Электрическое орошение почвы
Почва обладает энергией всасывать в себя воду. Это известно сравнительно давно.
Но только недавно преподавателем Ленинградского университета В. Г. Корневым была сделана удачная попытка использовать это открытие для практического земледелия. Именно, его система автоматического самоорошения почвы представляет почти совершенную конструкцию, с точки зрения техники и целесообразности. Пользуясь этой системой, нельзя засолить почву, влага не теряется на испарение, потребление воды регулируется самим растением и почвой (в случае избыточности осадков вода автоматически отдается в систему, которая начинает действовать как дренаж) и т. д. Система действует совершенно автоматически, точно и надежно,— раз заправленная, она почти не требует надзора.
Налицо высокое и остроумное произведение техники. Если бы не дороговизна некоторых частей этой системы (керамиковые трубы), она бы нашла широчайшее применение, в первую очередь, конечно, в садовых и интенсивных культурах, а затем и в полях нашего засушливого юго-востока. Правда, в системе есть один неустранимый недостаток: ограниченная высота всасывания воды, достигающая в лучшем случае трех саженей; этот предел потребует дополнительного механического подъема воды или гидротехнических сооружений, что удорожит устройство орошения по системе В. Г. Корнева. Экспериментальная проверка В. Г. Корневым своего изобретения дала вполне удовлетворительные результаты (см. его работу в «Трудах Государственного института сельскохозяйственных мелиораций — 1925 г.»).
Существует общее научное положение, что наиболее полное, объективное и точное познание явления природы дает и наиболее целесообразный и совершенный метод его использования в хозяйственной практике человека. Оно применимо и для данного случая.
Чрезвычайно хорошо начав разбираться в сокровенной природе явления всасывания влаги почвой, В. Г. Корнев, по моему мнению, все же не дошел до конца и остановился на точке зрения почвоведа.
Занимаясь с 1922 г. почти аналогичной работой (изысканием рационального способа орошения, применимого на крестьянских полях), произведя уже некоторые исследования и опыты в этом направлении, я хочу дополнить работу В. Г. Корнева.
В. Г. Корнев установил и блестящими опытами подтвердил самое наличие в природе жизненной всасывающей энергии почвы. Кроме того, он же дал математические выражения этой энергии и ее зависимость от других факторов.
Самые же причины этой энергии остались, видимо, скрытыми. Из чтения его работы эти причины не выясняются.
В своей четырехлетней работе по этому же предмету я дошел до следующих результатов.
В почве вода присутствует в двух состояниях: пленочном и капельно-жидком (это установлено уже многими исследователями). Проявляя свою «всасывающую энергию», почва забирает влагу извне в себя и этой же энергией старается удержать ее.
Но что такое всасывающая влагу энергия почвы?
Поверхность земли, т. е. почва в первую очередь, имеет электрический заряд отрицательного знака (работы Пельтье-Экснер и мн. др.). Это означает присутствие в почве отрицательных электронов, чрезвычайно энергичных на стягивание вокруг себя паров влаги. Присутствием же в атмосфере отрицательных и положительных электронов (последние на влагу менее энергичны) и объясняется образование гидравлических метеоров (облака, туман, росы, тучи). Так учит молодая наука — электрометеорология.
Почва, стало быть, имеет скопления отрицательных электронов. Причем, эти электроны, будучи наведенными в почву силами космического порядка, курсируют в молекулах и частицах почвы в свободном состоянии — не связанными с материей. Отрицательные электроны могут появиться в почве также и в результате почвенных процессов. Вероятно, в природе имеются налицо обе причины появления отрицательных электронов в почве — и космическая, и почвенно-внутренняя.
Кроме этих «свободных» электронов, в почве, как и во всякой материи, имеются отрицательные электроны, связанные с материей, составляющие неотрывный элемент ее существа,— это те отрицательные электроны, которые входят в структуру всякого атома. Но все же и эти связанные с атомом электроны обладают свойством электронов свободных — сгущать вокруг себя пары влаги.
Пленочная влага в почве, тончайшим слоем (пленкой) обтягивающая мельчайшие пылинки почвы, образуется силой отрицательных (в меньшей степени, положительных) электронов, входящих в состав атомов. Поэтому-то пленочная влага и теряет почти все свойства свободной воды — она не участвует в растворении солей в почве, теряет собственную тяжесть, не испаряется, не фильтруется, не замерзает при низких температурах,— она составляет как бы структурную принадлежность атомов и молекул почвы.
Отрицательные электроны, входящие в структуру атомов почвы, образуют пленочную влагу. Эта пленочная влага практически в сельском хозяйстве никак не может быть использована.
Но, кроме пленочной, в почве находится еще влага в капельно-жидком состоянии— всосанная в почву отрицательными электронами, находящимися в свободном, а не структурно-атомном состоянии, которые циркулируют и скапливаются в почве по другим причинам и по своим законам.
Эти свободные отрицательные электроны в почве и есть причина всасывающей силы почвы. Они образуют в почве влагу в капельно-жидком состоянии, которая остается водой и не теряет своих свойств воды, а, следовательно, может быть использована в сельскохозяйственных целях.
Произведенные мною в 1924 г. небольшие и недостаточно оборудованные опыты вполне все же подтвердили правильность изложенного объяснения явления.
Я поставил следующие опыты. — На делянке площадью около 4 кв. саженей был посеян овес. Такая же и в одинаковых условиях была устроена контрольная делянка. Лужеными (чтобы не было окисления) концами медных волосков я соединил корневые системы растений в пяти местах опытной делянки (по углам ее и в середине) с электрическим проводом. Подопытная делянка была изолирована от окружающей растительной среды канавкой в полметра глубины, которая отчасти дренировала опытную делянку и тем ухудшала ее водный режим, по сравнению с контрольной делянкой. Соединяя волоски провода непосредственно с корневыми разветвлениями растений, я хотел обеспечить лучшую электропроводность и лучшее насыщение отрицательным электричеством корнеобитаемой почвы, т. к. вся корневая масса представляла собою неплохой проводник. Но, по моим предположениям, можно ток пускать прямо в почву, и результаты будут едва ли хуже (нужно лишь соответственное напряжение), а, может быть, и лучше. Это покажут только будущие опыты.
В провод я пускал только отрицательный ток (источник был постоянного тока), положительный же заряд испускал через мачту в атмосферу. На вершине мачты имелся медный полый шар с припаянными к его лицевой стороне длинными остриями, через которые и уходило в атмосферу электричество положительного знака. Такое же количество отрицательного электричества попало в корневые системы растений и в корнеобитаемый слой почвы.
Не имея приборов и возможности поэтому фиксировать количество тока, его увлажняющий эффект в почве и пр., я все же добился некоторых положительных результатов, которые позволяют сделать следующие обобщения:
1) Почва подопытной делянки имела влаги больше по сравнению с контрольной делянкой: простейшим выпариванием одинаковых объемных частей почвы с опытной и контрольной делянок установлено, что в пробе почвы опытной делянки влаги было больше на 6%.
2) Вероятно, были побочные небольшие положительные действия отрицательного тока на физиологию растений, кроме лучшего увлажнения почвы,— это сказалось на более свежем и пышном виде опытной делянки.
3) Вес твердой массы валового урожая с опытной делянки превысил контрольную на 8%.
4) Недостаточное напряжение тока (около 400 вольт) и кустарная обстановка опытов не позволяют сделать ббльших обобщений, а сделанные можно считать лишь условными. Но гипотеза электронного увлажнения почвы все же подтвердилась действительностью, а это и было важно.
В дальнейшем необходимо повторение опытов в совершенной научной обстановке, тем более, что затраты на них потребуются незначительные.
Система электрического орошения почвы, как видно из описания опыта, заключается в снабжении почвы отрицательными электронами, на что требуется чрезвычайно незначительная мощность тока.
Система действует потому, что отрицательные электроны, насыщая почву, стягивают к себе влагу и производят эффект «всасывания» воды почвой.
Для электрического орошения больших площадей полевых культур вся система имеет следующий вид.
Необходим источник постоянного тока — небольшая электроустановка или динамо-машина, сцепленная с каким-либо уже имеющимся двигателем. На каждые 100 десятин нужна, примерно, одна лошадиная сила. При больших массивах потребная мощность на единицу площади, конечно, уменьшится. Наилучшее напряжение, количество тока и время подачи его для каждого вида растения и почвы могут установить только опыты. Такая небольшая электроустановка должна быть снабжена мачтой и излучателем положительного тока в атмосферу (или в другое место, избегая лишь возможности соединения положительных и отрицательных электронов). На поле идет общий магистральный провод, от которого ответвляются питательные провода. Число этих ответвлений (зависимое от орошаемой площади, вида сельскохозяйственной культуры, корневой массы, желательного водного режима и пр.) должны установить также опыты.
Лучше, если установка будет гидравлическая или ветряная, тогда можно обойтись без всякого специального персонала, а подачу тока могут регулировать из села сами крестьяне или с агрономического или с метеорологического пункта.
Если есть уже в районе электростанция, то тем проще будет все дело — нужно только дополнительное устройство на ней для выработки тока того качества, который нужен для орошения.
Электрическое орошение, по моим приблизительным подсчетам, стоит
Электрическое орошение не отнимает полезных площадей под сооружения, делает немыслимым засоление почвы, позволяет держать влагу в почве в оптимально возможном количестве для каждого вида почвы и растения, обладает исключительной простотой и ясностью устройства и обслуживания и пр.
При условии дальнейшей разработки электрического способа орошения, оно может стать самым действительным оружием борьбы с засухой, какого еще никогда не имел в своих руках крестьянин. Притом, это орошение применимо в современном крестьянском хозяйстве и требует от крестьянства лишь согласованности в пользовании источником тока и кооперации средств и труда для постройки системы. По предварительным цифрам, данным выше, устройство электрического орошения вполне доступно середняку и даже бедняку-крестьянину.
Действительность электрического орошения вполне гарантирована. Ведь мы тут последовательно копируем природу — делаем в почве буквально то же, что делает там и природа, лишь искусственно стимулируя и интенсифицируя наличные благодетельные силы природы. Как происходят облака и тучи в атмосфере, как получаются капельно-жидкие образования в почве, таким же путем идем и мы, лишь уснащая почву усиленной пропорцией отрицательных электронов и получая поэтому более сильный эффект всасывания почвой паров влаги в себя. В почве уже есть более или менее редкая «туча» влаги — мы делаем ее густой, обильной и «дождливой».
Откуда же будет приходить влага в почву после добавочного (против природной нормы) насыщения ее отрицательными электронами? —
Влага почвой будет усиленнее всасываться из подпочвы; отработанная и испаряемая растением влага будет частично обратно втягиваться в почву, поступая во второй полезный оборот; обтекающие дневную поверхность почвы пары влаги разного происхождения, а также утренние и всякие иные конденсаты влаги будут также вовлекаться в почву; наконец, поступившие осадки сильнейшим образом будут замедлены в своей фильтрации под почву и в испарении, поступая, главным образом, в полезный оборот растения, а также образуя некоторый запас влаги на будущее, сцементированный электронами.
Электрическое орошение соберет влагу по крохам отовсюду, и растение будет сыто.
Электрификация же страны получит нового, очень выгодного в смысле загрузки станций в летнее время, достаточно емкого и неожиданного потребителя.