Caracteristicile solului îi conferă anumite proprietăți care afectează procesul de creștere a plantelor cultivate. Să luăm în considerare tipurile de proprietăți termice ale solului: capacitatea de absorbție a căldurii, capacitatea de căldură, conductibilitatea termică. Care ar putea fi sursele de căldură pentru acesta, precum și regimul termic și tipurile sale: îngheț și neîngheț.
Posibile surse de căldură în sol
Principala sursă de căldură care intră în sol este radiația solară, care constă din directă și difuză.Intensitatea radiației depinde de latitudinea și altitudinea zonei, de conținutul de dioxid de carbon din atmosferă și de transparența acesteia.
Energia absorbită este apoi transferată fie în atmosferă, fie în straturile inferioare. Unde este direcționată căldura depinde de temperatura solului și a aerului. Dacă solul este mai cald și aerul este mai rece, căldura va scăpa în atmosferă. Cu o absorbție mare de căldură, solul se încălzește și energia termică începe să curgă în jos. Cu cât este mai mare diferența de temperatură în straturile superioare și inferioare, cu atât este mai mare rata de intrare a căldurii.
Cantitatea de energie solară care intră în sol depinde de zona climatică, vreme, caracteristicile de relief, culoare, proprietățile sale termice și fizice și densitatea vegetației.
Există și surse de căldură - energie eliberată în timpul descompunerii reziduurilor vegetale situate la suprafață sau în stratul superior, și energie care este transferată din aer.
O cantitate foarte mică de căldură intră în sol din interiorul Pământului și din dezintegrarea radioactivă a elementelor, dar este practic nesemnificativă.
Cum să determinați
Câtă căldură este în sol depinde de mulți factori. Apa este o componentă a solului cu căldură intensă, astfel încât solul umed durează mai mult să se încălzească decât solul uscat. Dar, de asemenea, durează mai mult să se răcească. Solurile argiloase umede durează cel mai mult să se încălzească primăvara, solurile nisipoase durează cel mai mult să se încălzească, dar toamna se întâmplă invers: solurile argiloase sunt mai calde din cauza răcirii lente.
Conductivitatea termică depinde de conținutul de aer din pori. Cu cât solul este mai afânat, cu atât se încălzește mai repede și invers, solul dens se încălzește mai lent. Cantitatea de humus afectează și proprietățile termice; solurile fertile rețin căldura mai mult timp, solurile sărace o pierd mai repede. Vegetația vara și zăpada iarna rețin căldura și ajută la reținerea acesteia în pământ.
Pentru majoritatea plantelor cultivate, temperatura favorabilă creșterii este de 20-25 °C. Dacă este mai mare de 30 °C, dezvoltarea este inhibată. O creștere a temperaturilor acceptabile duce la o creștere puternică a ratei de respirație și la risipa de materie organică, ceea ce duce la o reducere a volumului de masă verde. Temperaturile solului peste 50-52 °C duc la moartea plantelor.
Pentru creșterea normală a plantelor, este necesară o anumită cantitate de căldură; în agricultură se folosește o valoare numită suma temperaturilor active. Acestea sunt toate zilele sezonului de vegetație când temperatura din timpul zilei a fost peste 10 °C.
Căldura solului este necesară nu numai plantelor, ci și microorganismelor. Sunt afectați negativ de frig și căldură excesivă; ambele conduc la suspendarea activității vitale a bacteriilor și a biotei. Temperatura optimă este de 15-20 °C, sunt acceptabile abateri minore.
Proprietati termice
Această categorie de caracteristici include: capacitatea de absorbție a căldurii solului, capacitatea termică și conductibilitatea termică.
Capacitate de absorbție a căldurii
Aceasta este capacitatea solului de a absorbi energia solară. Radiația nu este complet absorbită, o parte din ea este reflectată înapoi. Capacitatea de absorbție a căldurii este determinată de valoarea albedo (A). Este exprimată ca cantitatea de radiație solară care a fost reflectată de suprafața solului și este prezentată ca procent din volumul de radiație solară care a ajuns în sol.
Cu cât albedo este mai mic, cu atât solul poate absorbi mai multă căldură. Capacitatea de absorbție a căldurii depinde de culoarea solului, conținutul de umiditate al acestuia, structură, topografia suprafeței și densitatea vegetației. Solurile întunecate se încălzesc mai repede decât solurile deschise la culoare.
Capacitate termica
Această caracteristică este definită ca greutate și volum. Capacitatea termică în greutate este cantitatea de căldură, măsurată în calorii, care trebuie consumată pentru a încălzi 1 g de sol uscat cu 1 °C. Capacitatea termică volumetrică este căldura care poate fi utilizată pentru a încălzi 1 metru cub. vezi la 1 °C.
Valoarea capacității termice variază în funcție de umiditatea și conținutul de aer din sol. Când este umed, capacitatea sa de căldură va fi mai mare decât atunci când este uscat. Solul argilos va avea o capacitate termică mai mare decât solul nisipos deoarece conține mai puțin aer.
Conductivitate termică
Aceasta este capacitatea solului de a conduce căldura din straturile superioare, unde temperatura este mai mare, către cele inferioare, mai reci. Transferul de căldură are loc prin fazele solide și lichide ale solului și se măsoară în cantitatea de căldură exprimată în calorii. Conductivitatea termică a solului se măsoară în cantitatea de căldură care trece printr-un cub. cm de sol în 1 s.
Regimul termic al solului și tipurile acestuia
Zonele climatice diferite au regimuri termice diferite. Pe baza a doi indicatori - temperatura medie anuală și natura înghețului - toate solurile sunt împărțite în 4 tipuri.
Permafrost
Acest regim termic apare in solurile situate in zona de permafrost. Solul se dezgheță în perioada caldă anuală și îngheață complet iarna.Temperaturile la o adâncime de 20 cm și temperaturile medii anuale sunt sub zero.
Îngheț sezonier lung
Vara, solul se dezgheta, iarna ingheata profund, la o adancime de cel putin 1 m. Durata inghetului este de cel putin 5 luni pe an. Temperatura medie anuală a solului este peste zero, dar în ianuarie la o adâncime de 20 cm este sub zero.
Îngheț sezonier
Îngheață puțin adânc iarna și se dezgheță în perioadele calde. Durata înghețului variază foarte mult - de la câteva zile la 5 luni. Frigul poate pătrunde până la o adâncime de cel mult 2 m. Temperatura medie anuală a solului este peste zero, dar în ianuarie la o adâncime de 20 cm este sub zero.
Antigel
Solurile nu îngheață nici măcar iarna. Temperatura este întotdeauna pozitivă, atât la adâncimea de 20 cm, cât și temperatura medie anuală.
Regimul termic al solului determină intensitatea și direcția proceselor de formare a solului. Durata sezonului de vegetație, compoziția speciilor și productivitatea vegetației, numărul de microorganisme și intensitatea muncii lor, care afectează rata de formare a humusului, volumul de materie organică și intensitatea reacțiilor chimice, depind de caracteristicile regimului.
