Ищем альтернативу орошению
Обрести независимость результатов кропотливого сельскохозяйственного труда от капризов погоды — мечта каждого огородника. Ведь природа ежегодно приносит нам все новые сюрпризы — то иссушает землю длительными засухами, то заливает ее непомерными осадками и разливами. Глобальное потепление и увеличение засушливых периодов заставляет искать нетрадиционные способы обеспечения корневой системы растений достаточным количеством влаги. С аналогичной проблемой приходится сталкиваться и при выращивании сельхозпродукции на супесчаных и песчаных почвах, освоении территорий после пожаров, задернении экологически опасных участков и т. д.
Исключить фатальную зависимость урожая от метеоусловий и изменить ситуацию к лучшему, а также достичь оптимального влагообеспечения почвы можно, установив на участке автономную оросительную систему либо применив искусственные накопители и регуляторы количества почвенной влаги — гидроабсорбенты.
Плюсы и минусы регуляторов влаги
Гидроабсорбенты (суперабсорбенты) — вещества, в большом количестве впитывающие влагу и удерживающие ее. Наиболее распространены гидроабсорбенты* на основе объемно сшитых полиакриламидов, применяемые при высадке рассады овощных культур, для «беззаботного» проращивания семян, а также для улучшения роста растений на газонах, при высадке рассады лесных и сельскохозяйственных культур и т. п.
Гидроабсорбенты — не только мощные резерваторы влаги, способные отдавать ее почве во время засухи. Они также могут вбирать в себя излишек воды при переувлажнении участка, на котором применялись, сорбировать некоторые вредные для растений и человека химические соединения, содержащиеся в почве в избыточном количестве, преобразовывать жидкие токсические отходы в гелеобразное состояние, что исключает их утечку и проникновение в грунтовые воды, облегчает безопасную транспортировку и утилизацию. По применению абсорбентов для очищения засоленных и загрязненных радиоактивными элементами почв ведутся постоянные научные исследования.
Но в отечественном сельском хозяйстве гидроабсорбенты пока не находят широкого распространения даже в засушливых районах, где организация орошения невозможна или весьма затруднена. Например, в Донецкой и Луганской областях, в районах, соседствующих со штольнями старых шахт, водоносный слой может находиться на глубине 150—300 м. Пробурить скважину на такую глубину и подавать оттуда воду для полива — задача поистине неразрешимая. Главное препятствие для широкого применения гидроабсорбентов — альтернативы стационарному орошению — их цена, слишком высокая, чтобы быть доступной для многих огородников.
С высокой стоимостью гидроабсорбентов можно было бы мириться, если бы их свойство поглощать и отдавать почве в нужное время влагу оставалось стабильным на протяжении не менее пяти лет, как это обещают их дистрибьютеры. Эффективность малых доз, рекомендованных производителями гидроабсорбентов, на практике оказалась недостаточной. Например, внесение 200 г препарата теравет при посадке картофеля на 1 сотке дало положительный эффект лишь на урожай первого года, а также высеянных вслед за картофелем сидеральных культур. В дальнейшем сколько-нибудь заметная прибавка к урожаю любых культур на этом участке по сравнению с контрольными, на которых гидроабсорбент не вносился, становилась с каждым годом все меньше. Вероятно, прогрессирующее уменьшение действия этих препаратов связано с тем, что при каждой последующей обработке грунта они все больше перемешиваются и распыляются в почвенном слое. Возможно, химическая формула вещества и не изменяется в течение пяти и более лет, как обещает реклама, однако в условиях взаимодействия с минеральными удобрениями и почвенными кислотами полимер постепенно разрушается, и гидросорбирующие свойства гранул значительно снижаются. Кроме того, все меньшее количество гранул, первоначально вносимое вместе с семенами, оказывается в непосредственном контакте с корневой системой огородных культур, высаженных на том же участке в последующие годы. Гранулы гидроабсорбента многократно увеличиваются в объеме, вбирая свободную влагу, лишь при отсутствии механического давления на них. Рекламируемые показатели набухания суперабсорбентов (до 200 раз и более) относятся к так называемому свободному набуханию частиц, которое происходит только в неограниченном пространстве и при неограниченном доступе воды к частицам.
Оказавшись под тяжелым слоем земли, гидрогель способен активно отдавать жидкость, но в то же время, подобно сжатой губке, не может полностью восстановить свою способность поглощать влагу, если давление на него не прекращается. Поэтому, как только гидрогель перемещается вследствие обработки грунта в более глубокие горизонты почвы, возникает необходимость вносить его опять в поверхностные слои, что, соответственно, влечет за собой новые затраты средств для достижения той же цели.
Перспективная глина
Высокая стоимость импортных гидроабсорбентов определяется, прежде всего, дороговизной производства самого гелеобразующего полимера — полиакриламида (100—300 грн за 1 кг), что заставляет искать альтернативные источники поглощения влаги. Украинские ученые Института геохимии окружающей среды НАН и МЧС Украины увидели возможность использования в качестве составляющей компоненты гидроабсорбента особую природную глину, неисчерпаемые запасы которой (равные по объему горе Эверест!) находятся в уникальном Черкасском месторождении бентонитовых и палыгорскитовых глин. Стоимость глины несопоставима со стоимостью полимера. Затраты на получение выходного продукта — глинополимерного нанокомпозита (таково его рабочее название), обладающего практически той же эффективностью, что и дорогие импортные гидроабсорбенты, снижаются в десятки раз. Глинополимерные нанокомпозиты будет выгодно вносить как на дачных грядках, клумбах, в тепличках, так и на больших площадях под овощные и зерновые культуры, под рассаду, кустарники и саженцы деревьев.
Как огороднику, далекому от промышленного производства, мне не понятно, почему перспективность данной темы не находит до сих пор инвесторов (возможно, просто сказывается отсутствие информации). Пока что получают доход от нашей украинской глины с ее уникальными свойствами землепользователи не Украины, а, например, Израиля. Уже несколько лет подряд многие жители Тель-Авива на выходные отправляются за город в молоднячок соснового леса, где в этом знойном климате стали расти… грибы-маслята. Саженцы сосен там высаживались одновременно с внесением подслоя нашей чудодейственной глины, способной удерживать почвенную влагу. В это же время в Украине после страшной засухи и лесных пожаров 2009—2010 гг. с целью восстановления нарушенной экосистемы в Херсонской области сотни гектаров засаживали саженцами хвойных деревьев. Засуха повторилась. И поскольку никакие средства защиты от нее не применялись, растения, высаженные в сухую землю, не прижились. А ведь стоило под каждое деревце внести хотя бы по 20 г влагосодержащего геля, и огромных убытков можно было бы избежать.
Глинополимерные композиты пока существуют только в лаборатории. И, наверное, не следует преувеличивать их возможности: как и все другие гидрогели они лишь сорбируют и резервируют для растений воду и почвенные растворы, а не образуют и не испаряют их, а потому не могут считаться панацеей ни от засухи, ни от наводнений. Однако перспективность их создания и использования не вызывает сомнений. Так, исследуется эффективность применения глинополимерного композита, обогащенного полезными для овощеводства компонентами: природными стимуляторами роста растений (гуминовые кислоты), инсектицидами против почвенных вредителей (препарат «Антихрущ»), сорбентами токсических веществ и радионуклидов (цеолит) и т. п.
Производство глинополимеров у нас еще не налажено, в продажу они не поступают. Так не пора ли, постоянно говоря о необходимости помощи украинскому аграрному сектору, перенаправить средства на действительно нужное и полезное дело?