Tepelné vlastnosti pôdy: stav v závislosti od teploty a typu režimu

Charakteristiky pôdy jej dávajú určité vlastnosti, ktoré ovplyvňujú proces pestovania kultúrnych rastlín. Zvážte rôzne tepelné vlastnosti pôdy: schopnosť absorbovať teplo, tepelná kapacita, tepelná vodivosť. Aké môžu byť pre ňu zdroje tepla, ako aj tepelný režim a jeho typy: mrazivý a nemrznúci.

Možné zdroje tepla v pôde

Hlavným zdrojom tepla v pôde je slnečné žiarenie, ktoré pozostáva z priameho a difúzneho. Intenzita žiarenia závisí od zemepisnej šírky a výšky oblasti, obsahu oxidu uhličitého v atmosfére a jej priehľadnosti.

Pohltená energia sa potom prenáša buď do atmosféry, alebo do nižších vrstiev. Kam teplo pôjde, závisí od teploty pôdy a vzduchu. Ak je pôda teplejšia a vzduch chladnejší, teplo uniká do atmosféry. Pri veľkej absorpcii tepla sa pôda zahrieva a tepelná energia začína prúdiť dole. Rýchlosť vnášania tepla je tým väčšia, čím väčší je teplotný rozdiel v hornej a dolnej vrstve.

Množstvo slnečnej energie, ktoré vstupuje do pôdy, závisí od klimatickej zóny, počasia, topografie, farby, jej tepelných a fyzikálnych vlastností, hustoty vegetácie.

Stále existujú zdroje tepla - energia uvoľnená pri rozklade rastlinných zvyškov nachádzajúcich sa na povrchu alebo v hornej vrstve a energia, ktorá sa prenáša zo vzduchu.

Z vnútra Zeme az rádioaktívneho rozpadu prvkov vstupuje do pôdy veľmi málo tepla, ale je to prakticky irelevantné.

Ako identifikovať

Koľko tepla je v pôde závisí od mnohých faktorov. Voda je tepelne spotrebná zložka pôdy, preto sa mokrá pôda ohrieva dlhšie ako suchá. Ale aj vychladnutie trvá dlhšie. Najdlhšie sa na jar zohrievajú hlinité vlhké pôdy, piesočnaté pôdy sa ohrievajú rýchlejšie, no na jeseň sa stáva opak: ílovité pôdy sú teplejšie v dôsledku pomalého ochladzovania.

Tepelná vodivosť závisí od obsahu vzduchu v póroch. Čím je pôda kyprejšia, tým rýchlejšie sa ohrieva a naopak, hustá pôda sa ohrieva pomalšie. Množstvo humusu ovplyvňuje aj tepelné vlastnosti, úrodné pôdy udržia teplo dlhšie, chudobné ho rýchlejšie strácajú. Vegetácia v lete, sneh v zime udržiava teplo a pomáha ho udržať v zemi.

Pre väčšinu pestovaných rastlín je priaznivá teplota pre rast 20-25 °C. Ak je viac ako 30 ° C, vývoj je inhibovaný. Zvýšenie prijateľných teplôt vedie k silnému zvýšeniu intenzity dýchania a plytvaniu organickou hmotou, čo vedie k zníženiu množstva zelenej hmoty.Teploty pôdy nad 50-52 °С vedú k smrti rastlín.

Na normálny rast rastlín je potrebné určité množstvo tepla, v poľnohospodárstve sa používa hodnota nazývaná súčet aktívnych teplôt. Toto sú všetky dni vegetačného obdobia, kedy bola teplota cez deň nad 10 °C.

Pôdne teplo je potrebné nielen pre rastliny, ale aj pre mikroorganizmy. Nepriaznivo na ne vplýva chlad a nadmerné teplo; obe vedú k pozastaveniu životnej aktivity baktérií a bioty. Optimálna teplota je 15-20 °C, menšie odchýlky sú prijateľné.

Tepelné vlastnosti

Táto kategória charakteristík zahŕňa: schopnosť absorbovať teplo pôdy, tepelnú kapacitu a tepelnú vodivosť.

Schopnosť absorpcie tepla

Toto je schopnosť pôdy absorbovať slnečnú energiu.Žiarenie nie je úplne absorbované, určitá časť sa odráža späť. Kapacita absorpcie tepla je určená hodnotou albeda (A). Vyjadruje sa ako množstvo slnečného žiarenia, ktoré sa odrazilo od povrchu pôdy, a uvádza sa ako percento množstva slnečného žiarenia, ktoré dopadlo na pôdu.

Čím nižšie je albedo, tým viac môže pôda absorbovať teplo. Schopnosť absorpcie tepla závisí od farby pôdy, jej vlhkosti, štruktúry, topografie povrchu a hustoty vegetácie. Tmavé pôdy sa zahrievajú rýchlejšie ako svetlé.

Tepelná kapacita

Táto vlastnosť je definovaná ako hmotnosť a objem. Tepelná kapacita hmotnosti - množstvo tepla, merané v kalóriách, ktoré sa musí minúť na zahriatie 1 g suchej pôdy o 1 ° C. Objemová tepelná kapacita - teplo, ktoré dokáže zohriať 1 meter kubický. pozri 1°C.

Hodnota tepelnej kapacity sa mení v závislosti od obsahu vlhkosti a vzduchu v pôde. Keď je vlhký, jeho tepelná kapacita bude vyššia ako keď je suchý. Hlinená zem bude mať väčšiu tepelnú kapacitu ako piesočnatá, pretože obsahuje menej vzduchu.

Tepelná vodivosť

Toto je schopnosť pôdy viesť teplo z horných vrstiev, kde je vyššia teplota, do nižších, chladnejších vrstiev. K prenosu tepla dochádza cez tuhú a kvapalnú pôdnu fázu, merané ako teplo vyjadrené v kalóriách. Tepelná vodivosť pôdy sa meria ako množstvo tepla, ktoré prejde kockou. pozri pôdu na 1 s.

Vzduch má najnižšiu tepelnú vodivosť zo všetkých pôdnych médií, najvyššiu - v minerálnej časti. Bezštruktúrne a husté pôdy majú teda vysokú tepelnú vodivosť, kým sypké pôdy nižšiu. Hodnota závisí aj od ďalších faktorov: množstva organických a minerálnych látok (v chudobných pôdach je ukazovateľ nižší ako v úrodných). Závisí aj od stupňa vlhkosti (ak sú póry naplnené vodou, potom sa tepelná vodivosť zvyšuje, ak je naplnená vzduchom, klesá).

Tepelný režim pôdy a jej typy

V rôznych klimatických zónach sa vyvíjajú rôzne tepelné režimy. Podľa dvoch ukazovateľov – priemernej ročnej teploty a charakteru zamŕzania – sú všetky pôdy rozdelené do 4 typov.

Kryogénne

Tento tepelný režim v pôdach nachádzajúcich sa v zóne permafrostu. Počas teplého ročného obdobia sa pôda topí, v zime úplne zamrzne. Teploty v hĺbke 20 cm a priemerné ročné teploty pod nulou.

Dlhosezónne mrazenie

V lete pôda rozmŕza, v zime hlboko premŕza, do hĺbky minimálne 1 m. Trvanie zamŕzania je minimálne 5 mesiacov v roku. Priemerná ročná teplota pôdy je nad nulou, ale v januári v hĺbke 20 cm je pod nulou.

Sezónne mrazenie

V zime plytko mrzne, v teplom období sa topí. Trvanie zmrazenia sa značne líši - od niekoľkých dní do 5 mesiacov. Chlad môže preniknúť do hĺbky nie viac ako 2 m Priemerná ročná teplota pôdy je plus, ale v januári v hĺbke 20 cm je mínus.

Mrazuvzdorné

Pôdy nezamŕzajú ani v zime. Teplota je vždy kladná, v hĺbke 20 cm aj v ročnom priemere.

Tepelný režim pôdy určuje intenzitu a smer procesov tvorby pôdy. Dĺžka vegetačného obdobia, druhové zloženie a produktivita vegetácie, počet mikroorganizmov a intenzita ich práce, ktorá ovplyvňuje rýchlosť tvorby humusu, objem organickej hmoty, intenzita chemických reakcií závisí od charakteristiky režimu.