Интенсивность заморозков в зависимости от окружающей среды

Вначале обратимся к почве. Почва в зависимости от её состава и физического состояния имеет различную теплопроводимость и теплоёмкость. При плохой теплопроводимости почвы приток тепла к её поверхности из более глубоких слоёв происходит медленно. Поэтому поверхность такой почвы за счёт ночного излучения охлаждается сильнее, чем поверхность почвы, обладающей хорошей теплопроводимостью. Рыхлая, перистая и сухая почва имеет плохую теплопроводимость, а плотная и влажная - хорошую, поскольку в рыхлой и сухой почве между частицами земли находится больше, а в плотной меньше воздуха, обладающего большой теплоемкостью и теплопроводимостью, и, чтобы её охладить, нужно большее понижение температуры. Почвы с каменистой поверхностью и лёгкие песчаные почвы обладают большей теплопроводимостью, а поэтому от нагревания солнечными лучами быстрее и глубже прогреваются. Голая почва отдаёт больше тепла, чем покрытая растительностью или растительными остатками. Особую роль в увеличении теплопроводимости почвы играет её оводнённость, что значительно способствует увеличению притока тепла из более глубоких слоёв к поверхности. Кроме того, днем при нагревании почвы солнечными лучами тепло быстрее и в большем количестве передаётся в нижележащие слои, поэтому температура на поверхности более влажной почвы ниже, чем на поверхности сухой. Повышение температуры воздуха во время ночного выхолаживания над влажной почвой происходит не только под влиянием тепла, выделяющегося при охлаждении почвы, хотя это тепло основное, но и под влиянием скрытой теплоты парообразования. Из-за повышенной влажности воздуха на участках с влажной почвой поверхность почвы и растения меньше теряют тепла на излучение. При снижении температуры над участками с влажной почвой раньше начинается конденсация водяных паров, в результате чего выделяется дополнительное тепло, которое способствует задержке дальнейшего понижения температуры воздуха. Растительный покров оказывает весьма существенное влияние на температуру почвы. Почва, покрытая растительным покровом, меньше охлаждается от излучения тепла ночью, и температура её выше, чем голой поверхности. Днём растительный покров ослабляет нагревание почвы солнечными лучами, а от мало нагретой почвы за день меньше излучается тепла ночью. Однако густая растительность всё же не предохраняет приземные слои воздуха от ночного выхолаживания. В этом случае охлаждение воздуха происходит не за счёт охлаждения поверхности почвы, а за счёт охлаждения поверхности самого растительного покрова. Листва растений обладает большой способностью поглощать и излучать тепло, так как всякий растительный покров намного увеличивает излучающую поверхность. Поэтому ночью над лугами температура понижается особенно сильно. Чем гуще растительный покров, тем сильнее испарение, использующее тепло. На участках типичного луга оно может быть в 20-50 раз больше, чем с поверхности голой земли.

Кстати, по указанной же причине и плодовые деревья, и ягодные кустарники днём нагреваются сильнее, чем окружающий воздух, но зато ночью они сильнее и охлаждаются. Например, по наблюдениям, ночью температура воздуха в кроне яблони была на 0, 4-2, 4°С ниже, чем температура окружающего воздуха. На плантациях земляники, крыжовника, смородины и малины охладившийся от соприкосновения с листвой более плотный холодный воздух не может проникнуть до поверхности почвы, так как этому препятствует густой растительный покров. В результате наиболее низкие температуры наблюдаются на высоте роста растений. Выше и ниже этого уровня температура несколько выше, примерно на 2-3°С. Поэтому, когда температура в воздухе и на поверхности почвы несколько выше 0°С, на высоте растений (листьев) может быть заморозок.

Данные многочисленных исследований показали, что обработка почв существенно влияет на её температуру, температурный режим воздуха и интенсивность заморозков. Температура рыхлой почвы ночью вследствие её пониженной теплопроводности понижается больше, чем плотной, особенно вблизи поверхности (разница достигает 2°С). Такая потеря тепла происходит, несмотря на то, что днём рыхлая почва поглощает больше тепла, чем плотная (разница на поверхности почвы достигает 5°С). Следовательно, рыхление почвы в критический период повышает опасность заморозка.

На многих садовых участках используется мульчирование почвы в приствольных кругах, в прикустовых полосах, а кое-где и в междурядьях. Однако над мульчированной почвой весной складываются неблагоприятные температурные условия для растений во время ночного выхолаживания. Для мульчирования почвы применяются материалы менее теплопроводные, чем почва, и преимущественно тёмного цвета. Под действием солнечных лучей за дневное время мульча сильно нагревается и тепло частично передаётся воздуху и почве. В ночное время мульчированная поверхность почвы излучает больше тепла, в результате чего температура воздуха опускается ниже, чем над почвой, не покрытой мульчёй, к которой непрерывно идёт приток тепла из нижележащих слоев почвы. В результате разница между температурой воздуха над мульчёй и немульчированной поверхностью почвы может быть значительной и тем больше, чем менее теплопроводна, там применяется материал в толще слоя мульчи.

Опытами, проведенными в ТСХА, установлено, что чем менее теплопроводный и толще был слой мульчи, тем ниже наблюдалась температура воздуха над мульчированной поверхностью. Над поверхностью почвы, мульчированной перегноем толщиной 1 см, температура воздуха была ниже на 1, 6°С; 2 см - на 2, 4°С; а при мульчировании соломенной резкой слоем 2 см - на 5, 8°С по сравнению с температурой воздуха над не мульчированной поверхностью почвы. Кроме того, над замульчированной поверхностью почвы заморозки продолжительнее и интенсивнее, весной они оканчиваются позднее, а осенью начинаются раньше.

Холодный воздух тяжелее тёплого слоя воздуха и собирается в пониженных местах. Чем сильнее изрезан рельеф участка, то есть чем больше разница высот и чем круче склоны имеющихся возвышений, тем энергичнее будет происходить ночное перемешивание воздуха. Однако исследования показывают, что даже при очень небольших различиях в высоте между выше и ниже расположенными местами вблизи почвы могут возникать значительные разницы температур. Например, в одном из опытов на протяжении 100 м уклон участка составлял всего 1, 6 м. И хотя практически местность можно было считать почти ровной, средняя разность температуры за 30 самых холодных ночей мая и июня составила 2°С (-0, 6 и +1, 7°C). Поэтому нижняя часть этого участка была бы достаточно мало пригодна для земляники.

Протяженность и глубина скопившейся массы холодного воздуха бывает тем больше, чем меньше возможностей для её стока и чем дальше расположены водоразделы окружающих возвышенностей. Движение холодного воздуха сходно с движением текущей воды. Повсюду, где застаивается холодный воздух, верхняя граница отрицательных температур поднимается тем выше, чем обширнее область, захваченная заморозком. Каждый садовод по движению потоков воды во время таяния снега весной или после ливней может установить и ток холодного воздуха по своему участку. При этом могут быть определены места притока его извне сада и с соседних участков, а также места задержки и скопления на своём участке и места стекания с него.

Движение холодного воздуха по участку определяется не только его естественным рельефом, но и особенностями формы поверхности почвы на нем. Как правило, каждый садовод в процессе деятельности преобразует поверхность почвы на садовом участке по своему усмотрению - создаёт низкие или высокие гряды, холмы, валы, борозды, канавы и другие земляные сооружения. Подобные сооружения могут существенно изменить первоначальные пути движения холодного воздуха, а также и особенности заморозкоопасности садового участка. В настоящее время чаще всего для этой цели используются искусственные сооружения в виде гряд, гребней, холмов и валов.

С чего следует начать при внедрении на садовом участке противозаморозковых агротехнических мероприятий? Конечно, прежде всего следует изучить, имея несколько термометров, пути поступления и движения холодного воздуха на участке, руководствуясь в основном путями движения потоков воды. Далее посредством сооружения соответствующих борозд и каналов пути движения холодного воздуха могут быть скорректированы в нужную сторону.

Затем может быть рассмотрена целесообразность необходимости сооружения на участке различных мелиоративных сооружений. Для земляники, ягодных кустарников и карликовых плодовых деревьев может быть рассмотрено применение высоких узких гряд, для земляники - высоких гребней, для ягодных кустарников и всех плодовых деревьев - холмов и для всех указанных растений вместе с предлагаемыми для них сооружений - широких валов. Один край гряд должен быть пологим и обращен к югу, противоположный край гряд должен быть крутым. Высота гряд должна быть не ниже 30-50 см. Гребни также должны иметь одну пологую сторону, обращенную к югу и вторую крутую сторону, обращенную к северу. Высота гребней должна составлять 20-30 см, расстояние между гребнями должно быть около 50-70 см. Холмы обычно предлагается делать круглой формы высотой от 0, 5 до 1, 0 м с диаметром на поверхности почвы от 1, 5 до 2, 5 м. Валы рекомендуется делать шириной около 8 м и высотой до 50-60 см, располагая их с севера на юг.

На грядах и гребнях с отлогим южным скатом и на холмах с отлогой южной конической поверхностью за счет обращённости их к югу под более благоприятным углом к солнечным лучам и большей поверхности количество поглощённой днём теплоты оказывается значительно большим, чем на ровной поверхности, и теплота распространяется более глубоко. А ночью при понижении температуры воздуха такая почва излучает намного больше тепла, а холодный воздух скатывается по склонам и скатам этих сооружений ниже в борозды и далее в отводящие канавы, что во многих случаях исключает проявление заморозков. Например, по наблюдениям Ф. М. Юдкина, у наших соседей в пригородной зоне Перми температура почвы на гребнях в течение всего вегетационного периода была на 1-2, 5°C выше, по сравнению с ровной поверхностью, а вегетационный период длиннее на одну-две недели. Исследования температурных режимов почвы на валах показали, что количество тепла, поступающего в почву, весной больше, чем на ровном участке. При одной и той же величине тепла температура почвы на валу оказывается выше, чем на ровном месте, что обеспечивает лучшее излучение почвы ночью, а хороший беспрепятственный сток холодного воздуха со всей поверхности вала в борозды или канавы между валами способствует повышению температуры приземного слоя воздуха на валу. Эти два указанных преимущества выращивания растений на валах также способствуют смягчению или исключению проявления заморозков. Ещё большая эффективность защиты от заморозков может быть получена при использовании высоких гряд, гребней, холмов на валах.

Дальше следует начать применять более простые агротехнические мероприятия. Начинать следует с хорошего оводнения всех цветущих и отцветающих плодовых, ягодных и орехоплодных растений. А за несколько дней до прогнозируемого заморозка растения следует обильно полить так, чтобы вода успела проникнуть в более глубокие слои и почва за счёт более высокой при этом теплопроводности и теплоёмкости в течение нескольких дней прогрелась на всю глубину проникновения воды и запасла большее количество теплоты. Полив почвы накануне заморозков даёт значительно меньший эффект, хотя и таким поливом не следует пренебрегать. Поскольку при снижении температуры над любой водной поверхностью раньше начинается конденсация водяных паров с выделением тепла, то для задержки проявления заморозка можно под каждое цветущее дерево или куст поставить различные ёмкости с водой (кадушки, баки, тазы, ведра и так далее), как это делали в старину садоводы. Иногда при слабых заморозках такое мероприятие дает эффект.

В связи с тем, что рыхлая почва вследствие более низкой её теплопроводности имеет ночью большее снижение температуры, чем плотная, особенно вблизи её поверхности, несмотря на её большее потребление тепла днём, то рыхление почвы перед началом и во время цветения опасно. В это время следует воздержаться от любой обработки почвы (перекопка, рыхление, боронование, культивация, окучивание), особенно в тех садах, где возделываются приземные садовые культуры, такие как земляника, ягодные кустарники, кустовые формы плодовых на карликовых подвоях, стланцевые плодовые деревья.

Исследованиями установлено, что на участках с травяным покровом температура приземного слоя воздуха в ночные часы значительно ниже, чем над оголённой поверхностью. Следовательно, во время цветения и сразу после него плодовых, ягодных и орехоплодных растений следует уделять особое внимание и прочей растительности на садовом участке. Так, например, на посадках земляники надо следить за тем, чтобы в мае они были свободны от сорняков. Опыты показали, что даже в насаждениях высокорослых плодовых деревьев опасность заморозков намного повышается при наличии под деревьями посевов сидератов на зелёное удобрение. Поэтому хочу предостеречь тех садоводов, у которых в приствольных кругах, прикустовых полосах и в междурядьях вблизи деревьев и кустарников во время их цветения растут сеянные газонные или сидератные травы, овощные или цветочные растения, они сильно рискуют подставить под заморозок возможность получения у себя всего осеннего урожая. То есть в этом случае садоводы должны ясно представлять себе, что для них важнее - «пение или танцы».

Примерно так же, как и на участках с травяным покровом, действует слой мульчи под плодовыми, ягодными и орехоплодными растениями. При наличии мульчи температура приземного слоя воздуха оказывается значительно ниже, чем над оголённой поверхностью. Поэтому мульчирование почвы в приствольных кругах и прикустовых полосах делают только после окончания самых поздних весенних заморозков.

Вот и всё, что я хотел бы довести до сведения всех садоводов о применении разных агротехнических мероприятий на снижение проявления заморозков на любом садовом участке. Хочу сказать, что наряду с использованием при написании данной статьи популярной и специальной литературы, носящей описательный характер, были просмотрены и книги теоретического плана, в которых, например, приводятся аналитические расчёты тепловых и температурных режимов сооружений типа гряда, гребень, вал, холм, тепловых и температурных режимов почвы и приземного воздуха в зависимости от мульчи при действии большого количества внешних факторов.