big-archive.ru

Большой информационный архив

                       

Управление теплом и влагой — управление урожаем

Мы только что рассмотрели, сколь грандиозно естественное влияние человека и его жизненной деятельности на природные процессы и природу в целом. Нам теперь понятно и его предназначение — быть одновременно и хранителем природы и ее преобразователем, созидателем лучших, а не худших природных комплексов.

Человеческому обществу, особенно обществу социалистическому, основанному на плановых началах, с продуманной и научно обоснованной системой организации хозяйства и контроля, решение таких задач вполне доступно. И они, как мы знаем, уже давно решаются в нашей стране, решаются последовательно и планомерно. Они предусматриваются в текущих и перспективных планах, ими занимаются многие институты нашей страны.

Физическая сущность преобразования природы и климата человеком основана на том же самом принципе оптимального соотношения компонентов теплового и водного балансов, который лежит в основе развития естественных природных процессов. Разница состоит лишь в том, что, изучив эти оптимальные условия и искусственно регулируя ту или иную составляющую теплового баланса и меняя соотношение между затратами тепла на испарение и нагревание воздуха, человек может создавать такие условия, которые в природе наблюдаются редко. Давайте вспомним еще раз уравнение теплового баланса: Б = П+В+аИ. В принципе ведь люди в состоянии изменять каждую из его составляющих. Даже остаточная радиация (Б), эта, казалось бы, недосягаемая для человека статья теплового баланса, и та поддается искусственному воздействию, причем менять ее можно в больших пределах. В самом деле, как мы уже говорили в первой главе, остаточная радиация представляет собой разность между приходящей к земной поверхности радиацией Солнца и неба и уходящей от нее отраженной радиацией и тепловым излучением Земли. Мы говорили также, в каких широких пределах может меняться альбедо разных подстилающих поверхностей — от двух процентов над морем до 95—98 процентов над снегом. Совершенно очевидно, что человек в силах существенным образом воздействовать на величину отраженной радиации. Он может изменять альбедо той или иной поверхности. Люди в состоянии, например, на десятки процентов уменьшать альбедо снега или льда, покрывая их поверхность с самолета пылью; они в состоянии уменьшать альбедо сухих степей или пустынь, орошая их поверхности, они могут изменять альбедо участков поля, покрывая их мульчей или пленкой. Что же касается регулирования эффективного излучения Земли, то здесь кроется еще больше возможностей, и они будут все увеличиваться и увеличиваться. Человек уже теперь в состоянии разгонять облака и некоторые виды туманов и, наоборот, создавать искусственные облака и туманы на значительных площадях. А ведь облака и туман — наиболее надежные покрывала, предохраняющие земную поверхность от излучения. Мощный слой крупнокапельных облаков способен снижать эффективное излучение Земли до нуля. То же самое — орошение или поливы. Благодаря им не только изменяется альбедо поверхности, но и значительно уменьшается ее эффективное излучение за счет понижения температуры почвы днем и повышения ее ночью. В общем, в настоящее время человек располагает десятками способов, с помощью которых он может изменять остаточную радиацию на больших территориях не только на доли, но на десятки процентов.

Но, пожалуй, самые большие возможности имеются для регулирования расходных составляющих теплового баланса.

Представьте себе выжженную солнцем степь. Вся растрескавшаяся от жары земля. Кругом, насколько видит глаз, ни одной зеленой травинки, ни кустика, ни деревца. Но вот пришли сюда люди, прорыли каналы, подвели воду, насадили деревья, распахали целину. И вся природа преобразилась. На месте безжизненной до этого степи возник оазис со своей растительностью, со своими почвами, со своим климатом. А на территории СССР только пустыни и полупустыни занимают 211 млн. га, то есть почти 10 процентов площади страны. Площади же сухих степей и того больше. В основном они расположены на территории Средней Азии и Казахстана, занятой когда-то древним морем Тетиса. От него нам в наследство остались Каспий, Аральское море да ряд крупных и мелких соленых озер. Восемь видов пустынь насчитывают ученые на этой территории: песчаные, солончаковые, такыры и др.

Люди издавна пытались отнять у пустыни земли для своих нужд. Они закрепили на этих землях ранее движущиеся пески, насадили искусственные леса из неприхотливой пустынной кустарниковой и древесной растительности, посеяли еще более неприхотливые травы, создали обширные пастбища и т. д. Они отвоевывали у пустыни эти? земли шаг за шагом, метр за метром, на протяжении многих веков. Но смогли поселиться только там, где удавалось добыть хоть сколько-нибудь пресной воды. Добыть любым способом: запасти ее с ранней весны в глубоких водохранилищах, когда еще текут ручейки и реки, и пополнять эти запасы при каждом дожде; отнять часть воды от текущей поблизости реки или умело достать ее из-под земли.

Вода решала все. Она была предметом купли и продажи, кабалы и рабства. Вода и жизнь были синонимами.

Но то, что отвоевывал человек у пустыни веками, в наше время стало возможно выполнить за несколько лет. В настоящее время у пустынь уже отвоевано и орошено около 4 млн. га площади. Правда, это всего лишь 2 процента от пригодных для освоения земель. Они расположены главным образом там, где легче всего было построить ирригационную сеть. Однако при современной технике человеку под силу построить сеть каналов на всех пригодных для освоения землях. Если для орошения их не будет хватать местной воды или даже воды таких рек, как Сыр-Дарья или Аму-Дарья, придется повернуть вспять верховья Великих северных рек, повысить сток местных рек за счет искусственного стаивания части горных ледников или вывести на поверхность воду подземных озер. Кроме того, предполагается построить тысячи колодцев и ряд крупных водопроводов. Намеченное только в Туркменистане, например, строительство 1700 колодцев и нескольких водопроводов позволит снабдить водой 6,5 млн. га пастбищ. А обводнение пастбищ — это травы, это другая, уже не пустынная подстилающая поверхность, иной тепловой баланс и климат.

Конечно, осуществление подобных проектов требует больших усилий, но как бы велики они ни были, они оправдают себя, потому что в сельскохозяйственном отношении зона сухих степей чрезвычайно благодатна. Пригодные для освоения почвы — плодородны,  обилие солнечного тепла и света позволяет выращивать здесь самые теплолюбивые и дорогостоящие культуры.

Пока эти почвы не орошены, температура воздуха в этих районах летом может достигать 50 градусов жары, а на почве повышается до 75—80 градусов. Даже в среднем за месяц температуры воздуха в пустынях достигают 30 и более градусов. Воздух здесь настолько сух, что современные метеорологические приборы часто не в состоянии определить его относительную влажность. Она падает до 2—5 процентов. Высохший и измельченный песок не только легко движется по почве, образуя песчаные поземки, но так же легко и поднимается вверх сильными конвективными токами. Прозрачность воздуха при этом нередко понижается вдвое, и солнце кажется через пыльную пелену красноватым диском. Прямая радиация бывает ослаблена почти так же, как при высоких слоистых облаках. Взвешенная пыль, обладая гораздо большей теплоемкостью по сравнению с воздухом, сама является дополнительным источником нагревания и иссушения воздуха. Все кругом кажется вымершим. А посмотрите теперь более детально, как меняются метеорологические условия в этих районах после того, как сюда пришла вода и те же пустыни оказались орошенными. Вот как, например, изменился тепловой баланс поверхности Голодной степи (Узбекская ССР) днем после орошения при одной и той же суммарной радиации (кал/см2 мин). Знаком ( + ) показаны приходные, знаком (—) расходные статьи баланса.

Вы видите, даже остаточная радиация на орошенных полях из-за уменьшения альбедо стала иной. Она увеличилась, почти на 30 процентов. Все тепло стало тратиться на испарение, а не на нагревание воздуха. Почва и воздух стали менее горячими и более влажными. На месте сухой безводной степи расцвели сады, зазеленели поля, изменился облик земной поверхности. Взгляните, насколько различным стал климат орошённых полей в совхозе Пахта-Арал и неорошаемых земель, расположенных рядом в Голодной Степи (табл. 16). Различие в температуре почвы достигает 10—15

градусов. Там, где можно было испечь яйцо, начали выращивать хлеб, хлопок, овощи. Стал прохладнее воздух, вдвое увеличилась его влажность.

Изменение теплового баланса сказалось не только на климате оазиса. Здесь в сухой и безводной степи возник совершенно особый физико-географический район, со своим гидрологическим режимом, растительностью, почвами и т. д. Влияние оазиса не ограничилось только близлежащим к поливным землям слоем воздуха. Вот какие различия в температуре и относительной влажности возникли между оазисом и окружающей его пустыней (табл. 17).

Как видно из таблицы, влияние оазиса распространяется больше чем на 200 метров вверх и на несколько сот метров в окружности.

Такова картина разумной и полезной деятельности человека. А представим себе, что вместо одного оазиса будет орошена вся Голодная степь! Да что там Голодная степь. В предстоящие два десятилетия в нашей стране предполагается увеличить площадь орошаемых земель только в Средней Азии и Казахстане более чем на 12 млн. га, то есть втрое по сравнению с существующей. Кроме того, возрастут площади орошаемых земель на юге европейской территории нашей страны. Около 1 млн. га засушливых земель будет орошено после пуска на полную мощность Волжской ГЭС, 1,5 млн. га напоит Каховская ГЭС; 2,5 млн. га — Волгоградская ГЭС. А впереди манит цифра 20 млн га — на Украине, 25 млн. га — в Поволжье. Вопрос уже стоит об изменении климата не в одном каком-либо оазисе площадью в несколько десятков или даже сотен тысяч га, а в целых областях, размеры которых намного превышают площади иных государств.

Ну, а как изменится в этом случае климат, вправе спросить читатель.

Предварительные расчеты показывают, что, несмотря на то что соотношение между составляющими теплового баланса сохранится примерно таким же, как: и в отдельном оазисе, температурный эффект в целом для района будет несколько меньше. Чуть ниже окажется и влажность воздуха. Но климат в целом будет значительно мягче. И это только решение одной проблемы — орошения.

А сколько впереди других задач, связанных с освоением тех же пустынных районов. Одна из них — фитомелиорация, которой занимается в настоящее время ряд научных и производственных организаций в нашей стране. Сущность ее состоит в том, чтобы уберечь от песчаных заносов сельскохозяйственные поля, пастбища, дороги, населенные пункты, то есть закрепить движущиеся пески. Для этого на песках искусственно сеются укрепляющие их растения, а вместе с ними и кормовые травы, чтобы превратить одновременно эти бесплодные земли в пастбища. Следует отметить, что это мероприятие также будет способствовать смягчению и увлажнению климата, перераспределению поступающей солнечной энергии. Дело в том, что растения пустынь обладают одним удивительным свойством — они способны доставать воду всеми возможными способами, в том числе и из глубины иногда в несколько десятков метров. Особенно в этом отношении славятся так называемые псаммофиты — растения, живущие на рыхлых, а иногда и на подвижных песках. Даже будучи засыпаны песком, они не погибают. Стоит песку чуть увлажниться, и совсем засохшее растение пускает придаточные корни, а ветви его начинают быстро расти и пробиваться к свету. Корни псаммофитов уходят на глубину иногда 20—25 м.

К таким растениям относятся саксаул, песчаная акация, кандым и другие. Но первым, пожалуй, для закрепления движущихся песков поселяют многолетний злак селин. Соревноваться с ним может и песчаная осока — илак, отличающаяся очень разветвленными и густыми, как войлок, корневищами. Илак, хоть и принадлежит к эфемерам, то есть к растениям с коротким периодом вегетации, но в течение сухого и жаркого лета не погибает, а лишь переходит в состояние покоя. Прольются первые дожди, и он снова оживает. Корневая система его уходит на глубину 40—50 м. Это растение служит основным кормом животных, пасущихся в песчаных пустынях.

Постепенно осваиваются и каменистые пустыни. Они заселяются так называемыми растениями-эдификаторами (боялыч, биюргун и др.), способными расти и создавать себе почву на гипсах и других твердых породах.

А теперь обратимся к западным районам страны. В Белорусской ССР, например, и в Прибалтийских республиках в больших масштабах проводится осушение болот и заболоченных земель. Тепловой баланс при этом меняется в противоположную сторону. Остаточная радиация, из-за некоторого увеличения альбедо, а главным образом вследствие повышения эффективного излучения, становится несколько меньше той, какая была до осушения. Климат в этих районах становится теплее и суше.

Проведенные учеными Главной геофизической обсерватории экспедиции в эти районы показали, что разница в температурах воздуха и почвы между осушенными и неосушенными землями достигает 2 градусов. Однако и после осушения на этих полях температура оказывается холоднее на 5— 10 градусов, а ночью — на 3—4 градуса по сравнению с минеральными почвами. Причина кроется в теплофизических особенностях почв. Отвоеванная от болот почва обладает большой теплоемкостью. Верхний торфянистый слой ее задерживает большую часть поступающего к ней солнечного тепла. Такие почвы требуют в дальнейшем минерализации.

За последние годы в нашей стране создается целый ряд крупных и мелких водохранилищ. Они не только обеспечивают работу гидротурбин ГЭС и служат водоемами, питающими оросительные систем, но играют еще одну важную роль — формируют новый тепловой и водный баланс окружающей местности. Результаты этой «невидимой» деятельности уже сказываются теперь и, видимо, еще больше дадут себя знать в недалеком будущем, изменив гидрологический режим почв и грунтов, да и весь географический ландшафт этих районов.

Давайте посмотрим, как это происходит. Вода, в отличие от почвы и снежного покрова, имеет малые альбедо и при высоком стоянии Солнца поглощает почти всю солнечную радиацию. В полуденные часы теплового периода года отраженная радиация Солнца составляет для поверхности воды всего 3—5 процентов от суммарной. Обладая большой теплоемкостью, вода задерживаем почти все тепло в тонком верхнем слое. Значительная часть его идет на нагревание более глубоких слоев воды путем механического перемешивания. Особенно заметен этот процесс при сильных ветрах. Недаром после шторма вода в море или озере становится много холоднее. А бот на нагревание воздуха над водоемом тратится совсем мало тепла. Основная его часть идет на испарение с поверхности водоемов. В средних широтах с каждого водоема испаряется 40—60 мм воды в месяц, а сумма испарения за весь теплый период составляет 20—30 см. Чем меньше водоем, тем больше с него испаряется воды. Однако величина испарения, как мы знаем, не может быть бесконечной. Она всегда лимитируется приходом солнечной радиации. Большие затраты «тепла на испарение с водоемов приводят к понижению температуры воды, а следовательно, и к понижению температуры прилегающего к ней воздуха. Водоемы размером 8—10 километров в поперечнике понижают, например, температуру в окружающем районе на 3—5 градусов. В тех районах, где ветры слабые, а водоемы и водохранилища невелики, их влияние на температуру окружающего воздуха уменьшается до 1—2 градусов. Неглубокие водоемы и пруды успевают за лето накопить солнечного тепла так много, что оказываются даже перегретыми по сравнению с сушей и до поздней осени превращаются в своеобразные тепловые очаги. А в холодное полугодие такими тепловыми очагами для окружающей местности становится большинство водоемов. На побережье Цимлянского водохранилища, например, зимой теплее, чем в открытой степи, на 0,5 градуса, а летом — холоднее почти на 2 градуса. Относительная влажность воздуха над водоемами и вблизи них бывает на 15—20, а иногда и на 30 процентов выше, чем вдали от них. В районе водоемов формируется и своя местная циркуляция воздуха—возникают небольшие бризы, дующие днем с водоема на сушу, а ночью наоборот. Если берега достаточно круты, то ночной бриз усиливается за счет стока холодного воздуха вниз по склону, температура воздуха над таким водоемом может понизиться на 5— 7 градусов. Гладкие и ровные поверхности водоемов из-за малой шероховатости не препятствуют, а скорее способствуют разгону движущегося над ними воздуха. Поэтому и скорости ветра над искусственными водоемами и вблизи них намного сильнее, чем были когда-то в этих местах. Так, например, скорость ветра в районах Рыбинского и Цимлянского водохранилищ увеличилась, по сравнению со средней скоростью ветра для этих районов, почти вдвое.

Мы пока не имеем данных, каким из-за подпора воды стал уровень грунтовых вод в районах водохранилищ, как изменилась влажность почв, их засоленность и все другие гидрофизические характеристики, так как эти процессы происходят со значительным запозданием по сравнению с изменением климата. А свидетельств того, что возникновение иного теплового и водного балансов в районе водохранилищ привело к изменению климата, растительного покрова и других характеристик ландшафта уже более чем достаточно.

Надо сказать, что еще бывают случаи, когда строительство водохранилища влияет на природный комплекс далеко не в лучшую сторону. Недаром поэтому прежде чем приступать к реализации того или иного крупного гидротехнического проекта, его передают Главной геофизической обсерватории на заключение о возможных климатических переменах.

Но, пожалуй, наибольший положительный эффект от мелиорации получается тогда, когда осуществляется одновременно большой комплекс мероприятий: насаждение лесных полос и создание прудов и водоемов.

На протяжении ряда лет нам пришлось изучать влияние этого великого эксперимента по преобразованию природы и климата в южных районах европейской территории нашей страны. Объектом изучения были обширные поля, перегороженные вековыми полосами леса, посаженного еще самим В. В. Докучаевым в Каменной степи, лесные полосы разных конструкций, созданные на протяжении последних лет в сальских степях, комбинации из лесных полос и ирригационных систем в Поволжье и еще многие другие объекты. Здесь каждое из проведенных человеком мероприятий воздействовало на природный процесс по-своему, поэтому установить общий эффект в изменении теплового и водного балансов было особенно трудно. Но тем не менее ученым удалось оценить эффективность этих мероприятий по преобразованию природы юга России, и она оказалась значительной. Летнее количество осадков в этих районах увеличивается на 30—40 миллиметров, а при проведении орошения ряда степных районов — на 50—55 мм. Значительно изменяется и температурный режим. Благодаря повышению остаточной радиации над орошенными землями на 20—30 процентов и увеличению испарения дневные температуры в верхнем слое почвы понижаются на 10—15 градусов, а температура воздуха — на 1—3 градуса. Относительная влажность воздуха, наоборот, увеличивается на 20—30 процентов. Наличие лесных полос ослабляет ветер и уменьшает турбулентный обмен на полях, благодаря чему там возникает сочетание климатических условий, наиболее благоприятствующих развитию растений (высокая влажность с повышенной температурой). Средняя же скорость ветра над этими районами понижается наполовину. В полтора раза увеличивается высота снега на обсаженных лесными полосами полях, уменьшается весенний сток, повышается влажность почвы.

Эффективность этих мероприятий уже доказана на примерах многих колхозов и совхозов нашей страны, а лесные полосы из абрикосов и акаций стали обычным элементом ландшафта когда-то совершенно сухих и безлесных степей (рис. 26).

В настоящее время наиболее доступно активное воздействие на природу в локальных масштабах, но и оно должно быть организовано на известных читателю научных принципах.

Ускорить таяние снега на полях и удлинить сроки вегетации культурных растений или ускорить таяние льда на судоходных реках и расширить период навигации, разморозить необходимый для строительства участок вечной мерзлоты — все это доступно людям без больших затрат сил и энергии, но с большим экономическим выигрышем. В большинстве случаев положительный эффект достигается тем,

"Работа" лесных полос по задерживанию снега

что меняется альбедо этих поверхностей и увеличивается приходная часть теплового баланса.

Каждый колхоз и совхоз в состоянии оросить землю, задержать снег на полях, не дать талым водам бесполезно стечь в реки, наполнить ими балки и овраги, сделать искусственные водохранилища и таким образом изменить соотношение в расходе солнечного тепла. Этим самым он изменит не только микроклимат на своих полях, но тепловой и водный режимы почвы, условия для роста и развития растительности, а вместе с этим постепенно преобразует и. географический ландшафт своего района в целом.

Менять тепловой и водный балансы следует, по-видимому, не сразу на всей территории, а по участкам, создавая различные препятствия, уменьшающие скорость ветра и турбулентность в приземном слое.

В последнее время белорусские хозяйственники Стали жаловаться на то, что их осушенные земли начали страдать от засух, более того, даже на прилегающих к ним неосушенных почвах после осушения соседних болот значительно

Распределение ФАР за вегетационный период на территории СССР

понизился уровень грунтовых вод, появились признаки засушливости. Ясно, что при проведении мелиоративных мероприятий были допущены технологические ошибки, выразившиеся, по-видимому, в закладке глубоких канав и отведении воды не только с близких от поверхности слоев почвы, но и из более глубоких горизонтов, которые до этого пополняли грунтовые воды на неосушаемых территориях. Подобных примеров можно привести много.

А теперь попробуем представить себе, что произойдет, когда человек, научившись в недалеком будущем управлять погодой и климатом, сумеет защитить урожай от влияния неблагоприятных метеорологических условий, потери от которых в настоящее время составляют в разных странах в среднем от 10 до 30 и более процентов. Тогда, при достаточном минеральном питании и обеспечении растений влагой, размер урожая будет целиком определяться только энергетическими ресурсами. Какой же можно получить в этом случае урожай, например, зерновых культур с одного гектара? В настоящее время растения поглощают около половины приходящей к ним солнечной радиации, но используют в процессе фотосинтеза в среднем всего лишь 0,3 процента. У культурных растений этот процент повышается до 1—2. В средних широтах, где суммарная радиация за вегетационный период составляет около 40 ккал/см2 в месяц в северной части, до 100 и более ккал/см2 в месяц в южной части, фото-синтетически активная радиация (ФАР) соответственно будет равна примерно 20—50 ккал/см2 в месяц. Или 2—5 ккал на один гектар посева (рис. 27).

Мы уже говорили, что, несмотря на кажущееся обилие радиации, летом только верхние части растений получают ее в достаточном количестве. Чем дальше в глубь растительного покрова, тем меньше достаемся растению солнечных лучей, тем большее радиационное голодание оно испытывает. Представим себе, что человек, учтя эту особенность растений, будет так формировать посевы и посадки сельскохозяйственных культур, что процент усвоения радиации ФАР растениями при прочих равных условиях возрастет с 1 до 5. Советский ученый А. А. Ничепорович подсчитал, что в этом случае при условии полного обеспечения растений водой и питанием на широте 55° можно снимать с гектара до 100—120 центнеров зерна. Надо сказать, что отдельные опытные хозяйства урожай пшеницы в 70—100 центнеров с га снимают и в настоящее время. При таких урожаях

Теоретически возможные урожаи при оптимальном обеспечении светом, теплом, водой, питанием и при высокой агротехнике

даже существующие в настоящее время на земном шаре сельскохозяйственные площади могут прокормить 20 — 30 млрд. человек.

Советские ученые М. И. Будыко, Л. С. Гандин и Н. А. Ефимова, использовав данные о величинах радиации ФАР и средних температур воздуха на разных широтах, определили возможные урожаи (при оптимальных агротехнике и обеспечении водой и питанием) для европейской территории СССР (рис. 28). Цифры на этой карте (центнеры на гектар) относятся к некой средней сельскохозяйственной культуре (продуктивности зерновых культур близки между собой), выражаются в массе усвоенной углекислоты на 1 га посева. По известным уравнениям фотосинтеза их нетрудно пересчитать на килограммы сухой массы любой культуры, для которой будут известны физиологические параметры растений и коэффициенты их дыхания. Если учесть, что доля зерна составляет всего лишь около 1/3 или даже 1/4 от веса сухого вещества, то в переводе на урожай приведенные на рисунке цифры будут означать примерно 30 центнеров зерна с гектара на севере и 200 центнеров на юге. Если сравнить эти цифры с максимальными урожаями зерна с гектара, получаемыми в настоящее время передовыми хозяйствами страны (до 70—100 ц/га), то они не покажутся нам неправдоподобными и будут служить веским доказательством того, что даже существующие посевные площади, при соответствующей их обработке, могут прокормить население примерно в 8—10 раз большее, чем то, которое имеется в настоящее время. А если еще размер посевных площадей увеличить в 2—3 раза за счет окультуривания так называемых бросовых земель и орошения пустынь, то для человечества не будет необходимости прибегать к уничтожению лесов или других ценных естественных угодий, составляющих его благосостояние. Но мы бы чрезвычайно сузили перспективу, если бы не упомянули здесь еще об одной возможности обеспечить все растущее население планеты всеми необходимыми ему продуктами питания. Речь идет о так называемом искусственном земледелии.

Итак, искусственно изменяя тепловой баланс и климат, человек может создавать искусственным путем условия, которые открывают в будущем бесконечные перспективы для увеличения пищевых ресурсов. Уже в настоящее время предпринимаются широкие попытки в этом направлении. Во многих странах мира существует целая отрасль сельского хозяйства, которая занимается выращиванием культур так называемым гидропонным способом, то есть без всякой почвы. Рост и развитие растений и формирование урожая в этом случае определяются исключительно тремя указанными факторами: светом, теплом и влагой. Питание растения получают уже не из почвы, а из воды. В этом случае вместо почвы может использоваться любой наполнитель, в котором будет развиваться корневая система растений: песок, галька, кусочки раздробленного камня или известняка и даже шлак. Основную роль при выращивании растений здесь играет водный раствор, который время от времени подается к корням растений, обеспечивая их питание. В перерывах между подачей воды в поры наполнителя поступает свежий воздух. Этот водно-воздушный режим и заменяет плодородную почву, обеспечивая невиданные до сих пор урожаи. «Гидропонное земледелие» имеет целый ряд преимуществ перед обычным земледелием, так как исключает появление сорняков и многих видов болезней у растений, не говоря уже о том, что не требует трудоемких затрат, связанных с обработкой почвы. Такой способ используют иногда не только в тепличных условиях для выращивания овощей, цветов и ягод, но и для создания под открытым небом больших плантаций зерновых культур, винограда и даже хлопчатника. Зная законы, связывающие физиологические характеристики растений с тепловым балансом и условиями освещения, на основании приведенной на рис. 28 карты мы можем сказать, какой урожай можно получить при гидропонном земледелии в естественных условиях. И те урожаи, которые получают уже теперь хозяйства, применяющие этот метод, весьма близки к максимальным, теоретически рассчитанным данным. Так в Армении, например, урожаи помидор, выращенных гидропонным способом, оказываются в три раза выше обычных, а урожаи моркови в 8—10 раз превышают средние. В будущем, при достаточных количествах электроэнергии, могут быть созданы искусственные гидропонные фабрики по выращиванию наиболее ценных культур.

Оранжереями с искусственно поддерживаемым тепловым балансом и климатом можно заполнить любые пещеры, заброшенные шахты, карьеры и узкие горные ущелья, конечно, защитив их от излучения искусственными покрытиями. Многоярусные туннели могут быть вырыты в земле, причем на таких глубинам, где температурный режим будет постоянным и оптимальным за счет внутриземного тепла. Такие искусственные туннели — оранжереи можно создавать, уже не считаясь с географическими условиями. В Арктике и на Кавказе тепло, влага и свет могут быть в них совершенно одинаковыми.

Опыты, проведенные в различных странах по выращиванию сельскохозяйственных культур в искусственных условиях, показали, что урожаи при этом будут близки к оптимальным. Культуры могут выращиваться круглый год, а сроки вегетации при этом сильно сокращаются. Томаты, например, в искусственных условиях дают урожай в 2— 3 раза выше, чем в естественных (10—15 кг с одного м2 против 5—10 кг), а созревают они за 55—65 вместо 95—100 дней в естественных условиях. Редис весом 20—30 г вырастает в искусственных условиях через 10—15 дней, тогда как на огороде или в поле он созревает через 30 дней, а вес корнеплодов бывает вдвое меньше. Да и урожаев редиса за год можно вырастить не 1—2, а 24. Томаты можно будет снимать 6 раз в год в одной оранжерее. Иными словами, используя закономерности ростра и развития растений, человек, искусственно управляя климатом, путем регулирования длины дня, интенсивности тепла и света, при достаточном обеспечении растений питательными веществами и водой, может получить оптимальные урожаи различных культур и управлять не только количеством, но и качеством урожая. И тогда человечество освободится от страха перед голодом, как бы ни возросло население на земном шаре. И опять-таки для этого не потребуется сводить леса или коренным образом изменять другие естественные условия жизни на нашей планете.

Проблемы активного и сознательного влияния на климат, которых мы касались до сих пор, в большей степени универсальны (ибо они подчиняются одному и тому же закону, распространяющемуся на все природное процессы), но в то же время это и частные проблемы. Частные в смысле своих пространственных масштабов.

Речь шла в сущности о возможностях улучшения климата в отдельных районах, на. сравнительно набольших участках суши или воды.

Но, параллельно с этим, человеческая мысль бьется, особенно в последнее время, над решением глобальных проблем, предусматривающих серьезные климатические перемены для целых стран, даже континентов, для всей нашей планеты. Уже в настоящее время имеется целый ряд грандиозных и смелых проектов, возможность реализации которых не за горами. Познакомимся хотя бы с одним из таких проектов, с проектом, выполнение которого изменило бы природу и климат северного полушария и повлияло бы на природные процессы на всем земном шаре.

 

Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава

 

                       

  Рейтинг@Mail.ru    

Внимание! При копировании материалов ссылка на авторов книги обязательна.