Toprağın termal özellikleri: sıcaklığa ve rejim türlerine bağlı olarak durum

Toprağın özellikleri, ona ekili bitki yetiştirme sürecini etkileyen belirli özellikler verir. Toprağın termal özelliklerinin çeşitlerini göz önünde bulundurun: ısı emme kapasitesi, ısı kapasitesi, termal iletkenlik. Onun için ısı kaynakları ne olabilir, ayrıca termal rejim ve türleri: donma ve donmama.

Topraktaki olası ısı kaynakları

Topraktaki ana ısı kaynağı, doğrudan ve dağınıktan oluşan güneş radyasyonudur. Radyasyonun yoğunluğu bölgenin enlemine ve yüksekliğine, atmosferdeki karbondioksit içeriğine ve şeffaflığına bağlıdır.

Soğurulan enerji daha sonra ya atmosfere ya da alt katmanlara aktarılır. Isının nereye gideceği, toprağın ve havanın sıcaklığına bağlıdır. Toprak daha sıcak ve hava daha soğuksa, ısı atmosfere kaçacaktır. Büyük bir ısı emilimi ile toprak ısınır ve termal enerji aşağı akmaya başlar. Isı girdisi oranı ne kadar büyükse, üst ve alt katmanlardaki sıcaklık farkı o kadar büyük olur.

Toprağa giren güneş enerjisi miktarı iklim bölgesine, hava durumuna, topografyaya, renge, termal ve fiziksel özelliklerine, bitki örtüsü yoğunluğuna bağlıdır.

Hala ısı kaynakları var - yüzeyde veya üst katmanda bulunan bitki artıklarının ayrışması sırasında açığa çıkan enerji ve havadan aktarılan enerji.

Toprağa Dünya'nın içinden ve elementlerin radyoaktif bozunmasından çok az ısı girer, ancak bu pratik olarak önemsizdir.

Nasıl belirlenir

Toprakta ne kadar ısı olduğu birçok faktöre bağlıdır. Su, toprağın ısı tüketen bir bileşenidir, bu nedenle ıslak toprak kuru toprağa göre daha uzun süre ısınır. Ancak soğuması da daha uzun sürer. İlkbaharda en uzun süre killi nemli topraklar, kumlu topraklar daha hızlı ısınır, ancak sonbaharda tam tersi olur: killi topraklar yavaş soğuma nedeniyle daha sıcaktır.

Termal iletkenlik, gözeneklerdeki havanın içeriğine bağlıdır. Toprak ne kadar gevşek olursa, o kadar hızlı ısınır ve bunun tersi de yoğun toprak daha yavaş ısınır. Humus miktarı da termal özellikleri etkiler, verimli topraklar ısıyı daha uzun süre korur, fakirler daha hızlı kaybeder. Yazın bitki örtüsü, kışın kar ısıyı korur ve yerde kalmasına yardımcı olur.

Ekili bitkilerin çoğu için büyüme için uygun sıcaklık 20-25 °C'dir. 30°C'nin üzerinde ise gelişme engellenir. Kabul edilebilir sıcaklıklardaki bir artış, solunum yoğunluğunda ve organik madde israfında güçlü bir artışa yol açar, bu da yeşil kütle miktarında bir azalmaya yol açar.50-52 °С üzerindeki toprak sıcaklıkları bitkilerin ölümüne yol açar.

Bitkilerin normal büyümesi için belirli bir miktar ısıya ihtiyaç vardır; tarımda aktif sıcaklıkların toplamı denen bir değer kullanılır. Bunlar, gün içindeki sıcaklığın 10 ° C'nin üzerinde olduğu büyüme mevsiminin günleridir.

Toprak ısısı sadece bitkiler için değil, mikroorganizmalar için de gereklidir. Soğuk ve aşırı sıcaktan olumsuz etkilenirler; her ikisi de bakteri ve biyotanın hayati aktivitesinin askıya alınmasına yol açar. Optimum sıcaklık 15-20 °C'dir, küçük sapmalar kabul edilebilir.

Termal özellikler

Bu özellik kategorisi şunları içerir: toprak ısı emme kapasitesi, ısı kapasitesi ve termal iletkenlik.

Isı emme kapasitesi

Bu, toprağın güneş enerjisini emme yeteneğidir.Radyasyon tamamen emilmez, bir kısmı geri yansır. Isı emme kapasitesi albedo değeri (A) ile belirlenir. Toprak yüzeyinden yansıyan güneş radyasyonu miktarı olarak ifade edilir ve toprağa çarpan güneş radyasyonu miktarının yüzdesi olarak sunulur.

Albedo ne kadar düşükse, toprak o kadar fazla ısı emebilir. Isı emme kapasitesi toprağın rengine, nem içeriğine, yapısına, yüzey topografyasına ve bitki yoğunluğuna bağlıdır. Karanlık topraklar, hafif topraklardan daha hızlı ısınır.

Isı kapasitesi

Bu özellik ağırlık ve hacim olarak tanımlanır. Ağırlık ısı kapasitesi - 1 g kuru toprağı 1 ° C'ye ısıtmak için harcanması gereken kalori cinsinden ölçülen ısı miktarı. Hacimsel ısı kapasitesi - 1 metreküp ısıtabilen ısı. 1°C'ye bakın.

Isı kapasitesinin değeri topraktaki nem ve hava içeriğine bağlı olarak değişir. Islak olduğunda, ısı kapasitesi kuru olduğundan daha yüksek olacaktır. Kil toprağı, daha az hava içerdiğinden kumlu toprağa göre daha büyük bir ısı kapasitesine sahip olacaktır.

Termal iletkenlik

Bu, toprağın, sıcaklığın daha yüksek olduğu üst katmanlardan daha düşük, daha soğuk olanlara ısı iletme yeteneğidir. Isı transferi, kalori cinsinden ifade edilen ısı cinsinden ölçülen katı ve sıvı toprak fazları yoluyla gerçekleşir. Toprağın ısıl iletkenliği, bir küpten geçen ısı miktarı cinsinden ölçülür. 1 sn için toprağa bakınız.

Hava, tüm toprak ortamları arasında en düşük termal iletkenliğe sahiptir, en yüksek - mineral kısımda. Böylece yapısız ve yoğun topraklar yüksek ısı iletkenliğine sahipken, gevşek topraklar daha düşük ısı iletkenliğine sahiptir. Değer ayrıca diğer faktörlere de bağlıdır: organik ve mineral madde miktarı (fakir topraklarda gösterge verimli olanlardan daha düşüktür). Aynı zamanda nem derecesine de bağlıdır (gözenekler suyla doluysa ısı iletkenliği artar, havayla doluysa azalır).

Toprağın ısıl rejimi ve çeşitleri

Farklı iklim bölgelerinde farklı termal rejimler gelişir. İki göstergeye göre - ortalama yıllık sıcaklık ve donmanın doğası - tüm topraklar 4 türe ayrılır.

Kriyojenik

Permafrost bölgesinde bulunan topraklardaki bu termal rejim. Toprak ılık yıllık dönemde çözülür, kışın tamamen donar. 20 cm derinlikteki sıcaklıklar ve yıllık ortalama sıfırın altındaki sıcaklıklar.

Uzun mevsimlik-donma

Yazın toprak erir, kışın en az 1 m derinliğe kadar derinden donar Donma süresi yılda en az 5 aydır. Toprağın yıllık ortalama sıcaklığı sıfırın üzerindedir, ancak Ocak ayında 20 cm derinlikte sıfırın altındadır.

Mevsimsel dondurma

Kışın sığ donar, sıcak dönemde çözülür. Donma süresi büyük ölçüde değişir - birkaç günden 5 aya kadar. Soğuk, 2 m'den fazla olmayan bir derinliğe nüfuz edebilir Toprağın yıllık ortalama sıcaklığı artıdır, ancak Ocak ayında 20 cm derinlikte eksidir.

Donmaya dayanıklı

Topraklar kışın bile donmaz. Sıcaklık, hem 20 cm derinlikte hem de yıllık ortalamada her zaman pozitiftir.

Toprak termal rejimi, toprak oluşum süreçlerinin yoğunluğunu ve yönünü belirler. Büyüme mevsiminin süresi, tür bileşimi ve bitki örtüsünün verimliliği, mikroorganizmaların sayısı ve humus oluşum hızını, organik madde hacmini ve kimyasal reaksiyonların yoğunluğunu etkileyen çalışmalarının yoğunluğu, aşağıdakilere bağlıdır. rejimin özellikleri.

Tavsiye