- Możliwe źródła ciepła w glebie
- Jak zidentyfikować
- Właściwości termiczne
- Reżim termiczny gruntu i jego rodzaje
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Właściwości gleby nadają jej pewne właściwości, które wpływają na proces wzrostu roślin uprawnych. Rozważ odmiany właściwości termicznych gleby: zdolność pochłaniania ciepła, pojemność cieplna, przewodność cieplna. Jakie mogą być dla niej źródła ciepła, a także reżim termiczny i jego rodzaje: zamrażanie i niezamarzanie.
Możliwe źródła ciepła w glebie
Głównym źródłem ciepła wnikającego do gleby jest promieniowanie słoneczne, na które składa się promieniowanie bezpośrednie i rozproszone. Intensywność promieniowania zależy od szerokości i wysokości terenu, zawartości dwutlenku węgla w atmosferze oraz jej przezroczystości.
Pochłonięta energia jest następnie przekazywana albo do atmosfery, albo do niższych warstw. To, dokąd pójdzie ciepło, zależy od temperatury gleby i powietrza. Jeśli gleba jest cieplejsza, a powietrze zimniejsze, ciepło ucieka do atmosfery. Przy dużej absorpcji ciepła gleba nagrzewa się, a energia cieplna zaczyna spływać. Szybkość dopływu ciepła jest tym większa, im większa jest różnica temperatur w górnej i dolnej warstwie.
Ilość energii słonecznej, która dostaje się do gleby, zależy od strefy klimatycznej, pogody, topografii, koloru, jej właściwości termicznych i fizycznych oraz gęstości roślinności.
Istnieją również źródła ciepła - energia uwalniana podczas rozkładu resztek roślinnych znajdujących się na powierzchni lub w górnej warstwie oraz energia, która jest przenoszona z powietrza.
Bardzo mała ilość ciepła dostaje się do gleby z wnętrza Ziemi iz radioaktywnego rozpadu pierwiastków, ale to praktycznie nie ma znaczenia.
Jak zidentyfikować
Ile ciepła jest w glebie zależy od wielu czynników. Woda jest składnikiem gleby pochłaniającym ciepło, więc mokra gleba nagrzewa się dłużej niż sucha. Ale schładzanie trwa też dłużej. Wilgotne gleby gliniaste nagrzewają się najdłużej wiosną, gleby piaszczyste szybciej, ale jesienią dzieje się odwrotnie: gleby gliniaste są cieplejsze z powodu powolnego chłodzenia.
Przewodność cieplna zależy od ilości powietrza w porach. Im luźniejsza gleba, tym szybciej się nagrzewa i odwrotnie, gęsta gleba nagrzewa się wolniej. Ilość próchnicy wpływa również na właściwości termiczne, żyzne gleby dłużej zatrzymują ciepło, uboższe szybciej je tracą. Roślinność latem, śnieg zimą zatrzymują ciepło i pomagają utrzymać je w ziemi.
Dla większości roślin uprawnych korzystna temperatura wzrostu to 20-25°C. Jeśli jest wyższa niż 30 ° C, rozwój jest zahamowany. Wzrost dopuszczalnych temperatur prowadzi do silnego wzrostu intensywności oddychania i wydalania materii organicznej, co prowadzi do zmniejszenia ilości zielonej masy.Temperatury gleby powyżej 50-52°C prowadzą do śmierci roślin.
Do prawidłowego wzrostu roślin potrzebna jest pewna ilość ciepła, w rolnictwie używa się wartości zwanej sumą aktywnych temperatur. Są to wszystkie dni sezonu wegetacyjnego, w których temperatura w ciągu dnia przekraczała 10 °C.
Ciepło glebowe jest potrzebne nie tylko roślinom, ale także mikroorganizmom. Niekorzystnie na nie wpływa zimno i nadmierne ciepło; oba prowadzą do zawieszenia żywotnej aktywności bakterii i fauny i flory. Optymalna temperatura to 15-20°C, drobne odchylenia są dopuszczalne.
Właściwości termiczne
Ta kategoria cech obejmuje: zdolność pochłaniania ciepła przez glebę, pojemność cieplną i przewodność cieplną.
Zdolność pochłaniania ciepła
Jest to zdolność gleby do pochłaniania energii słonecznej.Promieniowanie nie jest całkowicie pochłaniane, część jest odbijana z powrotem. Zdolność pochłaniania ciepła jest określona przez wartość albedo (A). Jest wyrażona jako ilość promieniowania słonecznego, które zostało odbite od powierzchni gleby i jest przedstawiona jako procent ilości promieniowania słonecznego, które uderzyło w glebę.
Im niższe albedo, tym więcej ciepła może pochłaniać gleba. Zdolność pochłaniania ciepła zależy od barwy gleby, jej wilgotności, struktury, topografii powierzchni i zagęszczenia roślinności. Ciemne gleby nagrzewają się szybciej niż jasne gleby.
Pojemność cieplna
Ta cecha jest zdefiniowana jako waga i objętość. Wagowa pojemność cieplna - ilość ciepła wyrażona w kaloriach, którą należy zużyć na ogrzanie 1 g suchej gleby o 1°C. Objętościowa pojemność cieplna - ciepło, które może ogrzać 1 metr sześcienny. patrz 1 °C.
Wartość pojemności cieplnej zmienia się w zależności od zawartości wilgoci i powietrza w glebie. W stanie mokrym jego pojemność cieplna będzie większa niż w stanie suchym. Ziemia gliniasta będzie miała większą pojemność cieplną niż ziemia piaszczysta, ponieważ zawiera mniej powietrza.
Przewodność cieplna
Jest to zdolność gleby do przewodzenia ciepła z wyższych warstw, gdzie temperatura jest wyższa, do niższych, zimniejszych. Przenikanie ciepła odbywa się przez fazę stałą i ciekłą gleby, mierzone jako ciepło wyrażone w kaloriach. Przewodność cieplna gleby jest mierzona w kategoriach ilości ciepła, które przechodzi przez sześcian. zobacz glebę przez 1 s.
Opinia eksperta
Powietrze ma najniższą przewodność cieplną ze wszystkich ośrodków glebowych, najwyższą w części mineralnej. Tak więc bezstrukturalne i gęste gleby mają wysoką przewodność cieplną, luźne - mniej. Wartość zależy również od innych czynników: ilości materii organicznej i mineralnej (na glebach słabych wskaźnik jest niższy niż na glebach żyznych). Zależy to również od stopnia zawilgocenia (jeśli pory są wypełnione wodą, wówczas przewodność cieplna wzrasta, jeśli z powietrzem maleje).Reżim termiczny gruntu i jego rodzaje
W różnych strefach klimatycznych rozwijają się różne reżimy termiczne. Według dwóch wskaźników - średniej rocznej temperatury i charakteru zamarzania - wszystkie gleby dzielą się na 4 typy.
Wieczna zmarzlina
Ten reżim termiczny występuje w glebach znajdujących się w strefie wiecznej zmarzliny. Gleba topnieje w ciepłym okresie rocznym, zimą całkowicie zamarza. Temperatury na głębokości 20 cm i średnie roczne temperatury poniżej zera.
Długie sezonowe zamrażanie
Latem gleba topnieje, zimą zamarza głęboko, do głębokości co najmniej 1 m. Czas trwania zamarzania wynosi co najmniej 5 miesięcy w roku. Średnia roczna temperatura gleby jest dodatnia, ale w styczniu na głębokości 20 cm jest poniżej zera.
Sezonowe zamrażanie
Zimą płytko zamarza, w ciepłym okresie rozmarza. Czas trwania zamrożenia jest bardzo różny - od kilku dni do 5 miesięcy. Zimno może przenikać na głębokość nie większą niż 2 m. Średnia roczna temperatura gleby wynosi plus, ale w styczniu na głębokości 20 cm minus.
Mrozoodporny
Gleby nie zamarzają nawet zimą. Temperatura jest zawsze dodatnia, zarówno na głębokości 20 cm, jak i średnia roczna.
Reżim termiczny gleby determinuje intensywność i kierunek procesów glebotwórczych. Czas trwania sezonu wegetacyjnego, skład gatunkowy i produktywność roślinności, liczba mikroorganizmów i intensywność ich pracy, która wpływa na tempo powstawania próchnicy, objętość materii organicznej oraz intensywność reakcji chemicznych zależą od cechy reżimu.