[pic],
(1) где [pic] - количество одинаковых компонентов системы структурного и функционального объединения органов архитектоники растения в разрезе каждой её основной функции;
[pic] - масштаб в разрезе иерархии ([pic] и т.д.) каждой основной функции;
[pic] - порядок ветвления. В формуле (1) [pic]изменяется по мере нарастания объёма кроны, а количество ветвлений в модуле «с» зависит от их целесообразности, которая определяется из табл. 4 и рис. 2, где увеличение в скелете коли-чества компонентов первого порядка ветвления ведёт к потере темпа набора объёма кроны. Лучшими являются двухкомпонентное ветвление ранга [pic] (вариант I) и двенадцатикомпонентное ветвление в плодообразующем слое древесины ранга [pic] (варианты I и II) [125].
[pic]
Рис. 2. Закономерность набора объёма кроны в зависимости от интенсивности её ветвления [pic]
Наращивание остальных порядков ветвления не имеет смысла, так как темп увеличения объёма кроны асимптотически приближается к масштабу [pic], который следует считать нижним критерием ветвления, так как при [pic] остаётся только побег продолжения, а при [pic] растение превращается в плеть (ствол). В настоящее время [pic] используется в насаждениях короткого цикла, например, садах - питомниках [93] и петлеобразном кордоне виноградного куста [113].
Таблица 4
Морфологическая матрица данных членов формулы Мандельброта (1)
|Иерар-х|Варианты ветвления по рангам | |ия | | |ран-гов| | |вет- | | |вления |I |II |III |IV | |[pic] |Коли-че|[pic] |Коли-ч|[pic] |Коли-ч|[pic] |Коли-ч|[pic] | | |ство | |ество | |ество | |ество | | |[pic] |0 |1 |0 |1 |0 |1 |0 |1 | |[pic] |2 |0,5 |3 |0,33 |4 |0,25 |5 |0,2 | |[pic] |6 |0,408 |6 |0,408 |8 |0,353 |12 |0,437 | |[pic] |12 |0,437 |12 |0,437 |16 |0,397 |24 |0,451 | |[pic] |24 |0,451 |24 |0,451 |32 |0,421 |48 |0,461 | |[pic] |48 |0,461 |48 |0,461 |64 |0,435 |96 |0,468 | |[pic] |96 |0,468 |96 |0,468 |128 |0,444 |192 |0,473 | |[pic] |192 |0,473 |192 |0,473 |256 |0,468 |384 |0,476 |
Развитием работ [93 и 113] нами установлено, что крона многолетнего растения строится посредством модуля «с» темпоральными слоями (рис. 1), поэтому возможна её формализация в виде четырёхмерного пространства Генриха Минковского (рис. 3).
Согласно рис. 3, координаты [pic] и время [pic] реализуются в своих главных чертах - вдоль ряда «[pic]» и его поперечном сечении «[pic]», «[pic]». С математической точки зрения они равноправны, так как прошедшее, настоящее и будущее этих компонентов кроны запрограммировано генетически в пределах статической концепции
Рис. 3. Формализованный вид кроны многолетнего растения через пространственные координаты [pic] и время [pic] времени [pic] (по Козыреву), поэтому может быть для каждого варианта табл. 4 отображено моделью
[pic](2) где[pic],[pic],[pic] - количество ветвлений по рангам [pic];
[pic] - объём темпорального слоя [pic].
При асимптотическом приближении к нижнему критерию ветвления (рис. 2), последующие за третьим членом модели (2) по своему объёму будут близки третьему члену, поэтому он может быть отображён в модели (2) в периоде.
Создавая почвообрабатывающие комплексы для садоводства, виноградарства и питомниководства, мы установили идентичность влияния на почву в этих насаждениях факторов природного и антропогенного происхождения. В качестве природного фактора - водная эрозия, а антропогенного - утяжеление почвы техникой, что ускоряет процесс слитогенеза в землепользовании и, в конечном итоге, способствует переувлажнению земель за счёт потери почвой естественной дренированности. Установлено, что способы возделывания многолетних насаждений влияют на дренированность почвы в междурядьях из за однообразия механических воздействий на неё в течении всей жизни насаждения [16, 23, 25, 28, 69, 92]. Различия в толщине слоёв одной массы до возделывания и после доходят до 0,1 м за вегетацию. К концу периода вегетации уплотнение машинами верхних 0,4 м рыхлого выщелоченного чернозёма Прикубанья уменьшает толщу у этого слоя по следу трактора на 25 %, а проходы почвообрабатывающих машин - не менее, чем на 10 %. В слое 0,00 ... 0,39 м на виноградниках в конце вегетационного периода можно встретиться с тремя типами распределения плотности почв - равномерное по всей толщине слоя в ряду, более плотное сверху в колее трактора и более плотное внизу в центре междурядья - «плужная подошва».
Эти данные подтверждены структурным анализом образцов приёмом деинтеграции (Г.Н.Теренько, С.Ф.Неговелов, В.А.Бондарев, 1979). В большинстве образцов выход агрономически ценной структуры превышал 80 % от их массы. На этом фоне резко выделялись образцы, взятые в колее. Даже интенсивная деинтеграция не смогла разрушить созданных трактором глыб; структура не только сжата и деформирована, но кое где полностью нарушены её прежние границы. Поэтому не только осталось больше глыб, но и сама агрономически ценная структура отличается по характеру от верхнего слоя в ряду, где преобладает более мелкая структура, размером от 3 до 0,25 мм, её доля в агрономически ценной структуре 63[pic] 2,8% при коэффициенте варьирования 10,8%. В колее, наоборот, преобладают более крупные фракции 3 ... 7 мм, которые составляют 69[pic] 4,9% при коэффициенте варьирования 17,5%. Интерпретируя полученные результаты исследования и увязав их с информацией использования почвы однолетними посевами, мы сделали вывод [99], что уплотнение пахотного и особенно подпахотного слоя вносит глубокие изменения в водный режим преобладающих на юге тяжелосуглинистых и глинистых структурных чернозёмов. При насыщении влагой уплотнённых слоёв следует ожидать ухудшения аэрации корнеобитаемого слоя, где водоудерживающие капилляры сильно сжаты, а это может в более глубоких неуплотнённых слоях сильно понизить полезную влажность. Опыты с внутрипочвенными бороздователями [121] показали, что запасы продуктивной влаги в корнеобитаемом слое сада снижаются от этого почти вдвое. Вода, просачиваясь сквозь узкие капилляры уплотнённого слоя, заполняет такие же тонкие капилляры более глубоких слоёв, а более широкие, которые в нормальной по плотности верхних слоёв почвы заполнялись водой, остаются пустыми. Кроме того, на склонах уплотнение ведёт к прямым потерям влаги. Водопроницаемость почвы понижена и сток во время дождя увеличивается, образуя в междурядьях мочажины [33]. Это и прямая потеря влаги для урожая текущего года и усиление эрозии почвы, то есть потенциальная потеря урожая последующих лет.
С позиции физики процесса, приобретение почвой плотности во время потери влаги следует квалифицировать, как процесс становления пласта до появления эффекта «каркаса». Принимая во внимание тот факт, что между механическим составом, влажностью и способностью почвы к уплотнению существует определённая связь, а утяжеление почвы в зарегулированных междурядьях зависит от времени года[23], в «каркас» твёрдой фазы будут упаковываться механическим путём разбухшие коллоидные частицы, которые покажут достижение эффекта «каркаса» ещё на не высохшей почве, поэтому в раннем периоде вегетации эффект «каркаса» будет кажущимся (неустойчивым). Это подтверждается исследованиями утяжеления почвы в междурядьях виноградников Краснодарского края в 1962 ... 1980 г.г. [69], (табл. 5) .
Таблица 5
Динамика коэффициента утяжеления почвы ([pic]) в междурядьях виноградника
|Сроки |Среднее по |Элементы междурядья | |наблюдения |междурядью |ряд |колея |междурядье | |май |0,99 |1,00 |1,15 |0,83 | |июнь |1,17 |1,03 |1,50 |0,98 | |июль |2,31 |2,06 |2,63 |2,23 | |октябрь |2,23 |1,87 |2,45 |2,38 | |ноябрь |1,11 |1,19 |1,08 |1,05 |
Из табл. 5 следует, что кажущийся «каркас» возможен до июля. С июля по октябрь он будет уже истинным и имеющим наибольшую несущую способность. Эта способность приобретается почвой за счёт воздействия на неё двух факторов: природного, вызванного диффузией влаги в системе «почва - атмосфера - почва» (внутренний деформатор) и антропогенного, вызванного воздействием средств ухода (внешний деформатор). Из - за различной интенсивности испарения влаги из почвы влияние природного деформатора переменно, в то время как антропогенный деформатор, состоящий из одного и того же энергетического средства, воздействует на пласт одной и той же массой. То есть приобретение почвой несущей способности в междурядьях многолетних насаждений не стационарно из - за природного фактора - влажности.
К концу лета влажность почвы в пахотном горизонте всего междурядья уменьшается в 1,5 ... 2 раза [69]. К этому времени явно проявляется особенность «всплытия» твёрдости почвы, в результате чего до глубины 0,1 ... 0,15 м пахотный горизонт превращается в монолит, обладающий максимальной несущей способностью, но, в силу усадо-чных явлений, он разрывается на крупные отдельности, образуя трещины глубиной до 1 м. и более. При этом почва в горизонте 0 ...0,1 м. на 10 ... 15 % влажнее горизонта 0,1 ... 0,2 м. и на 20 ...25 %, чем в горизонте 0,2 ... 0,3 м. То есть, несмотря на вертикальные трещины, в монолитах сохраняется «подошва», образованная проходами стрельчатых лап, которая способствует зависанию осадков и капиллярному подтягиванию влаги нижних слоёв. Наличие «подошвы» в монолитах доказано графическим отображением информации табл. 5 (рис. 4).
Рис. 4. Динамика коэффициента утяжеления почвы [pic] за вегетацию в ряду ([pic]), в колее ([pic]) и междурядьи ([pic])
Из рис. 4 следует, что в междурядье процесс утяжеления почвы продолжается до октября (отрезок [pic]) за счёт отдачи влаги в атмосферу через капилляры «подошвы».
Нами установлено, что абсолютная величина твёрдости почвы в междурядьях многолетних культур Северного Кавказа по годам варьирует в сильной степени, но её относительные показатели между полосами (в ряду, колее и вне колеи междурядья) более или менее стабильны, поэтому они могут быть определены отношением средней твёрдости почвы пахотного горизонта в различное время вегетации и в различных полосах междурядья к величине твёрдости почвы начала вегетации в ряду [69].
Так как структурные схемы посадок садов и виноградников по параметрам междурядий и рядов аналогичны, а принципы уходных работ идентичны (табл. 1), то приведённое состояние обрабатываемого слоя почвы является общим для всех многолетних насаждений Северного Кавказа. В связи со стремлением в архитектонике насаждений к уменьшению ширины междурядий, то полосный структурный характер утяжеления почвы в междурядьях может быть отображён изолиниями твёрдости, части которых изменяются по законам тригонометрических функций [23].
[pic], где [pic] и [pic] ;
[pic] - максимальная амплитуда изолиний в первом и третьем полупериодах, м;
[pic] - период изолинии, равный ширине колеи трактора, м;
[pic] - ширина междурядья, м.
Установлено [16, 23, 25, 28, 69, 82, 92, 99], что среда порождает ограничения почвенным параметрам многолетних насаждений природными температурными факторами климата. Влажность и перемещение воздушных масс являются при этом усиливающими факторами течения его годичного цикла. Для равнинной части Кубани в усреднённом виде за последний столетний период эти факторы отображены на циклограмме (рис. 5)
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
