Τα χαρακτηριστικά του εδάφους του δίνουν ορισμένες ιδιότητες που επηρεάζουν τη διαδικασία καλλιέργειας καλλιεργούμενων φυτών. Ας εξετάσουμε τους τύπους θερμικών ιδιοτήτων του εδάφους: ικανότητα απορρόφησης θερμότητας, θερμική ικανότητα, θερμική αγωγιμότητα. Ποιες θα μπορούσαν να είναι οι πηγές θερμότητας για αυτό, καθώς και το θερμικό καθεστώς και οι τύποι του: παγωμένο και μη παγωμένο.
Πιθανές πηγές θερμότητας στο έδαφος
Η κύρια πηγή θερμότητας που εισέρχεται στο έδαφος είναι η ηλιακή ακτινοβολία, η οποία αποτελείται από άμεση και διάχυτη.Η ένταση της ακτινοβολίας εξαρτάται από το γεωγραφικό πλάτος και το υψόμετρο της περιοχής, την περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα και τη διαφάνειά της.
Η απορροφούμενη ενέργεια στη συνέχεια μεταφέρεται είτε στην ατμόσφαιρα είτε στα κατώτερα στρώματα. Το πού κατευθύνεται η θερμότητα εξαρτάται από τη θερμοκρασία του εδάφους και του αέρα. Εάν το έδαφος είναι πιο ζεστό και ο αέρας πιο κρύος, η θερμότητα θα διαφύγει στην ατμόσφαιρα. Με μεγάλη απορρόφηση θερμότητας, το έδαφος θερμαίνεται και η θερμική ενέργεια αρχίζει να ρέει προς τα κάτω. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας στα ανώτερα και κάτω στρώματα, τόσο μεγαλύτερος είναι ο ρυθμός εισόδου θερμότητας.
Η ποσότητα της ηλιακής ενέργειας που εισέρχεται στο έδαφος εξαρτάται από την κλιματική ζώνη, τον καιρό, τα χαρακτηριστικά ανακούφισης, το χρώμα, τις θερμικές και φυσικές του ιδιότητες και την πυκνότητα της βλάστησης.
Υπάρχουν επίσης πηγές θερμότητας - ενέργειας που απελευθερώνεται κατά την αποσύνθεση των φυτικών υπολειμμάτων που βρίσκονται στην επιφάνεια ή στο ανώτερο στρώμα, και ενέργειας που μεταφέρεται από τον αέρα.
Μια πολύ μικρή ποσότητα θερμότητας εισέρχεται στο έδαφος από το εσωτερικό της Γης και από τη ραδιενεργή αποσύνθεση των στοιχείων, αλλά είναι πρακτικά ασήμαντη.
Πώς να προσδιορίσετε
Το πόση θερμότητα υπάρχει στο έδαφος εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Το νερό είναι συστατικό του εδάφους με ένταση θερμότητας, επομένως το υγρό έδαφος χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να ζεσταθεί από το ξηρό έδαφος. Χρειάζεται όμως και περισσότερος χρόνος για να κρυώσει. Τα αργιλώδη υγρά εδάφη χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να ζεσταθούν την άνοιξη, τα αμμώδη εδάφη χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να ζεσταθούν, αλλά το φθινόπωρο συμβαίνει το αντίθετο: τα αργιλώδη εδάφη είναι θερμότερα λόγω της αργής ψύξης.
Η θερμική αγωγιμότητα εξαρτάται από την περιεκτικότητα του αέρα στους πόρους. Όσο πιο χαλαρό είναι το έδαφος, τόσο πιο γρήγορα ζεσταίνεται και αντίστροφα, το πυκνό έδαφος θερμαίνεται πιο αργά. Η ποσότητα του χούμου επηρεάζει επίσης τις θερμικές ιδιότητες· τα γόνιμα εδάφη διατηρούν τη θερμότητα περισσότερο, ενώ τα φτωχά εδάφη τη χάνουν πιο γρήγορα. Η βλάστηση το καλοκαίρι και το χιόνι το χειμώνα διατηρούν τη θερμότητα και βοηθούν στη διατήρησή της στο έδαφος.
Για τα περισσότερα καλλιεργούμενα φυτά, η ευνοϊκή θερμοκρασία για ανάπτυξη είναι 20-25 °C. Εάν είναι πάνω από 30 °C, η ανάπτυξη αναστέλλεται. Η αύξηση των αποδεκτών θερμοκρασιών οδηγεί σε έντονη αύξηση του ρυθμού αναπνοής και σπατάλη οργανικής ύλης, γεγονός που οδηγεί σε μείωση του όγκου της πράσινης μάζας. Θερμοκρασίες του εδάφους πάνω από 50-52 °C οδηγούν σε θάνατο των φυτών.
Για την κανονική ανάπτυξη των φυτών, απαιτείται μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας· στη γεωργία, χρησιμοποιείται μια τιμή που ονομάζεται άθροισμα ενεργών θερμοκρασιών. Αυτές είναι όλες οι ημέρες της καλλιεργητικής περιόδου όπου η θερμοκρασία κατά τη διάρκεια της ημέρας ήταν πάνω από 10 °C.
Η θερμότητα του εδάφους χρειάζεται όχι μόνο από τα φυτά, αλλά και από τους μικροοργανισμούς. Επηρεάζονται αρνητικά από το κρύο και την υπερβολική ζέστη. Και τα δύο οδηγούν στην αναστολή της ζωτικής δραστηριότητας των βακτηρίων και των ζώντων οργανισμών. Η βέλτιστη θερμοκρασία είναι 15-20 °C, μικρές αποκλίσεις είναι αποδεκτές.
Θερμικές ιδιότητες
Αυτή η κατηγορία χαρακτηριστικών περιλαμβάνει: ικανότητα απορρόφησης θερμότητας από το έδαφος, θερμική ικανότητα και θερμική αγωγιμότητα.
Ικανότητα απορρόφησης θερμότητας
Αυτή είναι η ικανότητα του εδάφους να απορροφά την ηλιακή ενέργεια. Η ακτινοβολία δεν απορροφάται πλήρως, ένα μέρος της ανακλάται πίσω. Η ικανότητα απορρόφησης θερμότητας καθορίζεται από την τιμή albedo (A). Εκφράζεται ως η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που αντανακλάται από την επιφάνεια του εδάφους και παρουσιάζεται ως ποσοστό του όγκου της ηλιακής ακτινοβολίας που έφτασε στο έδαφος.
Όσο χαμηλότερο είναι το albedo, τόσο περισσότερη θερμότητα μπορεί να απορροφήσει το έδαφος. Η ικανότητα απορρόφησης θερμότητας εξαρτάται από το χρώμα του εδάφους, την περιεκτικότητα σε υγρασία, τη δομή, την τοπογραφία της επιφάνειας και την πυκνότητα της βλάστησης. Τα σκοτεινά εδάφη θερμαίνονται πιο γρήγορα από τα ανοιχτόχρωμα.
Θερμοχωρητικότητα
Αυτό το χαρακτηριστικό ορίζεται ως βάρος και όγκος. Η θερμοχωρητικότητα κατά βάρος είναι η ποσότητα θερμότητας, μετρούμενη σε θερμίδες, που πρέπει να δαπανηθεί για να θερμανθεί 1 g ξηρού εδάφους κατά 1 °C. Η ογκομετρική θερμοχωρητικότητα είναι η θερμότητα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση 1 κυβικού μέτρου. δείτε στον 1°C.
Η τιμή της θερμοχωρητικότητας ποικίλλει ανάλογα με την περιεκτικότητα σε υγρασία και αέρα στο έδαφος. Όταν είναι υγρό, η θερμοχωρητικότητα του θα είναι μεγαλύτερη από ότι όταν είναι στεγνό. Το αργιλώδες έδαφος θα έχει μεγαλύτερη θερμοχωρητικότητα από το αμμώδες έδαφος επειδή περιέχει λιγότερο αέρα.
Θερμική αγωγιμότητα
Αυτή είναι η ικανότητα του εδάφους να μεταφέρει τη θερμότητα από τα ανώτερα στρώματα, όπου η θερμοκρασία είναι υψηλότερη, στα χαμηλότερα, ψυχρότερα. Η μεταφορά θερμότητας πραγματοποιείται μέσω της στερεάς και της υγρής φάσης του εδάφους και μετράται στην ποσότητα της θερμότητας που εκφράζεται σε θερμίδες. Η θερμική αγωγιμότητα του εδάφους μετριέται στην ποσότητα της θερμότητας που διέρχεται από έναν κύβο. cm χώματος σε 1 s.
Το θερμικό καθεστώς του εδάφους και οι τύποι του
Διαφορετικές κλιματικές ζώνες έχουν διαφορετικά θερμικά καθεστώτα. Με βάση δύο δείκτες - τη μέση ετήσια θερμοκρασία και τη φύση της κατάψυξης - όλα τα εδάφη χωρίζονται σε 4 τύπους.
Μόνιμος παγετός
Αυτό το θερμικό καθεστώς εμφανίζεται σε εδάφη που βρίσκονται στη ζώνη του μόνιμου παγετού. Το έδαφος ξεπαγώνει κατά τη διάρκεια της θερμής ετήσιας περιόδου και παγώνει εντελώς το χειμώνα.Οι θερμοκρασίες σε βάθος 20 cm και οι μέσες ετήσιες θερμοκρασίες είναι κάτω από το μηδέν.
Κατάψυξη για μεγάλο χρονικό διάστημα
Το καλοκαίρι το έδαφος ξεπαγώνει, παγώνει βαθιά το χειμώνα, σε βάθος τουλάχιστον 1 μ. Η διάρκεια της κατάψυξης είναι τουλάχιστον 5 μήνες το χρόνο. Η μέση ετήσια θερμοκρασία εδάφους είναι πάνω από το μηδέν, αλλά τον Ιανουάριο σε βάθος 20 cm είναι κάτω από το μηδέν.
Εποχιακή κατάψυξη
Παγώνει ρηχά το χειμώνα και ξεπαγώνει σε θερμές περιόδους. Η διάρκεια της κατάψυξης ποικίλλει πολύ - από αρκετές ημέρες έως 5 μήνες. Το κρύο μπορεί να διεισδύσει σε βάθος όχι μεγαλύτερο από 2 μ. Η μέση ετήσια θερμοκρασία του εδάφους είναι πάνω από το μηδέν, αλλά τον Ιανουάριο σε βάθος 20 cm είναι κάτω από το μηδέν.
Αντιψυκτικό
Τα εδάφη δεν παγώνουν ούτε το χειμώνα. Η θερμοκρασία είναι πάντα θετική, τόσο σε βάθος 20 cm όσο και σε μέση ετήσια θερμοκρασία.
Το θερμικό καθεστώς του εδάφους καθορίζει την ένταση και την κατεύθυνση των διαδικασιών σχηματισμού του εδάφους. Η διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου, η σύνθεση των ειδών και η παραγωγικότητα της βλάστησης, ο αριθμός των μικροοργανισμών και η ένταση της εργασίας τους, η οποία επηρεάζει τον ρυθμό σχηματισμού χούμου, τον όγκο της οργανικής ύλης και την ένταση των χημικών αντιδράσεων, εξαρτώνται από χαρακτηριστικά του καθεστώτος.
