Файл: Кочина-Полубаринова П.Я. Подземные воды.pdf

половодье, наоборот, возможно питание подземных вод речными. Часть идет на различные виды испарения: атмосферное, с растительного покрова, с поверхности водоемов; около одной трети уходит на склоновый сток.

Остальные осадки просачиваются в грунт, их судьба для нас представляет специальный интерес. Вода, про­ сачивающаяся в верхние слои грунта, расходуется на питание растений, причем большая часть, пройдя через растение, испаряется (это явление называется транспи­ рацией). Некоторое количество ее затрачивается на подъем уровня грунтовых вод, с которого затем может происходить испарение, если грунтовые воды подойдут к поверхности земли на 3'—4 м или еще ближе.

Сколько воды нужно растению

Ежегодно людьми и домашними животными потреб­ ляется 10 тонн воды на одну тонну живой ткани. Чтобы получить одну тонну бумаги, пшеницы, риса или хлопка (волокна), требуется, соответственно, 250, 1500, 4000 и ГО-000 тонн воды.

Вода составляет основную часть массы растений — от 70 до 95 проц. Пшеничное зерно считается сухим и пригодным для хранения, если оно содержит 13—14 проц.

соли, растворенные в воде, проникают через корни в сте­ бель и листья посредством так называемой сосущей си­ лы. Солнечный свет превращает неорганическое веще­ ство раствора в органическое вещество растения.

Вода играет роль транспорта, причем переносимые ею растворы минеральных веществ сильно разжижены.

13

К. А. Тимирязев в книге «Жизнь растения», говоря о своих опытах по выращиванию овощей без земли, в бан­ ках с питательным раствором (теперь это называют гид­ ропоникой), указывает, что количество растворенных ве­ ществ не должно превышать двух тысячных от веса ра­ створителя.

Чтобы получить достаточное количество вещества для своего развития, растение должно пропустить через себя большое количество воды, которая испаряется затем с поверхности листьев. В умеренных широтах для образо­ вания килограмма сухого вещества на транспирацию тратится от 300 до 500 килограммов влаги.

Предположим, что свекла дает урожай 500 центне­ ров общей массы с гектара. Тогда в ней сухого вещества будет 500X0,15 = 75 центнерам. Если принятьтранспирационный коэффициент равным 400 (трата воды на выра­ щивание одного килограмма сухого вещества свеклы), то понадобится воды 3 тыс. куб. метров на гектар за веге­ тационный сезон. Нужно отметить, что транспирационный коэффициент изменяется в широких пределах для различных растений и в разных природных условиях, в частности, он уменьшается при внесении удобрений.

Если воду, необходимую для выращивания свеклы, разлить по полю, то получится слой в 300 мм. Допустим, что в данной местности выпадает осадков 600 мм в год, из них 50 проц. уходит на склоновый сток, испарение с поверхности земли. Тогда свекла получит свои 300 мм. Правда, нужно еще, чтобы влага была подана в подхо­ дящие моменты. Если же дождей и влаги от снегонакоп­ лений не хватит, необходимо наладить искусственную по­ дачу воды, т. е. орошение.

Центральным институтом прогнозов (ЦИПом) были проведены полевые исследования в степных районах За­ волжья, Казахстана и Кулунды и на их основе получены связи урожаев яровой пшеницы с суммарными расхода­

14

ми влаги (осадки 4- влага из почвы). Это позволило разработать метод расчета оптимальных оросительных норм, т. е. количеств поливной воды за весь вегетацион­ ный сезон. Ниже даны результаты, относящиеся к ряду станций Кулундинской степи.

Оптимальные оросительные нормы яровой пшеницы, м3/га

(по Н. Б. Мещаниновой)

Обычно при орошении яровой пшеницы затрачивает ся за сезон несколько большее количество воды — около 50 см, а на такую культуру, как хлопчатник,— метр и больше. Допустим, что вегетационный сезон длится 100 дней. Тогда на транспирацию уходит 5—10 мм слоя во­

100 тонн. А какие огромные массы воды транспирируются

лий (К). Их содержание в сухом веществе растения из­ меряется десятыми и сотыми долями процента. Кроме этих главнейших элементов питания, необходимы также микроэлементы, содержание которых измеряется тысяч-

15

ными долями процента; бор, марганец, медь, молибден, цинк, кобальт и т. д.

Найдены различные составы для выращивания расте­ ний при помощи гидропоники (работы воды). Простей­

В последнем рецепте питательные вещества составля­ ют 0,15 проц. от веса воды (1,508 кг).

Отметим, что техника выращивания витаминной под­ кормки чрезвычайно проста. В противень с высотой сте­ нок 15 см наливается раствор, в него помещают семена кукурузы, ячменя и т. п. Раствор дважды в сутки сме­ няется, и через одну-две недели вырастает зеленый ко­ вер с тесно переплетенными корнями — его уже можно

16

давать в пищу молодым животнйм, например, цыплятам. При выращивании помидоров, огурцов и др. овощей нуж­ ны более сложные приспособления для удержания стеб­ лей растений. На дно ящиков обычно насыпают гравий, между зернами его размещаются корни.

Когда К. А. Тимирязев демонстрировал на Нижего­ родской выставке свои опыты с выращиванием растений в бутылках, один местный житель никак не хотел пове­ рить, что это возможно, и имел намерение уличить Ти­ мирязева в шарлатанстве, но потом сам увлекся и уве­ ровал. Теперь уже все знают о больших достоинствах гидропоники. Для нас важно, что она раскрывает воз­ можности растений, что с ее помощью можно изучить их жизнь, отвлекаясь от тех процессов, которые происходят в почве.

Познакомимся теперь с тем, каким путем восприни­ мают растения питательные растворы, какие силы тол­ кают почвенную (или гидропонную) воду в растение.

Клетки растения заполнены клеточным соком, кон­ центрация которого выше концентрации почвенного ра­ створа. В таком случае должно действовать осмотиче­ ское давление, т. е. сила, которая стремится выравнивать концентрацию двух соприкасающихся растворов. Дело в том, что"в каждом из растворов происходят колебатель­ ные движения молекул воды, причем в слабом растворе количество молекул воды больше, они обладают боль­ шими скоростями. Поэтому осмотическое давление гонит воду от более слабого раствора к более крепкому.

Клеточный сок растений имеет осмотическое давле­ ние 5—15 атмосфер12и выше. Это означает, что к клеточ­ ному раствору нужно приложить точно такое же давле­ ние, чтобы процесс осмоса прекратился.

1 Одна атмосфера равна давлению одного килограмма на пло­ щадку в один квадратный сантиметр. т-