Odpowiedź na pytanie

Właściwości cieplne gleby: stan w zależności od temperatury i rodzaju reżimu

Anonim

Charakterystyka gleby nadaje jej pewne właściwości, które wpływają na proces uprawy roślin uprawnych. Rozważ różne właściwości cieplne 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 w glebie jest promieniowanie słoneczne, które składa się z bezpośredniego i rozproszonego. 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. 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 w dół. Tempo dopływu ciepła jest tym większe, im większa jest różnica temperatur w warstwie górnej i dolnej.

Ilość energii słonecznej, która dostaje się do gleby, zależy od strefy klimatycznej, pogody, topografii, koloru, jej właściwości termicznych i fizycznych, gęstości roślinności.

Wciąż istnieją źródła ciepła - energia uwalniana podczas rozkładu resztek roślinnych znajdujących się na powierzchni lub w górnej warstwie oraz energia, która jest przenoszona z powietrza.

Bardzo mało ciepła dostaje się do gleby z wnętrza Ziemi oraz z radioaktywnego rozpadu pierwiastków, ale jest to praktycznie nieistotne.

Jak zidentyfikować

Ile ciepła jest w glebie zależy od wielu czynników. Woda jest składnikiem gleby pochłaniającym ciepło, dlatego wilgotna gleba nagrzewa się dłużej niż sucha. Ale stygnie też dłużej. Gleby gliniaste wilgotne nagrzewają się najdłużej wiosną, gleby piaszczyste nagrzewają się szybciej, ale jesienią dzieje się odwrotnie: gleby gliniaste są cieplejsze z powodu powolnego chłodzenia.

Przewodność cieplna zależy od zawartości powietrza w porach. Im luźniejsza gleba, tym szybciej się nagrzewa i odwrotnie, gęsta gleba nagrzewa się wolniej. Ilość próchnicy wpływa również na właściwości termiczne, gleby żyzne dłużej zatrzymują ciepło, ubodzy szybciej je tracą. Roślinność latem, śnieg zimą zatrzymują ciepło i pomagają utrzymać je w ziemi.

W przypadku większości roślin uprawnych korzystna temperatura dla wzrostu wynosi 20-25 °C. Jeśli jest wyższa niż 30 ° C, rozwój jest zahamowany. Wzrost dopuszczalnych temperatur prowadzi do silnego wzrostu intensywności oddychania i marnotrawstwa materii organicznej, co prowadzi do zmniejszenia ilości masy zielonej.Temperatury gleby powyżej 50-52 °С prowadzą do śmierci roślin.

Do normalnego wzrostu roślin potrzebna jest pewna ilość ciepła; w rolnictwie stosuje się wartość zwaną sumą aktywnych temperatur. Są to wszystkie dni sezonu wegetacyjnego, kiedy temperatura w ciągu dnia przekraczała 10°C.

Ciepło gleby jest potrzebne nie tylko roślinom, ale także mikroorganizmom. Niekorzystnie wpływa na nie zimno i nadmierne ciepło; oba prowadzą do zawieszenia żywotnej aktywności bakterii i bioty. Optymalna temperatura to 15-20 °C, dopuszczalne są niewielkie odchylenia.

Właściwości cieplne

Ta kategoria cech obejmuje: zdolność pochłaniania ciepła gleby, 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, która została odbita od powierzchni gleby i jest przedstawiana jako procent ilości promieniowania słonecznego, które uderzyło w glebę.

Im niższe albedo, tym bardziej gleba może absorbować ciepło. Zdolność pochłaniania ciepła zależy od koloru gleby, jej wilgotności, struktury, topografii powierzchni i gęstości roślinności. Ciemne gleby nagrzewają się szybciej niż jasne gleby.

Pojemność cieplna

Ta cecha jest zdefiniowana jako waga i objętość. Pojemność cieplna wagi - mierzona w kaloriach ilość ciepła, którą należy przeznaczyć 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 wyższa niż w stanie suchym. Ziemia gliniana będzie miała większą pojemność cieplną niż ziemia piaszczysta, ponieważ zawiera mniej powietrza.

Przewodność cieplna

Jest to zdolność gleby do przewodzenia ciepła z górnych warstw, gdzie temperatura jest wyższa, do niższych, zimniejszych warstw. Przenikanie ciepła następuje przez fazę stałą i płynną gleby, mierzone w postaci ciepła wyrażonego w kaloriach. Przewodność cieplną gleby mierzy się jako ilość ciepła przechodzącego przez sześcian. zobacz glebę przez 1 s.

Powietrze ma najniższą przewodność cieplną ze wszystkich mediów glebowych, najwyższą – w części mineralnej. Tak więc grunty bezstrukturalne i gęste mają wysoką przewodność cieplną, podczas gdy grunty sypkie mają niższą. Wartość zależy również od innych czynników: ilości materii organicznej i mineralnej (na glebach ubogich wskaźnik jest niższy niż na żyznych). Zależy to również od stopnia zawilgocenia (jeśli pory są wypełnione wodą, wówczas przewodność cieplna wzrasta, jeśli jest wypełniona powietrzem, maleje).

Reżim cieplny gleby i jej rodzaje

W różnych strefach klimatycznych rozwijają się różne reżimy termiczne. Według dwóch wskaźników - średniej rocznej temperatury i charakteru zamarzania - wszystkie gleby są podzielone na 4 typy.

Kriogeniczny

Ten reżim termiczny w glebach znajdujących się w strefie wiecznej zmarzliny. W ciepłym okresie rocznym gleba topnieje, zimą całkowicie zamarza. Temperatury na głębokości 20 cm i średnie roczne temperatury poniżej zera.

Długo-sezonowe zamrażanie

Latem gleba topnieje, zimą zamarza głęboko na głębokość co najmniej 1 m. Okres zamrażania wynosi co najmniej 5 miesięcy w roku. Średnia roczna temperatura gleby jest powyżej zera, ale w styczniu na głębokości 20 cm jest poniżej zera.

Sezonowe zamrażanie

W zimie płytko zamarza, w ciepłym okresie rozmarza. Czas trwania zamrażania jest bardzo zróżnicowany - od kilku dni do 5 miesięcy. Zimno może przenikać na głębokość nie większą niż 2 m. Średnia roczna temperatura gleby jest dodatnia, ale w styczniu na głębokości 20 cm jest minus.

Mrozoodporny

Gleba nie zamarza nawet zimą. Temperatura jest zawsze dodatnia, zarówno na głębokości 20 cm, jak i średniej rocznej.

Reżim cieplny gleby determinuje intensywność i kierunek procesów glebotwórczych. Od charakterystyka systemu.