое желание поработать в Узбекистане, где особый климат, особая территория, своя специфика.
– От чего зависит, какой именно математический метод будет применен для решения проблемы?
– В нашей деятельности применение методов зависит от практики. Недавно с коллегами ездили в командировку в Самарканд. Поговорив с фермерами, узнали о ряде интересных задач, которые мы еще не решали. Например, в течение года – от посадки до уборки – в Узбекистане собирают три урожая! Как эти данные обрабатывать, пока непонятно: ведь у нас сбор урожая лишь один. То же самое с детектированием посевов. Но в этом и плюс: приходя на новую местность, ученые неминуемо сталкиваются и с новыми задачами.
– В результате исследования даете ли вы фермерам какие-нибудь рекомендации, прогнозы?
– Мы даем аналитический продукт – факты. Решение о том, применять эту информацию или нет, выносит заказчик: фермер или орган государственной власти. Для заказчика важно понять, в чем проблема. Стоит отметить, что мы не занимаемся моделями прогнозирования урожайности, я считаю, что эта задача уже устарела. Потому как прогнозы имеют свойство не сбываться, здесь нужна аккуратность. При этом давать рекомендации тоже не стоит, мы как ученые не возьмемся за это. Фермер, агроном, руководитель хозяйства лучше знает, как ему поступить.
– Ваши научные проекты, как правило, междисциплинарные. С кем еще и для чего сотрудничаете?
– Действительно, вся наша научно-исследовательская деятельность базируется на междисциплинарности. Мы сотрудничаем с учеными прежде всего Института географии АлтГУ: с кафедрой экономической географии и картографии. В командной работе с Институтом географии и Институтом биологии и биотехнологии реализовали проект «Кулунда» в 2012 году, выпустили одноименную научную книгу в 2020 году. Если говорить про международное, всероссийское сотрудничество, то здесь работаем с Байкальским институтом природопользования СО РАН. В рамках их проекта от Российского научного фонда мы моделировали динамику землепользования в бассейне реки Селенги. Сейчас все результаты оформляем в публикацию. Проводили исследование в социально-экономической области, объясняли: какие факторы влияют на различные решения фермеров, например по введению или выведению из оборота площадей сельскохозяйственного пользования. В работу включаются и мои аспиранты: Иван Рябов и Анастасия Боронкина помогают математически описать эту взаимосвязь факторов.
– Мировая обстановка повлияла на область вашей научной деятельности: ощутили сложности или, наоборот, открыли для себя новые возможности?
– Сейчас как ученый я чувствую, что мы сплотились, стали дорожить друг другом, поддерживать регулярное общение с коллегами издалека: Национальным исследовательским университетом «Высшая школа экономики», РАНХиГС и другими. Есть заинтересованность работать вместе. При этом мы всегда мечтали поработать со странами Азии: Монголия, тот же Узбекистан, Казахстан и другие. Сейчас это уже не мечта, а реальность. Партнерские связи налажены. Конечно, есть минусы. Например, менее доступны стали европейские конференции, отключили базы Scopus и WoS и т. д. Думаю, что серьезных проблем при размещении публикаций в зарубежных журналах пока нет. Если статья действительно хорошая, то она в любом случае найдет свой журнал и своего читателя, будет по достоинству оценена редактором. Бесспорно, мы – российские ученые – остаемся востребованы.
