Fizyczne i matematyczne metody badań w agrofizyce

agrofizyka, fizyczne i matematyczne modele, środowisko przyrodnicze, produkty rolnicze

W pracy omówiono fizyczne i matematyczne metody badań stosowane w agrofizyce. Rozważono modele rzeczywiste, analogowe, teoretyczne fizyczno-matematyczne i fenomenologiczne. Omówiono modelowanie procesów wymiany masy i energii w systemie gleba-roślina-atmosfera. Jako przykład praktycznego zastosowania termodynamicznego opisu procesu w agrofizyce omówiono opis kształtowania się wilgotności w heterogenicznym profilu glebowym. Jako przykład fenomenologicznego modelu konstruowanego w przypadku, kiedy rzeczywisty proces lub zjawisko jest na tyle złożone, że opisanie wszystkich mechanizmów mających wpływ na ich przebieg jest trudne lub wręcz niemożliwe rozważono model przewidywania plonów. Omówiono modelowanie właściwości reologicznych dających możliwość precyzyjnego określania stanu odkształcenia i naprężenia w glebie bądź też w tkance roślinnej w warunkach obciążeń statycznych i dynamicznych. Modelowanie takie umożliwia szybką ocenę stopnia dojrzałości owoców i warzyw, wpływu warunków przechowywania oraz odporności na różnego rodzaju obciążenia mechaniczne. Przykładem adaptacji w badaniach agrofizycznych modeli sformułowanych przez inne nauki przyrodnicze może być molekularno-mechaniczna teoria tarcia Kragielskiego stosowana coraz częściej do opisu tarcia w materiałach pochodzenia roślinnego. Makroskopowe zachowanie się wielu ciał jest bardzo często powiązane z oddziaływaniami zachodzącymi w skali mikro. Juko przykład łącznego modelowania oddziaływań w skali makro i mikro omówiono oddziaływania zachodzące w materiałach sypkich oraz stosowane do ich opisu modele mikrostrukturalne. Omówiono nowoczesne metody szybkiego i dokładnego określania jakości płodów rolnych oparte na pomiarze wielu właściwości fizycznych, które dobrze korelują ze wskaźnikami jakości badanych materiałów.