Топлинни свойства на почвата: състояние в зависимост от температурата и видовете режим

Характеристиките на почвата й придават определени свойства, които оказват влияние върху процеса на отглеждане на културни растения. Помислете за разновидностите на термичните свойства на почвата: топлопоглъщаща способност, топлинна мощност, топлопроводимост. Какви биха могли да бъдат източниците на топлина за нея, както и топлинният режим и неговите видове: замръзване и незамръзване.

Възможни източници на топлина в почвата

Основният източник на топлина в почвата е слънчевата радиация, която се състои от пряка и дифузна. Интензивността на радиацията зависи от географската ширина и височина на района, съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата и нейната прозрачност.

Погълнатата енергия след това се прехвърля към атмосферата или към по-ниските слоеве. Къде ще отиде топлината зависи от температурата на почвата и въздуха. Ако почвата е по-топла и въздухът е по-студен, топлината ще излезе в атмосферата. При голямо поглъщане на топлина почвата се нагрява и топлинната енергия започва да тече надолу. Скоростта на входяща топлина е толкова по-голяма, колкото по-голяма е температурната разлика в горния и долния слой.

Количеството слънчева енергия, което постъпва в почвата, зависи от климатичната зона, времето, релефа, цвета, нейните термични и физични свойства, гъстотата на растителността.

Все още има източници на топлина - енергията, отделена при разлагането на растителни остатъци, разположени на повърхността или в горния слой, и енергията, която се пренася от въздуха.

Много малко топлина навлиза в почвата от вътрешността на Земята и от радиоактивния разпад на елементите, но това е практически без значение.

Как да идентифицираме

Колко топлина има в почвата зависи от много фактори. Водата е компонент на почвата, който консумира топлина, така че мократа почва се затопля по-дълго от сухата. Но също така отнема повече време за охлаждане. Глинените влажни почви се затоплят най-дълго през пролетта, песъчливите почви се затоплят по-бързо, но през есента се случва обратното: глинестите почви са по-топли поради бавното охлаждане.

Топлопроводимостта зависи от съдържанието на въздух в порите. Колкото по-рохкава е почвата, толкова по-бързо се затопля и обратно, плътната почва се загрява по-бавно. Количеството хумус също влияе върху топлинните свойства, плодородните почви задържат топлината по-дълго време, бедните я губят по-бързо. Растителността през лятото, снегът през зимата задържат топлината и помагат да се запази в земята.

За повечето културни растения благоприятната температура за растеж е 20-25 °C. Ако е над 30 ° C, развитието се потиска. Повишаването на допустимите температури води до силно увеличаване на интензивността на дишането и загубата на органични вещества, което води до намаляване на количеството зелена маса.Температури на почвата над 50-52 °С водят до загиване на растенията.

За нормалния растеж на растенията е необходимо определено количество топлина; в селското стопанство се използва стойност, наречена сума от активни температури. Това са всички дни от вегетационния сезон, когато температурата през деня е над 10 ° C.

Топлината на почвата е необходима не само за растенията, но и за микроорганизмите. Влияят неблагоприятно от студ и прекомерна топлина; и двете водят до спиране на жизнената дейност на бактериите и биотата. Оптималната температура е 15-20 °C, допустими са незначителни отклонения.

Термични свойства

Тази категория характеристики включва: капацитет за поглъщане на топлина от почвата, топлинен капацитет и топлопроводимост.

Капацитет за поглъщане на топлина

Това е способността на почвата да абсорбира слънчева енергия.Лъчението не се абсорбира напълно, част от него се отразява обратно. Капацитетът на поглъщане на топлина се определя от стойността на албедото (A). Изразява се като количеството слънчева радиация, отразено от повърхността на почвата, и е представено като процент от количеството слънчева радиация, ударила почвата.

Колкото по-ниско е албедото, толкова повече почвата може да абсорбира топлина. Капацитетът на поглъщане на топлина зависи от цвета на почвата, съдържанието на влага, структурата, релефа на повърхността и гъстотата на растителността. Тъмните почви се нагряват по-бързо от светлите.

Топлинна мощност

Тази характеристика се определя като тегло и обем. Тегло топлинен капацитет - количеството топлина, измерено в калории, което трябва да се изразходва за нагряване на 1 g суха почва с 1 ° C. Обемен топлинен капацитет - топлината, която може да загрее 1 куб.м. вижте 1°C.

Стойността на топлинния капацитет варира в зависимост от съдържанието на влага и въздух в почвата. Когато е мокър, неговият топлинен капацитет ще бъде по-висок, отколкото когато е сух. Глинената земя ще има по-голям топлинен капацитет от пясъчната земя, тъй като съдържа по-малко въздух.

Топлопроводимост

Това е способността на почвата да провежда топлина от горните слоеве, където температурата е по-висока, към долните, по-студени. Преносът на топлина става през твърдата и течната фаза на почвата, измерен като топлина, изразена в калории. Топлопроводимостта на почвата се измерва по отношение на количеството топлина, което преминава през куб. вижте почвата за 1 сек.

Въздухът има най-ниска топлопроводимост от всички почвени среди, най-висока – в минералната част. По този начин безструктурните и плътни почви имат висока топлопроводимост, докато рохкавите почви имат по-ниска. Стойността зависи и от други фактори: количеството органични и минерални вещества (в бедните почви индикаторът е по-нисък, отколкото в плодородните). Зависи и от степента на влага (ако порите са пълни с вода, тогава топлопроводимостта се увеличава, ако е пълна с въздух, тя намалява).

Топлинен режим на почвата и неговите видове

В различните климатични зони се развиват различни топлинни режими. Според два показателя - средната годишна температура и характера на замръзване - всички почви се разделят на 4 вида.

Криогенен

Този топлинен режим в почви, разположени в зоната на вечно замръзналата почва. Почвата се размразява през топлия годишен период, напълно замръзва през зимата. Температури на дълбочина 20 см и средни годишни температури под нулата.

Дългосезонно замръзване

През лятото почвата се размразява, през зимата замръзва дълбоко, на дълбочина най-малко 1 м. Продължителността на замръзване е най-малко 5 месеца в годината. Средната годишна температура на почвата е над нулата, но през януари на дълбочина 20 см е под нулата.

Сезонно замръзване

Замръзва плитко през зимата, размразява се през топлия период. Продължителността на замразяването варира значително - от няколко дни до 5 месеца. Студът може да проникне на дълбочина не повече от 2 м. Средната годишна температура на почвата е плюс, но през януари на дълбочина 20 см е минус.

Устойчив на замръзване

Почвите не замръзват дори през зимата. Температурата винаги е положителна, както на дълбочина 20 cm, така и средногодишната.

Топлинният режим на почвата определя интензивността и посоката на процесите на почвообразуване. Продължителността на вегетационния период, видовият състав и продуктивността на растителността, броят на микроорганизмите и интензивността на тяхната работа, което влияе върху скоростта на образуване на хумус, обемът на органичното вещество и интензивността на химичните реакции, зависят от характеристики на режима.