Атмосферная ирригация.
Физический смысл атмосферной ирригации заключается в том, что чем выше температура воздуха, тем больше в воздухе содержится влаги. Например, при температуре воздуха пятьдесят градусов, в кубическом метре воздуха содержится девяносто два грамма воды, а при температуре воздуха сорок градусов, содержится порядка пятидесяти пяти грамм воды, то есть при понижении температуры с пятидесяти градусов до сорока, высвобождается 37 грамм воды. Такое явление можно наблюдать в домашних условиях, если достать из холодильника какой-то напиток в стеклянной таре и поставить эту бутылку на стол, то через некоторое время стеклянная бутылка покрывается мелкими капельками. Это происходит из-за охлаждения более горячего воздуха на поверхности бутылки.
Как получить дополнительную влагу в почве с помощью атмосферной ирригации. Во время вегетации, как правило, воздух над поверхностью почвы всегда более горячий, чем почва. Этот горячий воздух, попадая в почву, охлаждаясь, высвобождает влагу в виде капелек воды, наиболее активно этот процесс протекает на глубине примерно шестьдесят сантиметров ниже над поверхностью почвы, так как на этих глубинах разница между температурой воздуха над поверхностью почвы и температурой самой почвы от 12 до 16 градусов.
Ночью происходит все наоборот, то есть температура воздуха понижается, а почва еще не успевает остыть, в результате чего более теплый воздух поднимается из почвы наверх и, соединяясь с верхним более холодным воздухом, так же конденсируется, но уже на верхних слоях почвы. Эту образовавшуюся влагу улавливает вторичная корневая система у пшеницы. Чем большая разница между дневной и ночной температурой, тем более активно протекает процесс атмосферной ирригации.
Важно так же понимать, что не каждая почва будет накапливать влагу на счет атмосферной ирригации или сухого полива. Почва должна иметь определенную структуру и сверху должна быть накрыта теплоизоляционным слоем, который предотвращает потерю влаги в виде испарения с поверхности почвы.
Какую же структуру должна иметь почва и как же сделать верхний теплоизоляционный слой.
Почва, для нормального протекания атмосферной ирригации должна состоять из большого количества проходов, для того, чтобы в воздух свободно циркулировал вниз и вверх. Вертикальные проходы должны быть глубиной не менее метра, потому что основная конденсация происходит на глубине 60 см ниже над поверхностью почвы. Эти вертикальные проходы образуются в почве от корневой системы предыдущей культуры, особенно ценна стержневая корневая система, которая оставляет после себя корни большого диаметра и они очень глубоко проникают в почву.
После уборки урожая, такая корневая система перегнивает, и на ее месте образуются эти самые проходы, по которым циркулирует воздух, и во время осадков по ним свободно перемещаются осадки в глубокие слоя почвы, а во время засухи свободно поднимается к корневой системе растений. Так же сама корневая система без особых усилий растет по этим проходам, то есть самым главным стимулятором роста для корней растений в глубину является построение правильного севооборота, когда происходит чередование культур с мочковатой и стержневыми корневыми системами.
Дождевые черви так же после себя оставляют глубокие вертикальные проходы и длинные горизонтальные, в которых конденсируется влага. При глубокой обработке почвы эти проходы разрушаются, и не происходит циркуляция теплого воздуха. Чтобы получать дополнительную влагу с помощью атмосферной ирригации нужно переходить на минимальную обработку либо нулевую. Так же обработка почвы существенно сокращает популяцию червей, а это очень плохо влияет на эффективность атмосферной ирригации. Корневая система предыдущих культур и жизнедеятельность червей позволяет сделать почву воздухопроницаемой, а так же водопроницаемой.
Теплоизоляционный слой является следующим аспектом эффективности атмосферной ирригации и обладает такими свойствами, как:
- Пропускает горячий воздух и препятствует излишнему испарению влаги из почвы.
- При осадках теплоизоляционный слой не должен заплывать, то есть не образовывать после дождя корку.
- Покрытие поверхности почвы светлыми растительными остатками, которые будут отражать солнечную радиацию, не давая почве чрезмерно нагреться.
Теплоизоляционный слой с такими свойствами состоит из почвы и растительных остатков, которые разлагаясь, образуют перегной, который имеет структуру губки, в науке этот слой называется мульчей. Мульча пропускает через себя горячий атмосферный воздух и препятствует излишнему испарению влаги из почвы, так же во время осадков такая мульча не будет заплывать и образовывать корку на поверхности почвы, но глубина такого слоя не должна превышать глубину посева семян.
Если семя лежит на плотной поверхности, под которым есть крупные поры, где циркулирует воздух, вода, и так далее, и сверху это семя укрыто рыхлым мульчирующим слоем.
Максимальная глубина хорошей аэрации мульчирующего слоя должна быть не более 5-ти сантиметров, а в идеале это 3-4 сантиметра.
Сколько же влаги можно получить с помощью атмосферной ирригации?
Ученные утверждают, что атмосферная ирригация дает примерно от 1 до 5 мм в сутки влаги, то есть в засушливых условиях атмосферная ирригация может быть основным источником воды для корней растений.
Факторы, которые необходимо соблюдать для того, чтобы атмосферная ирригация была максимально эффективной:
- Правильно выстроенный севооборот. Чередование культур имеющих мочковатую корневую систему и культур со стержневой корневой системой, является обязательным условием правильного севооборота, при этом в севообороте должны присутствовать культуры, которые хорошо рыхлят собой почву. К числу таких культур можно отнести: вика, рапс, люцерна, лен, люпин, подсолнечник. Если взять гречиху, то она прекрасно справляется с рыхлением поверхностного слоя почвы, но почти не воздействует на более глубокие слои, которые находятся глубже тридцати сантиметров, при этом у гречихи так же стержневая корневая система.
- Отказ от глубокой обработки почвы. Для получения дополнительной влаги от атмосферной ирригации, необходимо обрабатывать почву по нулевой технологии (No-till), или же по минимальной технологии. Если же это минимальная технология обработки почвы, то ее глубина должна быть не выше 4-5 см.
- Нужно оставлять пожнивные остатки в поле, или же их заделывать на глубину 4-5 см, или оставаться на поверхности. Если мульчирующий слой состоит лишь из почвы без растительных остатков, то такой мульчирующий слой будет эффективным только до первых осадков, потому что после дождя такой слой становится плотным и покрывается коркой, из-за которой перестает поступать воздух и влага в более глубокие слои почвы. Помимо того, что эта корка препятствует проникновению влаги в почву, она еще затрудняет проникновение воздуха, то есть корни растений не получает нужного количества кислорода, что в свою очередь негативно влияет на коммерческие культуры.
