Proprietăți termice ale solului: stare în funcție de temperatură și tipuri de regim

Caracteristicile solului îi conferă anumite proprietăți care afectează procesul de creștere a plantelor cultivate. Luați în considerare varietățile de proprietăți termice ale solului: capacitatea de absorbție a căldurii, capacitatea de căldură, conductibilitatea termică. Care ar putea fi sursele de căldură pentru ea, precum și regimul termic și tipurile acestuia: îngheț și neîngheț.

Surse posibile de căldură în sol

Sursa principală de căldură din sol este radiația solară, care constă din directă și difuză. Intensitatea radiației depinde de latitudinea și înălțimea zonei, de conținutul de dioxid de carbon din atmosferă și de transparența acesteia.

Energia absorbită este apoi transferată fie în atmosferă, fie în straturile inferioare. Unde va merge căldura depinde de temperatura solului și a aerului. Dacă solul este mai cald și aerul este mai rece, căldura va scăpa în atmosferă. Cu o absorbție mare de căldură, solul se încălzește, iar energia termică începe să curgă în jos. Rata de aport de căldură este mai mare, cu atât diferența de temperatură în straturile superioare și inferioare este mai mare.

Cantitatea de energie solară care intră în sol depinde de zona climatică, vreme, topografie, culoare, proprietățile sale termice și fizice, densitatea vegetației.

Există încă surse de căldură - energia eliberată în timpul descompunerii reziduurilor vegetale situate la suprafață sau în stratul superior și energia care este transferată din aer.

Foarte puțină căldură intră în sol din interiorul Pământului și din dezintegrarea radioactivă a elementelor, dar practic este irelevantă.

Cum să identifici

Câtă căldură este în sol depinde de mulți factori. Apa este o componentă a solului care consumă căldură, astfel încât solul umed se încălzește mai mult decât solul uscat. Dar, de asemenea, durează mai mult să se răcească. Solurile argiloase umede se încălzesc cel mai mult primăvara, solurile nisipoase se încălzesc mai repede, dar toamna se întâmplă invers: solurile argiloase sunt mai calde datorită răcirii lente.

Conductivitatea termică depinde de conținutul de aer din pori. Cu cât solul este mai afânat, cu atât se încălzește mai repede și invers, solul dens se încălzește mai lent. Cantitatea de humus afectează și proprietățile termice, solurile fertile rețin căldura mai mult timp, cei săraci o pierd mai repede. Vegetația vara, zăpada iarna păstrează căldura și ajută la menținerea acesteia în pământ.

Pentru majoritatea plantelor cultivate, temperatura favorabilă creșterii este de 20-25 °C. Dacă este mai mare de 30 ° C, dezvoltarea este inhibată. O creștere a temperaturilor acceptabile duce la o creștere puternică a intensității respirației și la risipa de materie organică, ceea ce duce la o reducere a cantității de masă verde.Temperaturile solului peste 50-52 °С duc la moartea plantelor.

Pentru creșterea normală a plantelor este nevoie de o anumită cantitate de căldură; în agricultură se folosește o valoare numită suma temperaturilor active. Acestea sunt toate zilele din sezonul de vegetație când temperatura în timpul zilei a fost peste 10 ° C.

Căldura solului este necesară nu numai pentru plante, ci și pentru microorganisme. Sunt afectați negativ de frig și căldură excesivă; ambele conduc la suspendarea activității vitale a bacteriilor și a biotei. Temperatura optimă este de 15-20 °C, sunt acceptabile abateri minore.

Proprietăți termice

Această categorie de caracteristici include: capacitatea de absorbție a căldurii din sol, capacitatea de căldură și conductibilitatea termică.

Capacitate de absorbție a căldurii

Aceasta este capacitatea solului de a absorbi energia solară.Radiația nu este complet absorbită, o parte este reflectată înapoi. Capacitatea de absorbție a căldurii este determinată de valoarea albedo (A). Este exprimată ca cantitatea de radiație solară care a fost reflectată de suprafața solului și este prezentată ca procent din cantitatea de radiație solară care a lovit solul.

Cu cât albedo este mai mic, cu atât solul poate absorbi căldura mai mult. Capacitatea de absorbție a căldurii depinde de culoarea solului, conținutul de umiditate al acestuia, structură, topografia suprafeței și densitatea vegetației. Solurile întunecate se încălzesc mai repede decât solurile ușoare.

Capacitate termică

Această caracteristică este definită ca greutate și volum. Capacitatea de căldură în greutate - cantitatea de căldură, măsurată în calorii, care trebuie cheltuită pentru încălzirea a 1 g de sol uscat cu 1 ° C. Capacitate termică volumetrică - căldura care poate încălzi 1 metru cub. vezi 1°C.

Valoarea capacității termice variază în funcție de conținutul de umiditate și aer din sol. Când este umed, capacitatea sa de căldură va fi mai mare decât atunci când este uscat. Pământul argilos va avea o capacitate termică mai mare decât pământul nisipos, deoarece conține mai puțin aer.

Conductivitate termică

Aceasta este capacitatea solului de a conduce căldura din straturile superioare, unde temperatura este mai mare, către cele inferioare, mai reci. Transferul de căldură are loc prin fazele solide și lichide ale solului, măsurate în termeni de căldură exprimată în calorii. Conductivitatea termică a solului este măsurată în funcție de cantitatea de căldură care trece printr-un cub. vezi solul timp de 1 s.

Aerul are cea mai scăzută conductivitate termică dintre toate mediile de sol, cea mai mare - în partea minerală. Astfel, solurile lipsite de structură și dense au o conductivitate termică ridicată, în timp ce solurile afânate au una mai scăzută. Valoarea depinde și de alți factori: cantitatea de materie organică și minerală (în solurile sărace, indicatorul este mai mic decât în cele fertile). Depinde și de gradul de umiditate (dacă porii sunt umpluți cu apă, atunci conductivitatea termică crește, dacă este umplută cu aer, scade).

Regimul termic al solului și tipurile acestuia

În diferite zone climatice se dezvoltă regimuri termice diferite. Conform a doi indicatori - temperatura medie anuală și natura înghețului - toate solurile sunt împărțite în 4 tipuri.

Criogenic

Acest regim termic în solurile situate în zona de permafrost. Solul se dezgheță în perioada caldă anuală, iarna îngheață complet. Temperaturi la o adâncime de 20 cm și temperaturi medii anuale sub zero.

Îngheț-sezon lung

Vara, solul se dezgheta, iarna ingheata profund, la o adancime de minim 1 m. Durata inghetului este de minim 5 luni pe an. Temperatura medie anuală a solului este peste zero, dar în ianuarie la o adâncime de 20 cm este sub zero.

Îngheț sezonier

Iarna îngheață puțin adânc, se dezgheță în perioada caldă. Durata înghețului variază foarte mult - de la câteva zile la 5 luni. Frigul poate pătrunde până la o adâncime de cel mult 2 m. Temperatura medie anuală a solului este plus, dar în ianuarie la o adâncime de 20 cm este minus.

Îngheț

Solurile nu îngheață nici măcar iarna. Temperatura este întotdeauna pozitivă, atât la adâncimea de 20 cm, cât și la media anuală.

Regimul termic al solului determină intensitatea și direcția proceselor de formare a solului. Durata sezonului de vegetație, compoziția speciei și productivitatea vegetației, numărul de microorganisme și intensitatea muncii lor, care afectează rata de formare a humusului, volumul de materie organică și intensitatea reacțiilor chimice, depind de caracteristicile regimului.

Recomandat