|
О сельском хозяйстве---->
Механизация и автоматизация сельского хозяйства
ВОДУ МОЖНО ДОБЫВАТЬ ИЗ ВОЗДУХА
Н. ХОЛИН, профессор, Г. ШЕНДРИКОВ, инженер
Рис. И. КАЛЕДИНА и Н. РУШЕВА
Техника молодёжи №7 1957 год.
Подземный дождь
Нещадно палит летнее солнце и дуют знойные ветры.
Почва настолько иссушена, что покрылась густой сетью глубоких трещин. Растения опустили листья, им явно не хватает влаги.
Там, где близко находится вода, люди поливают землю. Но попробуйте напоить ее, когда поблизости нет большого водоема.
А ведь поверхностному поливу сопутствует ряд отрицательных моментов, в результате чего нарушается жизнедеятельность растения. Сильно переувлажняется верхний слой и в то же время прекращается доступ воздуха в нижние слои почвы, снижается полезная деятельность микроорганизмов. Для развития же сорняков и вредителей такой полив создает особо благоприятные условия. На поверхности почвы откладываются вредные соли, образуется корка. А потом, когда рыхлят почву, ухудшается ее структура, повреждаются корни. Помимо всего, теряется много воды на испарение и фильтрацию.
Поэтому уже давно ведутся работы по созданию такого способа орошения, при котором влага попадала бы сразу к корням растений.
Испытывались различные системы, но все они широкого распространения не получили, так как были несовершенными. В одних случаях поливные сооружения получались сложными и очень дорогими, в других — не удовлетворяли агротехническим требованиям.
Однажды авторы этой статьи сконструировали очень простой и удобный гидробур для нагнетания в почву глинистого раствора. Этот гидробур представляет собой отрезок водопроводной трубы, на конце которой укреплена насадка с автоматически действующим затвором. К трубе присоединяется шланг, по которому от любой машины, имеющей насос и емкость (опрыскиватели, автоцистерны и т. д.), или трубопровода под напором подается вода. Принцип его работы основан не на вращении рабочего органа и не на разрушении грунта, а на его размывании. При включении гидробура вода сама открывает затвор и размывает почву. Рабочий слегка нажимает на трубу, и гидробур очень легко, за несколько секунд, углубляется в почву на 60—100 см. Размытые при этом частицы вмываются водой в поры грунта.
И вот при помощи этого несложного орудия однажды было спасено несколько миллионов кустов виноградника от гибели.
Было это так. Летом прошлого года в Крыму все задыхалось от засухи. Молодые виноградники на площади более 15 тыс. гектаров находились на грани гибели, так как влаги, доступной для растений, в почве уже не было. Листья растений начали увядать и желтеть. Для спасения их при поверхностном поливе нужно было на каждый гектар вылить минимум по 500— 800 куб. м воды. Но где ее взять в таком количестве в иссыхающей степи?
Агроном Д. Коваленко, работавший заместителем начальника Крымского областного управления сельского хозяйства, предложил каждому виноградному кусту «выдать» хотя бы 3—4 л воды. Но не выливать ее на поверхность почвы, как это делается обычно, а подать воду прямо к корням. Для этой цели и был применен наш гидробур.
В автоцистернах, опрыскивателях издалека возили воду к виноградным плантациям. К ним присоединяли резиновые шланги гидробуров и подавали скромный паек воды на глубину 60 см. Через несколько дней кусты оживились, расправились листочки. Засуха была побеждена. Удалось не только спасти растения, но они даже стали бурно развиваться. На фоне поблекшей растительности это казалось чудом.
У читателей может возникнуть вопрос: «Неужели оказалось достаточным четырех литров воды, чтобы на все лето напоить большой куст винограда?» Такой же вопрос в свое время возник и у специалистов по орошению земель.
Еще в октябре 1954 года в Одесской области нами были поставлены такие опыты: гидробуром мы подавали в скважины на глубину 60 см по 5 литров воды. После этого было произведено несколько разрезов почвы по оси скважины. В одном из них, сделанном через 12 час, воды оказалось в четыре раза больше, чем было туда налито. А в разрезе, сделанном через 48 час, ее стало еще больше.
Откуда же она взялась?
Ученые давно наблюдали подобное явление в природе. Виднейший советский почвовед и мелиоратор академик А. Н. Костяков писал: «Нужно особо отметить проблему подпочвенного конденсационного орошения, в основе которого должно лежать всяческое усиление процессов конденсации в активных слоях почвы парообразной влаги, содержащейся в атмосферном и почвенном воздухе, и использование этих процессов для увлажнения почвы».
Наш опыт наглядно подтвердил высказывания ученого. Увеличение влаги в разрезанных нами скважинах произошло за счет конденсации водяных паров воздуха в увлажненном, а следовательно, и охлажденном участке почвы.
По нашему мнению, такое же явление произошло и при поливе крымских виноградников в исключительно засушливый 1957 год, когда под куст выливалось в среднем не более 4 л воды.
Реки текут над землёй
Точного объяснения всех явлений, связанных с конденсацией паров воздуха в почве, пока еще не дано. К наиболее значительным работам в этой области относятся труды советского профессора В. В. Тугаринова. Ученый на протяжении всей своей жизни занимался вопросом получения воды из воздуха в тех районах, где люди, животные и растения испытывают в ней недостаток. В воздухе проносятся огромные массы влаги. Подсчитано, что в центральной полосе СССР над участком длиной в 100 км при скорости ветра в 5 м/сек за одни сутки проносится столько воды, что из нее можно было бы образовать озеро длиной 10 км, шириной 5 км и глубиной 60 м. А в более жарких. районах на таком пространстве ее будет еще больше. Но она пока остается недосягаемой ни для животных, ни для растений. Только иногда по утрам на почве ничтожное количество ее конденсируется и выпадает в виде росы, которая затем быстро испаряется.
Можно ли заставить пары воды, находящиеся в атмосфере, превращаться в воду?
Профессор Тугаринов доказал, что это вполне осуществимо. В 1936 году на территории Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева он построил интересную установку, которая представляла собой небольшой песчаный холм высотой 6 м. В этом холме была устроена вертикальная шахта, соединенная с двумя слегка наклонными трубами. После нескольких лет упорного труда ученый добился блестящего результата: из холма по трубам стала сочиться вода. Ее было тем больше, чем жарче стояла погода. В июле количество воды достигало максимума. Физически это явление, вполне объяснимо. Внутри холма температура ниже, чем у окружающего воздуха. На поверхности более холодных частиц грунта, из которого был сложен холм, происходила конденсация паров — оседала «роса». Вследствие этого давление воздуха внутри холма тоже понижалось, и туда устремлялся наружный теплый воздух. Воды накапливалось еще больше, и она начинала вытекать через трубы. Получается, что воду можно добывать из воздуха. Причем добывать в количествах, достаточных даже для орошения полей.
Если бы, например, в условиях Крыма можно было создать конденсирующую поверхность площадью в один квадратный километр, то летом при высокой температуре за 10 час. можно было бы получить около 4 500 куб. м воды. К сожалению, в то время идею ученого не поддержали.
Сейчас описанный выше способ применения средств гидромеханизации позволяет более простым и легким путем претворить в жизнь замыслы профессора Тугаринова. Конденсатором влаги здесь становится сама почва. Гидробур же создает каналы в почве, по которым водяные пары воздуха устремляются в этот естественный кон
денсатор. По сути дела, введение воды через гидробур нужно лишь для того, чтобы создать в почве каналы, по которым устремляется горячий воздух, а это вызывает появление своеобразного подпочвенного дождя. Так может решиться проблема, которую в течение длительного времени пытались осуществить многие ученые.
Однако применение гидробура не ограничивается только поливом почвы.
Известно, что знаменитый селекционер Иван Владимирович Мичурин большое внимание уделял глубинной подкормке растений. И это было не случайно. При таком способе подкормки подача питательных веществ происходит непосредственно в зону активной деятельности корневой системы, благодаря чему урожайность увеличивается в 1,5—2 раза. Но, несмотря на исключительную перспективность глубинной подкормки, осуществить ее из-за высокой стоимости работ и низкой производительности труда в широких масштабах не удалось.
С изобретением гидробура эта задача стала разрешимой. Большой опыт применения гидробуров для глубинной подкормки показал, что это очень экономичный способ. Один человек за день может пробурить несколько тысяч скважин с одновременным введением в них необходимого количества подкормочной жидкости.
К тому же применение гидробуров позволяет совместить подкормку с глубинным орошением.
У виноградника есть злейший враг- филлоксера. Это очень маленькое насекомое, поражающее корневую систему кустов. Растение заболевает, начинает чахнуть и в конце концов погибает.
Раньше, чтобы избавиться от этой болезни, приходилось зараженные филлоксерой виноградники вырубать и забрасывать их на несколько лет. Гидробур дал возможность проводить борьбу с этим страшным врагом. Ядохимикаты вносятся в почву поярусно на разную глубину. Филлоксера от них погибает, а обреченные на гибель растения полностью выздоравливают и начинают снова обильно плодоносить.
Но и это еще не все. В 1957 году с помощью гидробуров в колхозах и совхозах Одесской области было засажено более 25 тыс. гектаров виноградников.
В течение нескольких секунд гидробуром пробуривается скважина определенной глубины. В ней образуется земляная жижа, в которую погружается саженец или черенок. Просто, надежно и высокопроизводительно!
Стоимость посадки виноградников с помощью гидробура обходится в четыре раза дешевле, а посаженные таким образом растения приживаются лучше. Затем они бурно развиваются и раньше начинают давать плоды.
В заключение мы хотим отметить, что гидробур уже сейчас начинает при
меняться и на других работах: при осушении болот, при установке опор для виноградников, при борьбе с фильтрацией и засолением почвы. С помощью этого несложного приспособления стало возможным осуществить мечту о превращении пустынных земель Кара-Кумов в цветущие сады. Ведь на орошение возделываемых там хлопчатника, виноградников, субтропических, эфиромасличных и других растений понадобится очень малое количество воды, которую можно относительно легко получить даже в пустыне.
Нам кажется, что применение малой гидромеханизации в сельском хозяйстве поможет успешно решить проблему значительного повышения урожайности плодовых садов, хлопчатника, технических культур, да и многих других сельскохозяйственных растений.
Гидробуром пробурили несколько скважин глубиной 0,5 — 0,6 м. В каждую из них подали по 5 л воды под давлением в 2 атмосферы. Через 12 час, сделали раскопки части скважин в виде траншеи глубиной около метра. На фотографии справа показаны разрезы скважин. Количество влаги в зоне увлажнения через 12 час. возросло в четыре раза.
Слева дана схема распределения воды в почве. При подаче гидробуром жидкости в почву под большим давлением она устремляется в поры почвы наибольшего диаметра, одновременно расширяя их. В почве создаются многочисленные каналы различных сечений и улучшается ее структурность. Эти каналы создают хорошие условия для движения в почве потоков воздуха и особенно паров воды. Величина конденсации по формуле, выведенной профессором В. В. Тугариновым, зависит от разности упругости паров наружного воздуха и паров у конденсирующей поверхности. Если разность упругости паров воздуха и паров почвы составляет один миллиметр ртутного столба при условии идеального прохождения паров в почве, то за счет конденсации за один час в одном кубическом метре почвы выделится 60 л воды.
В ОБЩУЮ КОПИЛКУ
(журнал "Приусадебное хозяйство")
Много лет я пользуюсь на своем участке простым и удобным гидробуром, о котором я прочел в журнале «Техника молодежи» (№ 7, 1958). Профессор Н. Хомин и инженер Г. Шендриков в статье «Воду можно добывать из воздуха» рассказывали, как при помощи сконструированного ими гидробура за год до публикации статьи в Крыму удалось спасти несколько миллионов виноградных кустов. Молодой виноградник на площади 15 000 гектаров погибал от засухи. Требовалось минимум 500, а то и 800 м3 воды(на 1 га), а ее-то и не было. Но стоило с помощью гидробура подать прямо к корням растений всего по 3—4 л воды, как уже через несколько дней они не только «ожили», но и стали бурно развиваться.
Опыты, проведенные авторами, показали, что если на глубину 60 см подать 5 л воды, то через 12 часов там окажется ее в несколько раз больше, потому что, вводя воду, мы создаем под землей многочисленные каналы, где будет конденсироваться влага.
Под действием воды, подаваемой в гидробур под давлением 1,5—2 атмосферы, он заглубляется на нужную глубину.
При работе с этим приспособлением можно не ограничиваться поливом, а проводить глубинную подкормку растений, вводить для защиты от филлоксеры химикаты, за несколько секунд пробурить скважину, заполняющуюся тут же влагой, для посадки черенка винограда.
Несколько слов о конструкции гидробура (см. рис.).
Он состоит из дюймовой трубы длинной 1м. На конце ввернут наконечник. Поперек другого конца трубы приварена тоже дюймовая трубка длиной 40 см. Один конец ее заварен. Через кран по поперечной трубке подается вода, поступающая в наконечник. Эта трубка служит одновременно и рукояткой.
Наконечник состоит из корпуса и конуса, закрепленного в корпусе фигурной шайбой. Конус, прижатый к корпусу гайкой, перекрывает подач; воды из канала. Она может поступать наружу только по шести канавкам, выфрезерованным в нижней части корпуса, к которому прижимается верхняя часть конуса.
Выходя из наконечника гидробура, вода размывает почву, и он погружается в почву.
После перекрытия крана необходимо дать возможность остаткам воды выйти наружу, с тем чтобы при подъеме оставшаяся в гидробуре вода не смыла бы грунт со стенок скважины.
Почва и дождевая вода не попадают в скважину, потому что я закрываю ее консервной банкой, предварительно проделав на ее боковой стенке отверстия.
Чтобы снабдить, например, двадцатилетнее плодовое дерево влагой, мне достаточно сделать 6—8 «уколов». Нужное давление в гидробуре создано с помощью опрыскивателя харьковского производства с баком емкостью 50 л. После...(к великому сожалению окончания у меня нет).
|
