КОММУНИСТИЧЕСКИЕ  ПРИНЦИПЫ ИНТЕНСИВНОГО  САДОВОДСТВА

НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ БИОСИСТЕМ

«ДЕРЕВО» И «САД»

Изучение биопроцессов в плодовом саду привело автора к самостоятельному открытию «коммунистических законов» управления  этими процессами, обеспечивающих наивысшую   продуктивность сада.

«Химия – это та же  физика на молекулярном уровне».   

«Живые организмы построены из материи и приводятся в движение энергией. Но с какой бы стороны мы не подошли к биологии – со стороны ли материи или со стороны энергии – мы, так или иначе, придем к электронам».

А. Сент-Дьерди, (физиолог,  сподвижник А. Л. Чижевского)

ВВЕДЕНИЕ.  ДЛЯ  ЧЕГО  НУЖНО МОДЕЛИРОВАНИЕ  В  САДОВОДСТВЕ?

Известно, что садоводство – одно из самых древних занятий человека. Естественно, о нем написана масса книг и статей, особенно в последние десятилетия, в которых авторы стремились поделиться своим опытом. В частности, описаны многие тысячи различных агротехнических способов ухода за растениями для ускорения роста, повышения урожайности, зимостойкости и многое другое, например, методы формирования крон плодовых деревьев, их обрезки, схем посадки и пр.

Каждый автор предлагает свои, как ему представляется, лучшие, исключительные способы и методы. Например, только по формированию крон и схем посадки деревьев  в плодовом саду в отечественной литературе предлагаются сотни вариантов, включая самые экзотические (типа «таганрогской лодочки»). В солидных трудах известных отечественных авторов, например /1,2/, проводятся систематизация и классификация этих разнообразных искусственных форм крон, что, однако,  не добавляет ясности в вопрос, какие из этих крон лучше или хуже, насколько и почему? Вопрос количественного  определения наилучших форм крон остается открытым, а это один из ключевых вопросов плодоводства.

Не менее спорными являются вопросы интенсивного садоводства, в частности, целесообразность использования в нашей зоне (Подмосковья, НЧЗ) одного из главных его направлений – карликовых деревьев (различных конструкций и степеней “интенсивности”, т. е. размеров). Многие авторитетные ученые и практики плодоводы до сих пор не признают такой целесообразности, например, уважаемый В. И. Сусов, управляющий садом МСХА. Он считает, что такие деревья слишком “капризны” для нашей зоны и по сумме характеристик уступают обычным сильнорослым.

К сожалению, в основе практически всех прочитанных автором книг и статей по садоводству (за исключением работы /7/, подтолкнувшей автора к попыткам моделирования) лежит чисто эмпирический подход, т. е. практический опыт. Однако такой “образный” подход, или “качественный” анализ (пусть с присутствием отдельных численных измерений – урожая, прироста размеров или массы деревьев или их элементов и пр.) обладает ограниченными возможностями и не всегда позволяет  достаточно точно определить оптимальные параметры или методы, дать правильные ответы на актуальные вопросы садоводства (например, по выбору наиболее продуктивных форм крон и схем посадки, оценке величины повышения/понижения продуктивности плодовых деревьев при уменьшении их размеров и др.), поскольку не учитывает степени влияния различных факторов на развитие плодового дерева во взаимосвязи. В частности, влияния формы кроны (фактор, определяемый в искусственных условиях в значительной степени садоводом, а в естественных условиях сортом дерева), биологического фактора (генетического параметра сорта) и климатического фактора. Подлинная же наука начинается там, где вводятся количественные методы и расчеты, т. е. математика, а значит, и “теория”. Как говорится: “Без теории практика слепа, а без практики теория мертва”.

Например, известно, что существуют узкопирамидальная, (веретеновидная, колонновидная) формы кроны плодового дерева, используемые  как варианты методов повышения урожайности (на единицу площади) в интенсивных садах. Считается, что при их использовании в садах увеличение эффективности использования земли достигается за счет большей плотности посадок.

Возникает вопрос: “За счет чего здесь достигается увеличение продуктивности дерева на единицу занимаемой им  площади?”. Очевидно, за счет того, что отсутствуют мощные скелетные боковые ветви, имеющие большую долю непродуктивной старой массы, а короткие боковые веточки и ствол  сжатых в вертикальном направлении форм крон хорошо облиствлены и освещены, что позволяет дереву  не тратить  непродуктивно силы на создание массы длинных скелетных веток и поддержание жизни в них, а также на транспортировку соков по ним на большие расстояния.

Но, с другой стороны, листья около ствола, в центре кроны, либо растущие в загущениях и не разнесенные в пространстве – получают меньше солнечной энергии (особенно прямого солнечного – однонаправленного ультрафиолетового - облучения, но также и рассеянного, в основном «теплового», инфракрасного). Кроме того, и само дерево, растущее преимущественно в одном направлении – вверх, поскольку вширь рост искусственно ограничивается, при равной силе роста сорта подвоя и используемого привоя (т. е. при примерно равной  общей - “генетической”- массе дерева) достигает большей высоты, что увеличивает расходы ресурсов дерева (массы и/или энергии) как на строительство дополнительной биомассы дерева (в основном его ствола), так и на подъем растворов питательных веществ  из почвы в крону (расходы энергии на “подъем” питания прямо пропорциональны высоте дерева).

Снова появляются вопросы: “В какой степени  каждый из указанных факторов влияет на общую продуктивность дерева и сада из таких деревьев?”, “Какие из этих факторов перевешивают – положительные или отрицательные?”, “Какой метод повышения продуктивности плодовых деревьев (на единицу площади) эффективнее для одних и тех же деревьев - по сочетанию привойно-подвойной комбинации – метод сужения кроны или метод прижатия кроны к земле, оба из которых используются в интенсивном садоводстве?” /8/.

Еще один пример распространенного даже среди опытных и уважаемых садоводов-профессионалов если не заблуждения, то неполного понимания физики происходящих процессов в плодовом дереве. Так, ими традиционно упрощенно считается, что горизонтальные ветви плодоносящие, а вертикальные – жирующие, растущие. Н. И. Курдюмов назвал такую ветку «идеальной плодовой веткой» /11/. Исходя из этой концепции, с  «чистой совестью» формируются многоярусные кроны с горизонтальными ветвями, даже высокие узкопирамидальные, поскольку якобы «идеальное» плодовое дерево может формироваться из суммы таких горизонтальных «идеальных» веток. Но при таком подходе совершенно не учитывается разница в высоте расположения веток, их длина (и возможный наклон), а также расположение конкретного элемента (листа, ветки, плода) в кроне для определения его «приоритета» в жизнеобеспечении среди прочих в системе «плодовое дерево». Снова возникает примерно такие же вопросы: «Как влияет высота расположения ветки и ее длина на обеспечение питанием плодов  на ней в зависимости от места их расположения? Насколько различается продуктивность веток в зависимости от их длины и особенно наклона – в угловом секторе от отрицательного (по углу отхождения) до строго вертикального?

Другой аналогичный пример заблуждения, из книги того же уважаемого автора. На том основании, что молодые вертикальные жирующие побеги всегда свежи, сильно растут, даже на слабых «угасающих» деревьях и отвечают за сохранение жизни самого дерева, дальнейший его рост (и развитие корневой системы, в частности, что должно происходить на следующем полупериоде биологического вегетативного цикла) – делается в «образной художественной форме» вывод, что «дети, трудолюбивая молодежь кормят родителей», что «все жизнеспособное переместилось наверх дерева»; что «верхи кормят низы».

 Здесь все перевернуто с ног на голову: если бы все было именно так, и нижние выдыхающиеся плодоносящие ветки - которые автор сравнивает с «многодетным гаремом» на шее «работящих здоровых молодых мужиков»,  которыми называет верхние ветви – были «паразитами» для дерева в целом, «ярмом», а верхние «локомотивом прогресса» (т. е. роста и развития дерева), то для оживления слабеющего (или стареющего) дерева следовало бы попросту вырубать нижние ветви и оставлять верхние. Неопытные садоводы именно так и делают, на том простом основании, что на верхних ветках плоды и листья крупнее и «живее», и тем постепенно губят дерево. (Так отчасти предлагает делать и сам Н. И.     Курдюмов, рекомендуя у старых деревьев вырезать отработавшие свое нижние ветви. Заметим сразу, что в определенной степени  для старых громоздких деревьев такая мера оправдана, но только как дополнительная по сравнению с сильной обрезкой-вырезкой верхней части кроны.).  В реальности никто из мало-мальски грамотных садоводов так не делает, а решительно и сильно вырезают всегда именно верхнюю часть дерева. (И правильно делают, потому что именно верхние элементы дерева являются относительными паразитами и иждивенцами в системе «плодовое дерево» в целом, эксплуататорами всех ниже расположенных, и поэтому все нижние ветви надо всячески беречь и сохранять, если они достаточно освещены и не окончательно «надорвались» от многолетней «перегрузки-сверхэксплуатации» и не засохли – но мы забегаем вперед). Возникает очередной вопрос: «Какие все-таки ветки и элементы дерева – верхние или нижние - полезнее, почему и насколько?».

Другой интересный пример. В. И. Сусов, руководитель сада ТХСА, предлагает решать проблему повышения зимостойкости плодовых деревьев путем повышения крон («отрывая» их от приземного морозобойного слоя воздуха) и использования для этого длинных штамбов (более 120 см), причем в качестве штамбообразователя применять специальный сорт Шаропай (который является «рекордсменом» по зимостойкости, хотя плоды его практически несъедобны). При этом для ускорения формирования кроны такого дерева предлагается (в отличие от использования деревьев на скелетообразователях, крона которых формируется в течение нескольких лет путем прививок культурных сортов в каждую скелетную ветвь разных ярусов) делать саженец в один прием путем прививки в макушку саженца двухлетки на высоте около 1,2 м длинного черенка на 6 почек, из которых впоследствии формируются скелетные ветви кроны.

При таком способе повышения зимостойкости «на полную» используется биологический фактор, но совсем не учитывается «механический» (физический) фактор. А именно влияние возрастания потерь на подъем питательных веществ в крону, транспортировку их - и ассимилянтов в обратную сторону - по сосудам и поддержание жизнедеятельности увеличенной массы такого длинного штамба. Возникают сомнения, сможет ли небольшое количество листьев годового прироста обеспечить энергией и продуктами биосинтеза жизнедеятельность такого большого штамбика саженца в первый год (а в последующие годы крона - штамба всего дерева)? Не ослабит ли это рост и жизненную силу дерева, особенно в первые годы,  и т. о. косвенно его зимостойкость, поскольку у ослабленного дерева уменьшается восстановительная способность? И где тот предел, когда «вред» от повышения штамба начинает превышать «пользу»: 1м; 1,5 или может быть 2, 3 м и т. д.?   И как зависит жизненная сила дерева от площади листового аппарата, массы дерева, формы его кроны и корневой системы, биологических его характеристик (вида и сорта) и климата?

И таких спорных вопросов в современном садоводстве - на которые невозможно ответить без количественной оценки каждого из влияющих параметров в составе общей «биосистемы» и без  численных расчетов «биосистем» дерево и «плодовый сад» - можно привести множество.

Отсюда возникла потребность создания некоторой рабочей модели, хотя бы самой простой, описывающей в связанной форме основные виды поступлений и затрат энергии и массы в процессе жизнедеятельности растения и позволяющей проводить численные расчеты характеристик дерева, в конечном итоге его продуктивности. Процесс изучения объекта путем исследования поведения его действующей рабочей модели, достаточно полно описывающей объект, и есть моделирование.

Применение методов физико-математического моделирования при изучении процессов жизнедеятельности плодового дерева дает важные преимущества по сравнению с практическими методами, (хотя и не может заменить их полностью), а именно позволяет:

-значительно ускорить процесс исследования и снизить его трудоемкость и себестоимость, что очень важно в плодоводстве при изучении длительных природных процессов, соизмеримых с продолжительностью жизни самого исследователя;

-увеличить научную объективность, корректность исследований, обеспечив возможность отделения влияния на них объективных и субъективных факторов. К таким субъективным факторам относятся: научные предпочтения авторов, непроизвольно влияющие на оценку результатов экспериментов; влияние отличающихся природно-климатических факторов в экспериментах разных исследователей, а также отличий в качестве ухода (уровне агрофона), состоянии деревьев и мн. др.;

-увеличить точность результатов исследований (теоретически величины ошибок могут быть доведены до неограниченно малых величин по мере усложнения модели), получаемых с математической достоверностью;

-выявить общие физические закономерности биологических процессов энерго- и массо- обмена между элементами дерева как между собой, так и с окружающей средой; на базе которых разработать основные принципы и правила действий для садоводов-любителей, даже не имеющих достаточных биологических знаний;

-облегчить обучение садоводству и освоение материала начинающим садоводам, не имеющим достаточных знаний в области биологии (в объеме специальных учебных заведений), но зато имеющим техническое или естественнее образование, поскольку позволит быстрее понять многие вещи, на что у  автора ушло около 10 лет.

-в итоге поднять на качественно иной уровень понимание происходящих биологических процессов в плодовых деревьях и в их сообществе «сад», а также роли садовода  как «управляющего» биологической жизни и «воспитателя» «физической и общей культуры» деревьев, оказавшихся в «культурной» искусственной среде, организованной и регулируемой человеком (садоводом), но генетически  сформировавшихся «характером поведения» в естественных условиях по законам дикой природы (подобным закону «джунглей», соответствующему дарвиновскому этапу развития живой материи) / 5.1./.

Автор данной работы – инженер, поэтому, когда более 15 лет назад серьезно занялся садоводством и стал изучать популярную и специальную литературу по этим вопросам, в частности, по вопросам обрезки и формирования крон, интенсивного садоводства и пр., у него поневоле стали возникать разные аналогии из областей физики и техники…

Постепенно многочисленные ассоциации и аналогии из других областей естественных наук и техники, а также многолетние размышления и практические наблюдения привели автора к созданию некоторой собственной «теории», возможно «сырой» и смешной для специалистов в области физиологии растений, но, тем не менее, показавшей себя вполне «работоспособной» и пригодной для решения всех практических  садоводческих задач, с которыми ему пришлось столкнуться. Эта т. н. «теория», построенная на основе изучения поведения предложенных упрощенных моделей растений и созданная автором–самоучкой (в агрономических науках), представляется ему полезной для ознакомления массовому садоводу – любителю, особенно начинающему и не имеющему глубоких знаний в биологии, но зато получивших техническое образование.

Ничего из того, о чем говорится в статье, не надумано автором и не взято «с потолка», а все выводы и мысли появились в результате изучения и обобщения материалов из работ отечественных (в основном)    и зарубежных авторов по садоводству, в том числе очень авторитетных; предложенные модели составлены лишь для описания выявленных закономерностей в поведении растений с целью использования их для расчетов продуктивности плодовых деревьев при различных типах крон. Естественно, все эти умозаключения  подтверждаются и личными практическими наблюдениями и опытом.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Описание собственно «пространственной» модели, формулы для расчетов продуктивности деревьев  и сами расчетные табличные данные здесь не приводятся, поскольку это большой материал для целой книги  или диссертации, и автор не имеет для этого ни времени, ни материальных возможностей. К тому же работа еще не закончена, и для ее завершения могут потребоваться годы и помощь специалистов в областях биологии, физиологии растений, физики, математики, программирования, практического садоводства и др. Поэтому здесь приводятся лишь общие положения, краткое описание модели и некоторые предварительные обобщенные результаты, полученные на базе исследования упрощенной т. н. «пространственной» модели, разработанной с целью определения оптимальных форм крон.

 (Помимо «пространственной», разработана также «временная» модель плодового дерева, рассматривающая дерево как колебательную систему, поскольку биопроцессы массо - энергетического обмена  подвержены ежегодному циклическому изменению. В качестве модели такой  колебательной системы было предложено использовать электрическую или механические модели. В  электрической это колебательный контур, где площадь поверхности листьев кроны и суммарная поверхность всасывающих корешков соответствуют обкладкам конденсатора, а волокна, соединяющие каждый листик с соответствующим ему корневым волоском – проводниками с определенной индуктивностью и сопротивлением. При этом индуктивность отражает способность такого проводника накапливать «кинетическую» (динамическую, ростовую) энергию восходящего и нисходящего потоков в периоды бурного роста надземной и подземной частей дерева, а омическое сопротивление описывает потери на транспортировку. Данная модель и результаты моделирования, полученные с ее помощью, в настоящей статье не рассматриваются, но учитываются /4.2/. Результаты, полученные с помощью данной модели,  очень полезны для понимания происходящих сезонных обменных процессов в плодовом дереве на разных фазах вегетативного цикла, что необходимо, в частности,  для определения оптимального времени различных агромероприятий – обрезки ветвей и корней, поливов и их степени, внесения удобрений корневых и внекорневых и др. Этому будет посвящена отдельная статья.).

С  помощью физических законов была описана биологическая модель плодового дерева: составлена схема энергетического обмена между элементами дерева (листьями, ветками, кроной, корнями всасывающими и скелетными, штамбом и пр.).   Определены основные источники энергетических и материальных ресурсов дерева: энергия солнца и масса питательных  веществ и воды из почвы, а также основные виды их затрат на функционирование дерева. Во-первых, на строительство биомассы собственно растущей биосистемы (вегетативной) и на воспроизводство (создание генеративной биомассы). Во-вторых, на совершение работы по преодолению сил тяжести в процессе обмена веществ (на подъем вверх раствора питательных веществ из почвы). В третьих, на совершение работы по транспортировке растворов питательных веществ по сосудам (волокнам) дерева – т. е. преодоления «сопротивления сосудов» (например, при транспортировке питательных веществ в горизонтальных ветвях представлены лишь эти потери, поскольку затрат энергии на преодоление сил притяжения Земли здесь нет).

 [В-четвертых (в данной модели не учитывались) имеются дополнительные расходы энергии дерева на «стрессовое» самоподдержание (в неблагоприятных погодных условиях: похолоданиях и морозах – несвоевременных, резких перепадах температур, жаре, засухе или избыточных поливах, сильных  ветрах и др.). Следует отметить, что даже в зимний период дерево не спит полностью и продолжает тратить некоторое количество энергии на самоподдержание в режиме «покоя» и – в основном – на «борьбу с холодом» (конкретно - на увеличение внутреннего «напряжения» в клетках и «концентрацию сил» - особенно в моменты усиления мороза - когда накопленные ассимилянты максимально полно отливаются от поверхности ветвей вглубь, в их  сердцевину, а затем в скелетные толстые ветви, штамб и корни; дерево как бы «съеживается» на морозе). Поэтому представляется вполне закономерным утверждение некоторых авторов о том, что зимостойкость деревьев определяется суммой переносимых отрицательных температур зимних дней, поскольку  «борьба» с морозами требует затрат энергии,  и выносливость растения определяется количеством (запасом) внутренних ресурсов].

В данной «пространственной» модели каждый листик представлялся в качестве элементарной зеркальной антенны, повернутой на солнце и принимающей ее энергию для биосинтеза, к которой подводится отдельное волоконце-проводник, обеспечивающий приток  питательных веществ из земли и отток ассимилянтов в обратном направлении, имеющий (в модели) условно равное сечение и удельное «сопротивление» по всей длине. Все листья повернуты на солнце, которое (условно) расположено неподвижно, и распределены таким образом по длине веток и в кроне, что заполняют (средне статистически равномерно) всю площадь проекции кроны, смыкаясь плотно краями таким образом, что не пропускают свет и забирают все солнечное излучение – но при этом и не затеняют друг друга. Такое предположение принято для плоских форм крон (веерных, прямоугольных - вертикальных и наклонных, плоских «дисковых» - горизонтальных), а для объемных (полусферических, цилиндрических и пр.) считается, что листья смыкаются в непрерывную поверхность по периферии кроны. В этом случае – для точечного источника облучения – часть кроны всегда будет в тени, поскольку площадь ее поверхности всегда больше площади сечения, поэтому эффективность таких крон ниже уплощенных (но это не единственная причина меньшей эффективности объемных крон, как будет показано ниже).

Продуктивность дерева определялась, на первом этапе работы,  через его «коэффициент эффективности кроны», который вычислялся как отношение площади проекции кроны (в направлении на солнце), равной суммарной площади листьев, (ибо эта величина пропорциональна получаемой мощности солнечной энергии) – к общей массе дерева, равной суммарной массе всех волокон,  обеспечивающих циркуляцию питательных веществ в дереве между его элементами (листьями и корневыми засасывающими окончаниями). В последнем варианте работы для определения «качества» дерева – его жизнеспособности и продуктивности – введен интегральный показатель качества плодового дерева – коэффициент жизненной силы дерева Кжсд.

   В т. н. «идеальной» модели внутренние потери в дереве энергии, полученной от солнца (на подъем питательных веществ из почвы в крону и на транспортировку их по волокнам на определенные расстояния) не учитывалось, а в «реальной» модели – принимались во внимание.

  При определении оптимальных форм крон и их сравнительной эффективности (продуктивности) проводилась их нормировка по массе, чтобы выделить влияние «фактора формы» от влияния других факторов, например, не одинаковых размеров сравниваемых деревьев (а также размеров его «внутренних» элементов – листьев, длины междоузлий и др., но здесь речь о другом). Это обосновано еще и тем, что взрослое плодовое дерево каждого сорта имеет свою определенную «генетическую» массу, ниже которой оно перестает быть плодоносящим и которая ограничивает возможности обрезки как метода повышения эффективности кроны. Например, если слишком сильно укорачивать дерево сверху, то необходимо дать ему возможность расти вширь, в боковые скелетные ветви, в результате чего общая его масса примерно остается прежней; если этого не сделать – т. е. не дать ему расти в стороны, в горизонтальном направлении – то оно резко «омолодится», обильно покроется «жирующими» побегами (незрелой древесиной), не способными к плодоношению и продуктивность такого дерева упадет почти до нуля.                        

    Даже упрощенное моделирование биосистем «плодовое дерево» и  «плодовый сад» позволило получить ряд важных результатов и сформулировать несколько обобщенных основных законов, которым должен следовать садовод для получения максимальной продуктивности сада в целом: как при агроуходе, выборе схем посадки, искусственных форм крон, обрезке и пр., так и при выборе культурных  сортов -  с учетом силы роста деревьев, их естественной формы кроны - и используемых типов  подвоев. Эти законы иначе как «коммунистическими» не назовешь, поскольку они определенно напоминают законы планового регулирования в коммунистическом обществе.

К основным результатам моделирования относятся:

-определение показателя, характеризующего нормированную продуктивность плодового дерева (на единицу занимаемой площади сада), как функции удельной энергообеспеченности дерева (на единицу биомассы); [проявление “11-го закона Ньютона в биологии”];

-доказательство (строго математическое) превосходства малорослых плодовых деревьев перед сильнорослыми в удельной продуктивности;

-выведенные обобщенные “законы”  “счастливого” жизнеустройства биосистемы “сад”, соответствующие ее максимальной общей продуктивности, которыми должен руководствоваться садовод, (исполняющий роль “верховного правителя сада”, «справедливого царя», «народного вождя», представляющего и защищающего интересы системы в целом, талантливого организатора растений сада):

а) закон “разумного ограничения потребностей” (условно названный “1-ым коммунистическим  законом”,  или “гармонии с окружающим миром”, или “согласования генератора с нагрузкой”) – для ветвей и корней как элементов биосистемы “дерево” и деревьев как элементов биосистемы “сад”;

б) закон “всеобщего равенства” (“II-ой коммунистический закон”, или “оптимального использования ресурсов”) – диктующий необходимость максимального  выравнивания  элементов систем “дерево”  и “сад” (по различным параметрам)  и созданных условий для них;

в) “антиэлитный” закон (“111-ий коммунистический”, или  “самосохранения системы”, или “отрицательной обратной связи”, или “режекторной фильтрации вредных компонентов”) – требующий от садовода удалять верхние ветки (и, в меньшей степени, концы длинных боковых), являющихся для дерева в целом паразитирующими (т. е. эти элементы получают от “системы” дерево больше, чем отдают в нее;

г) закон «диктатуры пролетариата» (или «1У коммунистический» закон, или закон приоритета «маленьких» над «большими», фильтрации и усиления полезных, но «задавленных» - «малых» и «низких» - составляющих) – требующий усиления нижних веток (элементов) дерева (как «системы»),  и/или улучшения относительных условий для малорослых деревьев в саду и их преимущественного использования - по сравнению с сильнорослыми - в «системе» «сад»;

д) “нормально-демографический” закон (V-ый коммунистический) – требующий поддержания оптимальной возрастной структуры тканей растения - с максимальным присутствием “среднего” поколения – наиболее продуктивного - и “нормальным” законом распределения.

Эти пять основных законов  регулирования биожизни в саду сильно коррелируют друг   другом  и являются в некоторой степени следствием один другого, однако их все же есть смысл рассматривать отдельно, поскольку они имеют самостоятельное значение и следующие из них выводы, и приходят к одинаковому результату с разных сторон. Ниже эти  результаты моделирования представлены более развернуто.

Помимо указанных “законов” биологической жизни, были «обнаружены» и некоторые другие важные “законы”, которые в данной работе не рассматриваются:

-закон “волнообразного” (колебательного, маятникового, спиралеобразного) развития, описывающий процесс обмена энергией и массой наземной и подземной частей дерева в течении годового вегетативного цикла, (в соответствии с восходящими и нисходящими потоками сокодвижения), использование которого, например, полезно при определении оптимальных сроков обрезки ветвей и корней, количества содержащейся энергии в различных частях дерева в разные периоды вегетативного цикла; степени интенсивности полива - в зависимости от фазы вегетативного цикла;  изучения процессов трансформации одного вида энергии в другой (потенциальной, “накопительной”, химической в моменты остановки сокодвижения, в “кинетическую”, “ростовую”, динамическую форму в период интенсивного сокодвижения),   /4.2 /;

- “111-й биологический закон Ньютона” – сила действия равна силе противодействия: растение отдает лучшие силы и в первую очередь “туда, где труднее”, т. е. тем элементам, которые требуют для само поддержания больше ресурсов (хотя и, взятые отдельно, менее эффективны), а именно на периферию кроны и корневой системы, в первую очередь в вертикальном направлении;

закон «сохранения энергии» (дерево рассматривается как многолетняя биосистема с циркулирующей энергией в замкнутом пространстве, при этом затухающей, но постоянно пополняемой извне);

закон «перехода количества в качество» (дерево в первую половину вегетативного цикла растет, а во вторую – «вызревает» древесиной и плодоносит);

закон «единства и борьбы противоположностей» (для элементов биосистем, в частности, верхних и нижних элементов дерева как единой системы «пирамидального» типа) и др.

ФОРМУЛА ЖИЗНИ

Показателем силы жизни и относительной продуктивности дерева (на единицу массы), характеризующим относительный прирост массы (вегетативной и генеративной) дерева (за сезон или другую единицу времени) – является (в первом приближении) коэффициент, равный отношению площади проекции кроны   (суммарной площади проекции незатененных листьев) к массе дерева, названный коэффициентом эффективности кроны дерева Кэф.кр. Такое предположение вполне справедливо, если масса корневой системы примерно  равна массе кроны и достаточно развита, чтобы обеспечить жизнедеятельность растения, а почва достаточно плодородная, так что в результате они не ограничивают рост и развитие дерева, а все ограничения на рост дерева определяются лишь поступлением энергии от независимого источника – солнца, усваиваемой кроной.  Такая ситуация вполне реальна, поскольку почву можно (теоретически и практически) обогатить очень сильно, ибо эта возможность в руках садовода, тогда как источник энергии - в естественных условиях - не “регулируется” (по плотности потока, т.е. получаемой энергии на единицу площади поверхности листа - при его “нормальном” расположении – и, следовательно, общему количеству получаемой листом энергии за сезон).

Этот  показатель (Кэф.кр.=Sкр/mд или Sкр/mкр) характеризует фактически уровень энергообеспеченности (энергооснащенности) массы дерева, т.е. интенсивность обменных процессов, прямо связанную с величиной прироста биомассы (более точно – прироста энергии, в основном химической - и отчасти потенциальной механической – содержащейся в массе прироста в листьях, ветках, плодах и корнях). Поэтому, без преувеличения, этот показатель (отношение), записанный в таком или более развернутом виде, можно назвать «формулой жизни», поскольку он позволяет наглядно понять и определить (вычислить) на практике физическое состояние («здоровье») плодового дерева и его биологическую продуктивность (в том числе генетическую). /Более строгое выражение для определения общей биологической продуктивности дерева дано через коэффициент «жизненной силы дерева» Кжсд, учитывающий также КПД биосинтеза данного сорта Кех и климатические условия для развития растения, определяемые интенсивностью солнечного потока в данной зоне р - но эти параметры обычными садоводами не регулируются, а потому являются просто коэффициентами пропорциональности и могут в первом приближении не учитываться, см. ниже/. 

Более того,  развернутая  форма записи для параметров Sкр и mкр  (площади проекции кроны и массы кроны)  для различных форм и параметров кроны, т.е. через другие, первичные параметры, функцией которых являются Sкр и mкр (например, площади и массы листьев; абсолютных размеров и относительных пропорций кроны; «коэффициенту биосинтеза» /определяющему прирост массы/, или коэффициенту полезного действия процесса биосинтеза /определяющему прирост химической энергии/; освещенности листьев – при средней плотности потока солнечной энергии в данной зоне; плотности и «энергетической химической заряженности/плотности» массы элементов дерева -  вегетативных и генеративных тканей и др.)  позволяет выявить и рассчитать зависимости продуктивности деревьев как от формы кроны (т. е. от  управляемого садоводом фактора), так и от биологических характеристик дерева, определяемых культурным прививаемых сортом и типом используемого подвоя. (Результаты исследований по данному критерию эффективности - К эф. кр -. различных форм кроны – объемных полусферических, цилиндрических с различными пропорциями – отношением ширины к высоте, плоских веерных и прямоугольных, вертикальных и наклонных,  стелящихся  круглых – были изложены в отдельной рукописной работе, законченной в марте 1999г /4.1./. Для расчетов использовалась упрощенная модель «идеального» дерева, где внутренние потери не учитывались. Однако получена общая зависимость «эффективности» дерева от его линейных размеров и особенно высоты с учетом его «внутренних» потерь (см. ниже), так что можно внести «на глазок» такую поправку при определении оптимальных типов крон. Эта «поправка» будет выражаться в требовании дополнительного сильного сжатия крон по вертикали и, незначительно, по горизонтали).  

Подобно тому, как в физике, согласно 11-ому закону Ньютона, ускорение (т. е. прирост скорости движения за единицу времени) тела пропорционально величине приложенной к нему силы и обратно пропорционально его массе, в биологии «ускорение жизни» растения – это относительный прирост его биомассы за единицу времени (обычно сезон), который - аналогично - прямо пропорционален  принимаемой кроной (имеющей определенную площадь проекции, или апертуру) мощности солнечного излучения и обратно пропорционален массе дерева. Поэтому можно с полным основанием назвать указанную связь трех параметров (относительный прирост массы кроны дерева дм/м,  принимаемую листовым аппаратом за сезон энергию люминесценции Е и массу кроны дерева м) «11-ым законом Ньютона в биологии», или «формулой жизни». Рассмотрим ее более подробно. (Примечание. В данной модели для простоты масса и структура корневой системы не учитывается, в предположении, что она симметрична. В этом случае в формуле для ее учета надо просто увеличить массу дерева вдвое, что для данного качественного рассмотрения не принципиально, поэтому в дальнейшем в формулах будем говорить только о массе кроны м.).

Относительный прирост массы дерева за сезон дм/м характеризует эффективность кроны, поэтому назовем его «коэффициентом эффективности кроны» Кэф.кр., тогда «формулу жизни» можно записать в виде:

Кэф.кр. = дм/м = Кб Е/м = Кб р Sкр/м = Кб р (Sл/м1) (nл/nм) = Кб  р  Кл  (nл/nм) =

р  Кэф.л (nл/nм) = р  Кэф.л. Ф =          

р  К эф.л (1/nh) Ф = р Кб Кл L1 (Ч/H) = р Кб  Sл/(Sв п) L1  Ч/Н = р Эс Ч/Н         (1)

Где:  

        дм – (дельта м) – абсолютный прирост массы кроны дерева за сезон;

        м – абсолютная величина массы дерева, конструктивный параметр;

        L1 =(Sл)1/2  - (квадратный корень из Sл)  - размер листа (условно квадратной формы в одном измерении), сортовой конструктивный параметр;       

        м1- масса волокна единичной длины L1, сортовой параметр;

        Е – величина общей солнечной энергии, попадающая на листовой аппарат кроны за        сезон;

        р = Е/Sкр – плотность потока солнечной энергии на единицу площади, «природный климатический» фактор (эта величина напрямую связана с количеством положительных температур за сезон в данной зоне, равной сумме среднесуточных температур дней, когда эта температура превышала +10 град. С - для Московской области она составляет в среднем за сезон от 1900 на северо-западе до 2200 тепловых часов на юго-юго-востоке, что является минимальной нормой для выращивания зимних сортов яблони);

        Sкр = Sл nл – площадь сечения кроны, в предположении равномерного заполнения ее листьями, сплошь  закрывающими ее, но без перекрытия между собой, причем пластинки листьев лежат в плоскости сечения (для плоских крон, а для объемных – на кривой поверхности крон, при этом предполагается, при расчете коэффициента формы, что освещение происходит равномерно со всех сторон, например, сферической или цилиндрической кроны), конструктивный параметр;

       Sл = (L1)2 (L1 в квадрате) – площадь листовой пластинки, условно прямоугольной квадратной формы со стороной L1, сортовой конструктивный  параметр;

       Sв – площадь сечения волокна, сортовой конструктивный параметр;

       nл – количество листьев, перекрывающих проекцию кроны или у плоской кроны, конструктивный параметр;

       nм – количество волокон единичной длины L1 (равной длине черешка листа), содержащихся во всей кроне дерева массой м, при этом в данной модели предполагается, что вся масса листа м1 содержится в черешке, а пластинка листа невесома, конструктивный параметр;

       nh = H/L1 – высота кроны дерева в относительных единицах, где Н – абсолютная высота дерева, а L1= корню квадратному от площади листа Sл, это сторона условно квадратного листа, конструктивный параметр; 

       п – плотность вещества древесины дерева (волокна), сортовой конструктивный параметр;

       Кб = дм/дЕ – коэффициент биосинтеза сорта, равный отношению производимой биосинтезом массы дм на единицу получаемой листовым аппаратом солнечной энергии дЕ при плотности светового потока в данной зоне р, сортовой биологический параметр;

      Кл = Sл/м1 – коэффициент качества листа, сортовой конструктивный                              параметр (эта величина является максимально возможной для кроны дерева данного сорта, ибо отдельный листок на собственном черешке-штамбе есть уже деревце минимально возможной величины);

      Ф= L1 (Ч/Н) = nл/nм  (ед) – коэффициент формы кроны, безразмерная величина, равная отношению числа листьев, перекрывающего поверхность кроны, к числу единичных длин волокон, содержащихся в массе дерева.  (Для объемных крон это отношение верно для модели, где предполагается равномерное освещение кроны со всех направлений, а при точечном источнике надо уменьшить величину Ф в число раз Ц, равное отношению общей поверхности кроны к площади ее сечения в направлении на источник; например, для узкоцилиндрических крон Ц = около 1,5, для полусферических Ц = около 3 при боковом наклонном освещении); конструктивный параметр;

    Однако этот нормированный (в длинах стороны листа L1) коэффициент формы Ф неудобен тем, что он не отражает эффективность дерева в абсолютных значениях высоты Н, что нужно для правильного их сравнения, а содержит член  L1 (размер листа), разный для разных сортов деревьев. Поэтому целесообразно ввести еще один численный коэффициент чисто формы Ч, который отражал бы только влияние формы кроны (для одного и того же сорта), и исключал бы влияние сортовых особенностей:

    Ч = (nл/nм) Н/L1 – коэффициент «чисто» формы кроны, «форм-фактор», чисто конструктивный параметр;

 для примера:   Ч = 2  для  линейной кроны (которой в первом приближении можно считать однолетний саженец прутик или одномерное колонновидное деревце);

   Ч = 1,5  - для плоской «полудисковой» или «веерной» двумерной кроны (уплощенное низкоштамбовое дерево полукруглой формы);

   Ч = 1  - для объемной полусферической кроны (при равномерном освещении со всех сторон или рассеянном освещении, при точечном освещении Ч = 0,3);

   К эф. л = Кб  Кл = Кб (Sл/м1) = Кб  / (Т Пз) – коэффициент эффективности листа, сортовой параметр, является теоретическим пределом и максимально возможной величиной К эф. кр. дерева, поскольку один лист является самостоятельным деревцем минимальных размеров, имеющего максимальную эффективность; где:

   Т – толщина листовой пластинки, конструктивный сортовой параметр;

   Пз – плотность зеленой массы листа, конструктивный сортовой параметр;

   Эс =К эф. л.  L1  = Кб   Sл/м1   L1 =  Кб  L3/м1    (3)

   (где L3 –   L в кубе)  - биологическая  эффективность сорта, общий сортовой параметр, включающий все биологические параметры сорта;  этот параметр – Эс – описывается полностью параметрами листа.

   В итоге параметр «коэффициент эффективности кроны» был удобно представлен в виде трех параметров разного происхождения: 

   -природно-климатического (р – плотность потока солнечной энергии, этот параметр тесно связан с количеством тепловых часов в данной зоне, поскольку тепловое ИК излучение происходит и ночью, и присутствует в рассеянном виде); 

   -биологического сортового (коэффициент биосинтеза Кб, размер листа L1, площадь листа Sл, масса волокна единичной длины (черешка) м1, плотность древесины П и зеленой массы листа Пз, толщина листовой пластинки Т);

   -конструктивного (задаваемого человеком или самим деревом с его ведома) – высота кроны дерева Н и «форм-фактор» Ч, численно характеризующий относительную эффективность конструкции кроны по усвоению прямого потока солнечной энергии.

   Коэффициент эффективности кроны  Кэф. кр. = дм/м – безразмерная величина, характеризующая относительную (к массе кроны м) продуктивность дерева (по массе прироста древесины и плодов дм). Этим показателем удобно пользоваться как для сравнения разных типов крон (для деревьев одного сорта), равных крон для деревьев разных сортов, так и крон с одновременно разными и типом кроны, и сортом. Кроме того, прирост массы дерева сравнительно нетрудно измерить физически, с помощью весов и сантиметра.

   Однако для оценки состояния дерева важнее не величина произведенной за сезон деревом массы прироста дм (дельта м), а содержащаяся в ней химическая энергия дЕх (дельта Е химическая), определяющая биологическую ценность плодов, а главное – жизнеспособность дерева, (его "энергозаряженность», «энергообеспеченность»). Поэтому целесообразно ввести еще один показатель – коэффициент жизненной силы дерева Кжсд, характеризующий способность дерева (массой м) преобразовывать с помощью биосинтеза электрическую энергию солнца в химическую энергию прироста биомассы (дЕх), и равный отношению  дЕх/м:

      Кжсд = дЕх/м = Пх  дм/м = Пх  Кэф.кр = Пх р Кб Sл/(Sв п)  L1 Ч/Н = Пх р Эс Ч/Н =

                = р Эсх Ч/Н                          (4)

    где:  дЕх - химическая энергия прироста биомассы;

           Пх – химическая плотность вещества прироста дерева; (ее величину можно, вероятно, определить по калорийности сухой древесины или листвы при сжигании);

          Эсх = Эс Пх = Пх Кб Sл/(Sв п) L1 = Пх Кб (Sл/м1) L1 = Пх Кб (L3)/м1              (5)

эффективность сорта «химическая», главный и наиболее полный (в данной модели) интегральный сортовой параметр плодового дерева (и любого листового растения);   

         КПДех = Кб Пх  = Кех -  коэффициент преобразования электромагнитной энергии солнечного облучения, падающей по нормали на поверхность листа, в   химическую энергию растения, т. е. КПД биосинтеза, важнейший «внутренний» биологический сортовой параметр растения.

     Формула (4), описывающая связь коэффициента жизненной силы дерева Кжсд от параметров растения и внешней среды и названа «формулой жизни».

Прим.  1. Все пробелы в вышеприведенных формулах соответствуют знаку умножения.

          2. В дальнейшем, для простоты, вместо термина «химическая эффективность сорта» используется также термин «биологическая эффективность сорта»,  что для общих рассуждений не меняет смысла, но не вызывает лишних вопросов.

   Все вышеприведенные коэффициенты взяты автором «из головы», из собственных рассуждений и «здравого смысла», и наверняка плохо согласуются с принятой в биологии терминологией и разработанными подходами. Но автор в этой области «неуч» и самоучка, чужих работ не читал, но имеет наглость сразу учить. Но я всю жизнь проработал в разных НИИ инженером-исследователем, и там мы всегда делали все в первый раз, «учились на ходу» и часто «изобретали велосипеды».  Поэтому сразу прошу меня простить (особенно профессиональных аграриев ученых и практиков) за такое нахальство и не судить слишком строго – я просто пытался разобраться в этих вопросах сам в меру своего разумения, (как «неграмотные» по высоким научным  меркам Мичурин или Лысенко, которых никто не убивал за это), а пишу эту работу прежде всего для таких же неграмотных в садоводстве «технарей», каким недавно был сам. Просто здесь предлагаются некоторые подходы и мысли по моделированию и расчетным методам оценки в плодоводстве «свежей головы», в порядке обсуждения.

    Конечно, при ближайшем внимательном рассмотрении все эти «формулы» оказываются примитивнее любой школьной задачки по физике и «яйца выведенного не стоят», но тем не менее мне они помогли во многом разобраться. Во всяком случае, это лучше, чем вообще обходиться без математики, расчетных методов и подходов. Какие же  выводы можно сделать на основании предложенных «формул» и отношений?  

ВЫВОДЫ ИЗ «ФОРМУЛЫ ЖИЗНИ» И НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ

Такая форма записи «формулы жизни» удобна тем, что позволяет выделить три принципиально различных группы факторов (параметров), влияющих на жизнеспособность плодового  дерева и его общую продуктивность (по приросту биомассы древесины и плодов), а именно: природно-климатических условий (через среднюю за сезон интенсивность солнечной люминесценции р или эквивалентную ей сумму тепловых температур за год Тсигма); биологических сортовых параметров (коэффициент биосинтеза Кб, плотность п и «химическая плотность» вещества Пх, коэффициент полезного действия биосинтеза   растения КПДех = Кех; интегральный «конструктивный» параметр листа Кл=Sл/мл и др.); и физических, «конструктивных» параметров кроны дерева, задаваемых человеком (садоводом и селекционером) искусственным путем формообразования кроны и выведением сортов с наиболее эффективной естественной формой кроны (естественные карлики, спуровые и колонновидные деревья, деревца-прутики двулетнего сада-луга, сорта с высокой пробудимостью почек, с прочной естественной кроной с тупыми отходящими скелетными ветвями, стланцевые деревья и т. п.), выраженных с помощью коэффициентов формы Ф и «чисто» формы (форм-фактора) Ч. Первый из них, Ф, учитывает линейный размер дерева (обычно высоту Н, реже радиус кроны R или длину горизонтальной ветви-кроны  L) и размер листа L1, а второй, Ч, пронормирован только по высоте дерева Н (что удобно для выделения влияния   собственно формы кроны дерева, при том же сорте и размере листа L1):                  Ф = (L1/Н) Ч.

Крона деревьев должна быть максимально компактной, но хорошо освещенной, равномерно заполненной листвой, предельно прижатой к земле (по центру тяжести), иметь низкий штамб, быть уплощенной (для лучшего освещения и подхода при обработке), иметь максимально выровненную высоту концов боковых ветвей и расположения плодов.

При равных максимальных габаритах кроны дерева (обычно высоте Н) наибольшую эффективность имеют линейные кроны (например, однолетний полностью «облиствленный» прутик-саженец, минидеревце лугового сада или колонновидное дерево), поскольку в увеличением размеров /высоты или длины/ такого деревца его масса нарастает относительно медленнее, чем у двумерных (прямоугольных или веерных-полудисковых уплощенных) крон, и тем более чем у объемных (полусферических, цилиндрических и пр.) /здесь промежуточные расчеты коэффициентов Ф и Ч для различных типов крон не приводятся/. Этим объясняется наиболее высокая удельная по площади сада продуктивность таких «мини» деревьев, которая в десятки и сотни раз превышает продуктивность обычных - сильнорослых - деревьев. Они безусловные рекордсмены урожайности и прокладывают дорогу в будущее, (как не так давно карликовые деревья, получившие теперь во всем мире общественной признание).      Однако «цена» (в прямом и общем смысле этого слова) выращивания таких садов столь велика (как стоимость огромного количества дорогих саженцев, требуемых для заполнения площади сада, так и трудоемкость ухода), что ставит под сомнение целесообразность перехода к их широкой эксплуатации в настоящее время, пока не использованы предыдущие, более простые способы интенсификации в садоводстве. Тем более это заключение верно для России, с ее суровым климатом для успешного выращивания таких садов  - помимо морозов зимой и заморозков весной очень негативно сказывается высокий уровень снежного покрова, часто просто ломающий весенним настом такие слабые деревца или выламывающий ценные боковые ветви, а также поднимающий морозобойный слой воздуха в самую активную по плодоношению часть кроны таких минидеревьев – 0,5-1,5м. И особенно с учетом того факта, что пока не выведено достаточное количество сортов, хотя бы принятых на госсортоиспытание, обладающих требуемой для НЧЗ зимостойкостью и вкусовыми качествами.  (Заметим, что теоретически самым высокоэффективным типом крон является горизонтальный кордон, применимый практически только для колонновидных деревьев, его рисунок приведен в /11, с. 63/. На практике это убедительно подтверждено в виноградорстве на примере низких горизонтальных лоз в отличной книге молдавского автора И. Г. Фулги /10 /.).

Реально для обычных сильнорослых сеянцевых и полукарликовых (в том числе на клоновых подвоях и вставках) плодовых деревьев более целесообразными являются невысокие низкоштамбовые плоские кроны (типа пальметт), прямоугольной формы  или веерной «полудисковой». Более того, если нормировать кроны по массе (что имеет определенный смысл, т. к. масса взрослого - начинающего и способного плодоносить, дерева – величина, на мой взгляд, тоже биологическая и определенная для сорта), то самой эффективной кроной будет именно плоская веерная, а не колонновидная (линейная, одномерная), поскольку масса последней - при равной площади кроны -  будет значительно больше, а дерево выше. Таких уплощенных деревьев требуется во много раз меньше, чем колонновидных, стоят они не дорого, формируются хоть и не без труда, но и без больших проблем, и к тому же для их формирования не требуются специальные спуровые сорта, а годятся любые, которых для НЧЗ имеется множество. Теоретически наиболее эффективными «идеальными» кронами являются такие, как прямоугольная низкая  (не более 2-2,5м) крона типа канделябровой пальметты, или типа свободной веерной пальметты Гоше  /11, с. 58 и с.63/.

На севере зоны садоводства преимущества плоских и прочих искусственных крон  теряются, по трем причинам. Во-первых, здесь хуже природные условия для развития растений и деревья становятся естественными карликами с малыми по объему кронами, достаточно хорошо просвечиваемыми солнцем на всю глубину. Во-вторых, солнце огибает дерево в более широком азимутальном угле. В-третьих, уменьшается роль прямого освещения и увеличивается роль рассеянного, теплового. Здесь уменьшается  значение формирования искусственных форм крон, поскольку его целью обычно является борьба с неумеренным ростом («окультуривание» агрессивных наклонностей слишком сильного молодого дерева и перевод их в продуктивное «созидательное» русло плодоношения), а роль садовода сводится в основном к обратной задаче – стимулирования жизни и роста самого растения и ограничению генеративных процессов в дереве. Крона же формируется правильно естественным путем – ограничения силы роста растения автоматически приводит к увеличению числа боковых веток и плодовых образований. Примером такой «правильной» кроны является естественная разреженно-ярусная, часто предлагаемая и обычно используемая в НЧЗ, в частности, в Подмосковье.

Очевидно, что надо выбирать те сорта, у которых параметры «биологическая эффективность сорта» и «химическая эффективность сорта» выше, а выше они  тогда и настолько, когда и насколько выше параметры, входящие в выражения (3) и (5) в числителе (коэффициент биосинтеза Кб, плотность и «химическая плотность» биомассы прироста п и Пх, КПД биосинтеза Кех; линейные размеры L1 и площадь листа Sл); и ниже – когда увеличиваются параметры, стоящие в знаменателе (масса листа мл и масса волокна единичной длины L1 м1, толщина Т и плотность пз листовой пластинки, «зеленой массы», площадь сечения волокна – черешка Sв). Физические параметры листа интегрально описываются «коэффициентом листа» Кл = Sл/м1, (который может быть представлен в другой удобной форме через внутренние параметры листа – линейный размер листовой пластинки L1=S(1/2) и его толщину Т, плотность зеленой и древесной массы пз и п, площадь сечения волокна-черешка Sв). Следовательно, лист должен быть большой, но тонкий, легкий, прочный и плотный, обеспечивающий высокую продуктивность фотосинтеза, на тонком прочном черешке. Именно такие большие листы на молодых сильных саженцах и на концах веток, куда растения отдают лучшие силы. Аналогично ветви должны быть тонкими, плотными, легкими, как у карликовых деревьев «астеников», не такими рыхлыми, «мясисто-водянистыми», как у массивных сильнорослых деревьев. 

Все основные биологические параметры и показатели, характеризующие биологическую продуктивность (эффективность) сорта (сортовые признаки), содержатся в параметрах листа.

Наибольшая эффективность «кроны» у самого маленького по размерам дерева – листа на своем черешке-штамбике, затем, по мере роста дерева, она постоянно падает, обратно пропорционально высоте дерева (для маленьких деревьев, у которых внутренними потерями можно пренебречь, а у взрослых деревьев скорость падения эффективности от повышения высоты дерева возрастает примерно пропорционально в квадратичной зависимости, но в этой упрощенной модели потери не рассматривались). 

Отдельно следует учитывать влияние конструкции кроны,  отражаемое коэффициентом, названным «форм-фактором» кроны Ч. Подробно этот вопрос в данной работе не рассматривается  и таблицы с параметрами рассчитанных форм крон не приводятся. Для примера здесь лишь приведены «готовые» вычисленные величины параметра Ч для трех принципиально отличных типов крон – линейной, плоской - «веерной» и объемной - полусферической, равные соответственно 2;  1,5 и  1. 

 Такая форма записи интегрального параметра Кжсд (коэффициент жизненной силы дерева) в развернутом виде и в разной форме, позволяет наглядно оценить состояние дерева, его жизнеспособность и продуктивность, оценив влияние каждого из факторов (выраженных соответствующим параметром или коэффициентом); связать практические наблюдения с физическим обоснованием и «пониманием» дерева. Можно оценить «качество» дерева чисто по внешним признакам, даже без глубоких знаний биологии происходящих в нем процессов: зимой – по количеству веток и форме кроны, ее высоте, годовому приросту на ветках разных уровней, массе дерева общей и по возрастным интервалам, количеству и соотношению ростовой и плодовой древесины; летом – просто посчитав количество листьев и оценив, даже на глазок, общую массу дерева (что особенно полезно для оценки жизнеспособности посаженных недавно саженцев или молодых, еще неокрепших, деревьев).

ДОРОГУ МАЛЕНЬКИМ И СЛАБОРОСЛЫМ - ПРИНЦИП “ДИКТАТУРЫ ПРОЛЕТАРИАТА”

    (Принцип интенсивного садоводства, условно названный “4-м коммунистическим законом", или “выделения и усиления полезных – малых и задавленных – элементов системы”. Этот «закон» зеркально-симметричен по смыслу «антиэлитному», или 3-му «коммунистическому» закону /см. ниже/.)

Проведенное физическое моделирование показывает, что наиболее продуктивными на единицу потребляемых ресурсов (т. е. в конечном итоге на  единицу площади сада) являются  малорослые и малогабаритные деревья - карликовые, колонновидные  и пр. вплоть  до «луговых» деревцев-прутиков, плодоносящих на второй год и затем скашиваемых, высотой не более  1,5-2 м. (Отметим, что  деревья по величине кроны и силе роста обычно принято классифицировать следующим образом: сильнорослое, рослое, среднерослое – дусен, полукарлик, карлик, миникарлик, деревце – прутик лугового сада).

Уменьшение коэффициента эффективности кроны (и продуктивности плодового дерева) при масштабном увеличении дерева объясняется тем, что площадь проекции кроны при этом возрастает пропорционально второй степени от увеличения линейных размеров, а масса дерева – в третьей степени для обычных трехмерных – объемных - деревьев (за исключением «одномерных» деревьев – луговых и колонновидных, где масса дерева тоже возрастает пропорционально второй степени от его высоты). Поэтому даже у «идеальных» крон – т. е. когда не учитываются потери в коэффициенте эффективности дерева из-за непроизводительных затрат (т. н. «внутренних потерь») энергии   на транспортировку соков в дереве, прежде всего на подъем растворов питательных веществ из почвы в крону – коэффициент эффективности падает линейно с увеличением размеров дерева (такое приближение верно для маленьких и молодых деревцев – саженцев в первые годы жизни). 

У реальных больших взрослых деревьев, у которых при увеличении размеров потери энергии на транспортировку соков нарастают быстрее по сравнению с получаемым приростом солнечной энергии в связи с ростом площади листьев – коэффициент эффективности крон уменьшается значительно быстрее, чем просто в линейной (обратно пропорциональной) зависимости  от высоты дерева. При этом скорость падения Кэф - на единицу прироста высоты - с увеличением абсолютного значения высоты дерева стремительно, нелинейно, возрастает, а по мере приближения к предельной («генетической») высоте данной породы дерева коэффициент эффективности кроны стремится к нулю, с переходом к отрицательным величинам (когда рост молодых тканей на вершине дерева осуществляется за счет накопленных резервов в дереве, с последующим его угасанием, начиная с нижних веток, и гибелью).

Коэффициент эффективности кроны «реального» дерева (т. е. при учете основного вида внутренних потерь – на подъем питательных растворов из почвы в крону)  имеет следующий общий вид (вывод этой формулы дан в приложении):

  Кэф. кр. = К1/ L – К2хL            (6)   

где первый член, величина которого обратно пропорциональна высоте дерева, учитывает  фактор чисто “масштабного” уменьшения продуктивности дерева при его пропорциональном увеличении, а  второй член, величина которого прямо пропорциональна высоте дерева, учитывает внутренние потери на подъем питания в крону и на перенос растворов питательных веществ от корней в крону и ассимилянтов, вырабатываемых листовым аппаратом в обратном направлении - по волокнам ветвей (т. е. на преодоление «трения» в сосудах). К1 и К2 – коэффициенты пропорциональности, определяемые сортовыми параметрами привоя и подвоя, а также формой кроны. Параметр L характеризует линейный размер дерева или его элемента, ветви,  обычно вертикальный – высоту, поскольку вертикальный размер гораздо сильнее – примерно на один-два порядка – влияет на эффективность дерева, чем его горизонтальные размеры; но для горизонтальных конструкций кроны (например, приземленных)    L  измеряется по горизонтали /4.1 /.

    Как видно из этой формулы, при малых L  (размер дерева мал) влиянием второго члена можно пренебречь, и тогда коэффициент эффективности кроны обратно пропорционален ее абсолютным размерам.  Но по мере роста дерева потери на транспортировку питания (массы) и энергии между его элементами постепенно возрастают, а по достижении некоторой критической величины    Lкр., условно названной «генетическим» предельным размером дерева (для данной породы и сорта  в данных природно-климатических условиях), рост дерева физически становится невозможным и прекращается, поскольку вся поступающая энергия затрачивается на преодоление потерь при транспортировке растворов, т. е. на внутренние обменные процессы. (Небольшой прирост  на верхних ветках может некоторое время еще происходить, но  только за счет внутренних многолетних   дерева с постепенным его угасанием). К моменту достижения деревом предельной «критической» величины  скорость уменьшения коэффициента эффективности кроны от изменения его высоты стремительно падает; грубо можно сказать, что для молодых растущих взрослых деревьев Кэф уменьшается обратно пропорционально квадрату  высоты дерева L.

Однако следует отметить, что  реализовать свои преимущества в удельной продуктивности карликовым медленно растущим плодовым деревьям в довольно суровых и неблагоприятных условиях НЧЗ (включая Подмосковье) тяжело, поскольку они требуют богатых плодородных почв и высокого уровня агроухода (обрезки и формирования кроны, полива, прополки, рыхления и мульчирования почвы, подкормки, подпор). Кроме того, они медленнее растут и восстанавливаются после нанесенных ран и повреждений, в частности, после зимних морозов и снежного наста, а также весенних заморозков – в то время как повреждаются они сильнее в связи с нахождением большей части кроны в наиболее морозобойных околоземных слоях атмосферы (в слое около 1 м  над уровнем снега или почвы). Хотя собственно зимостойкость ветвей кроны у карликовых деревьев (на слаборослых подвоях или вставках) выше, чем у сильнорослых того же сорта, по причине лучшей «вызреваемости» тканей (и, следовательно, подготовки к зиме) благодаря сдерживающему рост кроны влиянию слаборослых подвоев и вставок.

Поэтому в реальных условиях, которые может обеспечить малоквалифицированный садовод-любитель при ограниченных временных и материальных возможностях и «русской лени», и в довольно суровых естественных почвенно-климатических условиях зоны Подмосковья, (относящейся к зоне рискованного земледелия) – более продуктивными чаще могут оказаться сильнорослые (обычные) плодовые деревья, как более неприхотливые. (Подобно тому, как генетически менее урожайная рожь в условиях сурового северного климата оказывается урожайнее самых лучших сортов пшеницы).

Именно из этих соображений, в расчете на «ленивого студента», делающего все «из под палки» (за оценку), или «дачника» (как пренебрежительно называют местные крестьяне заезжих горожан, купивших дома с большими участками, и приезжающих «отдыхать») уважаемый В. И. Сусов, руководитель плодового сада ТХСА, делает ставку на сильнорослые плодовые деревья яблони и рекомендует именно их к широкому использованию в любительском садоводстве в Московской области. Это мнение разделяют и многие другие, в том числе  известные ученые и садоводы - практики Москвы и Подмосковья.

Однако такой подход в 111-ем тысячелетии уже представляется несовременным: интенсивное садоводство настоятельно стучится в дверь. Весь цивилизованный мир давно перешел на «мини деревья», да и у нас земли не бесконечное множество у каждого, а теперь, с введением закона о земле, разрешающего продажу пахотной  земли, цена на нее скоро резко возрастет (а на труд наоборот, упадет). Да и поделиться скоро придется своей землицей нашему вымирающему слабеющему народу, к тому все идет…

    Вывод прост: пора переходить на полукарликовые деревья, уход за которыми вполне по силам каждому нормальному трудолюбивому человеку, и которые по совокупности характеристик являются для зоны Подмосковья той самой золотой серединой между большой, сильнорослой, неприхотливой, но малоурожайной яблоней с относительно менее вкусными плодами, и теоретически высокопродуктивным, но очень капризным в нашей зоне  карликовым деревом, требующим относительно больших трудозатрат и некоторой квалификации садовода. Без преувеличения полукарликовую яблоню можно назвать «идеальной» для Подмосковья. (Более подробно преимущества и недостатки сильнорослых, полукарликовых и карликовых яблонь различных видов конструкции – на клоновых подвоях, карликовых вставках,  на штамбо- и скелетообразователях,  многоэтажных деревьев – изложены в отдельной статье /5.4/).

Приложение к разделу – вывод формулы (6).

Кэф. кр. = К [Е – (Еh + Еl)]/mкр = приблизительно = К (Е  - Еh)/mкр =                           K (Sкр/mкр ) – K (mp/mкр) g  h = К1 (L2/L3) – K2 h = K1/L – K2 L                (7)

Где: 

Е – энергия солнечного облучения, усвоенная растением с помощью биосинтеза, названная выше «химической» (Е = Ех); 

Eh,  El – энергия «потерь», затрачиваемая непроизводительно деревом на подъем массы раствора питательных веществ    mр с поверхности земли в крону; и энергия, затрачиваемая растением на перенос этих растворов и ассимилянтов в обратном направлении. Энергия потерь El связана с энергией Eh прямо пропорциональной зависимостью через коэффициент Ктр (транспортировки), по смыслу примерно равный коэффициенту трения, связывающий в механике силу давления и силу трения, поэтому для простоты я называю этот коэффициент  «коэффициентом трения в сосудах». (В данном случае удобной для рассмотрения механической аналогией может быть резиновый снаряд с жидкостью - раствора - при определенном внутреннем давлении, перемещающийся по сосуду и испытывающий силу трения, препятствующую движению. Каждая клетка по сути и является таким «снарядом», только она не перемещается сама, а перемещает проходящую через нее жидкость с помощью мембранного механизма перекачки).

Коэффициент трения всегда много меньше единицы, на один-два порядка, Ктр. = Fтр./Fдавл. = 0,01 - 0,1, его можно примерно определить через длины прироста горизонтальной и вертикальной ветвей равной длины (задание практикам). Поэтому в первом приближении при достаточно высоких кронах с соотношением высоты к ширине около единицы третий член в формуле (7) можно не учитывать (потери на преодоление «трения сосудов» Еl).

h=L   - высота дерева равна его максимальному (габаритному) линейному размеру, измеряемому от корневой шейки; (для горизонтальных деревьев типа кордонов используется именно параметр L);

g –ускорение силы притяжения Земли;

L2 = L  в квадрате,   L3 = L  в кубе.

Sкр,   mкр  - поверхность и масса кроны.

О ПОЛЬЗЕ УМЕРЕННОСТИ -  ИЛИ ПОСТ  РАДИ  ЗДОРОВЬЯ

Закон «разумного ограничения потребностей» (условно – 1-ый «коммунистический»)  применительно к садоводству гласит: нельзя давать дереву (его кроне и корням)  занимать большее световое (воздушное)  и подземное пространство, чем ему нужно для полноценной «жизни и работы» (т. е. для собственного роста и плодоношения) – на данном этапе развития (при данных размерах дерева, его возрасте и «здоровье»). (Простым языком: “Не хапай больше, чем нужно, подавишься”).

На деле это означает, что нельзя давать веткам и (корням) дерева расти в длину, увеличивая габариты дерева и объем (площадь) занимаемого им пространства  (габитуса кроны и размера приствольного круга), пока (если) внутренний объем кроны (или почвы) не заполнен полностью листьями, ветками (или соответственно корнями). На практике - с учетом неравномерности заполнения кроны листвой и отклонения  листовых пластинок от “нормального” по отношению к направлению на солнце, наличия рассеянного и отраженного излучения, а также изменения положения солнца в течение дня в широком угле, что улучшает условия освещения – суммарная площадь листьев должна в 4-5 раз превышать площадь проекции кроны   /1/.

Несоблюдение закона (правила)  «разумного ограничения потребностей» приводит к тому, что уменьшается оптимальность внутренней структуры кроны (ее “эффективность” по критерию “продуктивность на единицу потребляемых энергетических и материальных ресурсов” или, попросту, КПД – коэффициент полезного действия),  возможно до нуля (когда все потребляемые деревом материально-энергетические ресурсы расходуются лишь на самоподдержание, т.е. на “внутренние” потери, и дерево не совершает никакой полезной работы “на выход”, т. е. плодоношения) и даже до отрицательных величин (когда дерево живет за счет внутренних запасов, частично либо полностью, и постепенно угасает). /“Огромная разросшаяся империя рухнула под тяжестью внутренних проблем”/.

Одним из примеров резкого нарушения этого закона является случай одномоментного удаления (вырезки) нижних, особенно обрастающих мелких, ветвей многолетнего дерева (даже усыхающих, но хорошо освещенных). При этом листовой аппарат кроны оказывается на периферии, а внутреннее – нижнее – пространство кроны незаполненным листвой.  Эффективность такой конструкции дерева резко падает, поскольку уменьшается энергооснащенность массы дерева (из-за потерь листового аппарата и увеличения доли «внутренних» потерь - на подъем растворов питательных веществ к оставшейся верхней части кроны, при том, что основная часть  массы дерева, содержащаяся в штамбе и мощных старых ветвях, сохранилась).

Практическим следствием этого закона является требование формирования крон  деревьев, равномерно в пространстве заполненных листвой и ветвями таким образом, чтобы отдельные ветви не выступали сильно, не было бы оголенных длинных ветвей с малым количеством листьев на концах, а весь листовой аппарат максимально компактно, но без загущений, был прижат к лидеру и корневой шейке растения. В «идеале» такая оптимальная форма кроны (например, как один из вариантов объемной кроны) имеет вид полусферы, постоянно увеличивающейся в размерах по мере роста дерева  (подобно декоративным подстриженным кустарникам в английских парках), у которой листья сосредоточены на периферии и практически смыкаются на внешней поверхности полусферы.

ВЕЛИКАЯ  СИЛА  РАВЕНСТВА

Второй «коммунистический закон» - «всеобщего равенства» – гласит, что максимальной общей продуктивности биосистемы «дерево» или «сад» достигают при наиболее выровненных параметрах элементов этих систем и созданных для них условий, а именно:

-высота размещения концов скелетных ветвей должна быть примерно одинакова (за исключением лидера, который для обеспечения прочного крепления ветвей делается - при формировании кроны - несколько выше концов остальных ветвей, но не более чем на      0,5 м, т. е. выполняется принцип “соподчиненности” лидеру); [Заметим, что реально некоторое небольшое уменьшение высоты боковых ветвей по отношению к центральному еще не означает его лидерство, ибо их большая длина приводит к дополнительному увеличению осмотического давления в концах боковых веток помимо давления, вызванного противодействием силам притяжения Земли, которые примерно на один  порядок больше, чем силы «внутреннего сопротивления».  Это подтверждает тот факт, что при равенстве высот боковых и центральной ветвей боковые ветви будут обгонять центральную по силе роста, причем наиболее сильно самая низкоотходящая, первая скелетная.]

 -скелетные ветви дерева (при объемной сферической кроне) должны быть максимально равномерно распределены по окружности, а ветви второго-третьего порядков – по объему (или по проекции) кроны;

    -высота размещения плодов должна быть максимально выровнена (они должны располагаться в «коридоре» значений высот  1-2 м  даже для сильнорослых деревьев / 2 /);

    -освещенность листьев должна быть максимально одинаковой (благодаря максимально равномерному их расположению в кроне, а также созданию уплощенных крон, улучшающих равномерность освещенности листьев по глубине кроны), этому способствует также правильный подбор сортов с естественными компактными, равномерно загущенными, кронами и хорошими (тупыми) углами отхождения скелетных ветвей;

    -сорта культивируемых плодовых деревьев должны обеспечивать максимальную одномерность плодов,

    -а также одновременность созревания;

    -деревья в саду должны быть максимально выровнены по размерам и силе роста (например, категорически не рекомендуется смешивать в общих посадках сильнорослые – обычные -  и карликовые деревья, поскольку первые «забивают» последних, хотя и являются менее удельно-продуктивными, а, кроме того, требуют разного агроухода);

    -деревья в саду должны размещаться максимально равномерно (для наиболее эффективного использования освещенности /энергетических ресурсов/ и питательных веществ почвы /материальных ресурсов/ биосистемы “сад”);

    -качество почв (плодородие) необходимо обеспечить максимально равномерное по всей площади сада и для всех деревьев;

    -деревья желательно сажать на одной высоте (горизонтальных участках) и равно структурированных грунтах (уровень залегания различных пластов и грунтовых вод  - это облегчит равный уход);

    -уход за деревьями также должен быть равного уровня (по обрезке и формированию типов  крон, по содержанию почвы и т.п.).

   Невыполнение этого закона (“всеобщего равенства”) приводит к неоптимальному, не полному использованию общих ресурсов дерева или сада, и в результате, например, к тому, что хотя наиболее “сильные” и оказавшиеся в лучших условиях элементы системы  (ветки дерева в биосистеме “дерево” и деревья в системе “сад”) смогут дать большие плоды и рекордного качества, но зато оставшиеся элементы системы недодадут гораздо больше в количественном и особенно качественном плане, по характеристикам плодов, многие из которых окажутся вообще нетоварными (менее 60 мм в диаметре по ГОСТу) и лишним “балластом” для дерева, лишь напрасно истощающим его ресурсы.

    Поэтому “средний “ результат этой неодномерной по параметрам системы по критерию продуктивности на единицу потребляемых материально-энергетических ресурсов, [также как и, следовательно, общая продуктивность сада на определенной - ограниченной -  территории], оказывается гораздо ниже, чем у системы с равномерными параметрами,   т. к. последняя - самая экономичная.

ДОЛОЙ ГОСПОД-ЭКСПЛУАТАТОРОВ, ИЛИ О ПОЛЬЗЕ

ПЕРИОДИЧЕСКОЙ РОТАЦИИ КАДРОВ

   III-ий “коммунистический” закон – т. н. “антиэлитный” (закон “самосохранения системы” и устойчивого ее развития с помощью отрицательной обратной связи, или “режекции – т. е. выделения и подавления - вредных элементов”) – гласит, что для обеспечения максимальной продуктивности плодового дерева или сада необходимо периодически ”разгружать” систему от слишком выдвинувшихся вверх (и вширь – в меньшей степени) элементов, ставших “паразитами” для системы в целом (по критерию их полезности для дерева или сада, т. е. относительной продуктивности этих элементов - на единицу потребляемых ресурсов, общих для системы, или их КПД – коэффициенту полезного действия).

 Это объясняется тем, что чем выше по иерархической лестнице поднимается элемент системы дерево (ветка, лист, плод), тем больше он потребляет от системы и тем меньше ей отдает, т. е. он как бы,  отчасти, живет для себя за счет системы, ее нижележащей части (в большей или меньшей степени в соответствии с занимаемым положением по высоте; а также удаленности /измеренной по длине ветки - с учетом ее кривизны - плюс длина ствола/ от “центра” – корневой шейки, что проявляется значительно слабее, на 1-2 порядка).

   Дело в том, что по естественному закону дикой природы (“закону джунглей”), как показывают  практические наблюдения и подтверждают результаты физического моделирования, деревья  (его ветви) стремятся расти в длину - прежде всего вверх (преодолевая в основном силу тяжести) и вширь (преодолевая только силу сопротивления транспортировке соков в сосудах), для того, чтобы растение могло захватить как можно больше окружающих ресурсов для своего развития (светового и почвенного пространства) с целью выживания среди своих биологических врагов – других растений. Возникновение и закрепление такого механизма роста и развития растения объясняется лесным происхождением плодовых деревьев, когда размеры дерева имели решающее значение для его выживания.

   Такой закон роста ветвей – прежде всего в длину – в биологии получил название закона “апикального доминирования”, (например, листья на ветке весной начинают распускаться с конца ветки).  В системе “дерево” иерархический порядок выражается в механизме соподчиненности ветвей, который проявляется в преимущественном росте более высоких ветвей или ветвей с более высокими  концами (для скелетных ветвей). В значительно меньшей степени механизм доминирования более удаленных элементов над близлежащими к стволу  проявляется и для горизонтальных веток, но поскольку он  слабее на 1-2 порядка, чем в вертикальном направлении, то при наличии большого “неравенства” элементов (концов веток) по вертикали (высоте) эффектом горизонтального доминирования можно пренебречь. Так сделано и в упрощенной «пространственной» модели, созданной в основном для сравнительной оценки различных типов крон по их эффективности (продуктивности).

   Доминирующее апикальное развитие ветки, т. е. в длину – обеспечивается (как следует и из физической модели) за счет такого перераспределения внутриклеточного (осмотического) давления через стенки клеток и мембраны, при котором нижние элементы дерева (или ближе расположенные к стволу), вырабатывающие энергию или биомассу, “работают” не только на себя, но и на все выше (или дальше от ствола) расположенные элементы системы, причем имеют право “потреблять” лишь в последнюю очередь – после того, как “насытятся” верхние элементы, «начальники-паханы».

[Такой «пирамидальный» принцип совместного действия элементов биосистемы «плодовое дерево» вполне объясним и оправдан на стадии «дикого» (простого, количественного) нерегулируемого развития природы - естественного, «дарвинского» периода развития живой материи -  где побеждал «сильнейший» (самый большой, высокий), а не самый продуктивный, «качественный», эффективный на отдачу, экономичный, полезный, «трудолюбивый», (хотя и очень нежный и не приспособленный к силовой борьбе за выживание – ибо он почти все силы тратит на «мирный» труд) биообъект (здесь плодовое дерево), отбираемый человеком, управителем природы, селекционером-садоводом, на последней, высшей стадии уже искусственного, управляемого развития материи. Теперь наступает этот новый период – качественного, «сложного», «системного» развития искусственного  мира, создаваемого руками человека. Эра «выравнивания», победы самоуправляемой организованной  массы малых элементов над большими неуправляемыми конкурирующими одиночными «простыми» элементами, качества над количеством, развития над ростом. Эра совместной борьбы элементов биосистемы с внешним миром и искусственного его изменения под себя и одновременно с пользой для него самого, его постоянного улучшения, а не внутренней междоусобицы каждого элемента биосистемы с каждым, пожирания большим малых и подрубания им, таким образом, своих «питающих корней» и будущего. «Постдарвиновский» совершенный, счастливый, справедливый, ненасильственный мир взаимовыгодного сосуществования живой (и неживой) материи на коммунистических принципах,  мир симбиоза и синергизма объединившихся биоорганизмов, организованная и самоуправляемая жизнь в гармоничном слиянии с природой и преобразовании ее для человека, ноосфера – по Вернадскому /5.12/].

    При этом каждый элемент системы получает, в соответствии со своим положением, дополнительные ресурсы (энергию и стройматериалы) от системы за счет всех лежащих ниже его элементов, (пропорционально их дистанции от него на иерархической лестнице), и отдает часть своей вырабатываемой энергии и массы всем вышестоящим опять же пропорционально их разнице в “чине” (причем не только им лично – листьям и плодам, но еще больше их поддерживающей структуре – волокнам, «холуям»). В принципе, все элементы кроны дерева, расположенные выше центра массы, являются, для биосистемы “дерево” в целом, относительными “паразитами” в разной степени, в зависимости от удаленности от центра массы (по вертикали) и в меньшей степени по горизонтали, а нижние элементы – наоборот, производят для системы больше, чем получают от нее, т. е. эксплуатируются ею (точнее, господствующими в ней верхними элементами).

    [Примером для иллюстрации апикального доминирования в простейшей биосистеме “ветка”, с элементами “почка – лист” с подходящими к каждому из них волокнами, является поведение спящей ветки при ее распускании в теплых условиях – даже без воды. При повышении температуры окружающей среды внутриклеточное давление во всех клетках ветки начинает одновременно нарастать, но благодаря мембранному принципу передачи оно как бы складывается по длине ветки от одного междоузлия к другому, постепенно нарастая - по отношению к внешней среде, имеющей нулевой потенциал. Поэтому оно раньше достигает “порогового” значения, необходимого для раскрытия почки, в самом верхнем листе, затем в предыдущем и т. д. вплоть да самого нижнего. Заметим, что при горизонтальном положении ветки перепад давлений между макушечной почкой и нижней у основания будет намного меньше, поэтому сила ее распускания – пробуждения - будет значительно слабее. Именно этим, кстати, обосновывается рекомендация держать ветки-черенки горизонтально во избежание их   нежелательного преждевременного раскрытия в тепле.

    Однако так бывает (что распускаются все листья, включая самые нижние) не всегда, а только в том случае, когда у ветки достаточно ресурсов, т. е. когда в нее постоянно поступают новые питательные вещества (случай, когда ветка находится на дереве и в здоровом состоянии). Если же этих ресурсов у ветки не хватает (например, в случае срезанной ветки, даже поставленной в воду), нижние листья не раскрываются – полностью или частично – поскольку верхние раскрывшиеся листья уже начали потреблять энергию, и для раскрытия нижних почек давления уже не наберется].

   При естественном (неконтролируемом садоводом в соответствии с “антиэлитным” законом) росте ветвей и корней дерева в длину – т. е. при “хищническом” захвате деревом жизненного пространства  - в случае ограниченных ресурсов системы, недостаточных для полноценного развития всех ее элементов (например, у саженца или пересаженного дерева со слабой или поврежденной корневой системой, при истощения почвы или просто у огромного старого слабого дерева), дерево отдает все силы на рост концов веток  (новых побегов и листьев), а предыдущие (нижние прежде всего) элементы, отдав все силы и запасы питательных веществ верхним, постепенно погибают (усыхают). Но поскольку верхние элементы дерева сами по себе (вместе с подходящими к ним волокнами) не только менее продуктивны, но и вообще не могут жить без существования и поддержки нижних (т. е. всей системы), они также погибают, хотя и в последнюю очередь, со всем растением.

   Выражаясь образно, плодовое дерево, живущее по законам дикой природы, отдав все силы своей “элите” для борьбы (в искусственной управляемой жизни только предполагаемой, т. к. в культурных посадках деревья не застят друг друга и не имеют нужды "бороться”  с внешними врагами, соседями, за общие ресурсы развития, ибо у каждого теперь есть своя отдельная «кормушка» - достаточное для развития «питающее» почвенно-воздушное пространство), в итоге погибает от внутренней “структурной” слабости, собственных потерь, т. е.  неэффективности: верхние ветки из-за неумеренного роста, “жадности” и во имя самосохранения губят всю систему. Даже когда дерево голодает и медленно “умирает” (начиная с самых нижних ветвей, в которых начинаются уже необратимые, “органические” изменения, пользуясь медицинской терминологией), верхние ветки продолжают “жировать” (дают непродуктивные вертикальные побеги), хотя в этом нет их “вины”, просто так устроена дикая природа, а им дана роль “хищников” в ней, которые могут питаться только готовым “мясом” травоядных животных (используя их “пожизненный” труд по переработке первичного ресурса – травы - для “строительства” своего тела, поскольку сами хищники есть траву, т. е. заниматься «черным» трудом, не могут).

В реальных “культурных” регулируемых условиях плодового сада все деревья разнесены и хорошо освещены, поэтому здесь «апикальные» привычки максимально быстрого роста не нужны и являются помехой, понижая качественные показатели плодового дерева. На первое место для “выживания” здесь выходит не сила роста и размер дерева (“военная сила”), а его удельная продуктивность, (“производительность в мирном труде”), экономичность, полезность или КПД – коэффициент полезного действия (по переводу получаемой солнечной энергии в химическую энергию растения).    Здесь судьбу дерева определяет не его сила “выживаемости”, пропорциональная силе ростовых процессов, (за исключением прямого ограничивающего фактора сурового климата), а решение садовода, как “руководителя” “биосистемы” сад, представляющего интересы системы в целом (в которую входит и он сам вместе с потребителем – человечеством), который выбирает победителя по параметру “полезности”, которым является удельная генеративная способность дерева, с учетом, естественно, выживаемости в данных климатических условиях, что предполагает наличие достаточных оставленных дереву средств для самообеспечения, т. е. для  его нормального  роста и развития. Здесь садовод должен поступать как хороший феодал или помещик: 50% на 50%, т. е. половину труда крестьянин тратит на себя, а половину – на помещика (в электротехнике это называется согласованием генератора с нагрузкой – при этом обеспечивается и выделение максимальной мощности источником, т. е. выигрывают все).

Принципиальная разница заключается в том, что в первом случае действует критерий индивидуальной выживаемости в условиях неограниченных для индивидуума ресурсов ((в которые эгоистично он включает не только внешние по отношению к системе ресурсы, но и все внутренние ресурсы системы, принадлежащие всем другим элементам системы, даже без которых индивидуум  не сможет (долго) существовать, т. е. каждый элемент – дерево в системе «сад» или ветка в системе «дерево» - действует по принципу “ты умри первым, а я потом”, или “после меня хоть трава не расти”)). Во втором же случае действует критерий “системной“  выживаемости – т. е. получения максимальной совместной продуктивности в условиях ограниченных общих ресурсов, “справедливо” (“взвешенно”, т. е. рационально, по необходимости,) распределенных между “защищенными” элементами системы, “закрепленных” за ними, т. е. “неотбираемых”, с целью максимально эффективного противостояния общему внешнему врагу (биологическому или суровой природе),

Таким образом, в культурном садоводстве при оценке “достоинств” плодовых деревьев делается переход от критерия “количественного роста”,  имеющего место в нерегулируемой “дикой” природе, где торжествует “военная” сила (поскольку там постоянно идет борьба с внешним окружением), к критерию “качественного уровня развития” растения, т. е. внутреннего совершенства его структуры, позволяющего повысить его удельную продуктивность (на единицу потребляемых ресурсов) в “мирном труде”. В итоге осуществляется переход от экстенсивного к интенсивному пути развития садоводства. (Подробнее направления и методы интенсивного садоводства рассмотрены в работе /5.9/).

    Главным  следствием “антиэлитного” закона для практического  садоводства является вывод о том, что обрезку деревьев для повышения их продуктивности и жизнестойкости надо проводить главным образом в верхней части кроны и с нее начинать, но ни в коем случае не с нижней, поскольку самыми ценными для дерева являются именно нижние ветки (также как для смешанного сада  - малорослые деревья), которые отдают биосистеме больше, чем получают от нее (постепенно угасая), т. е. самоотверженно “работают на износ” во имя  жизни всей системы.

   /Такой вывод многим неопытным садоводам-любителям кажется неверным и оспаривается ими на том основании, что именно на верхних ветках вырастают самые крупные и вкусные плоды. Исходя из этого, они полагают, что наиболее ценными для дерева являются верхние ветви, и вырубают нижние, тем более что при этом вроде бы освобождается земля под деревом, которую они тут же занимают под огородные культуры или цветы. Тем самым они наносят двойной вред плодовому дереву./

   В силу сказанного, “антиэлитный” закон можно сформулировать лозунгом “Долой господ-эксплуататоров и паразитов” (верхние ветки на дереве и сильнорослые деревья в смешанном саду), “дорогу пролетариям” (скромным труженикам, производящим больше, чем потребляют) - низким и низкорослым деревьям в саду и соответственно нижним ветвям на плодовом дереве.

Полукарликовый интенсивный сад несравненно интересней, чем сад из обычных сильнорослых деревьев. По размеру плодов одного и того же сорта, окраске, вкусовым качествам, урожайности на единицу площади, скороплодности,  возможности выращивания позднезимних сортов, возможности посадки большего количества разносортных деревьев, удобству работы с деревьями, количеству «творчества» в этой работе (пропорциональной сложности), повышения зимостойкости деревьев, возможности выращивания на низменных участках с высоким залеганием грунтовых вод. Ей богу, неужели все это  не стоит того, чтобы повозиться с ними побольше, да еще в век, когда капитализм так обесценил натуральный труд?

 Ведь основной смысл любительского садоводства в том и состоит, чтобы получать удовольствие от работы в саду и изучения природы и жизни, а вовсе не в том, чтобы собирать регулярно огромные урожаи. (Обильные урожаи на отдельных деревьях бывают у нас в Подмосковье не чаще, чем раз в два-три года, а некоторые деревья – особенно слабозимостойких южных сортов и зонах с неблагоприятным микроклиматом -  иногда «молчат» по многу лет и погибают, так и не дав хорошего урожая. Но еще хуже, когда все деревья сразу обильно заплодоносят – тут уж совсем беда: употребить и переработать такую прорву плодов «нормальному» человеку невозможно, торговать и продавать русский человек не любит, выбрасывать жалко, даже скотины почти ни у кого не осталось в Подмосковье, скармливать – в общем, такое не каждое сердце выдержит…).  

 Кто этого еще не понял – лучше и не начинайте сажать деревья и заниматься садоводством: в нашей зоне это сейчас абсолютно невыгодно, зимой южные и заграничные яблоки на рынке можно купить по 20-30 рублей за кг, (а немного битые, с «бочком», за 10р. отдают - они-то самые вкусные, садоводы это знают и не брезгуют ими - наедитесь до отвала!). Да по такой цене не то, что производить, готовые привозить или просто хранить не рентабельно, смысла нет. Даже в моей семье их покупают (уж мы то знаем цену этому труду в нашей зоне!), хотя свои гниют или выбрасываем в компост ведрами, осенью раздаю родным, по друзьям и соседям – продавать по такой цене – себя не уважать, так упала цена на труд агрария за годы «перестройки». (Еще раньше перестали вывозить, а теперь почти и заниматься выращиванием картошки, да тут еще два гнилых неурожайных лета да нашествие колорадского жука с брошенных соседских полей помогли «поумнеть»).

Что касается ценности нижних ветвей, то их я берегу «пуще своего глаза» и стараюсь сохранять как можно дольше, до тех пор, пока солнце еще достает до них хотя бы вполсилы в глубине и внизу кроны. Для этого можно использовать карбовку (надрез весной коры над нужной веткой и  под ненужными), отгиб нижних веток вверх и в свободное пространство, обрезка или отгиб вниз верхних веток, что автоматически приводит к усилению оставшихся нижних. Такая большая плотная крона вырастает на полукарликах в нашей зоне примерно к 10-летнему возрасту. В знак уважения к нижним ветвям крону формирую низкоштамбовую (высота штамба 30-50см, а весь главный нижний ярус мощных скелетных ветвей располагается на высоте до 80см). Масса нижних скелетных ветвей в сумме со штамбом составляет не менее 2/3 от общей массы дерева. Высота по скелетным ветвям не превышает 2,5м, а по обрастающим, запущенным с обрезкой – до 3,5-4м. Диаметр кроны до 4,5м, нижние ветви расположены на высоте полуметра, а с подсолнечной стороны часто достают до земли. Работать под таким деревом (особенно пропалывать, несколько раз за лето) тяжело, приходится это делать вручную, (титановым) совочком или маленькой лопаткой, на корточках, коленях или даже ползая по-пластунски. Но труд себя оправдывает.

Частой сильной обрезкой деревья не мучаю, делаю ее раз в несколько лет, только взрослые деревья и довольно умеренно, поэтому форма кроны близка к естественной разреженно-ярусной, низкой и «кряжистой», а деревья похожи на натуральные, а не на метелки на толстых штамбах, как спиленные деревья у дорог через пару лет (так выглядят многие деревья в саду ТХСА, у  В. И. Сусова, замученные обрезкой многолетние старые сильнорослые деревья – полигон для испытаний деревьев на долготерпение и выносливость и маточники для выращивания черенков разных сортов).

Такие естественно растущие  малообрезаемые деревья сами ограничивают себя в росте, тем более полукарлики и в наших, не слишком комфортабельных для них условиях Подмосковья, где мало солнца, тепла и бедные почвы. Даже про более сильные и неприхотливые сильнорослые сеянцевые плодовые деревья Н. Курдюмов верно подметил, что «в Подмосковных садах я почти не видел жирующих деревьев, тогда как на юге России, на жирных черноземах и при хорошем солнечном освещении, таких деревьев большинство» /11/. А этот фактор меняет требования по уходу за деревьями на противоположные: «То, что для немца хорошо, для русского смерть» (и наоборот). Так, если у жирующих плодовых деревьев требуется сдерживать вегетативные процессы и стимулировать генеративные (отгибать ветви вниз, кольцевать их и штамб, подрубать корни, проводить летнюю обрезку, вносить тормозящие рост фосфорно-калийные удобрения в первой половине лета, сдерживать полив), то у «засыхающих», стареющих, с малым годовым приростом веток – наоборот, (для чего необходимо больше подкармливать и поливать деревья; пропалывать и рыхлить землю несколько раз за лето; мульчировать – утеплять – землю, травой, соломой, спасающей от сорняков и улучшающей тепловой и водный режим корневой системы; вносить в начале лета повышенные дозы органических и азотных удобрений, проводить внекорневые подкормки; оттягивать ветви кроны в свободные места для улучшения освещения, сажать деревья около светлых стен домов с южной стороны для получения двойного солнечного облучения; сажать деревья  только на хорошо освещенных открытых местах и др.)  

На эту тему хорошо высказался  Н. Курдюмов в своей книге «Формировка вместо обрезки», (с. 70) /11/: «Если дерево, растущее на просторе, совсем не режут, оно принимает самую оптимальную естественную форму и будет отдавать максимум урожая – хотя, возможно, и не каждый год и не высшего качества. С таким деревом минимум хлопот. Но если Вы один раз обрезали сильное дерево – Вы обрекли себя на регулярную работу. Нарушенная крона теряет разумность и зарастает хаосом волчков. Обрезанное и брошенное дерево всегда превращается в маленькие джунгли. Посему, раз уж взялся резать – режь постоянно и грамотно. Или-или. Как сказал великий Гоше, «обрезка безграмотная и нерадивая приносит деревьям вред несравнимо больший, чем вообще отсутствие таковой». Что я постоянно и наблюдаю».

Это мнение я в основном разделяю, понимая, что имел ввиду автор, но с некоторыми оговорками. И Курдюмов, и Гоше работали в основном в южных зонах России и в теплой Европе, где деревья сильные, в основном жирующие, и для тех условий действительно деревья ведут себя именно так, поскольку у них большой запас жизненных сил. В северной зоне, где жизнь растения часто «висит на волоске», требуется рассуждать более строго (см. два абзаца выше). Здесь автор несколько гиперболизировал свою правильную мысль, и потому позволим себе несколько поправить его: во-первых, исправить раз обрезанное дерево, даже очень сильно и сильнорастущее – все же можно, но потребуется много времени и сил на исправление, в несколько приемов, так что порой легче вырастить новое дерево. А во-вторых, другая крайность «или-или» тоже не совсем верна – что совсем не надо резать, и тогда, мол, дерево само выходит на оптимальную конструкцию и максимальный урожай: это не совсем верно и было бы прекрасно, если все было бы так просто, а садоводы были бы не нужны. На самом деле истина как обычно посередине: обрезка нужна, но только умеренная и умная, «щадящая», а еще лучше обходиться вообще без нее с помощью методов, указанных выше (отгиб веток, карбовка, пинцеровка и пр.) – хирургические методы допускаются только в запущенных ситуациях, а настоящая медицина будет, как утверждал знаменитый ученый-медик древности Авиценна – профилактической. Именно для этого и нужны опытные садоводы, которые способны тонко чувствовать состояние дерева и всегда прийти к нему на помощь, обеспечив «лечение» с минимальными для него потерями и в необходимые сроки, под поставленные задачи. И именно так я и стараюсь делать с своем саду (в чужих старых запущенных садах, где приходилось работать и каких преобладающее большинство на Руси - в связи с невысокой агрономической культурой населения – без сильной обрезки не обойтись).

ГАРМОНИЯ  ПОКОЛЕНИЙ

     V-ый обобщенный закон «планового регулирования» биологической жизни в биосистемах «плодовое дерево» и «сад» можно условно назвать «демографическим». Согласно этому закону, для достижения максимальной продуктивности плодового дерева необходимо соблюдать оптимальную возрастную структуру тканей дерева, максимально увеличивая в массе дерева доли «среднего поколения» тканей,  обладающих наиболее высокой и качественной продуктивностью, и, соответственно, уменьшая долю «молодого поколения» (много потребляющего на бурный рост, но пока не отдающего в систему) и старого, (не участвующего непосредственно в репродуктивной функции, а лишь косвенно - вспомогательно, как несущая конструкция и «продуктовый склад» для многолетних запасов питательных веществ). Как новые «юные» ткани («дети») растения, так и старые, являются «иждивенцами» активно работающего  «среднего поколения» (здесь следует отметить, что уровень потребления  энергетических и материальных ресурсов от системы «дерево», на единицу массы, для поддержания жизни старых тканей в «стационарном» состоянии во много раз – примерно на два порядка – ниже, чем требуется для обеспечения молодых растущих  тканей. В то же время польза старых тканей, в отличие от многих молодых /неуместных, например, на макушке, подлежащих удалению/ неоспорима – они образуют несущий скелет дерева и «копилку» питательных веществ).

   При этом доля молодых тканей должна быть минимально достаточной для последующей замены   стареющих и выходящих из активного возраста (соответственно и располагаться они должны в основном там, где будут сохранены впоследствии в многолетней древесине), а доля старых многолетних тканей – минимально необходимой для сохранения скелета  дерева как несущей конструкции, а также выполнения функции накопителя (склада) питательных веществ.

   Естественно, что оптимальный возрастной состав тканей плодового дерева будет меняться с его возрастом и сильно зависит от сорта дерева, его долговечности, типа подвоя, «физического» состояния, почвенно-климатических условий, ухода и пр.

   Наиболее высокими характеристиками продуктивности для яблони, груши (с выходом крупных товарных плодов) обладают древесные (генеративные) ткани возраста от 2-3 до 5-8 лет. Очевидно, что их долю в составе плодового дерева всеми агроприемами следует постоянно увеличивать (или хотя бы поддерживать в стареющих деревьях).

   Основные практические выводы для садовода из “демографического” закона заключаются в следующем: молодые элементы биосистем “дерево” (ветви, корни) и “сад” (сами деревья) надо всеми способами максимально “старить” (заставлять “взрослеть”), а старые элементы дерева и старые деревья максимально “омолаживать” (т. е. уменьшать дисперсию нормального  распределения тканей по возрастной шкале).

   “Старить” молодые деревья можно и нужно с двух сторон: во-первых, как можно меньше обрезать весной ветви, а осенью – корни, (что имеет место при глубокой обкопке по окружности приствольного круга с внесением удобрений). Т. е. нельзя делать сильной (“короткой”) обрезки, ее надо свести к минимуму, заменяя отгибом веток. При этом ветка угнетается в росте, но ее листовой аппарат сохраняется и она начинает в большей степени работать на “систему”, и меньше на себя, и таким  образом. помогает  “разогнать” рост дерева на начальном этапе. Необходимую формирующую обрезку этих лишних веток в кроне можно сделать через 2-3 года, когда дерево достаточно разовьется и окрепнет и начнутся загущения веток в этом месте, так что оставленная ветка станет мешать другим, полезным.     При сильной обрезке молодых веток у растения удаляются очень ценные пластические вещества. Тот факт, что молодые деревья не любят сильной обрезки, известен всем опытным садоводам.

   С другой стороны, “слишком молодые”, невызревшие  ткани (побеги, травянистые окончания веток) можно удалять для искусственного  “старения” молодого дерева (раз уж выросли), например, обрезкой в середине лета, после окончания роста, на 4 листа, но еще лучше не допускать их роста пинцеровкой концов побегов за две недели до этого (как рекомендует Р. П. Кудрявец /1/). Если этого не было сделано летом, следует удалить самые концы ветвей следующей весной (т. н. «длинная» обрезка, или «чеканка»). Благодаря этому дерево не тратит ценных и ограниченных у растения сил и средств на создание малополезных элементов, а все свои ресурсы  направит нужным оставшимся листьям, в результате чего они быстрее растут и вызревают, достигая больших «зрелых» размеров, и скорее начинают работать «на отдачу» (при этом удельная эффективность биосинтеза такого листа на единицу площади примерно на 30 % превышает эту величину у «недоразвитых» слабых листьев). Кроме того, уменьшение длины веток и увеличение компактности кроны также способствует повышению ее «коэффициента эффективности» (т.е. продуктивности), согласно «закону разумного ограничения потребностей» (см. выше).

Необходимо также по возможности больше (по массе) удалять многолетние старые ткани у дерева, например, при омолаживающей сильной обрезке предпочтение следует отдавать вырезке старых  мощных ветвей, содержащих в основании большое количество многолетних тканей, а не ограничиваться укорачивающей обрезкой всех выступающих, довольно молодых, ветвей по периферии кроны и обрезкой на понижение кроны.

Прирост биомассы плодового дерева с увеличением его возраста (т. е. в функции времени) примерно описывается рэлеевским законом: в первые годы жизни дерева он возрастает с нарастающей скоростью, затем эта скорость роста (первая производная функции прироста массы от времени)  плавно падает до нуля - в момент, когда величина годового прироста достигает максимума – а затем, при старении дерева, ежегодный  прирост его массы постепенно падает до нуля.

Возрастной состав тканей естественным образом растущего здорового дерева в активных фазах жизни графически может быть представлен указанным выше рэлеевским законом, (описывающим изменение прироста массы дерева), зеркально отраженным по оси времени (перевернутым) относительно момента времени, равного возрасту дерева,  где по оси абсцисс откладывается возраст тканей, а по оси ординат – масса тканей такого возраста (с дискретностью год). Максимум этой кривой соответствует для реального плодового дерева в саду примерно 10 – 20 летнему возрасту (меняющемуся из-за различных факторов, способствующих росту дерева или препятствующих ему), а для очень старых громоздких умирающих деревьев может достигать нескольких десятков лет (см. графики) / 4. 4./.

Задача садовода, выполняющего требования «демографического» закона, заключается в том, чтобы максимум указанной «рэлеевской» кривой (возрастного состава тканей) на первом этапе развития молодого дерева, до вступления его в плодоношение, по возможности сдвигать вправо по оси абсцисс по мере роста дерева, добиваясь его ускоренного «взросления», а на этапах старения дерева поддерживать такую его возрастную структуру, при которой максимум указанной «рэлеевской» кривой не выходил бы за пределы 8-10 лет для карликовых и полукарликовых деревьев, и примерно 10-12 лет для сильнорослых.

К сожалению, возможности «омолаживающего» воздействия на дерево обрезкой - вырезкой сильно ограничены. Во-первых, часто нельзя вырезать «на кольцо» большинство сильных и тем более скелетных ветвей, поскольку их попросту мало на дереве и они не мешают друг другу; полный эффект такая вырезка ветвей дает только в загущенной кроне, (что чаще бывает у карликовых деревьев). Удаление же мощной ветви с целью последующего формирования ветвей замещения – не всегда оправдано,  поскольку это длительный процесс, соизмеримый по продолжительности с периодом жизни самого плодового дерева, и бывает проще вырастить новое. Естественно, нельзя удалить и штамб дерева, наиболее массивную и старую его часть. К тому же старые толстые ветви и штамб выполняют функции несущей конструкции растения, необходимой для заполнения светового пространства и удержания плодов и листьев.

А во-вторых, что не всеми хорошо понимается, одновременно с сильной омолаживающей обрезкой надземной части дерева – кроны, необходима столь  же сильная «симметрирующая» обрезка (вырезка) крупных старых корней дерева, что выполнить практически невозможно (а можно лишь укоротить все корни по окружности приствольного круга при глубокой обкопке, что желательно делать совместно с внесением удобрений, осенью), но при этом удаляются сравнительно молодые и очень полезные ткани.  Без одновременной (с точностью до сезона, с разнесением на половину вегетативного цикла,  т. е. осенью того же года) сильной обрезки  корней (в «идеале» - и вырезки отдельных) общий эффект «омоложения» дерева не просто уменьшается вдвое, как может показаться на первый взгляд, (и что действительно имеет место при слабой обрезке),  но может оказаться негативным вплоть до последующей гибели дерева. (Поэтому нельзя в один сезон вырезать более 1/3-1/4 части кроны).

Последнее объясняется нарушением симметричности надземной и подземной частей дерева, в том числе по структуре возрастного состава тканей дерева, что приводит к непосильным для дерева «размерам необходимой перестройки».  Например, если срезать «на пень» старое дерево, то на первых порах за счет запаса питательных веществ в корневой системе на пне образуются многочисленные молодые побеги, которые в течение еще многих лет не смогут полноценно кормить мощные корни, особенно  наиболее глубокие и удаленные от корневой шейки их части, в результате чего за нескольких лет дерево ослабевает и погибает. Поэтому главный закон садовода, как и медика – «не навреди» (или «если не знаешь, не берись»).

 Поневоле напрашиваются аналогии из современной политической жизни страны. Надо бы заставить изучить законы биологии, да и вообще естественные науки, наших «горе-экономистов-рыночников», поскольку, (и я в том убедился, изучая природу сада и поведения растений - на основе, в частности, моделирования), законы природы всеобщи: от химии шаг до физики, от нее – до физиологии и биологии, а затем - к социологии и политике. И думающего человека трудно остановить на первых этапах… Но в этой статье речь идет только о садоводстве, а некоторые аналогии используются лишь для упрощения понимания  материала  старшим поколением читателей, еще изучавших общественные науки в советских школах (и не бесполезно).

СМЫСЛ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ САДОВОДА

  В чем заключается  основной смысл деятельности садовода? Какова его роль в совместной  с растениями жизни  сада, кто он там, «гость» или «хозяин» (сравнительные образы Н. Курдюмова) /11/? А я бы добавил – или может быть раб, слуга (как я стал слугой своего милейшего пса, которого женщины семьи завели на мою шею)?

Ни то, ни другое, ни третье. Садовод – умный и справедливый управляющий сада, познавший смысл жизни великий организатор хаоса дикой природы на принципах мирного взаимовыгодного существования (симбиоза) растений,  в гармонии с окружающей средой и человеком, когда обеспечиваются условия для наиболее полного раскрытия их возможностей, всех и каждого в отдельности (продуктивности в первую очередь). Он - «сеятель культуры» в саду, «воспитатель» растений и их элементов, обучающий их общению - сдержанности, терпимости, взаимоуважению; конструктор искусственного «качественного» мира.  Его роль заключается в регулировании биопроцессов (энерго-массо обмена) как в самом растении и его элементах, так и совместных с окружающими растениями в саду, таким образом, чтобы обуздать «воинствующие», «агрессивные» силы роста растений и направить их в полезное созидательное русло – на плодоношение (правда, это относится в основном к южным и ухоженным садам).       

В том, чтобы поддержать полезные растения (и их элементы) в саду и подавить вредные или менее полезные – «подстегнуть» и загрузить «лентяев» и «паразитов» (растения и их элементы), одновременно  подвысвободить и разгрузить надрывающихся «тружеников-трудоголиков». Т. е. постоянно, в интересах биосистемы «сад-человек» в целом, максимально выравнивать как размеры элементов сада (ветвей, деревьев, листьев, плодов) и условий для их развития, так и величины «внешней и внутренней нагрузки» для дерева (или количество работы, совершаемой на отдачу, для «общества», «сохранения рода» – размножение, с одной стороны, и, с другой - на поддержание работы «собственного организма» дерева, его самосохранение, что необходимо и для самой биосистемы «сад-общество»: из-за будущего его плодоношения и просто как ее собственного элемента).

А в северных садах больше в том, чтобы просто спасти и поддержать еле теплящуюся, порой угасающую жизнь, создавая искусственно максимально благоприятные условия (обогащая и утепляя почвы, создавая микротепличные условия с помощью укрытий постройками и т. п.). Здесь у слабозимостойких плодовых деревьев нет избытка жизненных сил на «агрессию» по отношению к окружающей среде (т. е. сильный рост), им надо помогать только в одном направлении – спасать от избыточного плодоношения (точнее – старения, потому что до плодоношения даже у дерева с большим количеством плодовых образований дело, как правило, не доходит из-за выбивания плодовых почек или цветков зимними морозами или весенними заморозками). 

Конкретно главная задача садовода в нормальных (для сада) условиях состоит в том, чтобы поддерживать баланс между ростом и плодоношением дерева, обеспечивающий гармонию его жизни с окружающей средой. При этом естественным образом достигаются максимальные качественные показатели функционирования дерева,  и главный из них его удельная продуктивность, т. е. суммарная масса товарных плодов, получаемая с дерева, на единицу площади сада.  В северных и неблагоприятных для садоводства зонах, каких в России большинство, включая всю НЧЗ и Московскую область, в частности, основная задача садовода заключается в том, чтобы довести условия в саду до более менее нормальных для произрастания плодовых деревьев, на что и уходит львиная доля его усилий: создание плодородных почв, многократная за лето прополка и мульчирование земли по всей площади сада, регулярный полив, а также применение «высококультурных», щадящих методов агротехники для плодовых деревьев, позволяющих обойтись без обрезки или свести ее к самой минимальной. К таким «безотходным», очень эффективным методам, полностью или практически «нехирургическим», относятся: отгиб веток (вниз и в свободное пространство), карбовка (насечка коры), летняя пинцеровка побегов и обрезка концов веток, бороздование коры и др. Эти методы сейчас достаточно широко описаны в популярной литературе, в том числе очень живым языком в книге Н. И. Курдюмова «Формировка вместо обрезки» /11/. Однако непревзойденным «классиком» и популяризатором, в этих вопросах является выдающийся советский ученый и садовод Роман Петрович Кудрявец, которого считаю своим «крестным» отцом, давшим своими работами мне путевку в садоводство, сначала любительское, а затем и профессиональное /1, 6/.

 Именно его «инженерный» подход к садоводству, изложенный в серии популярных статей по садоводству в журнале «Приусадебное хозяйство» в конце 80-х г.г., дал первый толчок для моего серьезного увлечения садоводством и попыток физического моделирования плодовых деревьев и обменных массо-энергетических процессов в них, с целью глубже понять тему и ответить себе на множество возникших вопросов. Результатом этих размышлений и является эта работа. И именно ему я благодарен за то, что смог найти новое поле деятельности, пожить на природе и выжить в годы «катастройки», когда ее вожди Горбачев и Ельцин лишили меня любимой работы по профессии.   

ПОСЛЕСЛОВИЕ.  СМЫСЛ ЖИЗНИ.

Автор не претендует на роль «первооткрывателя», «изобретателя велосипедов», не в этом его цель, и он не проводил патентный поиск. Вероятно, что где-то и кем-то в научном мире уже разработаны  более сложные и точные модели функционирования плодовых деревьев, описывающие процессы обмена энергией и массой между элементами растений и окружающей средой, позволяющие вести количественные расчеты, например, продуктивности дерева на единицу площади при различных исходных данных и т. п.. Но автор об этом ничего не знал и не  знает, поскольку в биологии он «человек со стороны» и имеет ограниченные возможности получения свежей научной информации; работа велась им самостоятельно, имея целью лишь получить ответы на возникшие вопросы. (Попытки заинтересовать идеями моделирования ученых плодоводов-практиков московских научных школ - ТХСА. МГУ, ИФР, НИЗИСНП - были безуспешны. Да и сам автор виноват, что не довел работу до «потребного» вида и не обладает пробивными способностями.)

Однако автор надеется, что предложенные «нестандартные» подходы к садоводству и изложенные размышления именно «свежего» человека непрофессионала и его опыт «самоучки» помогут некоторым читателям лучше понять проблемы современного садоводства, взглянув на них с новой стороны. А также дадут толчок -  прежде всего молодым и будущим - ученым и специалистам в области плодоводства для новых мыслей и планов, и, в частности, по развитию идей моделирования, для чего сейчас открываются широкие возможности в связи с внедрением персональной вычислительной техники.  Если это произойдет, автор будет считать свою задачу выполненной.

В настоящее время многие новые знания и открытия рождаются на стыке наук и могут создаваться только коллективами авторов, поскольку одному человеку трудно быть хорошим специалистом сразу во всех областях знаний, необходимых для успешного исследования сложных проблем, не говоря о непосильной трудоемкости их решения для одного ученого. Например, для разработки достаточно полной модели функционирования живого организма, каким является плодовое дерево, потребуются усилия специалистов в области биологии, (прежде всего физиологии растений, практического плодоводства и пр.), химии (особенно органической),  в различных областях физики (механики, гидравлики, электричества и др.), математики, техники (радиотехники, антенной техники, кибернетики, вычислительной техники и др.),  программирования, а также малоквалифицированных помощников. Естественно, понадобятся определенные технические и финансовые средства. (Думается, что авторам, которые смогут создать  «математический аппарат» для расчета параметров растений на клеточном уровне, их продуктивности и т. п. будет присуждена Нобелевская премия).

Поэтому  данную работу можно  считать лишь  попыткой найти принципиальные подходы к решению этой сложной задачи - создания биологической модели плодового дерева. Предложенные грубые модели учитывают только несколько основных факторов, влияющих на жизнедеятельность растения, однако даже они помогают в первом приближении понять суть происходящих обменных процессов (энергией и массой) в растении и разработать эффективные агротехнические методы воздействия на них с различными  целями (ускорения вступления в плодоношение, омоложения, повышения продуктивности и/или товарных качеств плодов, зимостойкости деревьев, изменения их силы роста в ту или иную сторону, регулирования соотношения ростовых и генеративных процессов и др.).

Автор хорошо понимает, что работа очень «сырая» и незаконченная, «серая» по уровню понимания биологии, «нахально-самоуверенная»,  что нужны расчеты и графики, описания моделей (а они вызовут еще большую «аллергию» у специалистов аграриев и биологов своим «механистическим» подходом), что написана совершенно нечитаемым языком, что при современной ситуации в стране не «политкорректна» (ибо коммунистические идеи обгажены и опорочены, считаются вредными и оставшимися в прошлом) и т. д. и т. п. Однако, не смотря ни на что, я считаю свою задачу в основном выполненной, хотя уже и знаю, что не смогу довести ее до достойного конца - опубликования. /В таком виде она для этого не годится, и я готов принять сотрудничество в любой форме от всех, кто проявит интерес к этой теме (пишу это для интернета): приглашаю к соавторству и пр.. К сожалению, у меня не остается времени для окончания этой работы и даже условий для нормальной научной деятельности/.

Выполненной, потому что в результате этой 15-ти летней работы я понял не только основные принципы интенсивного садоводства, но сам СМЫСЛ ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА. Главное для меня, что, как поет Владимир Высоцкий, на авторских выступлениях которого много раз бывал, «Я себе уже все доказал», а значит, уже жизнь прожил не зря.

 А смысл жизни человека заключается в том, что осознавший себя и пути развития материи человек, как высшее достижение  жизни на Земле, должен организовывать окружающий мир, живую и мертвую материю, управлять им, «окультуривать» его, облагораживать, переводить с простого, количественного, экстенсивного пути материального развития (роста), на «сложный», интенсивный, качественный путь интеллектуального и духовного развития; преобразовывать дикий естественный мир непродуктивной разрушительной агрессии, конкуренции и борьбы за выживание в новый, искусственно созданный культурный мир сознательного сотрудничества, трудового созидания, творчества, симбиоза живых организмов и синергизма объектов неживой материи (технических устройств), мир гармонии человека и окружающей среды, мир открытых людей и открытых дверей. В том, чтобы создавать новые знания, достижения культуры и передавать их следующим поколениям - накопленные  знания и есть главный «сухой остаток», «концентрат» жизни, «прирост» цивилизации на каждом этапе ее развития. В том, чтобы познать объективные законы и пути развития материи и поддерживать деятельность элементов, способствующих прогрессу и подавлять деятельность тех, что ему препятствуют. В том, чтобы стать умнее, а значит, с минимальными затратами сил, средств и ресурсов – достигать максимальных результатов, для чего надо «учиться, учиться и учиться» (как завещал великий вождь мирового пролетариата В. И. Ленин). В том, чтобы минимально потреблять материальных ресурсов планеты, и производить максимально интеллектуально-духовных. (А вовсе не в том, чтобы, как примерно сказал поэт Расул Гамзатов, «не ломать зря голову над проблемой, для чего живет человек и в чем счастье, а просто жить, любить и производить детей» - некоторым, думаю, это надо запретить делать, пока не станут людьми и «не сдадут экзамен на зрелость»).

Именно осознание смысла жизни человека я считаю главным достижением своей жизни, чем и горжусь. Это открыло мне глаза на пути развития истории человечества и озарило светом всю мою новую жизнь – как вдруг пробившийся свет из далекого конца туннеля, скрытого до того за поворотом – и сразу стало ясно, куда идти и на что надеяться, и где «правда». И произошло это за две недели до «миллениума» - наступления нового, 2000 года – я этот день «прозрения» запомнил на всю жизнь. (В тот день проходила научная конференция в МГУ, посвященная двухлетию со дня кончины выдающегося ученого современности Побиска Георгиевича Кузнецова, разработавшего теорию инженерного планирования развития общества. Случайно прочитал статью в газете «Завтра» о нем и его идеях, и меня, рядового «изолированного» инженерного «философа-самоучку», поразило, насколько совпали наши мысли и подходы – не сравнивая масштабы! - и порадовало, что были такие прогрессивные ученые, работавшие в этом направлении, последователи великого Вернадского, и поддержало в дальнейших размышлениях на эти темы.)

А все началось с увлечения садоводством в конце 80-х г.г. и попыток разобраться, как делать обрезку «простой» смородины (мой начальник отдела космической электроники в головном ЦНИИ, который тогда собирался на пенсию и купил маленькую дачку, вызывал меня в конце рабочего дня в кабинет, запирал его на ключ, спрашивал, как это правильно делать, а я в горячей дискуссии пытался ему доказать, как надо - с позиции моей будущей «теории», которая тогда только чуть намечалась). А теперь уже мой брат, который знает «теорию» и технические системы дисциплины гораздо лучше меня, продолжил с моей подачи моделирование, но уже социальных систем (от неорганизованного дикого общества, через либерально-рыночное и командно-административное до социалистического и коммунистического). Доказал огромные преимущества коммунистической модели в эффективности, целую книгу написал, на 300 стр., с теоретическими обоснованиями, через корреляционные интегралы и теорию управления. И все остановиться не может, перерабатывает и дорабатывает… А начиналось тоже с моего «простого» ему вопроса, возникшего по садоводству: «Как неравенство в величине и уровне потребления элементов биосистемы отражается на ее продуктивности?». А когда-то смеялся над моими потугами и расчетами, разработкой «липовой», «искусственной», «абстрактной» модели, попытками физической интерпретации функционирования «живых» биообъектов, организмов…

Так распространяется «зараза познания», которую не остановить буржуям никакими авторскими правами на «интеллектуальную собственность» (предрассудки буржуазного мышления – на распространение полезных знаний нельзя накладывать никаких ограничений, это противоречит прогрессу), а возможности для творческого развития людей теперь, с появлением портативной оргтехники, персональных компьютеров и интернета, стали почти безграничны…

Да здравствует садоводство – ключ к пониманию жизни и трудовому воспитанию! «Изучайте физику – и Вы станете коммунистом» - так часто теперь я говорю при каждом подходящем случае. Понимание жизни в целом – главный итог данной работы. Она позволила связать воедино все, чему меня учили родители, в школе, техникуме, институте, аспирантуре, при работе в трех оборонных НИИ в течение почти 30 лет – пригодились полученные знания в самых различных областях - от биологии, физики, химии, математики, техники – до философии и научного коммунизма. Живите и развивайтесь, следующие поколения, ищите свои истины, открывайте заново «Америки» и «велосипеды» – а «я себе уже все доказал.

                                                                    Абакумов Александр Петрович     24.03.05

ЛИТЕРАТУРА

Р. П. Кудрявец «Обрезка плодовых деревьев и ягодных кустарников: Альбом». – 2-е издание, переработанное и дополненное, - М. Колос, 1988.

А. С. Девятов «Как правильно формировать и обрезать плодовые деревья и ягодные кусты».  Мн. Ураджай, 1995.

В. И. Сусов «Повышение зимостойкости и урожайности плодовых деревьев». М. Издательство МСХА, 1993.

А. П. Абакумов «Моделирование плодовых деревьев». Рукопись, 1991-2001.   Разделы:

4.1.  Пространственная модель - для определения продуктивности различных    видов крон. Расчет коэффициентов эффективности типовых видов и форм крон (без учета внутренних потерь).

4.2.  Временная модель – для описания процессов энергетического обмена между   надземными и подземными частями дерева за вегетативный цикл.

Иерархическая модель – для описания процессов энергообмена между элементами растения по закону соподчиненности.

Демографическая модель – для определения возрастных изменений в растении.

А. П. Абакумов «Сборник статей». Рукопись. Статьи:

5.1. Садовод – правитель и организатор природы.

5.2. Обобщенные законы интенсивного садоводства.

5.3. Культура – основа   высокой продуктивности.

5.4. Гиганты или карлики? Сила или трудолюбие?

5.5. Идеальная яблоня для Подмосковья.

5.6. Мещерский сад (наблюдения).

5.7. Определитель  сортов плодовых деревьев по результатам их испытаний  в Шатурском районе.

5.8.  Советы начинающим садоводам: как правильно подобрать видовой и сортовой состав плодовых деревьев и ягодных кустарников и др..

5.9.  Садоводство в вопросах и ответах.

5.10. Интенсивные сады.

5.11.  Садоводство – не источник дохода, а удовольствие.

5.12.  Смысл жизни.

6.0. Р.П.Кудрявец. Серия популярных статей по садоводству в журнале «Приусадебное хозяйство», 1989-1990. 

7.0. Слаборослый интенсивный сад. Коллектив авторов. Составитель В.А. Потапов. М. Росагропромиздат. 1991.

8.0. Сорта яблони и груши /Справочное пособие. – Орел. ОГТРК. 1993.

9.0. А. Д. Бурмистров, В. И. Степанычев. Слаборослая яблоня в коллективном саду.  Ленинград, ВО Агропромиздат. 1991.

10.0. И. Г. Фулга. Основы виноградарства и плодоводства.  Учебник для техникумов. Москва, ВО «Агропромиздат», 1989.

11. Н.И.Курдюмов. Формировка вместо обрезки. Ростов-на-Дону  ИД Владис   2003.

12. Сусов В. И.  Новое в плодоводстве Мичуринского сада ТХСА. Москва, Издательство МСХА, 2001.

        Абакумов Александр Петрович,  радиоинженер и садовод-самоучка.       Март 2001г., редакция и дополнение - Март 2005 г.

     127572,  Москва,  ул. Череповецкая, д. 5/14, кв. 139 д., тел. 400-58-44