ОТКУДА
В ПУСТЫНЕ ВЗЯТЬ ВОДУ?
К
сожалению, от
осознания того факта, что 70 процентов поверхности нашей
планеты
покрыто водой, легче не становится. Чистой пресной воды
катастрофически мало, и недостаток ее с каждым годом ощущается
все
острее одновременно с ростом мирового населения, утерей землей
плодородия и наступлением пустынь.
Человечество не желает смириться с угрозой и активно ищет выход. По сообщениям зарубежной печати, для улавливания и осаждения дождевых облаков над Аравийским полуостровом предлагается соорудить искусственный горный хребет из пластмассовых конструкций. Это колоссальное сооружение высотой 600 метров должно простираться на десять километров. Там же японские специалисты предлагают уложить в пустыне, на глубине одного метра трехмиллиметровый асфальтовый слой, чтобы удержать дождевую влагу у поверхности и превратить бесплодные пространства в зеленые пастбища. Давно и всерьез ученые занимаются проблемой создания искусственных дождевых облаков.
Стоимость любого из этих проектов, вероятно, не превзойдет сумм, затраченных ведомствами нашей страны на мелиорацию
в Средней Азии, результатом которой было уничтожение Аральского моря, но вряд ли это послужит для нас утешением. Денег таких у нас просто нет.
>И воды тоже нет — в Среднеазиатском регионе, да и не только там,— нет ни капли сверх того, что отпущено природой и безрассудно растрачено человеком. Ее уже давно не хватает для Арала. Сегодня ее уже не хватает для питья.
А животворная влага между тем рядом, вокруг нас, даже в раскаленный полдень в центре любой из великих пустынь. Она — в воздухе, буквально над каждым сантиметром поверхности. В атмосфере планеты в виде пара содержится примерно 14 тысяч кубокилометров воды — всего в два с половиной раза меньше ежегодного стока всех земных рек. Только над Средней Азией, по данным Института водных проблем АН СССР, годовой перенос влаги составляет 3000 кубических километров. Естественная мысль: почему бы не взять недостающую воду из атмосферы?
Много лет назад над этой проблемой задумался старший научный сотрудник Таджикской лесной опытной станции, кандидат сельскохозяйственных наук Николай Федорович Лукин. По образному сравнению Лукина, если представить атмосферную влагу в виде этакого праздношатающегося слона, то годовой объем осадков — дождя и снега — соответствует по величине его хвосту, а то и вообще лишь волосяной кисточке. Шутка ли—только один процент влаги, изъятый из атмосферы над Средней Азией, даст 30 кубокилометров воды, которую сегодня безуспешно ищут, чтобы хотя бы<
продлить агонию умирающего Арала! При этом не надо опасаться экологических последствий, как в недоброй памяти попытках поворота северных рек. Нет, сухой среднеазиатский воздух не станет еще суше. Если, например, поставить в комнате стакан с водой, а потом начать интенсивно осушать воздух в каком-либо углу, влажность в комнате отнюдь не уменьшится. По крайней мере до тех пор, пока не испарится вся вода из стакана. Парциальное давление пара будет сохраняться неизменным, побуждая молекулы воды устремляться к месту поглощения, мгновенно восполняя убыль. Абсолютно то же самое происходит и в масштабах всей планеты с той лишь разницей, что осаждаемая вода не выносится куда-то вовне, а остается во все той же единой системе. Впрочем, о таких огромных объемах влаги речи не идет, задача намного скромнее, что, однако, не делает ее менее важной.
В системе всепланетного влагооборота весьма существенную роль играет почва. Между почвой и атмосферой постоянно происходит активный энергообмен, в котором вода, точнее водяной пар служит основным теплоносителем. Ночная роса лишь видимое поверхностное проявление процесса, затрагивающего по меньшей мере трехметровый почвенный слой.
По данным метеостанции Душанбе, в середине лета парциальное давление водяного пара меняется в течение суток на 7 миллибар, что соответствует 70 миллиметрам водяного столба. Откуда же берется такое количество влаги?
Схема происходящего примерно такова:
днем солнечное тепло нагревает землю и влага отводится в виде пара в атмосферу из всего газопроницаемого почвенного слоя. Ночью процесс идет в обратном направлении. Почва сильно остывает — перепад дневной и ночной температур может составлять 5060° С и атмосферный пар возвращается обратно. В условиях Таджикистана,- где Лукин ставил свои опыты, суточный, влагообмен между трехметровым слоем грунта и атмосферой составляет летом 4060 миллиметров водяного столба.
Процесс этот вечен и бесполезен для человека. Лишь пустынные растения с помощью мощной корневой системы успевают выбрать за ночь из почвы достаточное количество влаги, чтобы перенести дневную солнечную радиацию. Впрочем, бесполезным он был не везде и не всегда. В сухом, маловодном Крыму древние греки парообразную влагу конденсировали на склонах гор в грудах щебня, сильно остывающих за ночь, и отводили ее по керамическим трубам в жилые кварталы. Остатки таких вла-гоконденсаторов найдены вблизи Феодосии, Керчи, Евпатории. Подобным же образом работали колодцы в пустынных предгорьях Средней Азии. О старых способах добывания воды рассказывалось в № 11 нашего журнала за 1968 год (кстати, отклики на ту давнюю статью шли в редакцию более 15 лет). Ныне этот древний человеческий опыт почти забыт.
Таким образом, задача заключается в том, чтобы задержать в почве ночную влагу и напоить растения, не способные выжить в засушливом климате. Путь ее решения очевиден: нужно отвести часть солнечного тепла, и тогда атмосфера заменит его эквивалентным количеством тепла, заключенным в ларе.
Как этого добиться, человечеству, оказывается, тоже известно достаточно давно. С глубокой древности китайские крестьяне покрывают почву в неполивных садах слоем гальки. Да и в нашей стране в некоторых районах. Крыма выращивают виноград, засыпая землю щебенкой. В своих экспериментах в Душанбе Н. Лукин покрывал десятисантиметровым слоем гальки приствольные круги под деревьями диаметром 2 метра и этого хватало, чтобы, деревья нормально росли без полива галька снижала температуру на поверхности почвы на 2025° С. В каждом метровом слое замульчированного таким образом грунта содержание влаги увеличивалось на 5055 миллиметров водяного столба. А белого пенопласта для получения того же эффекта понадобилось лишь 12 сантиметра.
Дальнейшие эксперименты показали, что мульчирование приствольных кругов молодых деревьев грецкого ореха полиэтиленовой пленкой ускоряло их рост в 2-2,5 раза. Через пять лет деревья имели высоту 5,5 метра. Контрольные'лишь 3,5 метра. Яблони увеличивали урожай на 1015 килограммов. Без единого полива в засушливых условиях Душанбе и Дангары выращивались такие влаголюбивые растения, как хлопок, помидоры и даже капуста.
Успех этих экспериментов, конечно, не означает, что с помощью мульчирования удастся превратить в помидорные . плантации, допустим, Каракумы. Нет, к сожалению, помидоры в Каракумах не вырастут.Но вырастить в пустыне вместо одного саксаула четыре, вместо одной верблюжьей колючки десять можно вполне. А из этого следует возможность увеличения поголовья, допустим, овец, для которых в тех местах верблюжья колючка большую часть года служит основным кормом, или в конце концов просто закрепление песков, то есть существенное улучшение экологической обстановки,.
Сегодня методику Лукина используют некоторые хозяйства Таджикистана. Используют вполне успешно, но широкого применения, несмотря на все усилия автора, она пока не нашла. Кто знает, в чем тут дело? То ли в медлительности нашей, то ли в недоверчивости ведь прост метод да и дешев на изумление. А' может, причина в том, что не требуется при этом рыть каналы, вести масштабные мелиоративные работы незачем, в общем, тратить отпущенные на земельное благоустройство громадные деньги, что, разумеется, малоприятно ведомствам, ответственным за это самое благоустройство.
Но перемены есть, и есть надежда, что тем, кто благодаря Закону о земле вновь почувствовал себя ее хозяином, метод Николая Федоровича Лукина поможет возродить издавна кормившие людей земли в Средней Азии и Казахстане, в Поволжье и Крыму повсюду, куда пришел самый страшный из всех дефицитовдефицит воды, которую мы тратили с такой бездумной щедростью.
Б. РУДЕНКО,
специальный корреспондент журнала
«Наука и жизнь».
УРОЖАЙ
БЕЗ ПОЛИВА
Кандидат
сельскохозяйственных наук Н. ЛУКИН.Влага в почве это постоянный поток, уровень которого определяется и регулируется температурным режимом. Следовательно, чтобы перевести часть влаги из атмосферы в почву, нужно отвести от нее эквивалентное по теплоте парообразования количество тепла. Сделать это можно либо увеличением отражающей способности, либо покрыв почву слоем материала, плохо проводящего тепло в глубину.
На практике это достигается поддержанием верхнего 57 см слоя почвы в постоянно рыхлом (без корки) состоянии, мульчированием (покрытием) ее поверхности различными малотеплопроводными материалами: древесными опилками,
сухой травой, соломой, кусками толя, шифера и т. д. Размер обрабатываемой площадки для кустов, саженцев и молодых деревьев (высотой до 56 м) должен быть не менее 2X2 м. Для более высоких и мощнее развитых деревьев эта площадка увеличивается до 3X3 м.
Мульчирование почвы
улучшает ее водно-воздушный режим и поэтому полезно абсолютно для всех растений, как отнолетних, так и многолетних. Для индивидуального садоводства на мелкоземлистых почвах наиболее практичен теплоотводящий экран из полиэтиленовой пленки, покрытой слоем почвы толщиной 35 см. Ни цвет, ни толщина пленки никакой роли не играют;
Н. Ф. Лукин на опытной плантации помидоров.
просто новая и более толстая пленка прослужит дольше. В наших опытах в окрестностях г. Душанбе двойная полиэтиленовая пленка тол-щиной 0,2 мм прослужила пять лет без замены. Есть пленки, разлагающиеся в почве в течение сезона. Применять можно и те и другие в зависимости от цели.
Надо помнить, что закрывать пленкой сплошь весь участок (без просветов) нельзя. Почва будет задыхаться.
Прозрачная пленка, просто постеленная на почву, даст парниковый эффект. Это ловушка для тепла. Засыпав цленку слоем почвы, мы получим противоположный эффект. Всё тепло поглощает и усиленно излучает покровный слой почвы. Пленка же тепло в глубь почвы пропускает плохо. Это тоже ловушка, но не для тепла, а для парообразной влаги.
Перед тем, как класть пленку, почву нужно перекопать на штык лопаты, перемешав с двух-трехлетней дозой органических и минеральных удобрений, и хорошенько выровнять граблями. Затем настилают пленку ку-сками 2X2 м под деревья или сплошным полотном для ряда кустарников или винограда, делая прорези для стволов. Отступив 10 см от краев пленки, роют канавки шириной и глубиной 12 штыка лопаты, а вынимаемую землю используют, чтобы засыпать пленку. Внутренняя стенка канавки должна быть по возможности вертикальной и нёуплотнен-ной через нее под пленку и будет засасываться пар. Такое устройство сразу же начинает работать, поэтому делать его можно в любое время года, если земля не промерзла. На 'зиму пленка не убирается. Осадки собираются и поглощаются почвой в канавках. Зимне-весеннему увлажнению почвы пленка не препятствует. Весной нужно осмотреть, опра-
вить и слегка разрыхлить покровный слой почвы. Грядки могут быть любой удобной длины. Располагать их можно параллельно друг другу, оставляя промежутки для канавок. Вот схема, по которой высаживались помидоры в Душанбинском ботаническом саду. Общая ширина гряды 200 см, канавка 50 см, пустые закрайки 2X10 = 20 см; полотно пленки 130 см. Два ряда помидоров располагались в 25 см от края полотна и один в середине. Расстояние в рядах 3035 см. При посадке покровный слой почвы разгребается, делается прорезь в пленке. Корни помещаются под пленку. Высота помидоров к концу августа достигала в среднем 6070 см, а созревание плодов началось в начале июля. Кусты успешно пережили Зг5-ме-сячную засуху и очень высокие температуры порядка 3740°С. При таком жестком режиме помидоры мельчают, хотя и имеют хоро-шие вкусовые качества. Если жара не превышает 35"С, ,то 'помидоры развиваются нормально.
По аналогии с помидорами можно выращивать под пленкой баклажаны, болгарский перец и другие овощи, кроме корнеплодов. На следующий год эти же гряды можно будет использовать без перекопки, лишь убрав прошлогоднюю ботву. Сажать можно в старые посадочные места.
Если мельчание плодов не выгодно, то можно произвести полив в канавки. Вода в этом случае будет вся затянута под пленку, а для полива ее потребуется в три пять раз меньше, да и поливы должны быть нечастыми.
">Вполне возможно, что при кратковременных засухах (24 недели) полив не потребуется совсем.
">В условиях Средней Азии в почве под пленкой устанавливается очень ровный, хотя и довольно жесткий, режим влажности почвы
1014% (весовых). Суточные колебания температуры сокращаются втрое, что благоприятствует бурному развитию полезного почвенного населения, которое усиленно рыхлит почву. Почва под всеми видами мульчи успешно сохраняет свою рыхлость и пористость ив перекопках не нуждается.
>В условиях юга Украины и других засушливых районов картина, вероятно, будет аналогичной. В случаях же затяжных дождей лётом все же нужно, видимо, предусмотреть возможный спуск воды по канавкам, не допускать затопления . пленки сверху. Иначе корни могут задохнуться и загнить. >
>Если пленка в многолетних культурах окажется работоспособной через 3-4 года, то канавки можно будет использовать для внесения удобрений: к ним уже подойдут активные корни. Сами канавки лучше прикрывать сухой травой от прополки участка.
