Техника - молодёжи 1987-09, страница 19

КАК СОЕДИНИТЬ НЕСОЕДИНИМОЕ!

Суть работы вот в чем. Представьте себе некую модель — кусочек поля площадью в квадратный метр, со всем, что там есть: с корнями злаков и сорняков, со всевозможной живностью, водой, воздухом, с протекающими физико-химическими процессами... А теперь, посмотрев на эту модель как на единое целое, попробуем привести ее к... общему знаменателю.

Как это так, спросите вы. К какому общему знаменателю можно привести весьма разнохарактерные природные процессы, как, скажем, поступающее солнечное теп-

На схеме условно показано, как возрастает интенсивность почвообразовательных процессов при увеличении увлажненности и поступающего тепла. На ближнем к нам участке своеобразного энергетического куба, вместившего все почвенное разнообразие мира, скудные почвы Арктики и пустынь, в дальнем углу (вершина пирамиды) — богатые почвы влажных тропиков.

ло, окисление металлов или накопленную разными почвенными фракциями энергию? Иными словами, каксоединить несоединимое?

Молодые ученые в качестве общего знаменателя выбрали единицу энергии—джоуль. В джоулях выразили получаемую растением солнечную энергию, «выход биомассы» с каждого квадратного метра поля, подсчитали затраты энергии на образование перегноя, а также на испарение воды из почвы, на окислительно-восстановительные и ряд других физико-химических процессов, скрытых от наших глаз. Даже учли при этом такие, казалось бы, трудно поддающиеся каким-либо классификациям элементы, как энергия дыхания дождевых червей или метаболизм жужелиц. На универсальном языке мироздания — языке энергии — описали в виде балансовых уравнений все сегодня известные почвенные процессы. Когда отобрали среди них важнейшие, получилась своего рода «биоэнергетическая модель поля» или, говоря более научно,— функциональная модель агроценоза. В этом поли-фоничном оркестре за первую скрипку выступает энергия Солнца, и все расчеты, связанные с энергобалансом модели, ведутся от величины солнечной радиации.

Получилось, что главную свою работу Солнце производит не в зеленом листе, как думали еще несколько лет назад, а в почве (той самой почве, которая считалась пассивным источником питательных веществ, не более). Подобно кроту, солнечный луч производит гигантскую подземную работу. Можно сказать, что почва представляет собой общепланетного масштаба геохимический аккумулятор, накапливающий энергию Солнца.

Иными словами, почва — такой же энергоноситель, как нефть или, допустим, уголь. Подсчитано, что в органическом веществе почвы, которое образуется в основном \ в результате разложения остатков / растительности и микроорганиз-' мов, сосредоточено 1 О¹⁸ ккал энергии.

ПОЧВА — ГЕОХИМИЧЕСКИИ АККУМУЛЯТОР

Используя биоэнергетическую модель поля, ученым предстояло выяснить роль каждого звена сложной цепи энергетических пре

вращений в системе «Солнце — растение — почва — животные» и тем самым выявить те этапы этого круговорота, воздействуя на которые можно полнее использовать энергию солнечного луча.

И вот, чтобы постичь тесное единство всех скрытых взаимосвязей, исследователям пришлось углубиться в самую суть явлений, что протекают в подземном микромире.

Начали с изучения окислительно-восстановительных реакций в почве. Попытки объяснить процессы почвообразования на молекулярном и ионном уровнях предпринимались и раньше, например, советским агрохимиком академиком К. К. Гедройцем, еще в 20-х годах. Однако в данном вопросе до сих пор очень много непонятного. Вот почему с таким рвением молодые ученые взялись за исследования.

Работы велись в Кура-Араксин-ской низменности (в разные сезоны года) на площадях, занятых различными культурами: пшеницей, хлопчатником и т. д. При этом определялись такие параметры, как содержание углекислого газа и подвижного, как говорят агрохимики, железа в почве; температура почвы по горизонтали и вертикали; солевой состав водных вытяжек... Удалось установить множество интересных фактов, одни из которых еще ждут своего осмысления, другие уже сейчас помогли понять механизмы, происходящие в почве, и сделать чисто практические выводы.

Например, наблюдения показали, что содержание в земле трехвалентного железа летом по сравнению с весной увеличивается. Непосвященному этот факт мало что скажет, а для исследователей он открыл причину так называемой летней «пропажи» энергии из почвы. Суть явления в том, что в жаркие месяцы резко уменьшается влажность почвы, но повышается ее аэрация (насыщение воздухом). Увеличенное содержание кислорода способствует развитию окислительных процессов, которые сопровождаются поглощением тепла, отсюда и «пропажа» энергии.

Ну а какой же «выход»? Что это дало практике? — может спросить читатель. Многое. Изучение динамики того же окислительно-восстановительного потенциала позволило не на глазок, а строго научно

2 «Техника-молодежи» № 9

17