Характеристиките на почвата й придават определени свойства, които влияят върху процеса на отглеждане на култивирани растения. Нека разгледаме видовете топлинни свойства на почвата: капацитет за поглъщане на топлина, топлинен капацитет, топлопроводимост. Какви биха могли да бъдат източниците на топлина за него, както и топлинния режим и неговите видове: замръзване и незамръзване.
Възможни източници на топлина в почвата
Основният източник на топлина, постъпваща в почвата, е слънчевата радиация, която се състои от пряка и дифузна.Интензивността на радиацията зависи от географската ширина и надморска височина на района, съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата и нейната прозрачност.
Погълнатата енергия след това се прехвърля или в атмосферата, или в по-ниските слоеве. Накъде се насочва топлината зависи от температурата на почвата и въздуха. Ако почвата е по-топла и въздухът е по-студен, топлината ще излезе в атмосферата. При голямо поглъщане на топлина почвата се нагрява и топлинната енергия започва да тече надолу. Колкото по-голяма е температурната разлика в горния и долния слой, толкова по-голяма е скоростта на навлизане на топлина.
Количеството слънчева енергия, което постъпва в почвата, зависи от климатичната зона, времето, характеристиките на релефа, цвета, неговите термични и физични свойства и гъстотата на растителността.
Има и източници на топлина - енергия, която се отделя при разлагането на растителни остатъци, разположени на повърхността или в горния слой, и енергия, която се пренася от въздуха.
Много малко количество топлина навлиза в почвата от вътрешността на Земята и от радиоактивния разпад на елементите, но е практически незначително.
Как да определим
Колко топлина има в почвата зависи от много фактори. Водата е топлоинтензивен компонент на почвата, така че влажната почва отнема повече време, за да се затопли, отколкото сухата почва. Но също така отнема повече време за охлаждане. Глинените влажни почви се затоплят най-дълго през пролетта, песъчливите почви се затоплят най-дълго, но през есента се случва обратното: глинестите почви са по-топли поради бавното охлаждане.
Топлопроводимостта зависи от съдържанието на въздух в порите. Колкото по-рохкава е почвата, толкова по-бързо се затопля и обратно, плътната почва се загрява по-бавно. Количеството хумус също влияе върху топлинните свойства; плодородните почви задържат топлината по-дълго, бедните почви я губят по-бързо. Растителността през лятото и снегът през зимата задържат топлината и спомагат за задържането й в земята.
За повечето културни растения благоприятната температура за растеж е 20-25 °C. Ако е над 30 °C, развитието се потиска. Повишаването на допустимите температури води до силно увеличаване на скоростта на дишане и загуба на органични вещества, което води до намаляване на обема на зелената маса. Температури на почвата над 50-52 °C водят до загиване на растенията.
За нормален растеж на растенията е необходимо определено количество топлина; в селското стопанство се използва стойност, наречена сума от активни температури. Това са всички дни от вегетационния период, когато температурата през деня е била над 10 °C.
Топлината на почвата е необходима не само на растенията, но и на микроорганизмите. Те се влияят негативно от студ и прекомерна топлина; и двете водят до спиране на жизнената дейност на бактериите и биотата. Оптималната температура е 15-20 °C, допустими са незначителни отклонения.
Топлинни свойства
Тази категория характеристики включва: топлопоглъщаемост на почвата, топлинен капацитет и топлопроводимост.
Капацитет на поглъщане на топлина
Това е способността на почвата да абсорбира слънчева енергия. Лъчението не се абсорбира напълно, част от него се отразява обратно. Капацитетът на поглъщане на топлина се определя от стойността на албедото (А). Изразява се като количеството слънчева радиация, отразена от повърхността на почвата, и се представя като процент от обема на слънчевата радиация, достигнала до почвата.
Колкото по-ниско е албедото, толкова повече топлина може да поеме почвата. Капацитетът на поглъщане на топлина зависи от цвета на почвата, съдържанието на влага, структурата, релефа на повърхността и гъстотата на растителността. Тъмните почви се затоплят по-бързо от светлите.
Топлинен капацитет
Тази характеристика се определя като тегло и обем. Топлинният капацитет по тегло е количеството топлина, измерено в калории, което трябва да се изразходва за загряване на 1 g суха почва с 1 °C. Обемна топлинна мощност е топлината, която може да се използва за отопление на 1 куб.м. виж при 1 °C.
Стойността на топлинния капацитет варира в зависимост от съдържанието на влага и въздух в почвата. Когато е мокър, неговият топлинен капацитет ще бъде по-висок, отколкото когато е сух. Глинената почва ще има по-висок топлинен капацитет от песъчливата почва, тъй като съдържа по-малко въздух.
Топлопроводимост
Това е способността на почвата да провежда топлина от горните слоеве, където температурата е по-висока, към долните, по-студени. Преносът на топлина става през твърдата и течната фаза на почвата и се измерва в количеството топлина, изразено в калории. Топлопроводимостта на почвата се измерва в количеството топлина, което преминава през куб. cm почва за 1 s.
Топлинен режим на почвата и неговите видове
Различните климатични зони имат различни топлинни режими. Въз основа на два показателя - средна годишна температура и характер на замръзване - всички почви се разделят на 4 вида.
Вечна замръзналост
Този термичен режим се среща в почви, разположени в зоната на вечна замръзналост. Почвата се размразява през топлия годишен период и напълно замръзва през зимата.Температурите на дълбочина 20 см и средните годишни температури са под нулата.
Дълго сезонно замръзване
През лятото почвата се размразява, през зимата замръзва дълбоко, до дълбочина най-малко 1 м. Продължителността на замръзване е най-малко 5 месеца в годината. Средната годишна температура на земята е над нулата, но през януари на дълбочина 20 см е под нулата.
Сезонно замръзване
Замръзва плитко през зимата и се размразява през топлите периоди. Продължителността на замразяването варира значително - от няколко дни до 5 месеца. Студът може да проникне на дълбочина не повече от 2 м. Средната годишна температура на земята е над нулата, но през януари на дълбочина 20 см е под нулата.
Антифриз
Почвите не замръзват дори през зимата. Температурата винаги е положителна, както на дълбочина 20 см, така и средната годишна температура.
Термичният режим на почвата определя интензивността и посоката на процесите на почвообразуване. Продължителността на вегетационния период, видовият състав и продуктивността на растителността, броят на микроорганизмите и интензивността на тяхната работа, която влияе върху скоростта на образуване на хумус, обемът на органичното вещество и интензивността на химичните реакции, зависят от характеристики на режима.
