1. Вид биологических кривых. Практически все зависимости интенсивности биологических процессов от воздействующих факторов имеют вид куполообразных функций, которые нередко называют биологическими кривыми. Обобщенный вид такой кривой приведен на рисунке.

Рис.1. Обобщенный вид биологической кривой – зависимости биологического процесса от физического воздействующего фактора.

Вид этой кривой весьма характерен: имеется диапазон действующего фактора при котором достигается максимум интенсивности рассматриваемого биологического процесса. А при увеличении или снижении параметра физического фактора этот биологический процесс идет на убыль. Это очень характерная зависимость. Причем ширина «купола» указывает на биологическую устойчивость растений и характеризуется в биологии понятием толерантности. А значения параметров физических факторов, отвечающих «куполу» этой функции – это биологический оптимум. Это оптимум может быть характерен как для отдельного биологического процесса, так и условий жизни экосистемы. С таким видом кривых зависимости биологических процессов (например, фотосинтеза, дыхания, роста, продуктивности и проч.) от внешних физических факторов (температуры, концентрации СО₂, влажности и проч.) мы не раз столкнемся в нашем курсе, еще не раз вернемся к функциям, описывающим такую куполообразную зависимость.

2. Применение физических законов (прежде всего закона баланса и переноса веществ и энергии) обязательно требует соблюдения правила сохранения размерностей. Поэтому все физические величины имеют свою размерность, которая сохраняется всегда. И при описании биологических процессов физическими методами также необходимо соблюдение этого правила, так как определенным итогом изучения процесса является математическое уравнение. А нем размерность левой и правой частей должна совпадать. Это обязательное условие для физического описания процессов. Это условие возникает еще и из-за необходимости соблюдать баланс веществ и энергии в рассматриваемой системе. Оно особенно важно в агрофизике, так как наша наука захватывает различные разделы физики, где фигурируют разнообразные размерности. Например, при изучении световых потоков, используются такие единицы системы СИ, как кандела, люмен, люкс, а также внесистемные - «фот», «стильб». Необходимо знать и уметь переводить единицы измерений из одной размерности в другую.

3. В предмете агрофизика основной пространственный масштаб – это агроценоз. Следует подчеркнуть, - именно агроценоз, не отдельное растение или его клетка (это область физиологии, биохимии и биофизики растений), не отдельный почвенный индивидуум (это область почвоведения и физики почв), а система «почвенный покров поля – агрофитоценоз- деятельный слой атмосферы поля». В агрофизике, как и в других науках о биосфере, следует различать несколько иерархических пространственных уровня:

элементарный – это уровень почвенного разреза, растения и воздушной среды около растения;

уровень агроценоза - почвенный покров со свойственным ему агрофитоценозом и и приземным слоем атмосферы. Это, как уже указывалось, основной иерархический уровень исследования агрофизики.;

ландшафтный уровень – включает уже несколько агроценозов, имеющих характерный водосбор, чередование агрофитоценозов и мезоклиматических условий.

На любом из указанных пространственных уровней добавляются некоторые специфические, свойственные данному масштабу, законы и закономерности. Мы же должны четко представлять, что центральный масштабный уровень современной агрофизики – это уровень агроценоза, основные физические законы и закономерности которого мы и будем изучать. Впрочем, весьма часто привлекая материал и из более низких уровней для понимания фундаментальных процессов, происходящих в агроценозе.

4. И еще одна особенность агрофизического подхода к описанию биологических процессов. Дело в том, что биологические процессы, - процессы роста, развития, - это стадийные процессы. Одна стадия развития закономерно сменяется другой в процессе периода вегетации, или, как это принято в биологии, в процессе онтогенеза. Описать такую стадийность на основании рассмотрения биологических процессов не всегда удается из-за сложности, многофакторности, а иногда, и просто неизученности явления перехода одной стадии в другую. На вопросы «Почему? Когда?» одна стадия развития сменяет другую нередко просто нет ответов. В агрофизике поэтому разработан интересный подход: надо найти связь наступления стадии с некоторым кумулятивным (т.е. накапливающимся) фактором внешней среды. Например, с суммой положительных температур. Вот этот кумулятивный фактор уже достаточно устойчиво для данного вида растений связан с наступлениями той или иной стадии. В этом и заключается один из специальных агрофизических подходов, который нередко нами будет использован в данном курсе.