Как использовать законы физики для увеличения урожаев

18.04.2013

Физика в огороде

Приближается весна. Увлеченные садоводы уже планируют первые работы на своих участках. Многим хочется поторопить приход садового сезона. В какой-то мере это возможно, например, ускорить таяние снега, прогреть почву грядок. В результате есть возможность несколько раньше начать огородный сезон. Тут работают простые физические законы, которые изучают в средних классах школы.

К сожалению, мы мало что помним из школьной программы. Кроме того, в дачной литературе и периодике нередко можно увидеть очень неожиданные объяснения физических явлений. Попробуем немного разобраться в этих вопросах.

Основное понимание в этом плане – солнце нагревает не воздух, а предметы, поверхности. От них уже нагревается воздух. Светлые предметы большую часть солнечных лучей отражают, темные поглощают. Чем темнее поверхность, тем больше она нагревается на солнце. Чем больше солнечных лучей поглощено поверхностью, тем больше тепла поверхность отдает в окружающую среду.

Ускорим таяние снега

Для того чтобы снег быстрее таял, нужно, чтобы он сильней нагревался. А снег нагреваться никак не хочет, потому что он светлый. Из сказанного выше легко сделать простой вывод: для того, чтобы снег таял быстрей, надо сделать его темным. Например, припорошить золой. Частички золы нагреваются на солнце и передают это тепло снегу. Снег тает.

Я использую золу, потому что её в достатке к весне: дом обогревается котлом на твердом топливе. Для этой цели можно взять и любой сыпучий темный материал: мелкий отсев угля, песок, даже обычную пыль с дорожек вашего огорода (заготовленную с осени). В крайнем случае, даже подкрашенная чем-нибудь вода подойдет. Химический состав в данном случае не имеет значения. Важно, чтобы материал был темный. Наверное, каждый обращал внимание на то, что снег на обочине дороги (грязный) даже там, где не применялись реагенты, тает при небольших отрицательных температурах, образуя причудливые формы.

Нужно иметь в виду, что этот прием работает там, куда попадают прямые солнечные лучи. В тени этот прием бесполезен. Нет прямых солнечных лучей, нет нагрева темных предметов. Возможно, такое уточнение кому-то покажется смешным. Но в дачном Интернете недавно встретил такое объяснение достаточно авторитетного в садовых делах человека:

«Возможно, вы удивитесь, но я каждую весну, в феврале-марте, процарапываю на грядках, клумбах и просто там, куда граблями достану, снег. Таять он начинает очень быстро. Каждая царапинка-ложбинка дает в определенное время тень, а это наиболее темное место, которое притягивает к себе солнечный свет».

Никто из принимавших участие в обсуждении не усомнился в правильности такого объяснения. Наверное, слишком сильны в нас стереотипы. Часто ведь приходится слышать: «Чёрный цвет притягивает тепло». Как-то в личном разговоре поправил человека: «Не притягивают, а поглощают». Тот отмахнулся: какая, мол, разница! А разница есть. Если бы тень притягивала тепло, то в тени было бы теплей. На самом деле темные предметы свет не притягивают, они свет поглощают и преобразовывают в тепло. Но для этого нужно, чтобы на темные предметы падал прямой солнечный свет.

В тени и при невозможности «подкрасить» снег стоит воспользоваться советом, процитированным выше: перекопать или пробороздить снег граблями. В этом случае мы увеличиваем поверхность снега, контактирующего с воздухом. И когда воздух прогревается выше ноля, снег тает быстрей, чем снег не тронутый граблями или еще каким-то инструментом.

В Интернете видел недоумение огородника: «Накрыла снег пленкой и нетканым материалом, а он не таял, а покрылся льдом. Тот, что был не накрыт, растаял быстрей». Ничего удивительного в этом нет. Работают те же физические законы, о которых говорилось выше. Прозрачная пленка пропускает солнечные лучи к снегу, но он лучи отражает и не нагревается. Пленка ещё и не пропускает к снегу теплый воздух – поэтому без пленки чистый снег тает быстрей (при плюсовой температуре). Нетканый материал солнечные лучи к снегу не пропускает (сам отражает солнечные лучи) и частично отсекает теплый воздух. Эффект тот же.

Ещё один пример неудачной попытки согнать зимний покров: снег на грядках полностью засыпан торфом. Торф темный, но снег под ним не тает быстрее, чем открытый. Это тоже не удивительно. Торф – материал рыхлый, он плохо передает тепло в отличие, скажем, от золы или песка. Если сделать слой торфа толще, то быстрее растает и незакрытый снег. Это всё равно, что поместить снег в термос.

Есть ещё один момент, не связанный с вышесказанным. В условиях холодных зим и тонкого снегового покрова бывает важно сохранить максимум весенней влаги. Сделать это можно, регулируя таяние снега – зачернить снег полосами. На зачерненных полосах снег сходит раньше и оттаивает верхний слой почвы. Оттаявшая почва способна впитывать влагу таящего снега. Замерзшая почва воду не впитывает, и вода стекает в низины.

Прогреваем почву

Тут работают те же законы. Черная почва прогревается быстрей. Накрытая мульчой – медленней. Это все знают. Недоумения начинают появляться в случаях, когда для прогрева применяются пленки. Работает тот же стереотип – темное притягивает тепло. По этой логике под черной пленкой почва должна прогреться быстрей. Но это не так. Черная пленка сама поглощает солнечные лучи (сама нагревается) и не пропускает их к почве. Затем пленка излучает тепло в атмосферу и под пленку. Но пленка, как правило, неплотно прилегает к почве, между ними есть воздушный зазор. А воздух – плохой проводник тепла. Так что под черной пленкой прогревание почвы может идти даже дольше, чем на открытом пространстве.

Под белой пленкой почва будет прогреваться ещё дольше. Белая пленка отражает солнечные лучи. Сама не нагревается и не дает нагреваться почве. К тому же белая пленка не только отсекает от почвы солнечные лучи, но и теплый воздух.

Совсем иначе работает прозрачная пленка. Она пропускает солнечные лучи к почве, и почва нагревается. Пленка остается холодной. Прогреву способствует тот факт, что пленка не пропускает к почве холодный воздух. Почва прогревается быстрее, чем под белой, черной пленкой и быстрее, чем открытая почва. Но ночью почва теряет тепло, несмотря даже на пленку.

Дело в том, что теплые предметы охлаждаются не только за счет контакта с холодным воздухом. Но и из-за инфракрасного излучения. Сильно нагретые предметы становятся красными, мы это излучение можем увидеть. Менее нагретые поверхности тоже излучают инфракрасные лучи, только мы их не видим. Это излучение (тепло) подчиняется тем же законам, что и видимые солнечные лучи: легко проходит через прозрачную пленку и отражается от белой и серебристой. Поэтому под прозрачной пленкой почва ночью быстро остывает. Максимально быстрый прогрев можно обеспечить, если почва днем будет накрыта прозрачной пленкой, а ночью–серебристой или белой.

Удачного всем вам урожая в новом сезоне!

Олег Телепов, огородник, Омская область



Поделиться в соцсетях:

ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Livejournal Liveinternet Mail.Ru