КУЛЬТУРНОСТЬ МОЩНОСТНАЯ Укм и АДАПТАЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ К ПЕРЕМЕНАМ
(ПРИРОДНАЯ ГИБКОСТЬ, ЭЛАСТИЧНОСТЬ) ПЛОДОВОГО ДЕРЕВА
Параметр «культурность» Ук пд есть величина динамического диапазона проявляемой объектом жизни (здесь биообъектом ПД) мощности функционирования, от максимальной, в благоприятных условиях для «победы» и размножения (Рмакс), до минимальной (Рмин), достаточной для «обороны» и выживания, в неблагоприятных условиях, при минимальном поступлений внешних массо-энергетических ресурсов. Величина Рмакс (в нашей физической модели) есть отражение параметра «урожайность удельная» (правильнее – «продуктивность») ПД сорта. А величина, обратная Рмин зим (1/Рмин зим), есть отражение параметра «выносливость зимняя», (агро параметр «морозостойкость» Мор=1/Рмин зим), для зимнего пассивного периода жизни ПД. Аналогично величина, обратная Рмин лет (1/Рмин лет), есть отражение параметра «выносливость летняя» для летнего, активного периода функционирования ПД. Он соответствует агро параметру ПД «средне-летняя засухоустойчивость» (сокращенно «засухоустойчивость» Зуст=Рмин лет). (Здесь знак «=» означает пропорциональность).
Такая способность объекта Жизни перестраивать свои физические возможности для оптимального функционирования по сохранению и преумножению Жизни (в своем лице и своего рода) отражает его адаптационные способности, к существованию в окружающей природной среде, путем изменения своей мощности функционирования. Поэтому параметр «культурность» Ук можно также назвать «коэффициентом адаптации», или «адаптационной способностью» биообъекта ПД. [Здесь рассматривается только адаптационная способность по мощности, назовем этот параметр «культурность мощностная» Укм. Но есть ещё и адаптационная способность изменения процессов (фаз вегетации) ПД по оси времени, /сжатия/, названная «культурностью временной» Укт, которая проявляется в интенсивных «сложных» ПД. Для таких «сложных» ПД общая адаптивность будет равна произведению адаптационных способностей по мощности и по времени: Укт=(Укм)(Укт)].
Прим. Правда, здесь есть важный нюанс, что данная адаптационная способность по мощности, в таком виде, (назовем ее первого рода), описывает только предельную способность объекта к функционированию в широком диапазоне энергетических поступлений, (а не по времени, как параметр Укт). Причем достигается она за счет увеличения временной «инерционности» объекта и уменьшения его гибкости перестройки. Что приводит к резкому падению его эффективности функционирования даже при небольших отклонениях условий от «идеальных», настроенных на его «резонансную» частоту – здесь – годового цикла. То есть такая адаптивность объекта (первого рода, мощностная) проявляется только при высокой регулярности природных факторов («правильного» сезонного цикла) и нормальных теплового и водного режима, (в сумме с искусственным агрофоном).
В условиях же пониженной «культурности» внешней среды, по массо-энергетическому обеспечению и малой «регулярности» внешних условий (отсутствия равномерности и приближенности к правильной колоколообразной форме сезонного тепла, при правильном соблюдении нормального годового цикла по времени начала и конца летнего сезона - теплового сезонного «импульса жизни», и общей его длительности) – высокая «культурность» дерева оборачивается его недостатком, т. к. оно слишком сильно (чутко) реагирует на негативное изменение внешних условий – как по уровню поступающей энергии (плотности в единицу времени) в течение сезона вегетации, так и по длительности летнего теплового сезона, относительно нормальных для сорта значений (в зоне выведения). Конец прим.
Поэтому следует ввести второй вид адаптации объекта жизни, под названием «способность к гибкой перестройке» (аналог по смыслу «природной гибкости, эластичности».) Эта величина будет обратной от величины параметра «культурность» Укм ПД (аналог добротности контура Q/в квадрате/) – введенного в данной модели.
Прим. ред. Однако, в конце концов, я пришел к мнению, что использовать термин «адаптационная способность», применительно к ПД, более целесообразно в понимании именно способности ПД приспосабливаться к изменению условий среды в широком диапазоне (или функционировать в широком диапазоне условий внешней среды.) А не использовать его для определения параметра «мощностная культурность» Укм, которую, как основной компонент общей культурности Укобщ=Укм)(Укт), мы обычно в тексте для простоты именуем Ук пд, или Ук. Конец прим. ред.
***
Отметим, с учетом вышеприведенного пояснения, что использовать понятие «культурность» Ук ПД как аналог «адаптивности» (или «адаптационной способности»), надо очень осмотрительно, и только в узком смысле («мощностной культурности» Укм, как энергетической возможности проявление концентрированной максимальной мощности на небольшом пике функции, при одновременной способности функционировать при малых мощностях.)
На эту тему я много рассуждал в других своих работах, посвященных вопросам моделирования ПД. Здесь много есть над чем подумать будущим агрономам, (чтобы найти прямые аналоги параметрам модели и использовать моделирование практически), и все философские законы жизни, типа законов «единства и борьбы противоположностей», «отрицания отрицания», «перехода количества в качество», «спирального закона развития», - тут налицо. У каждой стороны жизни и каждого ее объекта есть свои достоинства и недостатки, в том числе и у слишком высококультурных сортов ПД, и у малокультурных. Главное тут – чтобы «культурность» внешней среды соответствовала бы культурности биообъекта, то есть было бы гармония объекта и окружающей среды, и тогда «экономическая» отдача ПД, на единицу вложений средств, будет максимальна.
Прим. А смысл работы садовода-любителя в том, чтобы искусственными агрометодами максимально поднять уровень культуры агрофона в саду, на фоне местного микроклимата, (параметр Ук среды), и под него подбирать сорта с соответствующей высокой «культурностью» Ук пдс, (а выше тоже нельзя – будут потери уже обратного характера.) Конец прим.
Отступление. ЗАКОНЫ САДОВОДСТВА №6 И №7 АБАКУМОВА.
Я даже закон такой придумал, (закон №6 Абакумова в садоводстве), «об (оптимальном) соответствии уровней культур биообъекта и окружающей среды», или «закон оптимального согласования культурностей ПД и среды»). Который гласит, что максимальная эффективность функционирования объекта Жизни будет проявляться в случае соответствия (равенства) уровней культур его (Ук пд) и окружающей среды (Ук среды). В радиотехнике это закон «оптимальной фильтрации», когда полоса частот фильтра и сигнала должны совпадать, и тогда на выходе такого согласованного фильтра приемника отношение сигнал/шум будет максимальным, а это и есть параметр «культурность» Ук Р(t) для выходного сигнала Р(t) фильтра, (аналога ПД в нашей физической модели). Этот закон физически можно трактовать как требование соответствия уровней «организации» биообъекта ПД и среды, которая отражается в степени размытости спектральных составляющих, /в параметре относительной ширины спектра ∆f/fо/, колебательного процесса их функционирования; как основной частоты самого дерева, так и частоты цикличного сигнала годового природного воздействия, которые должны совпадать, в идеале.
Прим. Параметр «культурность среды» Ук среды на практике отражается параметром «регулярность» природного воздействия, (аналог, в модели, «чистоты» процесса, в смысле четкой его выраженности в спектральной области одной «палкой» спектра.) А в реальности когда все природные процессы происходят «правильно»: своевременно по фазам сезонного цикла, с необходимыми осадками в нужное для деревьев время и т. п. Конец прим.
Однако, в общем случае, частоты природного воздействия и собственная частота ПД (генетический параметр) не совпадают. В реальной жизни это означает неравенство продолжительностей летнего теплового сезона, (при «нормальном» количестве тепловых часов в нем, то есть по мощности излучения солнца), и собственного вегетативного цикла дерева. А в р/т модели это имитируется «сползанием» в сторону частоты природного сигнала относительно центральной частоты частотной характеристики приемного фильтра (контура, аналога ПД), имеющей вид колоколообразной функции. Что приводит к уменьшению величины полезной функции Р(t) на выходе такого фильтра.
Требование такого согласования параметров длительности природного воздействия (летнего теплового сезона) и цикла вегетации сорта ПД я отразил в другом «законе садоводства Абакумова №7», который назвал «законом условности культурности объекта», привязывающей его эффективность к условиям (энергетического воздействия) окружающей среды. По сути, этот закон отражает необходимость соответствия природного потенциала дерева природному потенциалу среды данной климатической зоны, то есть принципиальное ограничение на его использование.
Оба эти закона связаны, тем, что рассматривают одно и то же явление (поведение ПД в заданных условиях среды), но с разных сторон.
В первом случае, закон садоводства №6, показывает необходимость и возможности улучшения выходных характеристик ПД за счет улучшения его параметра внутреннего качества (формы кроны, например), при достаточно высоком и превосходящем его качестве суммарного агрофона (естественного среды + искусственного, созданного садоводом). Или наоборот, при более высоком качестве самого ПД относительно среды, возможности улучшения общего результата за счет повышения уровня агрофона до соответствующей величины. А также бессмысленность (практическую) пытаться увеличивать только один из этих параметров без повышения другого, если тот не достиг его уровня. Фактически этот закон, (№6), оперирует в случае использования ПД в своей природной зоне, и помогает правильно понять пути улучшение качественных характеристик биосистемы «ПД-Природа» - за счет ПД или среды (агрофона).
А во втором случае рассмотрения, закон садоводства №7» позволяет понять и оценить ограничения на использование сорта в данной зоне. И таким образом либо смириться с ними, доведя потери агротехническим методами до минимума, либо «сменить коньки на санки», и перенести это ПД сорта (в рекомендациях) в другую зону, более благоприятную.
Конец отступления.
- ДРУГИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОНЯТИЯ КУЛЬТУРА
- Культура – это характеристика качества любого объекта (или процесса) Жизни. А культурность (сокращенно от «уровень культуры» Ук) - это количественная характеристика (оценка) «культуры» (или общего качества), в этом объекте, выраженная в долях остальной некачественной его части.
- Культура – это «мерило» Жизни, (как процесса организации материи), в любом ее объекте или процессе. А количественная ее оценка, параметр «уровень культуры» Ук, (сокращенно «культурность»), есть отношение организованной («сигнальной», детерминированной) части объекта (или процесса) Жизни к неорганизованной его части («шумовой», «энтропийной»).
3) Можно также определить параметр «культурность» Ук как характеристику, отражающую коэффициент полезного действия (КПД) биообъекта (типа плодового дерева) по преобразованию неорганизованной массы питательных веществ в органическую биомассу (вегетативную древесины и генеративную плодов и плодовых образований). При этом параметр «культурность» Ук прямо связан с параметром КПД преобразования неорганической материи в органическую, простым соотношением: Ук = КПД/(1-КПД) (1 )
Для биообъекта «плодовое дерево» понятие «культура» характеризует его способность производить органическую материю (массы дерева) из минеральной (массы почвы и воздуха) при помощи солнечной и тепловой энергии благодаря «природной» (прирожденной) способности к процессу биосинтеза. А параметр «культурность» ПД отражает эффективность такого преобразования.
Прим. Однако, не надо понимать буквально, в широком окончательном смысле, что параметр «культурность» есть отношение полезной биопродукции в виде полученной органической к бесполезной, оставшейся не переработанной, от их общей массы использованных минеральных веществ. Это зависит и от многих других факторов, здесь, в моей модели, не рассматриваемых и не учитываемых – например, эффективности биосинтеза листового аппарата данного сорта. (Этот параметр я назвал «биологическим коэффициентом эффективности», пусть его определяют биологи, а в моих формулах это просто коэффициент пропорциональности.)
На самом деле узкий смысл параметра «культурность» в моей модели состоит только в том, что он отражает часть «полезной» (организованной, «сигнальной», «жизненной») накопленной и циркулирующей энергии в кроне (и асимметрично в корневой системе) дерева, в горизонтальном направлении, между листьями и плодами, в момент середины лета Т/2, по отношению к «бесполезной» составляющей вертикальной «утечки» в корневую систему в этот момент. Это, на языке радиотехники, снижает добротность контура, поскольку «нагружает» его дополнительными потерями (что равносильно «шумовой» подставке Рмин л для полезной синусоидальной функции, на рис. 1.). И, таким образом, понижает качество всей колебательной системы контур, (аналог ПД в модели). Со всеми вытекающими последствиями – а именно, худшей способности всех элементов дерева действовать в резонанс для достижения максимального взаимо усиления, или концентрации сил, чтобы «проталкивать» соки на максимальные расстояния (особенно в высоту) при ограниченной внешней поступающей энергии. Конец прим. А.А.
4. Параметр «культурность» для биообъекта ПД характеризует также его адаптивность (способность к адаптации, адаптационную способность) к выживанию в окружающей среде, и, таким образом, его развития, количественного и качественного, и тем приращения Жизни в целом.
***
Это были общие определения. А вот как параметр «культурность» ПД (в разных составляющих) определяется в нашей «культурной модели», рассматриваемой в данной статье. См. также раздел 4 «Вывод формул для оценки параметров «культурность летняя» Ук лет и «культурность зимняя» (общая) Ук зим пд.
- Параметр «культурность» Ук биообъекта ПД есть отражение степени его природной гибкости, обеспечивающей выживание и размножение в окружающей среде. Он вычисляется как отношение способности ПД к максимальной концентрации сил, (в моей «культурной» модели обозначается максимальной мощностью Рмакс, а в реальной жизни ПД – максимальной интенсивностью обменных процессов в моменты сезонных фаз 1/4Т и 3/4Т, летом), в благоприятных летних условиях, с целью размножения («наступления» на окружающую Природу, это сила «меча»);
к максимальной «расслабленности» дерева, «до дна» - в двух точках годового цикла: первая - между «вдохом» и «выдохом» сокодвижения, в середине лета активной фазе жизни, а вторая, «растянутая», зимой, между «выдохом» и «вдохом», в пассивной фазе жизни.
В «культурной» модели величина этой «расслабленности» ПД отражается [на функции сезонного изменения энергии обменных процессов в дереве Р(t)] параметром Рмин лет (минимальная мощность летом) и Рмин зим (минимальная «пороговая» мощность обменных процессов зимой, необходимая и достаточная для выживания, в режиме глубокого «покоя», аналогичного «холостому ходу» для двигателя автомобиля, с минимально допустимой мощностью для устойчивого функционирования в режиме «боеготовности» Рмин хх.) Это оборонительная тактика дерева, для выживания, в предельно неблагоприятных зимних условиях (отражающая прочность «щита», величину защитной функции).
В моей т. н. «культурной модели» ПД искомый параметр «культурность» ПД (Ук пд) летняя находится по формулам:
Ук л пд = (2Рмакс/Рмин)-1 (1) для «простых» деревьев (обычных, не интенсивных сортов, имитируемых одним контуром в модели, у которых отношение параметров ∆/Ш=1)
Ук л пди =[(2Рмакс/Рмин)-1) ] ∆/Ш) (2) для «сложных», высококультурных деревьев интенсивных сортов, (и с помощью карликовых клоновых подвоев), с повышенной скороплодностью и скоростью жизненных процессов. Дополнительная буква «и» в обозначении параметра Ук пди означает «интенсивный» сорт.
Прим. Что аналогично «сжатию» во времени «сложных» сигналов в радиотехнике, радиолокации. Здесь, в моей «культурной модели ПД» параметр ∆/Ш, аналогичный параметру «база сложного сигнала» N (минус 1) в радиотехнике: (∆/Ш=N-1), назван подпараметром «культурность временная», сокращенно Укт. (См. рисунки к данной работе и работе /6/, «Формула культуры ПД», написанной 2 года назад).
А само такое «интенсивное» (высококультурное) дерево в модели отражено аналогом - «сложным оптимальным» фильтром, состоящим из двух и более контуров, настроенных на основную и нечетные гармоники сезонного сигнала (3-ю, 5-ю). Наличие таких дополнительных «контуров», в биологической структуре дерева, позволяет быстрее, «чутче» реагировать на изменения природных условий, (как в начале теплового сезона, так и в самом его процессе, в течение лета) и за счет этого полнее «выгребать» всю энергию теплового сезона при быстрых перепадах/колебаниях погодных условий. При этом дерево не просто усваивает большую часть приходящей энергии летнего тепла, а само успевает быстрее проходить цикл своего развития, используя более интенсивно повышенную энергию в середине теплового летнего периода, для своего развития, благодаря интенсификации своих жизненных процессов (оно просто быстрее взрослеет, в начале лета, лучше «ест» энергию и её усваивает, когда ее много, в жаркий средний период лета, но и до конца прохладного сезона тоже). Конец прим.
Визуально параметр Ук пд (или Ук пди) можно оценить на рис. 1 для функции Р(t) по отношению площади S∆ (ямы между горбами кривой Р(t), площади «определенности», то есть организованной «сигнальной» энергии, циркулирующей в дереве), к единичной площади Sо (элемента «неорганизованной», «шумовой», «паразитной» энергии процесса, на интервале одного исследуемого периода колебаний, колебательной системы, имитирующей в модели ПД). Площадь Sо находится как произведение средней мощности шумовой составляющей процесса функционирования дерева, на протяжении летнего интервала годового цикла (сезона), которая равна примерно половине минимальной мощности обменных процессов в середине лета Рмин л, (то есть величине Рмин л)/2); на длительность «элемента разрешения» Ш организованного процесса /полезного «сигнала» Рс, в общей функции смеси сигнала с шумом Р(t)/ , которая определяется по уровню половинной средней мощности сигнала (Рс макс)/2 в холме («лепестке») кривой Р(t).
Прим. Поскольку сама функция Р(t) является смесью сигнала с шумом [Р(t)=Рс+Рш)], то функцию чистого сигнала Рс надо сначала выделить на графике. Но для простоты этим уровнем можно считать уровень средней мощности Ро функции Р(t). Небольшая ошибка, возникающая при этом, не принципиальна, поскольку при большом отношении с/ш, для «высококультурных» деревьев, на точность это сильно не влияет; и особенно это неважно при сравнительной оценке сортов - а не при поиске точного значения параметра Ук пд = Q(в квадрате). Конец прим.
***
При этом параметр «культурность ПД» Ук пд имеет два варианта:
а) для летнего периода, Ук пд лет (далее просто Ук л), когда он отражает эффективность (экономичность) энергообмена в активной фазе летнего периода жизнедеятельности:
Ук пд л=Ук л = (2Рмакс/Рмин л)-1 (1а)
б) для зимнего периода «покоя», когда он отражает эффективность (экономичность) энергообмена в пассивной фазе покоя, зимнего периода жизнедеятельности:
Ук пд л=Ук зим = (2Рмакс/Рмин зим)-1 (1б)
Для «сложных», интенсивных деревьев, формула (1), для определения параметра культурность Ук пд, усложнится на поправочный коэффициент ∆/Ш, до вида (2). Тоже в двух вариантах, для летнего и зимнего периодов.
Ук пд и лет = сокращенно Уки л =[ (2Рмакс/Рмин л)-1 ]( ∆/Ш) (2а)
Ук пд и зим=сокращенно Уки з =[ (2Рмакс/Рмин зим)-1 ]( ∆/Ш) (2б)
Можно также выразить параметр Ук зим (=Ук общ) через Ук лет:
Ук зим =Ук лет (Рмин л/Рмин зим)-1=прибл= Ук лет (Рмин л/Рмин зим)=Ук лет (Клз) ( 2в)
- НЕКОТОРЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛЯ ПОЯСНЕНИЯ ТЕМЫ
- Жизнь – это процесс организации материи, (из неорганизованной, «хаоса»).
- «Хаос», или, по-научному, энтропия, примером которого является тепловой шум, имеет свойство расширения, примером может быть взрыв звезды или шашки тротила. Тогда как Жизнь – это обратный процесс, имеющий свойство сжимать неорганизованную материю в некие «кристаллы», сгустки организованной материи под названием «органические молекулы». Они имеют способность к накоплению энергии (в тепловой или электромагнитной форме, преобразуя её в химическую) и к саморазвитию, то есть усложнению, в процессе эволюции.
- По сути, процесс жизни – есть процесс охлаждения материи, в очень узком окне этого диапазона, от её сжатия из магмы и поля в массу вещества. То есть Жизнь есть очень узкое «окно возможностей» перехода от звезды в «черную дыру», где материя уложена со сверхвысокой плотностью, (ядро к ядру). Однако, просто охлаждения материи еще не достаточно для возникновения Жизни. Например, охлаждение воды, с превращением её в замечательную по красоте высокоорганизованную по форме снежинку, еще не является процессом Жизни, так как в нем не участвуют органические молекулы. При этом сами органические молекулы, как утверждают химики и фантасты, могут быть созданы не только на базе углерода, водорода и кислорода, как в земной жизни, но и кремния. (Но это уже далеко от области моего понимания и рассмотрения.) Жизнь возникает только тогда, когда образует формы, способные к саморазвитию, и управлению стихийными законами существования материи. Жизнь еще называют «Природой», от слова «прирождаться». Однако низшие формы жизни ещё не способны управлять Природой, ни материей, они лишь приспосабливаются к ним. И лишь на верхней ступени развития, в форме Человека – Жизнь способна к искусственному развитию, под управлением Человека, который способен преобразовывать окружающий мир под себя. Так учил нас великий садовод России И. В. Мичурин. А другой наш выдающийся соотечественник, ученый естественник академик Вернадский, называл этот искусственный мир, создаваемый Человеком, Ноосферой (планеты Земля).
Конец ч. 4, начало в ч. 1-3, продолжение в ч.5-7, с рисунками 1,2 и 3 в приложении.
|
