Мой опыт садовода. ч.2 (стр. 4 )

А второй член формулы, К2 (h), где, по сути, нас интересует только h, отражает рост физических (механических) потерь в дереве, находящемся в условиях притяжения Земли, на подъем растворов питательных веществ из  почвы в крону и распространение по ней, увеличивающихся пропорционально габаритным размерам дерева, прежде всего по вертикали, то есть его высоте, (и на порядок меньше по горизонтали). Коэффициент К2 учитывает только фактор формы, при данной высоте, с учетом того, что энергия затрат на перемещение растворов питательных веществ по горизонтальным ветках на порядок меньше, чем на то же расстояние по высоте, (поэтому учитывает, фактически, среднее отношение размеров дерева по вертикали и по горизонтали, интегрально по всем веткам). Прим. Доказательством этого является на порядок меньший прирост боковых веток длиной, равной высоте дерева, поскольку жизнь устроена так, что максимальные усилия направляются туда, где труднее.

Если рассмотреть эти встречные кривые функций, двух членов, графически, то первый член есть спадающая обратная зависимость, то второе – линейно растущая, причем  вычитаемая из первой. В результате сумма будет представлять собой падающую кривую, «втыкающуюся» в ось Х, по которой отложена высота дерева. Эта точка, соответствующая критической высоте h кр, и будет определять максимально возможную (естественную) высоту взрослого дерева h макс. На этой высоте весь прирост энергии, получаемой от солнца листьями, становится равным потерям дерева на подъем питательных веществ на эту высоту, а также на строительство непродуктивных скелетных элементов конструкции, (т. н. «массообразование», как самого ствола, так и прочных массивных боковых ветвей).

После того, как рост дерева в высоту прекратится, у него остается, в определенной мере, возможность наращивания листового аппарата при увеличении размеров дерева в ширину, что менее энергозатратно. Так окончательно формируется крона взрослого дерева, после чего оно прекращает рост и начинает стареть, это когда одни, новые, ветки могут вырастать только после усыхания других. А когда общая масса мертвых тканей станет «неподъемна» для существования живого дерева, оно совсем «закостенеет» и погибнет.

Подробнее этот вопрос, влияния высоты дерева (и формы кроны) на его урожайность, рассмотрен в других моих ранних работах. /  /.

ххх

Биологи же объясняют влияние уменьшения габаритов карликовых деревьев на их продуктивность физиологическими факторами. А именно, например – большей эффективностью клоновых корневых систем, мочалочного типа, за счет наличия в их структуре большего числа мелких активных всасывающих окончаний, на единицу объема почвы. А также тем, что у карликовых деревьев с клоновой корневой системой другое соотношение генеративных и ростовых тканей, чем у обычных рослых деревьев, соответственно  60% на 40% и наоборот, 40% на 60%. Или тем, что у клоновых карликов ускоряется физиологический, сезонный и общий жизненный циклы, и они быстрее как вступают в плодоношение, (то есть увеличивают скороплодность), так и быстрее заканчивают цикл созревания в одном сезоне, интенсивнее созревают, но и меньше живут. Или тем, что это «просто» биологическое отличие сортов, благодаря которым образуются естественные карликовые сорта. (Честно говоря, я плохо понимаю, как это происходит на биологическом уровне, что одни сорта более эффективны или малорослы, а другие – наоборот, даже если более эффективные биологически оказываются и большими по размерам – что противоречит физике. Но, уверен, за этими причинами тоже стоят чисто физические факторы, поскольку законы природы едины.)

Мне же более понятны явные физические причины, факторы,  объяснения и аргументы, как размеры и конструкция дерева (его габариты, форма кроны, высота и ширина) влияют на урожайность/продуктивность. Что я себе и доказал, с помощью созданных физико-математических моделей.

10. ПОЧЕМУ НА СЕВЕРЕ ЛУЧШЕ ОБЪЕМНЫЕ КРОНЫ И КОРНЕВАЯ СИСТЕМА (СЕЯНЦЕВАЯ), А НА ЮГЕ – ЛИНЕЙНЫЕ (КОЛОННОВИДНЫЕ В КРОНЕ И КЛОНОВЫЕ В ПОДВОЯХ)?

Дело в том, что в разных условиях окружающей среды, (в зависимости от насыщенности светом и теплом надземной сферы дерева, кроны, и питания подземной, корневой системы, при максимальной равномерности их распределения), то есть «уровня ее культуры», (в нашем определении, или параметра ее «культурность»), меняются критерии оптимальности для конструкции дерева. Так, в условиях перенасыщенности (светом в кроне или гумусом, с минеральными удобрениями в почве) критерием оптимальности конструкции является максимизация по параметру отношения площади листового аппарата, кроны, к ее массе, (в моей модели это параметр «коэффициент жизненной силы К жс»), которая оказывается максимальна для линейных крон, (колонновидных) или для клоновых подвоев, у которых явно выражена линейная структура с редкими скелетными корнями, (как сумма линейных корней), облепленная всасывающими волосками. Именно такие условия имеют место в южной зоне, где много тепла и солнца, избыточных для кроны, и избыток питания в черноземной земле. Этим объясняется и оптимальная вытянутая форма кроны и корней, облепленных листьями (у крон спуровых «колонн») или всасывающими волосками (у клоновых корней).

А в условиях недостаточного насыщения среды обитания питанием, (энергией солнца и тепла в кроне, и элементами питания для корней в почве), более важным становится критерий отношения объема пространства, захваченного кроной или корневой системой, к массе кроны или корневой системы, соответственно. По которому и идет максимизация, при выборе оптимальных конструкций. Поэтому здесь оптимальной конструкцией оказывается объемная, в виде сферы (полусфера сверху для кроны и полусфера внизу для корневой системы).

Физически это можно представить так. Если среда сплошная, то биообъект (ветка) может просто расти в длину. И каждый листик или корешок на новом шаге будет получать питание. Это в первом случае, карликовых колонн и клоновых корневых систем.

Но если питательная среда «прореженная» и случайная, с редкими вкраплениями гумуса и минеральных удобрений, как отдельные звезды в небе, (мало «культурная»), а у растения есть потребность в получении максимального питания, при минимальных затратах на массообразование собственной конструкции, то ее оптимизация будет в получении максимального объема при минимальной массе дерева. А это уже соответствует объемной кроне и корневой системы, с разнонаправленными, равномерно в угловом пространстве, ветвями и корнями, и разветвлённых в нескольких порядках, (как ветви разных порядков у дерева, или вроде снежинки). В первом случае биообъект (карликовое дерево) «настроен», в основном и в первую очередь, на максимальную скорость и интенсивность роста и плодоношения, (количественный процесс), «любой ценой», а во втором (сильнорослый вариант дерева) – на максимальную экономичность развития, то есть (более) качественный процесс.

(Образно выражаясь, когда у полка солдат везде, впереди по дороге, куда бы ни пошли, есть склады с пищей, они могут максимально быстро двигаться в любом одном направлении. Но если его пункты питания разбросаны в пространстве случайным образом, полк просто обязан двигаться сразу во всех направлениях, раздробившись и посылая солдат в разные стороны, чтобы не пропустить склады, и они должны потом поделиться с остальными. Это обеспечивает системе большую надёжность существования, в виде захвата жизненного пространства.)

Именно поэтому, кстати, маленькие (юные) деревца саженцы (однолетки), в начале жизни дерева, [когда ресурсов развития для них в избытке, а физических ограничений в росте (из-за увеличения размеров дерева, когда увеличиваются потери в них на распространение питательных веществ, особенно в высоту, в условиях притяжения Земли, и в менышей на порядок степени при увеличении размеров дерева в ширину)], - стремятся максимально вырасти в габаритах, (в длину, по вертикали, то есть в высоту), чтобы захватить как можно больше пространства для жизни, пока не наступили ограничения на этот процесс. (Которые наступают, когда внутренние «био силы» растения начинают быть сопоставимы с «контрсилами» окружающей среды, силами «сопротивления», которые  сравниваются при достижении «критической» высоты дерева, равной его естественной максимальной высоте, во взрослом состоянии.).

А потом, по мере исчерпания «легких» ресурсов для своего «простого», экстенсивного, количественного развития, (называемого ростом),  деревце все более переходит к методам качественного развития, (подлинного, внутреннего, то есть интенсивного) в данных условиях, (притяжения Земли, а также наличия собственных физических ограничений в био организме на распространение питательных веществ и других продуктов обмена, в тканях дерева). А именно,  (переходит) к оптимизации своей структуры в пространстве, (здесь при рассмотрении кроны, но, аналогично, и корневой системы), в том числе к все большему росту дерева в ширь, чем в высоту; а также к созданию наиболее равномерной, по расположению листьев, объемной структуре кроны, (имеющей полусферическую форму, по габаритам), а также формировать объединенные волокна, (сосуды от концов отдельного всасывающего волоска до соответствующего листика) в ветви, разветвляющееся по ярусам нескольких порядков, (скелетные ветви – это первый порядок, затем, после разветвления, это ветви второго порядка, после следующего разветвления – ветви третьего порядка, и т. д.). Сложение природой волокон, в совместные образования, (ветки), имеет большой физический смысл, так как обеспечивает им наибольшую прочность и гибкость, при минимальной массе общей конструкции (кроны дерева).

Заметим, что у большего по размерам дерева, (по отношению к размеру листа, а значит, имущего более сложную структуру, кроны), да еще и правильно сформированной (многоярусной, умеренно разреженной), и более долголетнего, уровень его природной «культуры», (то есть качества), выше, чем у более малых деревьев, (карликов), тем более с линейной кроной (типа «спуров», в реальности).  Именно это и позволяет ему выживать в более скудных северных условиях (по насыщенности воздушной среды энергией тепла и солнечного облучения, плюс питания углеродом, и влаги, а подземной – питанием и тоже теплом). Кроме того, большая высота деревьев позволяет отчасти спастись от предельных морозов зимой, поскольку холод в наибольшей степени скапливается в нижних слоях воздуха.