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高等数学在农业现代化进程中的运用——评《农业数学基础》

时间:2021-05-31 所属分类:农业论文

现代农业保持高产量的重要原因之一在于,通过引入数学的统计和分析方法,严格控制气温、日照、降水、土壤肥力等影响农作物种植的因素,实现有效提升我国农作物的种植质量,促进农业生产的科学化、专业化这一目标的实现。这也意味着数学在农业生产,尤其是农

  现代农业保持高产量的重要原因之一在于,通过引入数学的统计和分析方法,严格控制气温、日照、降水、土壤肥力等影响农作物种植的因素,实现有效提升我国农作物的种植质量,促进农业生产的科学化、专业化这一目标的实现。这也意味着数学在农业生产,尤其是农业现代化建设中有着重要作用。由刘英俊等主编,内蒙古大学出版社于2018年8 月出版的《农业数学基础》一书,对与农业相关的数学知识进行了全面且系统的介绍,即对数极限、反函数与复合函数、洛必达法则、微积分、概率、统计等知识进行了阐释,并强调了其在农业生产与农业产业发展中的具体应用与作用。同时,为了避免深奥数学理论的晦涩难懂,作者在每个章节内都增添了案例解说、实例训练等栏目,以便让相关学习者对抽象的数学理论有更为具体、直观的认识与理解,在练习过程中掌握农业数学理论知识、熟练农业数学知识运用。整体而言,该书从数理知识阐释到数理知识运用,做到环环相扣、首尾呼应的同时,还做到理论与实践相联系,使其内容更具系统性与实用性,更加符合农业现代化建设进程中农业技术人才培养的教材需求。
  农业数学基础期刊封面
  纵观全书,该书的最大特点并不是其内容的编排、结构的安排,而是从函数与极限、导数、概率论与数理统计等角度强调了高等数学在农业现代化建设中的重要性和不可或缺性。从函数与极限的角度来看,该书表明其是高等数学中的基础环节,从两者的变量及其变化趋势进行分析是论述两者在农业发展中具体运用较为合适的契合点。就农业领域而言,影响农作物种植的各项因素都属于变量,对各类因素的相互制约关系进行分析,可以帮助提高农业生产决策的科学性与实用性。例如,生产函数能够衡量技术水平不变情况下生产要素投入与产品产出之间的关系,进而解决农业种植中投入资源效益最大化的问题。此外,由于现代化农业生产的复杂性,其信息数据来源丰富,需要通过函数和极限知识才能对多种数据进行处理。例如Logistic模型能够通过对生物群体某一代个体总量及最大个体总量的研究,预测昆虫群体的数量变化趋势,从而开展农业病虫害的预防工作。
  
  从导数的角度来看,该书指出以瞬时变化率为主要研究内容的导数既能够分析出病虫害在某一时间段的扩散速度, 又能够根据病虫害的发生程度计算出防治药剂的使用量。一般来说,农作物的病虫害会受到多种客观因素的影响,常采用多元函数对病虫害进行预测分析,而偏导数则能够用于确定最适截围。与此同时,由于农业决策会受到自然与市场因素的影响,决策者可能会根据节约资源、利润最大化等多个角度进行决策。在这一过程中,可以应用导数及农业生产函数,对农业投入与产出指标进行分析,制定资源最佳投入量,从而提升农业生产决策水平。再次,从微积分的角度来看,其作为学习自然科学的重要理论,能够用于解决曲率、最值等多种问题。例如,该书表明在利用威赫尔斯特—皮尔模型预测病虫害的发生发展情况时,可以通过微积分对模型方程进行求解,并通过曲线反馈出病虫害的发展趋势,从而找出病虫害的有效应对方法。在农业现代化发展进程中,利用微积分梳理农作物的生产过程,其结果相比数据、图表等形式更加简便。由此可见,微积分能够为农业现代化发展提供重要的理论支持,通过对植物生长发育阶段的控制有效提高农产品质量与产量。
  
  从概率论与数理统计的角度来看,该书表明通过对大量随机现象的统计分析,能够摸索其一般规律,广泛应用于农业、工业、经济等多个领域,同时为人工智能、信息论等学科奠定理论基础。例如,该书直接以相关案例为证,指出能够适用于任何分布形状数据的切比雪夫不等式,可以用于估算良种用量;二项分布比作为一种离散型随机变量的概率分布,能够在农药有效性试验中进行数据分析;事件的独立性可以在种子播种期间预测农作物的发芽率;全概率公式能够用于预测出混合鱼苗养殖后,达成预想目的的概率时间。
  
  至此,不难发现从某种角度来讲,农业现代化的发展必须依赖高等数学作为理论指导,才能对农业相关信息进行整理、分析,进而对农业生产实践进行预测与指导,提升农业生产质量和决策效果,有效打破传统农业生产依赖长时间积累经验的问题,使农业从“靠天吃饭”向“改造自然”转变,有效应对复杂农业环境所带来的诸多负面影响作用。
  
  总而言之,该书从理论知识讲解到实际训练指导,一步一步讲述了高等数学在农业现代化建设中的具体应用与重要作用,同时也将农业基础数学这一门学科的重要性呈现,具有一定理论价值与现实意义。