ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ПЛОДОВОГО ДЕРЕВА СОРТА. Ч.1
(Рабочее название «Культурная модель ПД»)
Продолжение в частях 2-7, с 3-мя рисунками (отдельными файлами).
Данная работа является продолжением работы «ФОРМУЛА КУЛЬТУРЫ ПД», в 4-х частях.
ПОСВЯЩЕНИЕ
Данную работу посвящаю своим учителям в профессии, которые в «люди вывели меня», из той заводской проходной НИИ точных приборов, где я начинал свою трудовую деятельность в 1966 году. Начальнику лаборатории импульсной техники, приёмного отдела, Владлену Викторовичу Лебедеву, нашему «шефу», который меня, выпускника радиотехникума, МРАСТ, сделал своим «адъютантом», и сразу допустил к научной работе под личным руководством по созданию бортовой аппаратуры для космической ракеты, идеи которой я использовал через 50 лет при создании данной «культурной модели». Михайлову Борису Константиновичу, начсектора, руководителю двух моих дипломных проектов – в техникуме и в вечернем институте МИРЭА (радиотехники, электроники и автоматики). Теоретик и практик одновременно, тоже главный разработчик нашего приемника пеленгатора БР, мой непосредственный начальник на двух предприятиях, и руководитель двух моих дипломных проектов: в техникуме и в институте. Трапезникову Борису Алексеевичу, начсектора в нашей лаборатории, впоследствии начальник соседней лаборатории, куда его бросили в прорыв спасать «чужой» заказ, с чем он успешно справился. Руководитель всех завершающих работ по испытанию бортового комплекса, талантливый инженер и прекрасный душевный человек, любимый начальник в руководимом коллективе, руководитель дипломного проекта брата. Левину Георгию Никитовичу, научному сотруднику комплексного отдела и лучшему преподавателю тех дисциплин в нашем отделении вечернего института. Большой знаток своей профессии, глубоко чувствующий технику, при том человек выдающихся личных качеств. Куратор наших с братом дипломных работ в институте.
Именно благодаря таким людям, безвестным героям своего времени, работникам «оборонки», и созданному ими ядерному «щиту» наша страна обязана своим спасением от полного краха в 1990-ее годы, после гибели СССР. Когда либеральное руководство готово было отдать Западу всю страну: Сибирь - американцам, а европейскую часть страны по кускам передать под управление отдельных стран Европы. (Сам читал документы, которые давали переводить дочери сотрудники правительства, не стыдясь.) Тем нашим ракетам продлили сроки на 10 лет, пока не создавалось нового оружия.
Скоро все будут праздновать 75-летие Победы в ВОВ, которую давно проиграли без войны после войны, когда всё без боя отдали Западу и своим его компрадорским посредникам в правительстве колониальной страны. Все будут чествовать ветеранов войны, несчастных обманутых стариков советского поколения, у которых украли их Победу, одержанную под руководством коммунистов, (и в Великой Октябрьской Революции и последующей гражданской войне с буржуями и всей покровительствовавшей им Антантой тоже), а об этих людях никто не вспомнит. А я хочу их вспомнить и прославить, теперь можно.
- ВВЕДЕНИЕ. ПРЕДЫСТОРИЯ.
Данная работа является продолжением и логическим следствием предыдущих работ по темам моделирования плодового дерева (ПД), чем я начал заниматься в начале 1990-хх годов, почти сразу, как серьезно увлекся садоводством. Сначала мне в голову быстренько пришла «временная модель» ПД, (в 1993 году), где я сравнил дерево с колебательной системой «контур», и на базе этой модели позже написал работу «Волновые процессы сезонного массо-энергетического обмена в ПД» (рабочее название «Временная модель ПД»)./1/. (Написал примерно в 2001 году, когда у меня появился свой компьютер, и я смог начать заниматься «творчеством», зимами, после «лихих» 1990-х, когда почти 10 лет просто выживал, зарабатывал для семьи как мог). Переработанный вариант «Временной модели» я поместил на сайт в 2018 году./1/.
Чуть позже я задумался над вопросом, какие кроны наиболее эффективны для ПД, с точки зрения получения наибольшей урожайности (с единицы площади)? Тогда я начитался книжек по обрезке ПД, (в частности, приобрел прекрасную книгу, альбом с рисунками по правильной обрезке Р. П. Кудрявца), а также другой садоводческой литературы. Где особенно меня заинтересовала тема современных интенсивных малорослых (карликовых) деревьев. И мне захотелось найти теоретически, расчетным путем, правильный ответ, какая форма крон деревьев предпочтительнее? (А их, по некоторым данным, насчитывается более 800, и все считаются у авторов по-своему лучшими). Над этой темой я продумал, «промучился» буквально, много дольше, подбирая пригодную физико-математическую модель. (И даже в чеченскую кампанию 1995 года, когда зимой месяц работал в военкомате, помогал по просьбе наших ветеранов в доме, приводить в порядок документы в призывной кампании, в паузах писал формулы на бумажке, которую всегда носил с собой в кармане.) И все-таки сумел, за несколько лет урывочных размышлений, найти приемлемые для меня физико-математические подходы, и вчерне рассчитал разные типовые варианты крон и сравнил их по эффективности.
Потом на несколько лет был перерыв в моих «теоретических работах», я просто «выживал» и пытался «вписаться в рынок», как-то зарабатывать со своей садоводческой деятельности. Мы, с братом, с 1992 года стали сначала летом, в административных отпусках, а потом, постепенно, большую часть года жить в деревне, и пытаться зарабатывать «от земли». Но, как только семья кое-как экономически окрепла, дети выросли и вышли замуж, и появилась возможность купить собственный компьютер – я стал писать на садоводческие темы. А когда пришел в широкий обиход интернет, и мне зять создал сайт – то я стал помещать свои статьи туда (примерно с 2005 года). И первым делом поместил свою большую статью «Коммунистические принципы интенсивного садоводства», (рабочее название «Пространственная модель ПД»), /2/, в которой рассказал о методах физико-математической оценки (фактически – моделирования) крон плодовых деревьев, и дал сравнительную оценку разных видов крон, в обобщенном виде. (По теоретическим ограничениям, для каждого из типов, при их «идеальном» выполнении данного типа кроны). Эту работу вчерне, в рукописи, я написал в 1996 году, а в электронном виде – в 2001 году.
Еще одной «садоводческой» темой, которая меня всегда очень волновала, был способ объективно сравнивать сорта, каким-то упрощенным формальным методом цифровых оценок параметров (вроде ЕГЭ, введенного в образовании, по великой глупости западными подражателями). Тогда, в начале 1990-хх, руководитель Мичуринского сада ТХСА, В. И. Сусов, предложил такой метод, сравнительной оценки сортов по сумме баллов, назначаемых за каждый параметр сорта (типа зимостойкость, урожайность и пр., всего до семи параметров, которые потом свел к четырем). Для упрощения и ускорения популяризации использования разных сортов и развития в целом Подмосковного садоводства. Эта методика меня, как инженера и начинающего азартного садовода, который захотел испытать как можно больше сортов (а любопытство – не порок) – тогда очень заинтересовала. И я сразу стал пытаться создать свою, подобную, но улучшенную, с большим числом параметров и подробной шкалой (до одной десятой балла) - еще в начале 1990-хх. В конце концов, когда я всерьез и основательно занялся этой темой, то постепенно стал её модернизировать, с позиций моей созданной к тому времени «теории» и «моделей», (в том числе «Модели культуры», или «культурной модели», которую стал разрабатывать с 2010 года.). В результате написал цикл работ, посвященных этой теме: «Методики оценки сортов ПД», в 8 частях,/3/ «Оценка сортов ПД», в 4 частях, /4/ «Новый метод оценки сорта», в 4 частях, /5/, «Практический метод оценки сорта» /6/. Они написаны с 2014 года по 2020 г.
Но самой тяжелой для создания (и сложной для понимания) оказалась т. н. «культурная модель» ПД, (так для себя я её называю), описываемая в данной работе/7/. Которая позволяет дать интегральную (общую) качественную оценку ПД сорта, по его форме его характеристики «мощность функционирования» Р(t) обменных процессов в ПД (между надземной, кроной и подземной, корневой системой - частями дерева»), на одном периоде сезонного обменного цикла. (См. рис. 1 и 2 в приложении 4, к данной статье). Над ней я промучился более 10 лет, но она того стоит, ибо не только вбирает все мои предыдущие модели по физическому содержанию, но и отвечает на самый главный, фундаментальный философский вопрос, который я себе задал в начале своей садоводческой деятельности в деревне: «В чем смысл Жизни?», а потом и вопрос: «Что такое «культура», в физическом понимании» (в разных проявлениях Жизни, не только в садоводстве)? И «Как её измерить количественно?», (а заодно и количество «Жизни», в каждом ее объекте, в том числе ПД и начиная с него, как отличного примера)?
В конце концов, я сумел (пусть для себя) ответить на этот вопрос, с достаточной для себя ясностью и убедительностью. Данная статья и посвящена ответу на эти вопросы, с помощью созданной мною «примитивной» физической (радиотехнической, сокращенно р/т) «модели культуры ПД». Под которой я подразумеваю физический (радиотехнический и спектральный) анализ этой кривой отклика на выходе приемной системы «плодовое дерево» (имитируемой в модели контуром, или фильтром), на (энергетический) сигнал внешней природной среды, в виде прямого солнечного излучения и тепла, в течение летнего «импульса Жизни» (как я его назвал).
Эту работу я назвал «Теоретический метод оценки ПД сорта» /7/ (вместо никому не понятного первоначального названия, более правильного - «Модель культуры ПД»), поскольку главная цель этой методики – именно в возможности сравнительной оценки общего качества сорта ПД, по его («внутренним», не явным) агрономическим физиологическим характеристикам, изменяющимся в течение сезона (типа величины сокодвижения; мощности вегетативных приростов, в пике первого лепестка «роста» сезонной обменной активности; процессов генерации и плодоношения, в пике второго лепестка обменной мощности, «созревания»; осмотического давления на концах веток кроны и всасывающих волосков коневой системы и т. п.). Такой «теоретический» метод оценки сорта хорошо дополнит «Практический метода оценки сорта», (см. статью с таким названием /6/), и позволит связать «теорию» с практикой.
Но все же главное его достоинство, что он позволяет теоретическим путем, то есть методом моделирования, с использованием более известного р/т аналога и разработанных процедур его анализа,
изучать и более глубоко понимать физические процессы самого ПД, в их зависимости от изменяющихся условий природного воздействия (в модели – в энергетическом эквиваленте). И, таким образом, понять природу (физику) параметра «культура» ПД, (и параметра «культурность», как ее количественной величины). Вместо того, чтобы пытаться все это исследовать практическим путем, что просто нереально, и не только потому, что требуются многие годы для испытаний, (как было до сих пор, когда на испытания сорта уходили десятилетия, так что молодой ученый селекционер только к пенсии дожидался утверждения своего сорта Госкомиссией), но и потому, что климат быстро меняется, да и проверить сорт в условиях разных зон практически невозможно (сколько бы испытательных станций, по совету великого Мичурина, новый президент ни приказал бы построить в нашей огромной стране).
***
Данная работа является прямым продолжением и развитием работы «Формула культуры ПД», /8/, в 3-х частях, с приложением с рисунками. (См. на сайте, для облегчения чтения лучше скачать в файле, т. к. текст сложный, много знаков препинания, непонятных компьютеру слов, обозначений и пр., а потом уничтожить).
ОТСТУПЛЕНИЕ
Но не только садоводческими темами была «забита» моя голова, в эти 30 лет рыночно-либеральной «катастройки» в нашей стране. Поскольку садоводство, при всем моем к нему уважении – всего лишь одна маленькая часть жизни общества, и даже моей лично, хоть я им занимаюсь почти профессионально, и оно отнимает большую часть моих сил и времени. Не потому, что приносит большую прибыль, я уже почти не занимаюсь коммерцией, живу на пенсию, а в основном испытаниями и поддержанием сада – но просто бросить жалко, свой огромный труд, да и не на кого, а «мы в ответе за тех, кого приручаем», как сказал Сент-Экзюпери.
Гораздо больше меня интересовала общественная и политическая жизнь, и не только и даже не столько страны – я ее хорошо знаю и понял, (и что современная буржуазная Россия, влившаяся в экстазе в Западный мир на его правах, оказалась слишком маленькой, экономически, политически и демографически, чтобы быть суверенной, в одиночку), а Жизнь человечества в целом. И ответ на вопросы: «Каков смысл Жизни вообще»? и куда ей надо двигаться, чтобы развиваться? Как и в чем её измерять, по каким законам ей надо развиваться, на разных этапах взросления человечества?
Так вот. Для себя я нашел ясные ответы на эти вопросы, и мне жаль, когда я вижу, как политически наивны пока люди в России, что так бесстыдно позволяют власти управлять собой и страной, не в своих интересах. (Но здесь я не хочу касаться политики, это отдельная тема, не для этой статьи). Таких людей, в массе незрелых, политически «малокультурных», Народом пока называть рано (в Чеховском определении Народа). Чтобы на себя критически взглянуть, и правде в глаза, надо сравнить российский народ с украинским, от которого он очень недалеко ушел, только жизнь здесь побогаче и потому проблем поменьше.
Здесь же я только хотел сказать, что понятие «культура», которое я вынужденно стал разрабатывать применительно к вопросам садоводства, (по следам великого В. И. Мичурина, см. прим.) – имеет очень широкий круг применений, и проявляется повсеместно, во всех областях жизнедеятельности людей. И, чтобы лучше понять этот вопрос применительно к садоводству, и конкретно к объекту моего исследования – плодовому дереву, мне пришлось вспомнить все, чему меня учили и сам учился в жизни, по всем дисциплинам и направлениям.
Прим. В. И. Мичурин хотел найти проявление качества интенсивного растения через его количественные параметры, по внешним признакам молодого растения, чтобы ускорить испытания новых сортов. По сути, Мичурин тоже стремился найти количественную оценку (подобную моему параметру «культурность», А.А.) для качественного параметра «общая культура» сорта. То есть найти внешние количественные проявления (признаки) качества (аналог понятия «культура») интенсивных растений, и по ним рассчитать количественно «уровень культуры» в ПД. Конец прим.
***
Но это тема, (всех проявлений культуры в жизни), слишком большая, чтобы говорить о ней вскользь. Её я отразил в ряде статей, большинство сумбурных и незаконченных, типа: «Физика культуры ПД», «Формула культуры и жизни», «Формула культуры, жизни и счастья», «Моделирование в садоводстве» /11-16/. Эта тема настолько важна, для понимания людьми, что я считаю своим главным достижением жизни то, что осознал её, на физическом уровне, общих законов развития Жизни. Хотел даже, до последнего времени, написать книгу под названием «Физика культуры и жизни», когда племянники подарили мне на 70-ти летний юбилей сертификат на выпуск такой книги объемом 200 листов, небольшим тиражом. Но сейчас понял, что не это мне нужно и людям, а лучше использовать формат электронной книги, чем для меня и являются эти статьи для сайта. Это именно мой, свободный формат, от всяких редакционных требований, и не сдерживает строгими ограничениями книги, в том числе цензурными. Книгу надо как-то распространять, даже если бесплатно раздавать, а если продавать за деньги – то надо нести ответственность перед теми, кому не понравилась. А так, в свободном интернете – хочешь - читай, не нравится – не читай. Я никому ничего доказывать не собираюсь, мне главное – доказать себе и выговориться. Если будет какая-то полезность для людей, она сама себе дорогу пробьет.
А рассказываю все это, чтобы обосновать причину, почему в этой статье, вроде бы на садоводческую тему, я привожу, в качестве примеров и аналогий, большой раздел о проявлении «культуры» в разных других областях жизни. (Из той не написанной книги). Это часто дает для понимания вопросов садоводства больше, чем оторванные абстрактные рассуждения по теме (моделирования ПД), вроде бы «с потолка», «бред сивой кобылы».
Мысли и подходы, использованные в «модели культуры», легли в основу, в частности, разработанных мною методик оценки сортов,/3,4,5,6,7/, упомянутых выше, с учетом лучшего понимания смысла Жизни (как организованной качественной части материи) и «культурности» (параметра «уровень культуры» Ук), как ее мерила; в том числе и как меры качества в каждом из параметров сорта (через долю приращённого качества над минимальным пороговым «допустимым», принятом единичным).
Все эти темы тесно переплелись в моей голове и базируются на одной общей физической основе подхода ко всем рассмотренным выше вопросам. Где ключевым понятием и словом были «культура» и ее количественное отражение в параметре «культурность».
- ОПИСАНИЕ «КУЛЬТУРНОЙ МОДЕЛИ» ПД.
По сути то, что я называю «моделью культуры» ПД, (или, «культурной моделью» ПД, что проще и благозвучнее, по аналогии с предыдущими «пространственной» и «временной» моделями, «бог троицу любит»), есть один период сезонного колебания контура, (аналога в физической, или «радиотехнической» модели ПД). Отраженный несколькими функциями такого обменного процесса в контуре и функциями их аналогами в обменном процессе ПД.
Главной из всех функций, которая является аргументом для всех остальных – является функция тока в контуре (в модели), между верхней обкладкой конденсатора (в роли которой в дереве является листовой аппарат кроны, условно считая его плоским на макушке дерева), и нижней обкладкой (в реальном ПД – поверхностью корне всасывающих волосков, также расположенных в одной плоскости горизонтально под землёй). В реальном дереве это поток сокодвижения, «сырой массы» растворенных веществ. Эта функция имеет вид синусоиды и обозначена красной линией на рис.1, к работах /1/ и /6/: («Временная модель ПД» и «Формула культуры ПД», с приложениями с рисунками). В радиотехнике это один период радиоимпульса. Я его назвал сезонным «импульсом Жизни» (СИЖ), в работе /6/, который появляется в теплый летний сезон на фоне «мёртвой зоны» зимнего периода, которому соответствует нулевой уровень природного энергетического «сигнала». (См. рис. 2, годового цикла в /1/). На рисунках к данной работе данная кривая тока I (t) не показана.
Также на наших рис. 1 и 2, к данной работе, не приведены еще две очень важных функции физиологического обменного процесса: осмотических напряжений на концах веток кроны (аналог напряжению на верхней обкладке конденсатора в модели), имеющая вид косинусной функции с отрицательным знаком; и функция напряжения на концах корневой системы, имеющая вид положительной косинусной функции – они противофазны. Они хороши тем, что их можно померить (в кроне), или оценить визуально, приблизительно, качественно. И ценны для понимания общих процессов в колебательной системе (контура или ПД). Прим. Эти функции напряжений для корней Uкор и для кроны Uкр приводятся на рисунках к предыдущих работах /1,2/.
Но самой важной и информативной функцией, для наших целей, которая используется главной в данной работе, является функция мощности Р(t) (аналог интенсивности обменных процессов, между корнями и кроной, она находится как квадрат тока, с коэффициентом пропорциональности, равным «сопротивлению» сосудов, условно, или всех потерь на перемещение соков, но это не важно для наших целей, поскольку важна только форма). Поэтому она имеет двойную частоту, относительно функции тока, и только положительный знак (поскольку мощность не может быть отрицательной). Она напоминает вид двугорбой кривой, или колоколообразного импульса с большим провалом в середине, (для реального ПД это середина лета). (Хотелось бы увидеть её на практике). См. рис.1, красная кривая.
Однако функция Р(t) - это не «чистая» функция циркуляции полезной («организованной», «сигнальной») составляющей энергетического обменного процесса Рс (сигнала), а этой мощности сигнала в смеси с шумом Рш (мощность шума, «бесполезная» часть процесса), в который входят все виды шумов: Р(t)=Рс(t) + Рш(t).
Прим. Сюда (в состав шумов) входят и тепловые, отражающие потери на перемещение соков по длине веток, как из-за «трения в сосудах» (условно, в терминах электротехники, в модели), так и из-за преодоления сил «тяжести», при вертикальном перемещении вверх, а также на непроизводительную работу по массообразованию скелетных тканей дерева. Плюс тепловые шумы внешнего пространства (аномальное избыточное тепло). Плюс импульсные помеховые шумы в модели, аналоги погодных аномалий/выбросов в реальной жизни ПД. И, наконец, особый вид шумов - т.н. структурные шумы объекта, из-за несовершенства его конструкции (отсутствия «пространственной резонасности» элементов дерева, в виде не соподчиненности веток, и пр.). Их можно также назвать «фазовыми» или «временными», поскольку они нарушают фазовое согласование (в области пространственных частот) отдельных элементов конструкции дерева в общую высокоорганизованную «высококультурную» систему. Все эти шумы разрушают высокоорганизованный колебательный процесс и уменьшают усилительные «резонансные» свойства контура (аналога ПД в модели), или временную «концентрированность» обменного процесса, а значит – и его эффективность функционирования, или качество, или «культурность» (в нашем определении, поскольку качество контура определяется его добротностью Q, /во второй степени/. На рис. 1 такое отрицательное влияние шумов проявляется в уменьшении амплитуды основных лепестков «роста» (первого) Рмакс р, и «созревания» (второго), Рмакс с, а также в их расширении, «размывании», что снижает наш параметр «культурность», показатель общего качества модели ПД). Конец прим.
Этот суммарный шум Рш(t) отражен на рис. 1 в виде колоколообразной функции, линия зеленого цвета. Это как бы подставка переменной амплитуды, в течение сезона, для нормального «правильного» («организованного») процесса сезонного колебания, имеющего вид чистой синусоиды (в идеале). Изобразить ее такой колоколообразной функцией позволяет предположение, что шумы пропорциональны квадрату активной температуры летнего сезона, которая зависит от времени сезона и солнечной активности именно примерно в такой зависимости, изменяясь практически от нуля, точнее минимальной мощности «спящего» зимнего режима в начале и в конце сезона, Рш мин = Рмин зим, до максимальных значений Рш в середине сезона Рмакс ш = Рмин лет (поскольку Рс при т=Т/2 равна нулю, в идеальном контуре без потерь).
Именно эту функцию, Р(t), мы и исследуем в настоящей работе, с целью выявить через модель реальные аналоги характеристик ПД - качественные параметры, как отдельные агрономические, так и, в первую очередь, параметр общего качества ПД данного сорта - параметр «культурность» Ук пд. Который в данной модели определяется как отношение мощности сигнала к мощности шума на выходе такого приемного фильтра (которым является контур): Ук=Рс/Рш. Поскольку (в модели) мощность сигнала Рс (регулярной, детерминированной) составляющей в смеси сигнала с шумом Р(t) есть организованная часть процесса, а мощность шума Рш представляет неорганизованную часть процесса. А, по нашему определению, именно отношение организованной части процесса (или объекта) к неорганизованной и есть искомый параметр «культурность» Ук пд.
Поэтому вся суть данной статьи заключена в том, как по форме кривой функции Р(t), используя её измеренные значения в некоторых ключевых точках, в определенных фенофазах жизненного сезонного цикла дерева, (соответствующих точкам на оси относительного времени сезона, в его долях) определить параметр Ук пд. Таких ключевых (критических, «замковых», как сказал бы А. Проханов) точек всего 11 на основном графике Р(t) и 2 на вспомогательном, функции мощности накопления Wн(t) (аппроксимированного ломаной прямой «импульса жизни», в «узком» его смысле.)
- ОБОЗНАЧЕНИЯ К РИС. 1, 2, И КРИТИЧЕСКИЕ ТОЧКИ В МОДЕЛИ
Рмакс р (точка 5 на рис. 1) – максимальная мощность функции Р(t) в пике первого лепестка, «роста». Один из главных параметров рисунка, отражает максимальную интенсивность обменных процессов, между корнями и кроной, в пике роста вегетативных частей дерева (веток), (и асимметричного «вызревания» корней). В «простом» (не «интенсивном») дереве, зимнего срока созревания, (с длительностью вегетативного сезонного цикла равной всей продолжительности времени сезона, полугода, 180 дней), в нашей модели соответствует относительному времени (фенофазе) сезонного цикла т=1/4 Т=Т/4. (по календарю - 5 июня). В это время наблюдается максимальный прирост (в единицу времени) веток в длину.
В этой фенофазе дереву требуется много влаги в почве, т. к. идет максимальное сокодвижение, на восходящей волне, и если ее не хватает, из-за малоснежной зимы и ранней весны – то необходим усиленный полив, (+- две недели).
Рмакс с (точка 6) – максимальная мощность функции Р(t) в пике второго лепестка, «созревания», когда ток отливной волны в модели (аналог потока сокодвижения в дереве) достигает максимума. Тоже один из главных параметров модели, отражает максимальную интенсивность обменных процессов, между корнями и кроной, в пике созревания генеративных частей дерева (плодов, плодовых образований и древесины). В «простом» (не «интенсивном») дереве, зимнего срока созревания, в нашей модели, соответствует относительному времени (фенофазе) сезонного цикла т=3/4Т. (5 сентября, пик роста грибов, которые дают дереву необходимую в это время влагу, в обмен на минеральные вещества).
В этой фенофазе усиленного обмена (между кроной и корнями, в вертикальном направлении, на пике отливной волны сокодвижения) требуется усиленный полив (если только не влажное лето). Прим. Что не все понимают, поскольку дерево вроде бы перестает расти, в кроне, и кажется, что сезон активной жизни дерева заканчивается вместе с теплым летом. Но это не так, здесь идет активный процесс заложения будущего урожая, не говоря о том, что наливаются плоды нынешнего. Конец прим. Здесь происходит ускоренный рост «сырой» массы дерева: плодов и камбиального слоя в ветках. В нижних частях веток и особенно ствола происходит быстрое нарастание толщины, и горе вам, если забыли снять перетяжку от веревки на оттянутой ветке, например, или бирки: такая ветка в тонком месте потом может отломиться, или перестать расти на следующий год и долго восстанавливаться. (Её надо подрезать и укоротить, а на коре вдоль ветки в месте перетяжки сделать глубокие надрезы, до твердой древесины).
Однако неправильно думать, что в этот момент происходит быстрое «вызревание» древесины веток (когда камбий переходит в древесину, то есть сырая масса дерева в сухую). Здесь ветки только наливаются в толщину, за счет сырой массы камбия, а само «вызревание» веток, то есть образование древесины из прироста камбия коры – происходит позже, со сдвигом на 1/8Т, (а в момент 3/4Т, 5 сентября, оно только начинается, достигая максимума в момент фенофазы 7/8Т, 28 сентября, и заканчивается в конце сезона, в момент т=Т, 20 октября). Именно поэтому ветки для черенкования нельзя срезать раньше, и заготовки черенков начинаются только в начале зимы, после первых морозов, ускоряющих окончание процессов вегетации и полного отлива потока соков. (См. функции изменения сырой и сухой массы дерева в сезоне на рисунках к работам /1/ - временная модель» и /8/ - «Формула культуры ПД».)
Рмин лет (точка 9) – минимальная мощность функции Р(t) в зоне провала («ямы») этой функции в середине лета, при т=1/2Т. Самый важный параметр и ключевая точка во всей нашей «культурной» модели и рис. 1. В этот момент фенофазы сокодвижение в «идеальном» («высококультурном») дереве прекращается, (измеренное в стволе в районе корневой шейки), меняя направление с восходящего на обратное, нисходящее. (Ток в модели равен нулю, в вертикальном направлении.) И т. о. мощность процесса становится равной нулю: Р(t)=Рс+Рш=0. Однако в реальном ПД вертикальные токи в середине лета не прекращаются. Ни восходящий, поскольку часть тока «утечки», их корней в крону, по инерции роста сохраняется (что видно из небольших приростов на концах веток даже в этот период «покоя»). Ни нисходящий, который к моменту середины лета т=Т/2 уже давно происходит, (постепенно нарастая), от первых маленьких листиков, успевших вырасти. (См. графики на рисунках к работе, для функции изменения сырой массы кроны дерева m кр и корневой системы m кор в течение сезона /1/).
Эти встречные токи, сталкиваясь в противофазе, мешают правильному резонансному колебанию дерева, образуя «шум» (которым в модели имитируются все паразитные потери энергии). На языке радиотехники – уменьшают добротность Q колебательной системы контур (аналог в модели ПД), а в реальном дереве уменьшают долю организованной составляющей процесса, то есть снижают параметр его общего качества «культурность» Ук, который имеет размерность Q(в квадрате): Ук=Q(в квадрате).
***
Прим. важное. Собственно, вся модель и построена на том и для того, чтобы найти отношение полезной (организованной, детерминированной, «сигнальной») циркулирующей мощности процесса Рс(t), отраженной параметром Рмакс – Рш ср лет (в фазе сезона t=Т/4, для «простых» ПД), к бесполезной (шумовой) мощности Рш, средней за летний период, отраженной параметром Рш лет ср:
Рш лет ср=(Рш лет макс + Рш лет мин)/2=примерно Рмин лет/2, поскольку Рш макс=Рмин лет, при Рс =0 в точке фенофазы t =Т/2. (Значение переменной функции Рш(t), зеленая линия на рис.1, имеет величину Рш ср лет в точках 8 и 10).
Поскольку искомый параметр «культурность» летнего активного периода Ук лет находится по формуле:
Ук лет пд =(Рс ср/Рш ср лет)-1=(2Рмакс/Рмин лет)-1 (1 )
Это и есть «формула культуры ПД», для варианта «простого» дерева. (Более подробно вывод формулы «культурности» ПД, с обоснованием и в более общем виде, будет дан далее, в отдельном разделе). Где:
Рш мин лет = Рмин зим – минимальное значение мощности шума обменного процесса Р(t) в начале, при t =0Т (точка 7 на рис.1) и конце летнего сезона, при t =Т, (точка 11 на рис. 1), на стыке с зимним, когда температура среды мала и шумы в дереве тоже.
Рш лет макс – максимальная мощность шума в середине лета, при т=Т/2. При этом Рш лет макс=Рмин лет, поскольку в этой точке Рс=0.
Конец прим.
***
Рмин зим (точки 7 и 11 на рис.1) – минимальная мощность процесса Р(t)=Рс+Рш, в начале и конце летнего сезона, на стыке с зимним, которая отражает интенсивность обменных процессов в спящем дереве, которых должно хватить, чтобы преодолеть «шумы» дереве (эквивалентные энергетически его потерям на поддержание функционирования дерева в этот период).
Которую дерево тратит на свое выживание, то есть функционирование «без внешней нагрузки», а только на минимальные физиологические потребности, в режиме «сна», чтобы сохранять свою рабочую форму и быть наготове начать действовать, при наступлении благоприятных тепловых сезонных условий. (Аналогично работе двигателя автомобиля в режиме хх, когда а/м находится без движения, не совершая полезной работы, не работает ходовая часть и нет потерь в ней, и нет движения, а значит и потерь, связанных с ним – на преодоление сопротивления воздуха, неровностей дороги, трения шин. Когда двигателю остается тратить бензин только для преодоления потерь энергии, возникающих при вращении двигателя на самых малы оборотах.)
Этот параметр характеризует зимнюю экономичность функционирования дерева, отражаемую в модели параметром общего качества ПД в зимний период «культурность зимняя» Ук зим:
Ук зим=2Рс макс лет/Р мин зим -1. (2)
(полную формулу для определения Ук зим и её вывод см. далее, в разделе «Вывод формул Ук лет и Ук зим»).
Который численно означает, во сколько раз вся полезная энергия Е=Рс ср х Т, циркулирующая в биообъекте ПД за сезон (фактически вся энергия, накопленная деревом), превышает шумовую энергию в одном «элементе разрешения» (умещающуюся под лепестком активной мощности роста или созревания, шириной Ш во времени.) Это есть отношение энергий организованной части процесса к неорганизованной, шумовой, отражающей потери на жизнеобеспечение в зимний период. То есть, по-простому, чисто теоретически, означает - сколько циклов выдержит дерево без дозаправки энергией, если прекратить поступление новой, или сколько лет проживет ПД на своих «жировых» запасах, если прекратится наступление тепла в летние сезоны года.
Прим. Как все это связать с практикой садоводства – я не знаю, и есть хоть какая-то польза для агрономов и биологов от таких исследований – тоже. Но одно знаю точно, что этот параметр (в модели) отражает и минимальный уровень энергии, достаточной для выживания ПД в зимний период, Рмин зим, и что он отражает динамический диапазон адаптации дерева к внешним условиям (тепловым). Что есть важная качественная и количественная характеристика ПД, входящая в понятие «уровень культуры» ПД (в модели это параметр «культурность» Ук. Конец прим.
Рмин зим ср=Р мин зим/2 – средняя за зимний период мощность функционирования дерева Р(t) в режиме «сна», покоя. Находится таким образом из предположения колоколообразной формы с отрицательным знаком функции Р(t) в зимний период, (нарастающей по глубине ямы характеристики Р(t) от краев к середине зимы), означающего увеличение экономичности ПД (проявляемой в морозостойкости в данный момент) от краёв зимы к середине, где она достигает максимума, при значении Рмин зим макс=Рмин зим/4, в 4 раза превосходящего (в модели) значение морозостойкости (в энергетическом эквиваленте, как необходимого для дерева потребления энергии в этот момент) в начале и конце зимы Рмин зим. Тогда в среднем за зиму экономичность зимняя (и морозостойкость) будет вдвое превышать экономичность (морозостойкость) в начале и конце сезона (что есть известный факт). Поэтому именно такое значение, Рмин зим ср =Р мин зим/2– используется для нахождения параметра общего качества ПД в зимний период Ук зим пд. (См. рис. 3, зону зимнего интервала времени).
Рмин лет ср=Рш лет ср – средняя за летний период мощность «шумовой подставки», неорганизованной части Рш(t) общего сигнала Р(t)=Рс(t)+Рш(t), под сигнальную мощность Рс (организованной части процесса). Минимальная мощность процесса Р(t), наблюдаемая в местах ее наибольших провалов, где сигнальная функция Рс(t)=0, равна мощности шумовой составляющей Рш(t) в этих точках времени: Р(t)=Рс(t)+Рш(t)=0+ Рш(t)= Рш(t).
Поэтому Рмин лет ср = (Рмин лет + Рмин зим)/2 = Рш лет ср = (Рш лет макс + Рш лет мин)/2=примерно Рмин лет/2. (См. выше пояснение обозначения Рш лет ср). Величина Рмин лет ср= Рш ср лет соответствует точкам 8 и 10 для функции Рш(t), зеленая линия на рис.1.
Прим. Раньше, в предыдущих работах, я пользовался упрощенным подходом, полагая шумовую подставку в виде постоянной составляющей, на уровне Рмин лет=const, то есть мощность шума одинаковой для всего летнего периода. Но это не верно, поскольку температура (плотность тепловых часов) нарастает от концов летнего сезона к середине, а значит и зависимость Рш(t) должна быть скорее колоколообразной, а не прямоугольным импульсом шумовой мощности величиной Рш=Рмин лет= const в летний сезон. Такая методическая ошибка приводила к занижению вдвое величины параметра Ук лет, интегрального качества функционирования ПД в активный летний период. Переход к такой уточненной модели исправил эту ошибку в модели. Конец прим.
Рмин лет слож – минимальное значение мощности Р(t) в зоне провала («ямы») для «сложных» деревьев, «интенсивных» сортов, (у которых ширина всплесков /лепестков/ роста Шр и созревания Шс, намного меньше, чем ширина «ямы» ∆ /дельта/ этой функции в середине сезона, а на дне «ямы» есть малые «боковые» лепестки, «биения» волнистой формы, с максимальной амплитудой Р лет макс.) (См. обозначения к рис. 2.)
Заметим, что у «простых» деревьев, имитируемых в модели одним контуром, все много проще, там у функции Р(t) наблюдается один большой полный провал в середине ямы ∆ /дельта/, с уровнем «дна», равным минимальной мощности в летний период Рмин лет, который легко измерить, для составления модели. Но у ПД интенсивных сортов форма характеристики Р(t) много сложнее, так что измерение её значений на дне ямы может вызвать трудности, (так как в середине ямы может быть подъемчик, холмик, «бокового лепестка», величиной Р лет макс).
Поэтому предлагается такая методика нахождения параметра Рмин лет сл, для модели, в случае «сложных» интенсивных сортов. (См. рис. 2). Поскольку прямо найти минимальные значения Рмин лет сл функции Р(t), в виде волнистых боковых лепестков на дне ямы ∆, трудно, из-за их малой величины и необходимости многих измерений в области ширины дна ямы, в связи с неопределенность их положения, то представляется правильнее и легче это сделать так, с помощью двух вспомогательных величин, подпараметров. Один из них – это максимальная величина пика бокового лепестка, на дне «ямы» – Р лет макс, в области около середины дна ямы, (момент т=Т/2, середины лета.) А вторая вспомогательная величина – это среднее измеренное значение мощности Рмин лет(t) на дне «ямы», в том же интервале времени сезона, в окне +- Ш /2 (как минимум, в идеале +-∆/2, около центра «ямы», расположенного при t =Т/2): Рмин лет ср =(Р л макс + Р л мин)/2.
Тогда значение Рмин лет сл можно вычислить так: Рмин лет сл=2Рмин лет ср – Рлет макс
Прим. Индекс сл (сокращенно от сложный) можно заменить на индекс и (от «интенсивный, поскольку «сложные» в модели объекты-сигнала имитируют «интенсивные» деревья, в смысле сорта). Однако в общих местах текста, где не различаются «простые» (обычные, самые распространенные) и «сложные (интенсивные) сорта ПД, эти индексы не используются, а только общий параметр Рмин лет, который находится для сложных деревьев по данным правилам. Конец прим.
Для «простых ПД», имитируемый одним контуром, функция Р(t) имеет синусоидальную форму, с одним провалом между двумя горбами и с овальным дном «ямы» между ними. Но для «сложных», интенсивных сортов, у которых в структуре имеется несколько контуров, яма (провал) между лепестками роста и созревания расширяется, и на её дне появляются волны. Поэтому параметр Рмин лет слож определяется более сложным образом, описанным выше.
Конец 1 части, продолжение в частях 2-7 с приложением 3-х рисунков, отдельными файлами |
