Solul, proprietățile termice - Regimul termic joacă un rol important în formarea solului, deoarece afectează intensitatea proceselor biologice, chimice, fizice și biochimice care apar în sol și creșterea și dezvoltarea plantelor.
Principalele proprietăți termice ale solului sunt capacitatea de absorbție a căldurii, capacitatea de căldură și conductivitatea termică.
Capacitatea de absorbție a căldurii asigură absorbția energiei radiative a soarelui de către sol. Capacitatea solurilor de a absorbi energia radiantă este judecată de un albedo, un număr care arată cât de mult din energia radiantă reflectă o anumită suprafață. Albedo-ul este exprimat ca procent. Cu cât albedo este mai mic, cu atât mai mult sol absoarbe radiațiile solare.
Albedo-ul depinde de culoarea solului, structura, umiditatea, nivelarea suprafeței, tipul și starea vegetației.
Solurile cu umiditate ridicată (cernoziomurile) absorb energia radiantă cu 10 - 15% mai mult decât solurile cu humus slab (argilos); solurile umede cu 5 până la 11% mai mult decât uscate.
Căldura este proprietatea solului pentru a absorbi căldura. Distingeți între capacitatea specifică și volumetrică de căldură a solurilor. Căldura specifică reprezintă cantitatea de căldură în jouli consumate pentru a încălzi 1 g de sol uscat cu 1 ° C. Capacitatea de căldură volumetrică este cantitatea de căldură în jouli consumate la încălzirea a 1 cm de sol uscat la 1 ° C.
Capacitatea de căldură depinde de compoziția mineralogică și mecanică, precum și de conținutul de umiditate a solului și de conținutul de materie organică din acesta.
Capacitatea specifică de căldură a solurilor minerale în stare uscată variază în limite relativ înguste. Pe măsură ce umiditatea crește, crește. Deoarece solurile argiloase consumă umezeală, se încălzesc încet, se numesc "reci". Solurile ușoare (nisipoase, nisipoase) se încălzesc mai repede, se numesc "calde". Suprafețele solului sunt solide. Capacitatea de căldură a solurilor pierdute este mai mare decât cea a solurilor dense.
Conductibilitatea termică - capacitatea solului de a conduce căldură. Căldura este transferată în mai multe moduri: prin convecție - prin particule solide de sol, gaz sau lichid; la contactul particulelor, unul cu altul; prin radiație de la o particulă la o particulă.
Conductivitatea termică a solului depinde de compoziția chimică și mecanică, umiditatea, conținutul de aer, densitatea și temperatura. Într-o stare uscată, solurile bogate în humus și care posedă o porozitate ridicată conduc foarte puțin la căldură. Conductivitatea termică a unei fracții de nisip granulate cu aceeași porozitate și umiditate este de 2 ori mai mare decât conductivitatea termică a unei fracții de praf grosier. Solurile umede sunt mai conductive la căldură decât solurile uscate.
Indicatorul principal al stării termice a solului este temperatura acestuia. Are periodicitate zilnică și anuală.
Cursul zilnic al temperaturii solului se caracterizează printr-un singur maxim de aproximativ 13 ore (ora locală) și un minim de 4 până la 5 ore (înainte de răsăritul soarelui). Cele mai mari variații ale temperaturii solului apar pe suprafața sa și în stratul 0-1 cm; la o adâncime de 3 - 5 cm scad brusc. La o adâncime de 35 - 100 cm, nu se observă fluctuații zilnice. Timpul de temperatură maximă și minimă la diferite adâncimi vine cu o oarecare întârziere, în medie 2 - 3 ore pentru fiecare adâncime de 10 cm.
Un indicator important al regimului termic al solului este temperatura medie a solului în sezonul cald, la o adâncime de 20 cm, în timpul nopții naturale. În perioada rece a anului, un indicator important este temperatura solului la adâncimea nodului de grâu de iarnă.
Caracteristica cantitativă a regimului termic este echilibrul termic al solului. Ecuația echilibrului termic al solului reprezintă egalitatea algebrică a diferitelor fluxuri:
Тб + Тk + Тт + ТП = 0,
unde Tb este echilibrul radiațiilor; Tk este fluxul de căldură turbulent asociat schimbului de căldură între suprafața solului și aer; Tm este căldura utilizată pentru transpirația umidității și pentru evaporarea sa fizică; Tn - schimbul de căldură între straturile de sol sau fluxul de căldură de la o adâncime a solului la altul.
În plus față de articolele constante ale echilibrului termic la temperatura solului, temperatura precipitațiilor este afectată. O proporție mare în balanța de căldură aparține căldurii consumate la evaporarea totală (până la 80%)
Valorile componentelor echilibrului termic depind de poziția geografică a locului, de timpul din an și de zi, de condițiile meteorologice, de tipul solului, de relief, de vegetație etc.
Cunoașterea proprietăților termice ale solului, a echilibrului termic și a componentelor sale individuale face posibilă utilizarea diferitelor tehnici agrotehnice care afectează în mod semnificativ regimul termic al solului.
Toate metodele de influență activă asupra regimului termic al solurilor sunt împărțite în agrotehnice, agromeliorative și agrometeorologice.
Metodele agrotehnice sunt cele mai accesibile pentru influența activă asupra echilibrului termic al solului. Crearea unei suprafețe de creastă favorizează o încălzire mai bună a solului. Temperatura solului pe crestături este cu 3 până la 5 ° C mai mare decât în zonele plate.
Regimul termic al solului este semnificativ afectat de adâncimea tratamentului principal și de suprafață. La aratare sau cultivare, omogenitatea solului este perturbata in profunzime - densitatea, porozitatea totala si porozitatea schimbarii aerului. Aceasta duce la o scădere a conductivității termice și la o schimbare a capacității termice a solului. Diferența de temperatură a încălzirii solului cu o grosime diferită a orizontului arabil va fi proporțională cu adâncimea procesării.
Îndoirea stratului superior al solului mărește conductivitatea termică a stratului compactat. Prin această metodă este posibilă creșterea temperaturii cu 3 până la 5 ° C în stratul de -10 cm, care se află sub stratul intermediar compactat.
Temperatura solului poate fi modificată semnificativ prin mulcirea (acoperind suprafața solului cu diverse materiale: pelicule polimerice, turbă, paie, rumeguș etc.). Negrul de muls reduce reflexia solului și promovează încălzirea acestuia, acoperirea albă poate servi ca mijloc de reducere a încălzirii excesive a solului.
Acumularea unui strat de zăpadă uniform și suficient de gros reduce adâncimea înghețării solului, crește temperatura în timpul iernii și accelerează decongelarea în primăvară.
Metodele agromeliorative au cel mai stabil efect asupra regimului termic. Fâșiile de pădure contribuie la acumularea zăpezii în timpul iernii, împiedică circulația apei, modifică viteza vântului în spațiul inter-bandă și astfel afectează favorabil regimul termic al solului.
Irigarea și drenajul au, de asemenea, un efect semnificativ asupra regimului termic al solurilor. Când irigarea scade cantitatea de radiație reflectată de sol, conductivitatea termică și capacitatea de căldură cresc.
În plus, creșterea temperaturii solului este facilitată de utilizarea unor doze mari de îngrășăminte organice.
O metodă agrometeorologică comună este crearea de ecrane de fum care reduc radiația de căldură din sol și protejează plantele împotriva înghețului. Rezultatele destul de bune sunt amestecarea straturilor superioare calde de aer cu fundul rece cu ajutorul elicopterelor.
citiți același lucru
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: