Но мы напрасно пытались бы использовать это свойство почвы для устройства «почвенного насоса». Устроив почвенную колонку и погрузив ее нижний конец в воду, мы бы подняли ее на большую высоту, но получить воду из почвы не так легко, и, во всяком случае, выливаться из капилляров она не будет. Нужно затратить некоторое усилие, чтобы преодолеть капиллярную силу, удерживающую воду в капиллярах. Растения извлекают эту воду из капилляров силой осмотического давления. Солнце может испарять эту воду и сушить почву силой своей лучистой энергии, а почва будет постоянно пополнять эту убыль непрерывной работой капиллярных сил.
Без затраты силы извне эту воду отнять из почвы нельзя, и поэтому наш почвенный насос выполнил бы только половину работы, то есть поднял бы воду, но не отдал бы этой воды простым самотеком. Если же вместо воды взять какую-нибудь горючую жидкость — керосин, спирт, эфир, бензин, масло, то тогда почва сможет питать пламя «лампы без фитиля» или вернее — с фитилем из почвы. Эту лампу легко соорудить.
Наполните трубку сухой мелкой почвой, предварительно обвязав нижний ее конец тряпочкой, погрузите подвязанный конец трубки с почвой в спирт, керосин и т, п., подождите, чтобы жидкость поднялась по почве доверху, и зажгите ее у верхнего конца (рис. 4).
Рис. 4. «Лампа» без фитиля: А — самые мелкие частицы почвы; Б — средние; В — крупные.
В зависимости от того, насколько плотно заполнена трубка или мелко раздроблена почва, вы получите большее или меньшее пламя, которое будет поддерживаться капиллярным поднятием горючей жидкости в почве. Если вы возьмете несколько трубочек и наполните их почвой, состоящей из комочков разной крупности, то по величине пламени вы сможете судить о роли строения почвы, ее рыхлости и плотности в быстроте подачи воды. Чем почва плотнее уложилась в трубочке или чем мельче она раздроблена, тем подача жидкости будет быстрее и пламя больше; при мелких комочках без пыли пламя будет меньше, а в трубке с крупными комочками получится как бы разрыхленная почва с крупными промежутками, которая будет подавать жидкость настолько медленно, что пламя может и не гореть. Этот опыт нужно проделывать очень осторожно, чтобы не воспламенился спирт, в который погружена трубочка.
На разнице в быстроте подачи воды различно разрыхленной почвой к своей поверхности основаны главнейшие приемы сохранения влаги в почве. Весной почва насыщена водой; уплотненная за зиму, она быстро подает ее к поверхности, где вода испаряется. Почва, таким образом, теряя воду, в конце концов высыхает полностью. Стоит своевременно разрыхлить поверхность почвы, то есть разрушить капилляры и этим замедлить приток воды к поверхности, и вода в почве сохранится. Верхний слой, не получая снизу воды, быстро подсохнет и перестанет ее испарять, а вода останется в нижележащих слоях очень надолго.
Интересно отметить, что внешняя картина этого явления иногда ошибочно приводит к обратному заключению: неразрыхленная с поверхности почва, постоянно питаясь снизу водой, дольше остается сырой и вызывает представление о большей влажности этой почвы по сравнению с поверхностно разрыхленной, быстро подсыхающей. На самом деле влажная поверхность плотной почвы говорит о непрерывном притоке воды снизу, о ее потере и достаточно быстром высыхании всего слоя почвы. В этом легко убедиться, так как неразрыхленная с поверхности почва спустя некоторое время насквозь просохнет, а поверхностно разрыхленная остается под высушенным мелким слоем влажной очень долго.
То же явление происходит при ранней пахоте сырой почвы. Оставленная в плотных пластах пашня благодаря капиллярности почвы и большой поверхности обветривается и сильно высыхает, превращаясь в трудноразбиваемые глыбы. Если же следом за вспашкой поле пробороновать, то высыхание почвы быстро прекратится и она надолго сохранит свою влажность.
В этих случаях почва играет роль фитиля, и от нашего умения зависит воспользоваться этим фитилем для подачи воды растениям или задержать его работу там, где она для нас невыгодна.
Необходимое оборудование: три широкогорлые баночки, три стеклянные широкие трубки, наполненные отсеянной почвой разной крупности, три тряпочки и нитки, бензин или керосин.