Тепловые свойства и тепловой режим почв

Основным источником тепла для нагревания является лучис­тая энергия Солнца. Среднее количество этой энергии, падающей на каждый квадратный сантиметр земной поверхности отвесно в одну минуту, в типовых единицах равняется 1,946 кал. Эта вели­чина называется солнечной постоянной.

Фактически на земную поверхность поступает тепла значи­тельно меньше в связи с поглощением и рассеиванием его в зем­ной атмосфере и отражением от земной поверхности. В разных географических зонах на поверхность земли поступает неодинако­вое количество солнечной энергии.

Тепловой режим почвы зависит от ее тепловых свойств. Важ­нейшими из них являются теплопоглощение, теплоизлучение и теплопроводность.

Нагревание почвы солнечными лучами происходит вследствие ее способности поглощать тепло (теплопоглощение), а остыва­ние — ввиду излучения ее тепловой энергии (теплоизлучение). Существенное влияние на поглощение тепла оказывают состав почвы и внешние условия. Почвы темноокрашенные с южной экспозицией склона лучше поглощают тепло, чем почвы светлые и покрытые растениями. Интенсивнее излучают тепло более влаж­ные, а также бедные органическим веществом почвы. Раститель­ный покров или органические остатки на поверхности значитель­но ослабляют потерю тепла почвой. Снежный покров предохра­няет почву от глубокого промерзания и предотвращает гибель озимых и многолетних культур от низких температур.

Количество отраженной лучистой энергии в процентах от ко­личества энергии, поступившей на данную поверхность, называет­ся альбедо (мера отражательной способности поверхности).

Минимальное альбедо имеют влажные и темноокрашенные почвы (8—20%). На покрытых растительностью почвах оно уве­личивается (12—25 %) и наибольшего значения приобретает на поверхности снежного покрова (70—90 %).

Теплоемкость — количество тепла в калориях, которое необхо­димо для нагревания 1 г (весовая) или 1 см3 (объемная) почвы на 1 °С. Она сильно колеблется в разных почвах. Так, объемная теплоемкость воды равна 1,000; глины — 0,576; песка — 0,517; органического вещества (торфа) — 0,601 и воздуха — 0,000306. Поэтому сухие почвы мало различаются по теплоемкости и она составляет у них 0,5—0,6. С увеличением влажности теплоемкость почв возрастает, менее влажные песчаные почвы прогреваются быстрее (теплые почвы), чем влажные глинистые (холодные почвы).

Теплопроводность — способность почвы проводить тепло от более теплых слоев к холодным. Она измеряется количеством теп­ла в калориях, которое проходит за 1 с через 1 см2 почвы слоем 1 см при разности температур в 1 °С. Теплопроводность составных частей почвы также неодинакова: у песка равна 0,0093, глины — 0,0022, воды — 0,00136, органического вещества (торфа) — 0,00027 и воздуха — 0,0000557. Следовательно, сухие минеральные почвы хорошо проводят тепло, но и быстро остывают, а богатые орга­ническим веществом и увлажненные почвы плохо проводят тепло, но дольше его сохраняют.

Тепловой режим почвы определяется количеством тепла, ко­торое поступает в почву, и его потерями из почвы. Он определяет не только возможность выращивания сельскохозяйственных куль­тур, но и время обработки почвы и посева. Посев и посадку сель­скохозяйственных культур весной начинают только тогда, когда почва прогрелась до определенной температуры.

Смена температуры почвы в основном зависит от поглощения солнечной радиации и потери тепла вследствие испарения.

В большей степени температура изменяется на поверхности почвы. Максимальное значение температуры на поверхности бы­вает в полдень, минимальное — перед заходом солнца. Суточные колебания температур наблюдаются в почве до глубины 50—100 см.

Для регулирования теплового режима существует много агро­технических приемов: увеличение содержания гумуса, улучшение водного и воздушного режимов, мульчирование, снегозадержание.

Возможно, Вас так же заинтересует:
Коммерческое предложение