В роботі аналізується чисельний розрахунок настання фази «сходи» ярового ячменю в Київській області залежно від комплексу агрометеорологічних чинників. Розрахунок періоду посів-сходи базується на розкладанні рівняння логістичної кривої в ряд Тейлора. Була проведена оцінка всіх необхідних параметрів запропонованої моделі. Був проведений аналіз зіставлення фактичних і розрахункових дат фази «сходи».
Розроблено динамічну модель, яка описує фізіологічні й біохімічні процеси, що протікають в рослині в період від посіву до появи сходів. Структура моделі представлена системою диференціальних рівнянь.
Була запропонована теорія біологічного часового поля, здатна об’єднати або «працювати» на різних рівнях ієрархії організації процесів фотосинтезу, фотодихання і дихання підтримки. Виходячи з теорії, природним чином здійснюється підрозділ продукційного процесу рослин на фотосинтез, фотодихання і дихання підтримки. Стає ясна роль фотодихання – це процес, що забезпечує нерозривний зв’язок рухів біологічного часового поля. Чинник біологічного часового поля є об’єднуючою ланкою на різних рівнях ієрархії біологічних процесів рослини.
Розглядається процес проростання насіння і формування сходів зернових культур, обумовлених чинниками довкілля. Розглядаються існуючі підходи до моделювання цього періоду, моделювання процесів, що відбуваються в насінні при проростанні, формування сходів, описана структура розробленої моделі періоду посів – сходи, а також результати проведених чисельних експериментів.
Представлена модель націлена на усунення недоліків і удосконалення попередніх моделей періоду від посіву до появи сходів. Розробка справжньої моделі виконана з урахуванням досягнутого рівня моделювання формування сходів з внесенням певних модифікацій. Модель враховує як фізичні процеси, що відбуваються в насінні до появи сходів, так і фізіолого-біохімічні процеси, такі як: гідроліз запасів ендосперму, дихання, розподіл продуктів гідролізу між осьовими органами та їх ріст.
Модель реалізована на ПК за допомогою програми Microsoft Office Excel. Проведено ряд чисельних експериментів по дослідженню чутливості моделі до зміни параметрів довкілля під час проростання насіння. Встановлено, що основними агрометеорологічними чинниками, які впливають на час появи і повноту сходів, є температура, вологість та щільність ґрунту. Вплив зволоження ґрунту найсильніше проявляється на етапі поглинання і накопичення вологи насінням від посіву до запуску ростових процесів. За умови оптимального зволоження і оптимальної температури, лімітуючим чинником при утворенні сходів є щільність ґрунту, а саме: зі збільшенням щільності ґрунту збільшується і час появи сходів.
Розроблена динамічна модель дозволяє визначити дату появи сходів, польову схожість, розподіл кількості рослин з різною глибиною закладення насіння і кількість рослин на одиницю площі.
На основі теорії коливань була запропонована єдина динамічна модель росту загальної сухої біомаси, процесів фотосинтезу і дихання рослин для озимих та ярових форм. Враховуються критичні температури вимерзання озимих, мінімальні, оптимальні і максимальні значення чинників зовнішнього середовища: приходу ФАР, температури повітря, вогкості грунту. Основна відмінність ярових і озимих форм рослин забезпечується початковою фазою коливань стійкої становлячої логістичної кривої росту загальної сухої біомаси рослин в онтогенезі.
Запропоновано субмодель процесу загартування та перезимівлі озимої пшениці як складової частини комплексної динамічної моделі росту, розвитку і формування продуктивності культури.
Розглядається проблема опису, розрахунку і прогнозування тривалості періоду посів-сходи сільськогосподарських культур. Рішення цих питань спирається на підхід, що є проблемою біологічного часу рослин. Було отримано розрахункове ітераційне рівняння обліку комплексу агрометеорологічних чинників, що впливають на тривалість періоду посів-сходи, на основі розкладання в ряд Тейлора. При цьому, були враховані основні процеси онтогенезу: фотосинтез і дихання рослин.