Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Характеристики ґрунту надають їй певних властивостей, які впливають на процес вирощування культурних рослин. Розглянемо різновиди теплових властивостей ґрунту: теплопоглинальну здатність, теплоємність, теплопровідність. Якими можуть бути джерела тепла для неї, а також тепловий режим та його типи: промерзаючі та непромерзаючі.
Можливі джерела тепла в грунті
Основне джерело надходження тепла в ґрунт - сонячне випромінювання, яке складається з прямого та розсіяного. Інтенсивність випромінювання залежить від широти та висоти місцевості, вмісту вуглекислоти в атмосфері та її прозорості.
Поглинається енергія потім передається або в атмосферу, або в нижні шари. Куди прямуватиме тепло, залежить від температури ґрунту та повітря. Якщо грунт тепліший, а повітря холодніше, тепло йтиме в атмосферу. При великому поглинанні тепла грунт нагрівається і теплова енергія починає поступати вниз. Швидкість надходження тепла тим більше, чим більша різниця температури у верхніх та нижніх шарах.
Кількість сонячної енергії, що надходить у ґрунт, залежить від кліматичної зони, погоди, особливостей рельєфу, забарвлення, її теплових та фізичних властивостей, густоти рослинності.
Ще є джерела тепла - енергія, що виділяється при розкладанні рослинних залишків, що знаходяться на поверхні або у верхньому шарі, і енергія, що передається з повітря.
Зовсім незначна кількість тепла надходить у ґрунт зсередини Землі та від радіоактивного розпаду елементів, але воно практично не має значення.
Як визначити
Скільки тепла знаходиться в грунті, залежить від багатьох факторів. Вода - теплоємний компонент ґрунту, тому вологий прогрівається довше, ніж сухий. Але й охолоджується вона довше. Найдовше навесні прогріваються глинисті вологі грунти, піщані - швидше, але восени відбувається навпаки: глинисті виявляються теплішими через повільне охолодження.Теплопровідність залежить від вмісту повітря в порах. Чим рихліший ґрунт, тим швидше він прогрівається, і навпаки, щільний ґрунт нагрівається повільніше. Кількість гумусу також впливає на теплові властивості, родючі ґрунти триваліше утримують тепло, бідні втрачають його швидше. Рослинність влітку, сніг взимку утримують тепло і допомагають зберегти його в ґрунті.
Для більшості культурних рослин вигідна температура для зростання становить 20-25 °С. Якщо вона більша за 30 °С - відбувається гальмування розвитку. Збільшення прийнятних температур призводить до сильного підйому інтенсивності дихання та витрати органічної речовини, що веде до скорочення об'єму зеленої маси.Температури ґрунту більше 50-52 °С веде до загибелі рослин.
Ґрунтове тепло потрібне не тільки рослинам, а й мікроорганізмам. На них негативно впливають холод та надмірне тепло; і те, й інше призводить до припинення життєдіяльності бактерій та біоти. Оптимальна температура - 15-20 ° С, допустимі незначні відхилення.
Теплові властивості
У цю категорію характеристик входять: теплопоглинальна здатність ґрунту, теплоємність та теплопровідність.
Теплопоглинальна здатність
Це здатність ґрунту поглинати сонячну енергію.Поглинається випромінювання в повному обсязі, деяка частина відбивається назад. Теплопоглинальна здатність визначається величиною альбедо (А). Вона виражається в кількості сонячної радіації, яка була відображена ґрунтовою поверхнею, і представлена у відсотках від обсягу сонячного випромінювання, що потрапив на ґрунт.
Чим нижче альбедо, тим більше ґрунт може поглинати тепла. Теплопоглинальна здатність залежить від фарбування ґрунту, його вологості, структури, рельєфу поверхні та щільності рослинності. Темні ґрунти нагріваються швидше, ніж світлозабарвлені.
Теплоємність
Цю характеристику визначають як вагову та об'ємну. Вагова теплоємність - кількість тепла, яке вимірюється в калоріях, яке необхідно витратити на нагрівання 1 г сухого ґрунту на 1 °С. Теплоємність об'ємна – тепло, яким можна нагріти 1 куб. див. на 1 °С.
Величина теплоємності змінюється в залежності від вмісту в грунті вологи та повітря. У вологому стані її теплоємність буде вищою, ніж у сухому. Глиниста земля матиме більшу, ніж піщана, теплоємність, тому що в ній міститься менше повітря.
Теплопровідність
Це здатність грунту проводити тепло від верхніх шарів, де температура вища, до нижніх, холодніших. Передача тепла відбувається через тверду та рідку ґрунтові фази, що вимірюється в обсязі тепла, що виражається в калоріях. Ґрунтова теплопровідність вимірюється у кількості тепла, що проходить через куб. см ґрунту за 1 с.
Думка експерта
У повітря найменша теплопровідність із усіх ґрунтових середовищ, найбільша - у мінеральній частині. Таким чином, безструктурні і щільні ґрунти мають високу теплопровідність, пухкі - меншу. Величина залежить також і від інших факторів: кількості органічної та мінеральної речовини (у бідних ґрунтів показник нижчий, ніж у родючих). Залежить і від ступеня зволоження (якщо пори заповнені водою, то теплопровідність збільшується, якщо повітрям зменшується).Тепловий режим ґрунту та його типи
У різних кліматичних зонах складаються різні теплові режими. За двома показниками - середньорічною температурою і характером промерзання - всі ґрунти поділені на 4 типи.
Мерзлотний
Цей тепловий режим у ґрунтах, що знаходяться в зоні вічної мерзлоти. Грунт розморожується в теплий річний період, взимку повністю промерзає. Температури на глибині 20 см та середньорічні мінусові.
Довго-сезонно-промерзаючий
Влітку ґрунт відтає, глибоко промерзає взимку, на глибину не менше 1 м. Тривалість промерзання - не менше 5 місяців на рік. Середньорічна температура ґрунту плюсова, але в січні на глибині 20 см - мінусова.
Сезонно-промерзаючий
Неглибоко промерзає взимку, відтає у теплий період. Тривалість промерзання сильно різниться – від кількох діб до 5 місяців. Холод може проникати на глибину не більше 2 м. Середньорічна температура ґрунту плюсова, але в січні на глибині 20 см - мінусова.
Непромерзаючий
Ґрунти не промерзають навіть взимку. Температура завжди позитивна як на глибині 20 см, так і середньорічна.Грунтовий тепловий режим визначає інтенсивність та напрямок процесів ґрунтоутворення. Від особливостей режиму залежать тривалість вегетації, видовий склад і продуктивність рослинності, кількість мікроорганізмів та інтенсивність їх роботи, що впливає на швидкість утворення гумусу, об'єм органіки, інтенсивність проходження хімічних реакцій.