Tepelné vlastnosti půdy: stav v závislosti na teplotě a typech režimu

Charakteristiky půdy jí dávají určité vlastnosti, které ovlivňují proces pěstování kulturních rostlin. Zvažte různé tepelné vlastnosti půdy: schopnost pohlcovat teplo, tepelná kapacita, tepelná vodivost. Jaké by pro ni mohly být zdroje tepla a také tepelný režim a jeho typy: mrazivý a nezámrzný.

Možné zdroje tepla v půdě

Hlavním zdrojem tepla v půdě je sluneční záření, které se skládá z přímého a difúzního. Intenzita záření závisí na zeměpisné šířce a výšce oblasti, obsahu oxidu uhličitého v atmosféře a její průhlednosti.

Pohlcená energie je poté přenesena buď do atmosféry, nebo do nižších vrstev. Kam teplo půjde, závisí na teplotě půdy a vzduchu. Pokud je půda teplejší a vzduch chladnější, teplo unikne do atmosféry. Při velkém absorpci tepla se půda zahřívá a tepelná energie začíná proudit dolů. Rychlost vneseného tepla je tím větší, čím větší je teplotní rozdíl v horní a spodní vrstvě.

Množství sluneční energie, která vstupuje do půdy, závisí na klimatické zóně, počasí, topografii, barvě, jejích tepelných a fyzikálních vlastnostech, hustotě vegetace.

Stále existují zdroje tepla - energie uvolněná při rozkladu rostlinných zbytků umístěných na povrchu nebo v horní vrstvě a energie, která se přenáší ze vzduchu.

Z vnitřku Země az radioaktivního rozpadu prvků vstupuje do půdy velmi málo tepla, ale to je prakticky irelevantní.

Jak identifikovat

Kolik tepla je v půdě závisí na mnoha faktorech. Voda je složkou půdy, která spotřebovává teplo, proto se mokrá půda ohřívá déle než suchá. Ale také déle trvá vychladnutí. Jílovitě vlhké půdy se nejdéle prohřívají na jaře, písčité se prohřívají rychleji, ale na podzim se děje opak: jílovité půdy jsou teplejší díky pomalému ochlazování.

Tepelná vodivost závisí na obsahu vzduchu v pórech. Čím je půda kyprá, tím rychleji se prohřívá a naopak hustá půda se zahřívá pomaleji. Množství humusu ovlivňuje i tepelné vlastnosti, úrodné půdy udrží teplo delší dobu, chudší ho rychleji ztrácí. Vegetace v létě, sníh v zimě udržují teplo a pomáhají ho udržet v zemi.

Pro většinu pěstovaných rostlin je příznivá teplota pro růst 20-25 °C. Pokud je více než 30 °C, vývoj je inhibován. Zvýšení přijatelných teplot vede k silnému zvýšení intenzity dýchání a plýtvání organickou hmotou, což vede ke snížení množství zelené hmoty.Teploty půdy nad 50-52 °С vedou ke smrti rostlin.

Pro normální růst rostlin je potřeba určité množství tepla, v zemědělství se používá hodnota nazývaná součet aktivních teplot. Toto jsou všechny dny vegetačního období, kdy byla teplota během dne nad 10 °C.

Půdní teplo je nezbytné nejen pro rostliny, ale také pro mikroorganismy. Nepříznivě na ně působí chlad a nadměrné teplo; obojí vede k pozastavení vitální aktivity bakterií a bioty. Optimální teplota je 15-20 °C, drobné odchylky jsou přijatelné.

Tepelné vlastnosti

Tato kategorie charakteristik zahrnuje: schopnost absorpce tepla půdy, tepelnou kapacitu a tepelnou vodivost.

Schopnost absorpce tepla

Toto je schopnost půdy absorbovat sluneční energii.Záření není zcela pohlceno, některá část se odráží zpět. Kapacita absorpce tepla je určena hodnotou albeda (A). Vyjadřuje se jako množství slunečního záření, které bylo odraženo od povrchu půdy, a je prezentováno jako procento množství slunečního záření, které dopadlo na půdu.

Čím nižší je albedo, tím více může půda absorbovat teplo. Schopnost absorpce tepla závisí na barvě půdy, její vlhkosti, struktuře, topografii povrchu a hustotě vegetace. Tmavé půdy se zahřívají rychleji než světlé půdy.

Tepelný výkon

Tato vlastnost je definována jako hmotnost a objem. Hmotnostní tepelná kapacita - množství tepla, měřeno v kaloriích, které je třeba vynaložit na zahřátí 1 g suché půdy o 1 ° C. Objemová tepelná kapacita - teplo, které dokáže ohřát 1 metr krychlový. viz 1°C.

Hodnota tepelné kapacity se liší v závislosti na obsahu vlhkosti a vzduchu v půdě. V mokrém stavu bude jeho tepelná kapacita vyšší než v suchém stavu. Hliněná zemina bude mít větší tepelnou kapacitu než písčitá, protože obsahuje méně vzduchu.

Tepelná vodivost

Jedná se o schopnost půdy odvádět teplo z horních vrstev, kde je teplota vyšší, do nižších, chladnějších. K přenosu tepla dochází prostřednictvím pevné a kapalné fáze půdy, měřeno jako teplo vyjádřené v kaloriích. Tepelná vodivost půdy se měří jako množství tepla, které projde krychlí. zobrazit půdu na 1 s.

Vzduch má nejnižší tepelnou vodivost ze všech půdních médií, nejvyšší - v minerální části. Bezstrukturní a hutné zeminy mají tedy vysokou tepelnou vodivost, kypré půdy nižší. Hodnota závisí i na dalších faktorech: množství organické a minerální hmoty (u chudých půd je ukazatel nižší než u úrodných). Záleží také na stupni vlhkosti (pokud jsou póry naplněny vodou, pak se tepelná vodivost zvyšuje, pokud je naplněna vzduchem, klesá).

Tepelný režim půdy a její typy

V různých klimatických zónách se vyvíjejí různé tepelné režimy. Podle dvou ukazatelů – průměrné roční teploty a charakteru zamrzání – jsou všechny půdy rozděleny do 4 typů.

Kryogenní

Tento tepelný režim v půdách nacházejících se v zóně permafrostu. Půda během teplého ročního období rozmrzne, v zimě úplně zamrzne. Teploty v hloubce 20 cm a průměrné roční teploty pod nulou.

Dlouhosezónní zmrazení

V létě půda rozmrzá, v zimě hluboce promrzá, do hloubky minimálně 1 m. Doba zamrzání je minimálně 5 měsíců v roce. Průměrná roční teplota půdy je nad nulou, ale v lednu je v hloubce 20 cm pod nulou.

Sezónní zmrazení

V zimě mělce mrzne, v teplém období rozmrzá. Doba zmrazení se velmi liší - od několika dnů do 5 měsíců. Chlad může proniknout do hloubky nejvýše 2 m. Průměrná roční teplota půdy je plus, ale v lednu v hloubce 20 cm je mínus.

Mrazuvzdorné

Půdy nezamrzají ani v zimě. Teplota je vždy kladná, a to jak v hloubce 20 cm, tak v ročním průměru.

Tepelný režim půdy určuje intenzitu a směr procesů tvorby půdy. Délka vegetačního období, druhové složení a produktivita porostu, počet mikroorganismů a intenzita jejich práce, která ovlivňuje rychlost tvorby humusu, objem organické hmoty, intenzita chemických reakcí závisí na charakteristika režimu.