От чего зависит температура почвы кратко

Приемы регулирования теплового режима в земледелии

Тепловой режим. В земледелии прибегают к регулированию теплового режима. С этой целью применяют приемы, направленные на повышение или понижение температуры почвы, приближая ее к оптимальной для культурных растении, осуществляют борьбу с заморозками на почве и в приземном воздухе. При регулировании теплового режима целесообразно руководствоваться тепловым балансом, важнейшей статьей прихода которого является количество деятельной тепловой энергии получаемой почвой от солнца, а статьями расхода перенос тепла из верхнего слоя почвы в нижележащие горизонты, а также расход тепла на испарение воды, нагревание воздуха, его турбулентное перемешивание. Практика показывает, что в северных, а иногда в центральных районах часто необходимы приемы, связанные с прогреванием почвы и сохранением тепла в ней, а в южных – с охлаждением почвы в жаркое время. Эффективное средство регулирования теплового режима почвы – ее механические обработки

При рыхлении в почве изменяется объемное соотношение между твердой фазой и скважностью. Это приводит к изменению соотношения между твердой, жидкой и газообразной фазами

Объем, занимаемый воздухом, увеличивается, что приводит к более быстрому прогреванию разрыхленного слоя, так как теплоемкость воздуха во много раз меньше теплоемкости твердой фазы почвы и особенно воды.К приемам регулирования теплового режима почвы относят также поделку гребней и гряд. Гребнистая поверхность больше выравненной и поэтому в теплое время года быстрее прогревается. Борозды дренируют почву в гребнях, снижая их влажность. Гребни позволяют также искусственно увеличить глубину пахотного слоя.В условиях избыточного увлажнения прогревание почвы с успехом достигается специальными приемами дренирования. Можно сильно изменить температуру почвы посредством мульчирования ее поверхности. В северных и центральных районах применяют темную мульчу (торф, перегной, темную бумагу), в южных районах – светлую мульчу (соломенную резку, белую бумагу).На полях с посевом озимых культур и многолетних трав при проявлении снежного покрова можно осуществлять снегозадержание. Рыхлый снег эффективно защищает растения от вымерзания, а почву от глубокого промерзания. Поэтому снегозадержание эффективно также на полях, предназначенных для размещения яровых культур.На тепловой режим постоянное влияние оказывает внешняя среда: погодные условия и почва, ее механический состав, степень окультуренности и другие свойства, степень облесения территории, наличие полезащитных и других лесных полос, рельеф и экспозиция склона и другие факторы, а также все более развивающаяся производственная деятельность человека: близость городов и промышленных центров, приемы мелиорации, организация территории хозяйства, структура посевных площадей, сроки и качество механических обработок почвы, посевами ухода, борьба с сорными растениями.

Регулирование водного, воздушного и теплового режимов почвы

Агрофизические факторы плодородия важны как основа оптимальных для роста и развития растений водного, воздушного и теплового режимов почвы. т.е. обеспечения растений конкретными факторами их жизни.

Способность почвы к устойчивому обеспечению растений водой зависит от агрофизических факторов плодородия, действие которых проявляется через водные свойства почвы: влагоемкость, водопроницаемость, водоудерживающая способность, водоподъёмная способность.

Радикальное средство регулирования водного режима пахотных почв — их

1. мелиорация (двустороннее регулирование)
2. агролесомелиорация — воздействие на засушливый климат системой лесных насаждений при одновременном создании искусственных водоёмов.
3. в условиях недостаточного и неустойчивого увлажнения — полное сохранение и рациональное использование осадков (снегозадержание, задержка талых вод).
4. при избыточном увлажнении — кротование, узкозагонная вспашка, гребневые посевы и т.д. Воздушный режим. Почвенный воздух необходим для дыхания корней растений, почвенных организмов.

Почва — важный источник СО₂, потребляемого растениями в процессе фотосинтеза. Агрофизические факторы оказывают решающее влияние на воздушный режим почвы. В бесструктурной почве воздух и вода — антагонисты, в структурной создаются условия одновременного оптимального обеспечения почвы воздухом и водой. Приемы воздействия на воздушный режим — это воспроизводство структуры, улучшения ее прочности. Механическая обработка позволяет создавать необходимое строение пахотного слоя.

Тепловой режим. Поступление, передвижение и отдача тепла определяют тепловой режим почвы. Зависит от поступления лучистой энергии Солнца и тепловых свойств почвы. Большую роль играют в тепловом режиме широтное положение местности, экспозиция склона, гранулометрический состав, структура и др. Южные склоны получают больше тепла, чем северные.

Хорошо гумусированная, темноокрашенная почва усиленно поглощает лучистую энергию. Структура обеспечивает равномерное рыхлое состояние. Структурированная почва хорошо прогревается весной. Тепловой режим оказывает большое влияние на рост и развитие растений и свойства почвы Большое значение имеет в микробиологической деятельности почвенных микроорганизмов. От него зависит скорость и характер превращения органических остатков. При плохом тепловом режиме затухает, и питательный режим почвы ухудшается.

Регулирование:

В холодных северных районах — сбережение и накопление тепла — внесение органических удобрений в больших нормах, оструктуривание, гребневые посадки, мульчирование.
Летом в южных районах ослабляют прогрев почвы поливами и светлой мульчей.

Тепловые свойства почвы

Тепловое состояние почвы характеризуется показателями температуры ее генетических горизонтов.

Совокупность свойств, обусловливающих способность почв поглощать и перемещать в своей толще тепловую энергию, называются тепловыми свойствами.

К ним относятся: теплопоглотительная способность (теплопоглощение), теплоемкость и теплопроводность.

Теплопоглощение – способность почвы поглощать лучистую энергию Солнца, характеризуется величиной альбедо. Альбедо – количество солнечной радиации, отраженное поверхностью почвы по отношению к общей солнечной радиации, достигающей поверхности почвы, выраженное в %.

Чем меньше альбедо, тем больше поглощает почва солнечной радиации.

Альбедо зависит от:

• 1) цвета,
• 2) влажности,
• 3) структурного состояния,
• 4) содержания гумуса,
• 5) выровненности поверхности почвы,
• 6) растительного покрова.

Высокогумусированные почвы имеют темную окраску. Поэтому ими поглощается энергии на 10 – 15 % больше, чем светлоокрашенными. По сравнению с песчаными почвами глинистые имеют большую теплопоглотительную способностью.

Сухие почвы отражают лучистую энергию на 5 – 11 % больше, чем влажные, бесструктурные с гладкой поверхностью отражают лучи больше, чем оструктуренные с шероховатой поверхностью. Почвы участков, имеющих наклон к югу, поглощают солнечного тепла больше, чем почвы склонов, обращенных на север. Растительный покров, наоборот, уменьшает теплопоглощение.

Теплоемкость – это способность почвы вмещать в себя и удерживать то или иное количество тепла. Измеряется количеством тепла в калориях, необходимого для нагревания 1см3 или 1 г почвы на 1 °С, в связи с чем различают объемную и удельную теплоемкость почв (первая больше второй).

Составные части почвы имеют различную теплоемкость: удельная теплоемкость воды наивысшая – 1,0, гумуса – 0,477, глины – 0,233, кварца – 0,198 и наименьшая теплоемкость у почвенного воздуха.

Следовательно, теплоемкость почвы зависит от:

• ● минералогического состава;
• ● гранулометрического состава;
• ● пористости и содержания воды и воздуха;
• ● содержания органического вещества.

По характеру теплоемкости почвы делят на «теплые» и «холодные». Песчаные и супесчаные почвы менее влагоемки, поэтому быстрее прогреваются, их называют «теплыми» почвами. Весной такие почвы становятся пригодными для обработки на 2 – 3 недели раньше, чем почвы суглинистые.

Глинистые почвы содержат больше воды, на нагревание которой требуется много тепла, вследствие чего их называют «холодными». В случае одинакового механического состава влажная почва более теплоемкая и холодная, чем сухая; богатая органикой более теплоемка и холоднее минеральной. Самые холодные торфяные почвы, так как содержат много воды и состоят из органического вещества (оказывают влияние на климатические условия прилегающей местности).

Теплота, поступающая на поверхность почв, под действием градиента температур перераспределяется в почвенном профиле. Этот процесс называется теплообменом и зависит от теплопроводности.

Теплопроводность – это способность почв проводить тепло от более нагретых слоев к более холодным. Измеряется количеством тепла в калориях, которое проходит за 1 с через 1 см2 слоя почвы толщиной 1 см. Она зависит от: ● минералогического и гранулометрического состава; ● содержания воздуха и влажности; ● плотности почвы; ● теплопроводности составных частей почвы.

Чем крупнее механические элементы, тем больше теплопроводность. Так, теплопроводность крупнозернистого песка при одинаковой пористости и влажности в 2 раза больше, чем фракции крупной пыли. Наименьшей теплопроводностью обладает воздух, затем – гумус, несколько лучшей – вода, наибольшей – минеральная часть почвы.

По теплопроводности твердая фаза почвы примерно в 100 раз превышает воздух, в 28 раз воду. Поэтому рыхлая, сухая, высокогумусированная почва имеет более низкий коэффициент теплопроводности, чем плотная, влажная, с небольшим количеством гумуса, тем хуже она проводит тепло, т.е. тем длительнее удерживается в ней аккумулированная солнечная теплота.

На низких влажных местах с большим количеством органики слабая теплопроводность часто провоцирует заморозки на поверхности почвы весной и осенью, а сильно заторфованные почвы северных широт способствуют подъему уровня вечной мерзлоты и продвижению ее в более южные районы.

Сухие поверхностные слои южных почв являются своеобразным экраном, предохраняющим внутренние слои от перегрева (поверхность черноземов летом в полдень достигает 40 – 50 оС, песков в Каракумах – 70 – 80 оС).

Источники тепла в почве

Главным источником тепла, поступающего в почву, является лучистая энергия Солнца (солнечная радиация). Небольшое количество тепла почва получает из глубинных слоев Земли и за счет химических, биологических и радиоактивных процессов, протекающих в верхних слоях литосферы.

Тепло, образующееся при разложении органических веществ (навоза, растительных остатков и др.), широко используют в овощеводстве закрытого грунта.

Почва отдает тепло в атмосферу, если температура ее поверхности выше, чем температура приземного слоя воздуха.

В зависимости от соотношения количества поглощенной поверхностью почвы лучистой энергии и излучения почвой тепла в атмосферу почвенная поверхность будет или нагреваться, или охлаждаться.

Наряду с поглощением тепла почвенной поверхностью идут процессы перемещения тепла от слоев более нагретых к слоям с более низкой температурой.

Это сказывается на тепловом состоянии различных слоев почвы. Чем больше разность температур поверхности почвы и ее глубоких слоев, тем больше тепла уходит из почвы или поступает в нее.