Текст книги "Занимательная агрономия"
Автор книги: Алексей Дояренко
сообщить о нарушении
Текущая страница: 3 (всего у книги 13 страниц)
Солнечный насос для поливки
Почти все виды энергии, используемые нами, являются так или иначе переработанной энергией солнечного луча.
Могучие гидроэлектрические станции дают энергию за счет падения воды. Поднятая солнечным теплом в облака вода падает на возвышенные места суши, откуда сила ее падения движет турбины и дает электрический ток.
Ветряные двигатели и парусные суда движутся силой перемещения масс воздуха благодаря нагреванию его солнцем и созданию воздушных течений или ветров[7]7
Лишь пассатные ветры, обусловливаемые отставанием воздушных масс от вращения земли вокруг своей оси, в основе своей имеют силу всемирного тяготения, а не тепло солнечного луча. И это почти единственный случай технического использования энергии вне солнечного луча, не считая атомной энергии.
[Закрыть].
Солнечный луч, превращенный зеленым растением в органическое вещество (при разрушении которого выделяющаяся энергия – законсервированный солнечный луч), служит источником жизни для всех организмов на земле, в том числе и человека.
Наши машины работают при сжигании угля и нефти. Уголь, торф, нефть являются также продуктом работы зеленых растений в доисторические эпохи, законсервировавших солнечный луч в форме горючих веществ.
Питаясь сами и питая свои машины солнечным лучом, мы всегда используем его через посредство многих промежуточных передатчиков – воду, ветер, растения, теряя по пути большую часть первоначальной энергии и завися от этих посредников. Естественно, что человеческая мысль издавна и непрерывно стремится найти пути прямого, непосредственного использования энергии солнечного луча, пытаясь заставить его нагревать, двигать и производить необходимое для человека.
Существуют даже многочисленные образцы таких «солнечных машин» и «печей», пока еще не имеющих широкого практического применения из-за их несовершенства, но уже определенно намечающих пути использования солнечной энергии «без вредных посредников».
И теперь уже имеется очень простая конструкция – «солнечный насос» Мушо, который может быть устроен домашними средствами и использован, например, для поливки гряд и цветников. Он основан на нагревании воздуха солнцем и охлаждении его при испарении воды, сопровождаемых расширением и сжатием воздуха, которые можно использовать как поршень насоса для поднятия воды на некоторую высоту.
Устроить этот насос можно следующим образом: нужно сделать из листового железа большую плоскую коробку, например из двух листов кровельного железа, склепав их на расстоянии 5-10 сантиметров, чтобы получилась коробка размером в кровельный лист (рис. 8, АБ), вышиной 5-20 сантиметров (во избежание прогибания внутри нужно проложить планки или прокладки вышиной 5-10 сантиметров). Все борты необходимо тщательно пропаять для полной герметичности, от этого зависит весь успех. Полезно проверить герметичность при помощи самодельного ртутного или водяного манометра из длинной V-образной трубки с жидкостью, присоединив ее к ящику, надувая воздух и следя по уровням жидкости в трубке, не падает ли давление в коробке.
Рис. 8. Насос Мушо: АВ – коробка; аб – ее зачерненная крышка; д – желоб; ДЕ – трубы; НМ – клапаны; в – сифон.
Для лучшего нагревания верхняя сторона коробки (рис. 8, аб) окрашивается в черный цвет. Эту коробку помещают на наклонной крыше какого-нибудь навеса, беседки, сарая или специально устанавливают на столбах против солнца с наклоном на юг, чтобы солнечные лучи падали на него возможно отвеснее. К коробке при помощи впаянной в ее стенку трубки присоединяют трубу (рис. 8, Д), погруженную нижним концом в водоем (пруд, канаву, колодец, чан с водой и т. п.). Примерно у поверхности земли в этой трубе устраивается обыкновенный насосный клапан (рис. 8, Н), открывающийся вверх (пропускающий воду вверх и не пропускающий вниз).
Непосредственно над клапаном в трубе делают боковой отросток, от которого поднимается второе колено трубы (рис. 8, Е), доходящее своим верхним концом до верхнего ящика и выливающее воду на поверхность коробки. В этом колене внизу устраивают такой же клапан (рис. 8, М), открывающийся также вверх. По нижнему борту коробки устраивают желоб (рис. 8, д), собирающий воду и отводящий ее или прямо на поливаемую грядку, или в подвешенный бачок, из которого вода выливается в нужном месте через обыкновенное ситечко на грядку. Перед началом работы этого насоса все трубы заполняются водой, после чего и присоединяются к коробке[8]8
Полезно у соединения трубы с коробкой устроить ответвление с хорошим краном для регулирования количества воздуха и давления ящика таким образом, чтобы в нем было атмосферное давление при промежуточной температуре между крайними точками охлаждения и нагревания, для чего при начале работы надо открыть ненадолго кран, чтобы выравнить давление в ящике и снаружи.
[Закрыть].
Работа насоса будет происходить следующим образом: при нагревании коробки солнцем воздух в ней расширится и вытолкнет часть воды (или всю, в зависимости от степени нагревания) из обоих колен труб на ее поверхность; вода охладит воздух в коробке, стечет по желобу, а испарение мокрой поверхности охладит воздух, сожмет его, и вода поднимется из резервуара в трубы; следующее нагревание вновь вытолкнет воду на поверхность коробки и т. д. Чем жарче будет солнце, то есть чем больше грядки будут требовать поливки, тем сильнее и чаще будет работать насос; в пасмурные дни, не требующие поливки, он будет прекращать работу.
Необходимое оборудование: два листа железа, две железные трубы, два насосных клапана, открывающихся вверх, черная краска.
Как правильно поливать гряды
При поливе гряд, особенно если почва сильно пересохла, очень часто дают сразу большое количество воды, и можно заметить, что поверхность почвы при этом сильно заплывает, образуется полужидкая грязь, не позволяющая воде проникать в почву; вода стекает в борозды, и поливка не достигает цели. А как только поверхность почвы подсохнет, на ней образуется плотная корка, способствующая быстрому просыханию большой толщи почвы ввиду быстрой подачи воды к поверхности по восстановленным капиллярам.
Такая неумелая поливка не может принести какой-либо пользы, а, наоборот, ведет к пересыханию почвы, не говоря уже о других ее отрицательных сторонах (образование корки, задержка всходов, уменьшение проветривания почвы и др.).
Такое заплывание почвы при поливке происходит оттого, что воздух, находящийся в капиллярах сухой почвы, при заливании ее сразу большим количеством воды вырывается из почвы и разрушает ее комочки, превращая их в пыль. Пыль сначала способствует размыванию почвы, а потом образует корку и препятствует пропитыванию почвы водой, Все это очень легко предотвратить, если сначала слегка взбрызнуть поверхность почвы водой, чтобы все капилляры всосали воду и воздух вышел из них постепенно. Тогда поливка почвы, лишенной воздуха в капиллярах, не разрушит комочков почвы и не вызовет ее заплывания. Вода будет хорошо проникать в глубину, не стекая в борозды, главное же – после поливки не образуется почвенной корки, а вода в почве будет дольше сохраняться.
Явление размывания сухой почвы водой и сохранение комочков в воде, если их предварительно смочить, легко наблюдать в простом опыте. Возьмите несколько крупных комочков сухой почвы, часть их положите на мокрую тряпочку, чтобы они напитались водой, а часть оставьте сухими; потом смочите их водой (отдельно в стакане). Вода сразу размоет сухие комочки, они дадут муть и превратятся в жидкую грязь. Предварительно пропитанные водой комочки не будут размываться даже при побалтывании стакана и при долгом намокании в воде, они распадутся лишь на более мелкие комочки и не дадут ни мути, ни грязи.
Теперь мы видим, что для того чтобы поливка дала наилучшие результаты, следует сначала слегка взбрызнуть почву и только потом обильно полить водой, следя, чтобы вся вода впитывалась почвой, не застаивалась и не стекала.
Это обстоятельство очень хорошо учитывают опытные колхозники в Средней Азии при орошении полей. Они знают, что если напустить воду на высохший участок сразу, то поверхность почвы быстро заплывет, вода не пропитает почву и уйдет по отводным бороздам. Чтобы избежать этого и задержать побольше воды в почве, они пускают в первые моменты полива воду тонкой струйкой по бороздам, как там называют змейкой. Как только от этой змейки поверхность гряд смочится (благодаря капиллярному ее распространению по почве), воду пускают полностью. Почва, лишенная капиллярного воздуха, не заплывает, хорошо пропитывается водой и задерживает ее в достаточном количестве. Чтобы даже после правильной поливки гряд (с предварительным взбрызгиванием) подольше сохранить воду в почве, необходимо разрыхлить поверхность гряды, как только это станет возможным, чтобы свести к минимуму подачу воды по капиллярам к поверхности почвы и ее высыхание. Тогда вода сохранится в почве долго, будет потребляться только растениями и не потребуется частой поливки.
Рыхление поверхности гряд после полива является настолько действенным средством сохранения влаги в почве и обеспечения ею растений, что овощеводы называют этот способ сухой поливкой, придавая ему большее значение, чем частым и слабым поливам.
Частые и неумелые поливы способствуют даже более резкому высыханию почвы, так как, смачивая лишь ее поверхность, они не обеспечивают водой корни растений, а с другой стороны, создавая постоянно почвенную корку, они способствуют испарению не только воды, даваемой при поливке, но и запасов ее в почве.
Отсюда основное правило поливов: давать обильные, хотя бы редкие поливы, с указанными предосторожностями и следом проводить поверхностное рыхление, поддерживая верхний слой почвы в состоянии разрушенных капилляров (разорванного фитиля), что способствует сохранению влаги в почве.
Разумеется, несколько иначе обстоит дело при прорастании семян, до появления всходов. При этом необходимо поддерживать влажность поверхностного слоя почвы, где находятся семена, и не допускать его до просыхания. Поэтому, пока семена не взойдут, иногда полезны бывают частые легкие поливы. Но и здесь гораздо надежнее рассчитывать на питание семян влагой снизу, за счет запасов ее в почве, обеспечивая ее поступление к семенам и предохраняя от испарения специальными приемами.
Для этого необходимо, чтобы семена при посеве были помещены на уплотненную почву (быстро подающую воду) и прикрыты рыхлой почвой (не позволяющей воде испаряться). Достигается это тем, что, проведя бороздку для посева семян, дно ее несколько уплотняют и при посеве семена слегка вдавливают в уплотняемую почву. Засыпают же семена очень рыхло (защипывают), чтобы дать к ним доступ воздуха и предохранить от испарения воду, привлеченную уплотнением почвы (иногда у особо требовательных семян, как, например, огурцы, засыпают семена не почвой, а перегноем и т. п.).
Это правило помещать семена при посеве на границу между рыхлым и плотным слоем почвы играет большую роль в полеводстве, объясняет положительные результаты рядового посева и роль различных сошников сеялки. Сошник сеялки, разрыхляя слежавшуюся до посева почву, помещает семена на дно этого рыхлого слоя. Отсюда понятно, что сошники, не рыхлящие дна бороздки или даже слегка уплотняющие его, как, например, сошники анкерного типа, дают лучшие результаты, чем сошники, рыхлящие дно бороздки или (как у дисковых сеялок) помещающие семена не на дно бороздки.
Все это ярко свидетельствует о том, как знание элементарных физических явлений позволяет применять их на пользу, и показывает, какие ошибки могут происходить при игнорировании их или слепом подражании традиционным приемам, не учитывая иногда многих мелких деталей, являющихся часто решающими.
Глава II
ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ И РОЛЬ ПОЧВЫ В ЭТОМ
Выращивание растений в бутылке при отсутствии или недостатке какого-либо питательного вещества
ля выращивания растений в бутылке мы брали ничтожное количество питательных веществ – один порошок весом немного меньше 1 грамма. А между тем без этого хотя бы и малого количества солей растение не может дать урожая; кроме того, если из этой смеси солей отнять любую из них, как бы она ни была мала, растение также не даст урожая. Оно будет все время развиваться и даже попытается в свое время цвести, но останется «карликом», и по сравнению с весом семени почти никакого прироста не получится.
Попробуйте вырастить какое-нибудь растение в чистой воде, не прибавляя к ней порошка питательных веществ, в воде с питательными солями, но без одной их составной части и в полной питательной смеси, и вы получите интересную картину развития растений; кроме того, установите ряд важных теоретических и практических положений, объясняющих многое в жизни полевых культур.
Чтобы вырастить растения в питательном растворе при недостатке какого-либо одного питательного элемента, составьте порошки, а потом сделайте из них раствор, как уже было указано в первой главе настоящей книги. Если вы хотите вырастить растение без азота, исключите первую соль – азотнокислый кальций; без фосфора надо исключить вторую соль – фосфорнокислый калий; без калия надо исключить третью соль – хлористый калий и заменить фосфорнокислый калий (так как он содержит калий) фосфорнокислым кальцием и т. д.[9]9
Устраняя из полной питательной смеси какую-нибудь соль, мы в большинстве случаев лишаем ее двух элементов питания, входящих в ее состав. Например, исключая первую соль – азотнокислый кальций, мы лишаем растение азота и кальция. Поэтому, чтобы проделать этот опыт в чистоте, нужно заменить кальций какой-нибудь другой его формой. Когда мы исключаем вторую соль, мы лишаем растение только фосфора, так как калий имеется в третьей соли. Но для наших целей, то есть чтобы убедиться в необходимости для растения каждого элемента, можно удовлетвориться вышеуказанным способом.
[Закрыть].
Наблюдая за ростом и развитием растений в таких трех питательных средах, вы увидите, что семена во всех бутылках (с различными растворами) не погибнут и из них будут развиваться растения. Но растения, выращиваемые на полной питательной смеси, быстро тронутся в рост и станут развиваться нормально, а все остальные, независимо от того, какого элемента им не хватает, дадут крохотные растения, карликового вида – 10–20 сантиметров высоты, но с развитыми листьями, а иногда и с крошечными колосками (рис. 9 и 10).
Рис. 9. Растения, выращенные при отсутствии какого-либо элемента питания. Табак. Водная культура. Сосуды: 1 – даны все питательные соли; 2 – исключен азот; 3 – исключен фосфор; 4 – исключен калий.
Рис. 10 Овес. Песчаные культуры. Сосуды: 1 – чистый песок; 2 – даны все питательные соли; 3 – исключен азот; 4 – исключен фосфор; 5 – исключен калий.
Эти растения будут все время живыми и одновременно с нормальными растениями будут проходить все фазы развития, но по сравнению с семенами в весе не дадут прироста, так как они существуют только за счет запасов питательных веществ в семенах. Чем крупнее семена, тем крупнее вырастут и карликовые, или, как их называют, предельные растения. И если убрать их урожай, высушить и взвесить его, то вес его будет всегда меньше веса семян (так как часть запасов семени истрачена на дыхание растений).
Ну, а что же будет, если лишить растение какого-нибудь питательного элемента не совсем, а дать его в количестве, недостаточном для получения полного урожая?
Это очень важный для практики вопрос, так как именно такие случаи всегда и встречаются в жизни. Его легко выяснить при небольшом усложнении только что описанного опыта. Для этого прибавьте еще несколько бутылок, в которые налейте такие питательные смеси, чтобы интересующий вас питательный элемент был в разных, возрастающих от нуля количествах. Например, для азота можно иметь такой ряд: без азота; 1/10 нормы азота; 2/10; 3/10; 1/2; 3/4 нормы азота и полная питательная смесь. Мы рекомендуем более дробную градацию взять для малых количеств потому, что в предлагаемых нами нормах питания растений (наш рецепт) предусматривается некоторый избыток солей, и небольшое уменьшение его может не дать эффекта в опыте.
При развитии растений, особенно по мере приближения к их созреванию, обнаружится очень интересная зависимость: рост растений и их урожай будут правильно повышаться от карликовых растений до растений, выращиваемых на полной питательной смеси, а высота урожая будет зависеть от дозы недостающего элемента, несмотря на присутствие всех остальных в достаточном количестве (рис. 11 и 12).
Рис. 11. Разные дозы азота.
Рис. 12. Разные дозы калия.
Это явление и повторяется очень часто на наших полях. Такого случая, чтобы какого-нибудь элемента, необходимого растению, совсем не было в почве, почти никогда не бывает, но в большинстве случаев для получения полного урожая не хватает какого-нибудь питательного элемента. Вот тогда и наступает то, что получается в наших бутылках, где дана недостаточная доза какого-нибудь элемента. Урожай определяется наличием этого недостающего элемента, и чтобы повысить урожай, нужно пополнить именно этот недостающий элемент.
Чтобы вы ни делали с другими элементами, вы не сможете заметно поднять урожай, пока не восполните недостаток именно этого элемента (то есть заменить его другим невозможно). Отсюда вытекает одно из основных правил – для повышения урожайности прежде всего надо узнать, в чем причина низкого урожая, чего для его поднятия не хватает? И только возмещением этого недостатка можно достигнуть заметного увеличения урожая. Воздействием же на другие стороны жизни растений почти никаких результатов нельзя достичь, так как решающим условием (фактором) является недостающий элемент.
А как часто пытаются поднять урожай, не зная этого решающего фактора! И всегда это бывает без результатов.
Например, если низкие урожаи получаются от недостатка влаги, то никакое удобрение не даст заметного повышения урожая, пока он не будет обеспечен влагой. Если в почве недостает азота, то никакое удобрение другими элементами (суперфосфатом или калийными удобрениями) не даст результатов, пока не будет внесена селитра или аммиачные соли (содержащие азот).
Бывают случаи, когда не хватает нескольких элементов питания, тогда пополнение каждого из них может дать некоторый результат, но полный эффект получится только от пополнения всех недостающих элементов.
Итак, ясно, что очень важно уметь узнавать, каких питательных элементов не хватает в нашей почве, чтобы, внеся их в виде минеральных удобрений или обеспечив их иными способами, пополнить этот недостаток и получить высокий урожай.
«Надписи» на траве
За границей, близ заводов, изготовляющих минеральные удобрения, иногда можно видеть на откосах железнодорожных выемок, насыпей и т. п., на фоне чахлой, светлой зелени травы, темно-зеленые пятна этой же травы в виде рекламных надписей. Чем это достигнуто? Обильным питанием растений, главным образом азотом. То же явление вы можете наблюдать на всходах озимых в виде темно-зеленых пятен густых всходов на местах, где лежали кучи навоза, плохо разбросанные по полю.
Нужные растению питательные элементы, кроме своего прямого назначения как пищи для растений, оказывают еще другое влияние на их жизнь, вызывая усиление или изменение их окраски, формы и положения листьев и пр.
Так, обильное азотное питание при удобрении селитрой или аммиачными солями вызывает темную окраску зеленых частей у растений.
Выберите площадку, покрытую травой, на бедной почве с возможно чахлым травяным покровом (с бледно-зеленой растительностью) или поле с бедной почвой. Наметьте крупные очертания какой-нибудь фигуры или букв и посыпьте эти места селитрой или аммиачной солью (из расчета около 50 граммов на квадратный метр). При отсутствии дождей удобренные места обильно полейте, следя, чтобы вода не растекалась за очерченные границы этих мест. Через 2–3 недели удобренные места ярко выделятся на бледном фоне темной зеленью и вырисуют вашу фигуру или надпись, которая сохранится все лето, не исчезая, а иногда даже усиливаясь после подкашивания травы.
Кроме азота, и другие элементы питания оказывают влияние на развитие растений, хотя и не так резко, как азот.
Например, удобрение суперфосфатом лугов, в травостое которых есть бобовые растения (горошки, клевер и т. п.), вызывает усиленное их развитие, потому что они могут расти и без наличия в почве азота. Следовательно, если бобовые растения обеспечить часто отсутствующим в почве фосфором, они сильно разовьются, тогда как прочие травы, требующие и азота и фосфора, при удобрении только фосфором, не дадут полного развития. А так как все бобовые растения дают окрашенные цветы, то пятна их при хорошем развитии резко выделяются на зеленом фоне луга фиолетово-желтыми оттенками.
Недостаток фосфора в почве некоторые растения обнаруживают уже при всходах. Так, всходы помидоров при образовании первых листиков (после семядолей) очень отчетливо могут указывать на недостаток в почве фосфора. При наличии его в почве семядоли раскрываются горизонтально и листочки разворачиваются; при недостатке фосфора семядоли растут вверх и листики свернуты; кроме того, нижние стороны семядолей и листьев при недостатке фосфора бывают фиолетово-красными. На этом основании, выращивая в данной почве помидоры, можно судить о недостатке в ней фосфора уже на 12-14-й день после посева.
Недостаток железа, несмотря на то что его требуется совсем ничтожное количество, обнаруживается пожелтением листьев и образованием на них желтых полос (хлороз растений).
Хотя растения извлекают из почвы небольшие количества питательных веществ, но в течение многих веков исчерпался бы их запас в почве, если бы эти питательные вещества не возвращались в почву вновь. В природе совершается замечательный круговорот веществ, поддерживающий их равновесие и обеспечивающий непрерывное существование жизни на земле. Весь урожай органической массы, созданный растениями, в конце концов подвергается разложению и гниению, причем взятые из почвы минеральные вещества освобождаются из органических соединений и в том или ином виде возвращаются в почву.
Надпись на траве.
Уже в первой главе мы говорили, что главными питательными элементами растений являются азот, фосфор и калий. Их запасы в почве прежде всего истощаются, если их не пополнять, поэтому они и служат составными частями минеральных удобрений, при помощи которых мы поддерживаем плодородие полей (азот в виде аммиачной соли и селитры, фосфор в виде суперфосфата и фосфорита, калий в виде калийной соли и хлористого калия и др.).
Эти соединения встречаются всюду, на каждом шагу, – надо лишь уметь их обнаружить и по возможности использовать в качестве удобрения.
