Начало в статье Жара и урожай–1.
Итак, по большому счету, в жару нет неотложной нужды в поливах.
И чем сильнее жара, тем меньше эта нужда.
Проследим, как меняется температура почвы по мере погружения в глубину. Придется, естественно, включить в анализ явление теплопроводности.
Построим для наглядности график (рис. 1).
Рис.1. Динамика температуры в почве (без мульчи)
На горизонтальной оси координат (оси абсцисс) откладывается глубина почвы. На оси указаны отметки 10, 20, 30, ... см. Левый край графика – это поверхность почвы (глубина равна 0). На вертикальной координатной оси (оси ординат) откладывается температура почвы: 10, 20, 30... °С. Все знают, что на достаточной глубине (в наших краях – с 1,5-2 м, а на севере – чуть больше), устанавливается постоянная низкая положительная температура. Именно на этом эффекте зиждется сооружение глубоких погребов: летом в них прохладно, так что в погребе могут висеть, не портясь, окорока, а зимой – сравнительно тепло, и овощи не замерзают. Будем считать эту постоянную температуру равной 12 °С (на этой высоте проведена штриховая линия). Все цифры в наших рассуждениях – условные и нужны лишь для того, чтобы на качественном уровне уяснить эффект полива в жару.
Допустим на минутку, что почва – голая. Это – не редкость в наших огородах. Такой будет, например, почва на грядке с только что окученной картошкой. Такой будет она и в выполотых междурядьях других культур. Если температура в тени достигла, скажем, 40 °С, то на солнце будет 50 °С, а на поверхности почвы, накалившейся к 15-16 часам, – все 70 °С!
Теперь проследим за изменением температуры (по мере проникновения в почву) от 70 до 12 градусов. График этого процесса – убывающая экспонента. Она проходит через точку 70 °С на оси ординат и асимптотически прижимается к штриховой линии.
На рис. 1 таких экспонент – две. Чем они отличаются друг от друга? Верхняя экспонента соответствует среде с более высокой, а нижняя – среде с более низкой теплопроводностью. Иначе говоря, в среде с высокой теплопроводностью кривая падает медленно, отлого, а в среде с низкой тепловодностью падение линии – крутое.
Чтобы убедиться именно в таком поведении линий, представим себе, что держим в одной руке металлический прут, а в другой – деревянный. Сунем концы прутьев в огонь. Металлический прут, обладающий высокой теплопроводностью, очень быстро станет невозможно держать голой рукой: в нем температура (по «дороге» от горячего конца к холодному) понижается медленно, и до руки доходит нестерпимо высокой. Деревянную же палочку, обладающую ничтожной теплопроводностью, можно удерживать голой рукой, даже когда она почти полностью сгорит. Т.е. в ней температура по пути от горящего конца до руки падает круто.
Еще один мысленный эксперимент. Представим себе, что мы снимаем с огня кипящую кастрюлю. Это легко сделать с помощью сухой тряпки и невозможно – с помощью мокрой. И все дело в том, что мокрая тряпка обладает большой теплопроводностью, а сухая – малой.
Таким образом, можно сказать, что верхняя линия – это график изменения температуры в мокрой, а нижняя линия – график изменения температуры в сухой почве. И чем мокрее почва, тем более полога верхняя линия, а чем суше почва, тем круче падает нижняя линия.
Теперь выделим слой почвы на глубине 10-20 см. Здесь, в основном, сосредоточены корни культурных растений – вся ризосфера картошки, питающие (мохнатые) корни помидора (жирные белые водные корни его идут обычно вглубь на 5-8 м), корни лука и т.д.
В сухой почве температура в этом слое, как следует из графика, меняется от 38 до 27°С. Помидор, например, при такой температуре в ризосфере теряет завязь. Перестает завязываться картошка. Что и говорить, корням жарко. Листья теряют тургор. Растение выглядит уныло. Перестает плодоносить. Но жить – в ожидании лучших времен – будет. Ему полегчает уже ближайшей ночью.
Но сердобольный хозяин-трудоголик видит, как страдает растение днем. И... берется за шланг. Почва становится влажной, то есть теплопроводной! И корни оказываются словно в закипающей кастрюле – при температуре 48-59°С! Капут корням и, как следствие, растению? Да! Огородник, желая помочь растениям, хотел сделать почвувлажной и сварил их на корню! «Хотел как лучше...» Но: полил – сварил! Не учел тесной связи между влажностью и теплопроводностью почвы.
Первый вывод из анализа графиков: голая земля и поливы – в жару – несовместимы.Почва в огороде не должна быть противоестественно чистенькой, к чему стремятся многие огородники. Она должна быть похожей на почву в естественных биоценозах, т.е. замульчированной. Голые почвы не характерны для Природы.
Но и мульча не решает всех проблем с поливами. Можно считать, что под слоем мульчи почва не накаляется, и ее температура на поверхности остается близкой к температуре воздуха. Построим график снижения температуры почвы, к примеру, с 40°С до 12°С (рис. 2). Как и на рис. 1, верхняя кривая соответствует мокрой почве, а нижняя – сухой.
Рис. 2. Динамика температуры в почве (под мульчей)
Пока, несмотря на 40-градусную жару, почва оставалась сухой, то на глубине 10-20 см температура почвы была в интервале 19-23°С, т.е. для ризосферы – идеальной. Растения плодоносили. И опять сердобольный хозяин «пожалел» их: «Дай-ка, полью». И... резкоподскочила теплопроводность почвы, а вместе с нею – температура в ризосфере.
В этом случае прыжок температуры – не такой обваривающий, как в случае с голой почвой. Температура в ризосфере поднимается лишь до 29-33°, но этого хватает, чтобы у помидоров отпала завязь, чтобы картофельные клубни перестали расти и начали одеваться кожурой и т.п. Иначе говоря, благодаря поливу растения перестают кейфовать и начинают выживать. Полили – навредили.
Так что, полив – в любом случае зло? И недопустим в жару? А, может, вообще не нужен? Ничего подобного!
Это правда, что «поливы» росой – существенны. И выручали И.Е. Овсинского на «все сто». Но раньше уже говорилось, что Иван Евгеньевич занимался, преимущественно, злаками, т.е. растениями с относительно низким транспирационным коэффициентом (ТК), указывающем число единиц воды, которое должно испарить растение в процессе фотосинтеза, чтобы образовать одну единицу сухого вещества.
У кукурузы, например, очень низкий ТК – всего 280-320. К тому же, по листьям кукурузы, идущим к стеблю, сливается роса, оседающая в воздухе, на земле ее подхватывают росособирающие корни, и эта влага добавляется к росе, оседающей в почве. Так что кукуруза, действительно, не нуждается ни в каких поливах. Хватает росы пшенице (ТК=400-450) и овсу (ТК=450-500).
Привлечем на помощь расчеты К.А. Тимирязева. Ссылаясь на Гельригеля, он говорил, что «для получения 1 кг зерна мы должны доставить растению 1000 кг воды». Это значит, что при обычном урожае зерновых 25-30 ц/га с нивы уносится слой воды толщиной 25-30 см. Это по силам росе (12 см) и осадкам (в нашей зоне – около 50 см). Т.е. при аккуратной агротехнике без поливов можно получить даже 60 ц/га.
Ясно, что может прожить без поливов горох (ТК=500-550). А вот люцерне (ТК=750-900) росы и осадков уже маловато. Но ее выручают корни, идущие на 10-16 м вглубь, где всегда есть влага. Совсем беспомощна без поливов капуста с «заоблачным» ТК, равным 1500.
В «пограничном» положении находится картошка. Переведем рассуждения о ней на обычный язык – без ТК. На 1 кг клубней картошка тратит (по утверждению виднейшего картофелевода Лорха) около 300 л воды. Стало быть, при скромном урожае (скажем, 200 ц/ га) с картофельного поля за сезон «уходит в небо» 60-сантиметровый слой воды. С этим «заданием» в наших краях худо-бедно могут справиться осадки, поддержанные росой. Но если вместо 200 ц/га захочется взять побольше, то без поливов уже не обойтись.
Потому повернемся к поливам лицом – будем говорить не о зле, которое они могут принести, а о том, как сделать их полезными (и необременительными). Прежде всего, надо игнорировать часто встречающиеся рекомендации учинять поливы вечером теплой водой. Теплая вода – это что? Контрольный выстрел в голову? Полив вечеромтоже абсолютно неуместен: почва за день накалится «добела», и влага придет к корням растений паром!
Куда уместнее полив на рассвете, и притом – холодной водой. Вообще непонятно, откуда появилась тяга к теплой воде. Ведь на всем белом свете капилляры доставляют воду корням растений из глубины, т.е. с температурой 12°С. Это – привычная для корней, комфортная температура! Каждый, кто спускался в погреб, мог бы об этом догадаться! Теплая вода для корней – просто не их вода, противоестественная. Но кто-то когда-то сказал эти слова, видать, с затуманенной головой, а теперь кочуют они бездумно из книги в книгу. И читатели, привыкшие доверять печатному слову, руководствуются ими. Поднимают, к примеру, водные баки на дачах повыше, красят их темной краской... А растениям, между тем, нужна вода прямо из скважины – они именно к такой привыкли.
Правда, и обычный полив на рассвете (даже холодной водой) выглядит ненадежно. Подымется солнце, воздух начнет нагреваться, и к послеобеденному времени фактор теплопроводности станет для растений значимее фактора влажности. Все, вроде бы, идет к тому, о чем говорят рассмотренные выше графики. Однако, к счастью, «берется за работу» еще одно физическое явление: испарение влаги, сопровождающееся охлаждением почвы. И это немножко смягчает ситуацию. Хотя опасность остается – рано или поздно испарение влаги из-под мульчи практически заглохнет, атеплопроводность почвы останется высокой.
Вот если бы удалось напоить влагой нижние слои почвы и оставить сухим, нетеплопроводным верхний слой – это был бы растениям праздник! И выход – по крайней мере, для малых участков – есть!
Я рассказал Хольцеру, как можно адаптировать его высокие альпийские грядки к нашим реалиям. У Хольцера высокие грядки отводят воду и притягивают тепло. Нам же надо отводить тепло и притягивать воду. И я предложил делать грядки (ради уменьшения нагрева) пониже и вставлять в гребень отрезки труб или пластиковые бутылки без дна и горлышка – для полива «снизу».
Хольцер идею принял, но подправил. У бутылки срезается только дно, пробка не срезается, а, наоборот, завинчивается, вокруг пробки делаются небольшие отверстия, дырявые бутылки втыкаются пробкой вниз, и вода при поливе льется не на землю, а в эти бутылки, и уже из них просачивается в почву. Иначе говоря, устраивается нечто вроде капельного полива. Только не сверху (помним о коварной теплопроводности!), а из глубины.
Я добавил маленький штрих: в срезанном дне делается отверстие диаметром около 2 см, дно переворачивается и вставляется в бутылку – этим предотвращается чрезмерное испарение воды из бутылки. И, кроме того, не попадут в бутылку неутомимые защитники огорода – жабы и жабеныши. Скользкая и высокая бутылка могла бы стать для них западней.
Бонусов у такой системы полива – не счесть. Экономится вода. Огородник волен в выборе времени полива. Вода поступает в нижние слои почвы в замедленном темпе, и оттуда капилляры подтягивают ее к корням растений. В бутылки можно заливать перед поливом ЭМ-препараты и прочие настои. Вливать можно даже зольный настой – и безболезненно для почвенной живности подкармливать почву золой. Надо ли напоминать, что внесение золы на поверхность почвы может нанести вред почвенной фауне? На почве не образуется «корка»...
У описанного метода полива есть давний-предавний предтеча. Целая бутылка (без пробки!) наполняется водой и втыкается (поглубже!) в землю. Через определенное время бутылка вынимается, и снова наполняется водой и втыкается в землю. Этот метод требует несколько б льших хлопот, но зато не привязан к «напорной» воде. Может, к примеру, сложиться так, что нет ни централизованной подачи воды, ни скважины, но «под рукой» − болотце, пруд или более достойный водоем. И тогда бутылки (в т.ч. и стеклянные) – кстати.
Нельзя не упомянуть еще один, очень важный плюс бутылочного полива. Бутылки стремительно засоряют среду. Ими обезображены обочины дорог, берега рек, поляны в лесу и другие «места отдыха трудящихся». И хотя организация полива с помощью бутылок не решает полностью проблему их утилизации, все же ощутимая часть их будет служить огороду и перестанет портить «портрет» окружающей среды. Бутылок в огороде можно задействовать много, и не исключено, что один-другой отдыхающий «на лоне природы» не оставит бутылки у мангала, а привезет их в огород. Для полива пригодны любые емкие бутылки – и пяти-, и двух-, и полуторалитровые.
Впрочем, можно устроить подобие бутылочного полива без бутылок. Нацеленный полив – традиционно – это полив в лунку, под корень. В этом случае, ризосфера растений неизбежно оказывается во влажных и, стало быть, тепловодных «пятнах» (т.е. в зоне риска). А что, если лить воду (хоть шлангом, хоть ковшом) не в лунки, а между ними? Тогда вода уйдет вниз расширяющимися «конусами», окажется под ризосферой растений, будет более холодной, и оттуда уже капилляры доставят ее корням? Логично? А почва над ризосферой останется сухой, с низкой теплопроводностью.
Раньше я уклонялся от разговоров о капельном поливе и о своем отношении к нему. Интуитивно был настроен против него, но серьезных аргументов не было. Кроме, разве лишь, неубедительной ссылки на неизбежные трудовые и финансовые траты. Теперь, уяснив связь влажности и теплопроводности почвы, могу не уклоняться: капельные поливы – штука хорошая... если шланг уложен на дно пахотного слоя. Нешуточная работа? Да! И лично я за нее не возьмусь. Но она – одноразовая, и избежать с ее помощью губительного повышения теплопроводности почвы – можно. А вот шланг, лежащий на поверхности почвы, – вреден определенно. И тем, что из-за влаги повышается теплопроводность почвы, и тем, что вода, вяло текущая в шланге, перегревается и уходит в дырочки горячей.
Итак, в жару растениям помогают благоденствовать:
- Непаханая, но замульчированная почва
- Поливы на рассвете холодной водой
- «Капельные» поливы снизу с помощью бутылок
- Точечные поливы между растениями.
А поливы голой почвы, вечерние поливы, поливы теплой водой
и вообще поливы «сверху», по площадям, могут не только навредить растениям, но даже спровоцировать их гибель.