Способность почвы поглощать тепло
Обновлено: 08.07.2024
Тепловые свойства почв тесно связаны с физическими свойствами почвы, т.к. в почве тепло передается от одной твердой частички к другой. Поэтому, чем более плотная почва, тем скорее она нагревается. Когда в почве много пор с воздухом или водой, то такая почва нагревается длительное время. Приход и расход тепла почвы составляет баланс тепла. Когда больше поступает тепла, чем расходуется, то почва имеет положительный баланс тепла.
Температура почвы является фактором, сильно влияющим на интенсивность ее химических, физико-химических и биологических процессов. Тепло – необходимый фактор жизнедеятельности растений. От температурных условий почвы зависит прорастание семян, развитие и распространение корневых систем, скорость прохождения отдельных стадий, интенсивность фотосинтеза. Температурный режим почв регулирует количество микроорганизмов и их активность.
Неудовлетворительное тепловое состояние почвы может привести к снижению продуктивности растений и даже к их гибели. Поэтому важно знать закономерности формирования температурного режима почвы и приемы его регулирования.
Совокупность явлений поступления, переноса, аккумуляции и отдачи тепловой энергии называется тепловым режимом почвы. Тепловое состояние почвы характеризуется показателями температуры ее генетических горизонтов и определяется теплообменом в системе: приземный слой воздуха – растения – почва – материнская порода. В самой почве также происходит теплообмен, обусловленный разностью температур поверхности почвы и ниже расположенных горизонтов.
Главным источником тепла в почве является лучистая энергия солнца. Количество солнечной радиации, поступающей на поверхность почвы, зависит от географического положения и характера рельефа местности, а также от поры года и суток, состояния атмосферы. Дополнительным источником является тепло, выделяющееся при разложении органических остатков, и внутреннее тепло земного шара. Однако это дополнительное тепло очень незначительное.
Тепловой режим почвы зависит не только от количества лучистой энергии, поступающей в почву, но и от тепловых свойств самой почвы – теплопоглощение, теплоемкость, теплопроводность.
Теплопоглотительная способность – способность почвы поглощать лучистую энергию Солнца. Характеризуется величиной альбедо, представляющей собой отношение количества отраженной энергии к количеству поступившей. Чем меньше альбедо, тем больше поглощает почва солнечной радиации. Альбедо зависит от цвета, влажности структуры почвы, выровненности поверхности и наличия растительного покрова. Растительный покров несколько уменьшает поглощение почвой тепла.
Теплоемкость – свойство почвы поглощать тепло. Характеризуется количеством тепла (которое может удерживать почва) в калориях, необходимого для нагрева единицы массы (1 г) или объема (1 см3) на 1°С. Составные части почвы имеют разные показатели теплоемкости. Суглинистые и глинистые почвы, содержащие много воды и органического вещества, обладают большей теплоемкостью, чем песчаные и супесчаные почвы с малой влажностью. Почвы тяжелого механического состава, заболоченные медленно нагреваются – их называют холодными. Песчаные и супесчаные почвы быстро теряют воду, быстро прогреваются – их называют теплыми. Весной легкие почвы нужно обрабатывать раньше, чем тяжелые.
Теплопроводность – способность почвы проводить тепло от одного слоя к другому. Измеряется количеством тепла в калориях, которое проходит за 1с сквозь 1 см2 слоя почвы толщиной 1см при разности температур в 1°С. Теплопроводность может определяться временем, за которое почва нагревается на глубину 1 см. Теплопроводность почвы является функцией теплопроводности ее составных частей – твердой, жидкой, газовой. Наименьшей теплопроводностью характеризуется воздух, несколько большей – вода, наибольшая – в минеральной части почвы. Очень низкая теплопроводность в торфяных почвах.
Сухие бесструктурные, плотные почвы нагреваются быстро, но они и быстро теряют тепло. Влажные, рыхлые, богатые органическим веществом почвы нагреваются медленнее, но излучают тепло постепенно, что благоприятно для сельскохозяйственных культур.
Для регулирования теплового режима почвы применяют различные приемы – мульчирование, рыхление или прикатывание поверхности почвы, гребневые и грядовые посевы, снегозадержание, поливы, укрытие пленкой и др.
Вы здесь: ЧАСТЬ 1. ОБЩЕЕ ПОЧВОВЕДЕНИЕ Глава 9. ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА И ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОЧВ
Глава 9. ТЕПЛОВЫЕ СВОЙСТВА И ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОЧВ
Основной источник тепла в почве – лучистая солнечная энергия, которая поглощается поверхностью почвы и превращается в тепловую энергию и только в незначительной степени внутреннее тепло Земли и теплота, выделяющаяся при окислительных процессах и разложении органических веществ.
Тепловой режим почвы совместно с водным и воздушными режимами оказывает большое влияние на:
1) почвообразовательный процесс – скорость выветривания минералов, растворение минеральных веществ и газов, контролирует фазовые переходы в системе почва – почвенный раствор – почвенный воздух;
2) плодородие почвы – численность и активность микроорганизмов, процессы минерализации, гумификации и другие биохимические процессы;
3) жизнедеятельность и продуктивность растений – прорастание семян, развитие корневой системы, скорость поступления питательных элементов и воды, ростовые процессы, транспирация воды.
Оптимальная температура для большинства биохимических процессов почвы 25 – 30 °С.
§1. Тепловые свойства почвы
Тепловое состояние почвы характеризуется показателями температуры ее генетических горизонтов. Совокупность свойств, обусловливающих способность почв поглощать и перемещать в своей толще тепловую энергию, называются тепловыми свойствами. К ним относятся: теплопоглотительная способность (теплопоглощение), теплоемкость и теплопроводность.
Теплопоглощение – способность почвы поглощать лучистую энергию Солнца, характеризуется величиной альбедо. Альбедо – количество солнечной радиации, отраженное поверхностью почвы по отношению к общей солнечной радиации, достигающей поверхности почвы, выраженное в %. Чем меньше альбедо, тем больше поглощает почва солнечной радиации. Альбедо зависит от: 1) цвета, 2) влажности, 3) структурного состояния, 4) содержания гумуса, 5) выровненности поверхности почвы, 6) растительного покрова. Высокогумусированные почвы имеют темную окраску. Поэтому ими поглощается энергии на 10 – 15 % больше, чем светлоокрашенными. По сравнению с песчаными почвами глинистые имеют большую теплопоглотительную способностью. Сухие почвы отражают лучистую энергию на 5 – 11 % больше, чем влажные, бесструктурные с гладкой поверхностью отражают лучи больше, чем оструктуренные с шероховатой поверхностью. Почвы участков, имеющих наклон к югу, поглощают солнечного тепла больше, чем почвы склонов, обращенных на север. Растительный покров, наоборот, уменьшает теплопоглощение.
Теплоемкость – это способность почвы вмещать в себя и удерживать то или иное количество тепла. Измеряется количеством тепла в калориях, необходимого для нагревания 1см 3 или 1 г почвы на 1 °С, в связи с чем различают объемную и удельную теплоемкость почв (первая больше второй).
Составные части почвы имеют различную теплоемкость: удельная теплоемкость воды наивысшая – 1,0, гумуса – 0,477, глины – 0,233, кварца – 0,198 и наименьшая теплоемкость у почвенного воздуха.
Следовательно, теплоемкость почвы зависит от: ● минералогического состава; ● гранулометрического состава; ● пористости и содержания воды и воздуха; ● содержания органического вещества.
Теплота, поступающая на поверхность почв, под действием градиента температур перераспределяется в почвенном профиле. Этот процесс называется теплообменом и зависит от теплопроводности.
Теплопроводность – это способность почв проводить тепло от более нагретых слоев к более холодным. Измеряется количеством тепла в калориях, которое проходит за 1 с через 1 см 2 слоя почвы толщиной 1 см. Она зависит от: ● минералогического и гранулометрического состава; ● содержания воздуха и влажности; ● плотности почвы; ● теплопроводности составных частей почвы.
Чем крупнее механические элементы, тем больше теплопроводность. Так, теплопроводность крупнозернистого песка при одинаковой пористости и влажности в 2 раза больше, чем фракции крупной пыли. Наименьшей теплопроводностью обладает воздух, затем – гумус, несколько лучшей – вода, наибольшей – минеральная часть почвы. По теплопроводности твердая фаза почвы примерно в 100 раз превышает воздух, в 28 раз воду. Поэтому рыхлая, сухая, высокогумусированная почва имеет более низкий коэффициент теплопроводности, чем плотная, влажная, с небольшим количеством гумуса, тем хуже она проводит тепло, т.е. тем длительнее удерживается в ней аккумулированная солнечная теплота.
На низких влажных местах с большим количеством органики слабая теплопроводность часто провоцирует заморозки на поверхности почвы весной и осенью, а сильно заторфованные почвы северных широт способствуют подъему уровня вечной мерзлоты и продвижению ее в более южные районы. Сухие поверхностные слои южных почв являются своеобразным экраном, предохраняющим внутренние слои от перегрева (поверхность черноземов летом в полдень достигает 40 – 50 о С, песков в Каракумах – 70 – 80 о С).
§2. Тепловой режим почв и его регулирование
Совокупность явлений поступления, переноса, аккумуляции и отдачи тепла называется тепловым режимом почвы. Он формируется под влиянием климата (потока солнечной радиации, условий увлажнения, континентальности и др.), а также условий рельефа, растительности и снежного покрова. Основным показателем теплового режима почвы, который характеризует ее тепловое состояние, является температура почвы.
Температура почвы определяется притоком солнечной радиации и тепловыми свойствами самой почвы. В связи с суточной и годичной цикличностью в поступлении радиации Солнца для температуры почвенного профиля характерна суточная и годовая периодичность.
Наибольшие суточные колебания температуры наблюдаются на поверхности почвы и имеют синусоидальный характер. Максимальная температура поверхности почвы наблюдается около 13 ч, минимальная – ночью. С глубиной суточная амплитуда изменений температуры значительно снижается и затухает на глубине около 50 см. Скорость передачи тепла вглубь профиля замедляется, поэтому максимум и минимум суточных температур на разных глубинах почвы наступает в разное время. В среднем имеет место запаздывание в 2 – 3 ч на каждые 10 см глубины. В связи с особенностями каждого типа почв на фоне общего характера суточного хода температур каждому из типов присущи свои особенности.
Годовая динамика температуры зависит от природной зоны, имеет большую амплитуду колебаний и выражена на большей глубине, чем суточные. Наиболее резкие годовые колебания температуры происходят на поверхности почв, с глубиной они затухают. Зона активной выраженности сезонной динамики ограничена 3 – 4 метровым слоем, на глубине 6 м годовая температура колеблется менее чем на 1 о С.
Годовой ход температуры характеризуется проявлением двух периодов: летнего с потоком тепла от верхних горизонтов к нижним (период нагревания почвы) и зимнего – с потоком тепла от нижних к верхним (период охлаждения почвы). В умеренных широтах максимум среднесуточной температуры поверхности почвы наблюдается обычно в июле – августе, а минимум – в январе – феврале. Летом самая высокая температура отмечается в верхних горизонтах, с глубиной она снижается; зимой верхние горизонты имеют наименьшую температуру, а с глубиной она повышается. Вследствие инерционности теплопереноса в почвенной толще установление максимальной температуры почв отстает от максимума температур воздуха (на глубине 3 м максимум устанавливается на несколько месяцев позже, чем на поверхности).
Большое влияние на годовое изменение температуры почвы оказывает растительность, она предохраняет поверхность почвы от резких колебаний температуры. В районах с холодными зимами и выпадением снега значение для формирования температурного режима имеют промерзание почвы, мощность и длительность сохранения снежного покрова (чем он мощнее, рыхлее и чем длительнее сохраняется, тем больше утепляет почву и снижает глубину ее промерзания). Почва начинает замерзать при температуре несколько ниже 0 °С, поскольку в почвенном растворе всегда содержатся растворимые вещества, понижающие температуру замерзания. Под снегом почва промерзает на незначительную глубину, а в бесснежные зимы или при сдувании снега ветром почва может промерзать на глубину 0,7 – 0,9 м и более. Вот почему снегозадержание проводят не только для накопления влаги в почве, но и для сохранения тепла.
Влияние деятельности человека на промерзание почвы связано с изменением состояния растительного покрова, условий увлажнения на территории. Уничтожение растительности (вырубка леса и пр.) уменьшает накопление снега и способствует увеличению глубины промерзания.
Каждый почвенный тип в соответствии с зональностью поступления солнечной радиации, распространением растительности характеризуется определенным температурным режимом. В настоящее время принята следующая систематика тепловых режимов почвы (В.Н. Димо, 1972):
1) мерзлотный тип характерен для территорий с многолетней мерзлотой, где среднегодовая температура профиля почвы отрицательная, преобладает процесс охлаждения. Сезонное промерзание и оттаивание наблюдается до верхней границы многолетнемерзлых пород. Распространен в Евроазиатской полярной и Восточно-Сибирской мерзлотно-таежной почвенных областях.
2) длительно сезоннопромерзающий тип характерен для областей, где преобладает положительная среднегодовая температура почвенного профиля, длительность промерзания не менее 5 месяцев. Глубина проникновения отрицательных температур не менее 1 м, но до многолетнемерзлотных пород не доходит (их может и не быть).
3) сезоннопромерзающий тип отличается положительной годовой температурой; вечная мерзлота отсутствует, промерзание почвы продолжается не более 4 – 5 мес.
4) непромерзающий тип имеет положительную среднегодовую температуру по профилю, промерзание почв не проявляются даже в самый холодный месяц. Наблюдается в областях субтропических, тропических поясов, теплая европейская часть умеренного пояса.
При определении тепловых условий почвы определяют: сумму температур выше 10 о С в горизонте почвы 0 – 20 см, длительность вегетационного периода (выше 10 о С) на той же глубине, длительность и глубину промерзания.
Существенное изменение в характер теплового режима почвы вносит их распашка. Температурный режим становиться более контрастным. Так, на пахотном типичном черноземе под пропашными культурами суточная амплитуда достигает 35 – 57 о С, в то время как на целине не более 18 – 23 о С. В холодное полугодие они охлаждаются быстрее и глубже, а сам период с отрицательными температурами на 20 – 30 дней длиннее, чем у целинных.
Под разными культурами температурный режим пахотных почв также различается.
Регулирование теплового режима почв. Регулирование теплового режима имеет важное значение для обеспечения оптимальных условий роста растений. Улучшение теплового режима почв основывается на осуществлении приемов, регулирующих приток солнечной радиации, и приемов, ослабляющих или повышающих ее потери за счет теплоотдачи в атмосферу. В летнее время в северных районах с повышенным увлажнением почв и меньшим притоком солнечной радиации эти мероприятия преследуют цель повышения температуры почвы, в южных засушливых – понижение.
Различают агротехнические, агромелиоративные и агрометеорологические приемы регулирования теплового режима почв. К агротехническим приемам относят прикатывание, гребневание, оставление стерни, мульчирование; к агромелиоративным – орошение, осушение, лесные полосы, борьбу с засухой; к агрометеорологическим – борьбу с заморозками, меры по снижению излучения тепла из почвы и др.
К приемам, регулирующим приток солнечного тепла к поверхности почвы, относятся затенение почвы растительностью, мульчей, рыхление и прикатывание поверхности почвы, гребневые и грядковые посевы.
Растительный покров затеняет поверхность почвы, ослабляет приток к ней солнечного тепла и способствует понижению температуры. Поэтому в жарких районах ряд культур (табак, кофе) возделывают под пологом древесных пород (в затенении). В этих же целях создают кулисы из высокостебельных растений и устраивают легкие навесы.
В летний период лесные полосы понижают температуру почвы не только в самой полосе, но и в межполосном пространстве, что способствует большей устойчивости посевов к действию суховеев. В зимнее время способствуют накоплению снега, который утепляет почву, уменьшает скорость ветра и тем самым снижает вертикальный обмен приземного слоя воздуха с атмосферой.
Гребневание способствует лучшему прогреванию почвы, усиливает теплообмен воздуха с почвой, повышает устойчивость растений к заморозкам. Прикатывание повышает среднесуточную температуру на 3 – 5 °С в 10 см слое, залегающем ниже уплотненной прослойки. Мульчирование поверхности почвы торфом, соломой и другими материалами широко применяют для регулирования температуры почвы, особенно в овощеводстве. Белое покрытие применяют для снижения избыточного нагревания почвы и, наоборот, темные материалы (черная бумага, темная торфяная крошка) способствуют большему притоку тепла. Любое мульчирующее покрытие заметно снижает испарение, а следовательно, и расход тепла. При мульчировании сглаживаются суточные колебания температуры почвы. Органические удобрения повышают температуру почвы.
Рыхление поверхностного слоя способствуют более быстрому обмену тепла в почве. Шероховатая поверхность обработанной почвы днем сильнее поглощает солнечную энергию, но ночью больше ее и излучает по сравнению с плотной поверхностью. Рыхление почвы увеличивает ее теплопроводность и уменьшает альбедо. Этот прием способствует снижению температуры почвы днем и сохранению тепла ночью.
Все агромелиоративные мероприятия, изменяющие водный режим, так или иначе меняют и температурный режим почв. В южных районах орошение предохраняет почву от перегрева. В северных районах для более интенсивного прогревания почв весной используют дренаж почв. Осушение торфяных почв приводит к повышению температуры верхних горизонтов в дневные часы летом и несколько снижает ночью по сравнению с неосушенными почвами. В районах северного земледелия при осушении торфяных почв заметно ухудшается их прогревание в весенне-летний период, так как улучшается аэрация и снижается теплопроводность. Поэтому на некоторой глубине осушенных почв длительно сохраняются мерзлотные прослойки, что замедляет развитие активных микробиологических процессов.
Действенным приемом регулирования теплового режима в холодный период являются снежные мелиорации, которые одновременно являются и важным средством накопления в почве влаги. Его широко применяют в засушливых и континентальных районах Земли – на юге и юго-востоке Украины, России, в Западной Сибири, Северном Казахстане и других регионах, где снежный покров обычно невелик, а сильные морозы при небольшом снежном покрове могут сильно повредить посевы озимых, плодово-ягодные и другие культуры. Снегозадержание проводят с помощью лесных полос, кулис, высокой стерни, щитов и др.
Приемы регулирования теплового режима осуществляют с учетом почвенно-климатических и погодных условий и особенностей растений.
Тепловой режим почв — совокупность процессов поступления и отдачи тепла почвой, его распространения и влияния на растения.
Относится к космическим факторам жизни растений. Основным источником тепла на Земле является лучистая энергия Солнца, преобразующаяся в тепло. К источникам тепловой энергия также относятся: тепло, передаваемое атмосферным воздухом, разложение органического вещества почвы, внутреннее тепло планеты, радиоактивные процессы почвы. Последние два источника тепла пренебрежимо малы. Доля тепла, получаемая от атмосферного воздуха также незначительна, хотя иногда оказывает некоторое влияние, например, при перемещении теплых воздушных масс.
Навигация
Роль тепла в жизни растений
Тепловая энергия является фактором протекания физиологических и биохимических процессов в растениях. При низких температурах некоторые процессы сильно затормаживаются, а в других случаях — не начинаются.
Потребность растений в тепле различна. Отличия проявляются не только у разных видов, но и у одной и той же культуры в разные фазы развития.
Таблица. Требования полевых культур к теплу 1 Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. - М.: "Былина", 2000. - 555 с.
В зависимости от физиологической реакции растений различают:
- минимальную температуру — температура, ниже которой физиологические процессы не происходят;
- оптимальную температуру — температура, при которой рост и развитие растения протекают наиболее быстро;
- максимальную температуру — температура, выше которых растения резко снижают продуктивность, вплоть до гибели.
Каждая фаза роста и развития характеризуется своими минимальными, оптимальными и максимальными температурами.
Повышение температуры почвы прямо влияет на скорость роста растений. Например, семена ржи прорастают при температуре 4-5 °С в течение 4-х дней, при 16 °С — за сутки. Данное свойства должно учитываться при выборе сроков посева таким образом, чтобы не допустить посев в холодную почву, в которой семена будут долго лежать, не прорастая, с вероятностью загнивания.
Корневая система также реагирует на температуру почвы. Её рост протекает более энергично при относительно невысокой температуре. Так, корневая система овса при температуре почвы 12-14 °С была в 1,5 раза меньше, чем при 6-8 °С. Наибольшая масса клубней картофеля формируется при температуре не более 15-20 °С.
Для хорошего роста корней температура почвы должна быть немного ниже температуры воздуха надземной части растения. Для конопли при появлении всходов минимальная температура почвы равна 2-3 °С, для яровых зерновых и гороха — 4-5 °С.
Формирование репродуктивных органов происходит при минимальных температурах: у конопли, яровых зерновых и гороха — 10-12 °С, гречихи, подсолнечника, кукурузы, проса — 12-15 °С, риса, хлопчатника — 13-20 °С. Во время плодоношения для большинства культур достаточна температура 10-12 °С, для риса и хлопчатника 15-20 °С.
Для большинства культур оптимальная температура составляет 20-25 °С. При температуре выше 30 °С наблюдается торможение развития. Превышение оптимальных температур приводит к резкому увеличению интенсивности дыхания и расходу органического вещества, что сказывается сокращении нарастания зеленой массы. Температуры выше 50-52 °С приводят к гибели растений.
Почвоведение.
Тепловые свойства. Все физиологические процессы, которыми сопровождается нормальное развитие растений и почвенных микроорганизмов, могут совершаться лишь при определенных тепловых почвенных условиях. Основным источником тепла в почве являются солнечная лучистая энергия и лишь в незначительной степени — теплота, выделяющаяся при разложении органических веществ в самой почве.
Среднее количество солнечной лучистой энергии, поступающей отвесно на каждый квадратный сантиметр земной поверхности в одну минуту, составляет 1,946 кал. Однако фактическое поступление энергии солнечной радиации непосредственно на поверхность земли в 2—4 раза меньше вследствие рассеивания ее атмосферой, облачностью и отражением от земной поверхности.
Величина отраженной от поверхности земли лучистой энергии в процентах от количества падающей лучистой энергии называется альбедо поверхности, или отражательной способностью.
Величина альбедо для различных поверхностей значительно варьирует:
Таким образом, одна и та же местность, но с различным характером поверхности будет поглощать в разных точках неодинаковое количество лучистой энергии.
Почвы различного происхождения и состава отличаются не: одинаковыми тепловыми свойствами: одни из них хорошо поглощают и удерживают тепло, другие, наоборот, обладают плохой способностью к поглощению и удерживанию тепла. В практике встречаются почвы и теплые и холодные, значительно отличающиеся по агропроизводственной ценности. Тепловыми свойствами, определяющими тепловой режим почв, являются следующие: теплопоглощение, теплоизлучение, теплоемкость и теплопроводность почв.
Теплопоглощение, или способность почвы поглощать тепловые лучи солнца, зависит главным образом от цвета почвы. Почвы темного цвета обладают этой способностью в большей степени, чем почвы светлой и белой окраски. А поскольку темный цвет обусловливается наличием в почве перегноя, то обогащение почвы органическими удобрениями является вместе с тем и агромероприятием, утепляющим почву.
Известное влияние на поглощение почвой тепла оказывают также некоторые внешние условия, например положение данной местности и наличие растительного покрова.
Так, почвы участков, имеющих наклон к югу, поглощают солнечного тепла больше, чем почвы северных склонов.
Наличие растительного покрова, наоборот, несколько уменьшает теплопоглощение. Этим объясняется тот факт, что почвы лесных массивов в жаркий летний день обычно менее нагреты, чем почвы открытой местности.
Теплоизлучение, т. е. отдача почвой тепла в атмосферу, зависит главным образом от степени влажности почвы: чем больше воды содержит почва, тем сильнее она теряет тепло, и, наоборот, почвы сухие при прочих равных условиях излучают тепло в меньшей степени. Это объясняется тем, что из всех веществ, входящих в состав почвы, вода обладает наиболее значительной теплоизлучательной способностью.
Поэтому почвы, обладающие неблагоприятными водными свойствами, например бесструктурные глинистые, способные удерживать избыток влаги, всегда будут более холодными по сравнению с другими.
Большое влияние оказывает на теплоизлучение наличие перегноя в почве.
При этом почвы, богатые гумусом, а следовательно, структурные, являются более теплыми, чем почвы, бедные им.
Существенным фактором, ослабляющим потерю почвой тепла, является живой и мертвый растительный покров, а в зимний период — и снежный покров.
Большое значение в этом отношении имеет покров из рыхлого снега, содержащего много воздуха. Наличие снега на полях сильно уменьшает теплоизлучение почвы в зимнее время. В связи с этим температура на поверхности почвы под снежным покровом всегда будет выше, чем на голой поверхности. Наличие снежного покрова на полях является важным фактором, предохраняющим озимые хлеба от вымерзания. Поэтому в степных районах, где снег на полях подвержен сдуванию ветрами, мероприятия по задерживанию его на посевах приобретают большое значение.
Теплоемкость почв — это количество тепла в калориях, необходимое для нагрева весовой (1 г) или объемной (1 см 3 ) единицы почвы на 1°. Отдельные составные части почвы обладают различной теплоемкостью.
Наивысшей теплоемкостью обладает вода, менее теплоемким является торф, далее идет глина, и, наконец, наименьшей теплоемкостью из всех составных частей почвы отличается кварц (табл. 16).
Теплоемкость почвы в значительной степени зависит от влажности: чем влажнее почва, тем больше требуется тепла для ее нагрева. Поэтому почвы песчаные теплее глинистых, так как на их нагревание требуется меньше тепла, а в силу плохой испаряющей способности они меньше охлаждаются. Весной песчаные почвы становятся пригодными для обработки недели на 2—3 ранее, чем почвы суглинистые.
Теплопроводность почв, т. е. способность почв проводить тепло от нагретых слоев к более холодным, зависит от теплопроводности их составных частей.
Теплопроводность измеряется количеством тепла в калориях, которое проходит через 1 см 2 слоя почвы толщиной в 1 см в одну секунду.
Различные составные части почвы обладают различной теплопроводностью. Наименьшей теплопроводностью обладает воздух, несколько лучшей — вода. Наиболее хорошо проводит тепло минеральная часть почвы. Торф характеризуется весьма плохой проводимостью тепла. В связи с этим почвы, содержащие мало органического вещества, будут лучше проводить тепло, чем почвы, богатые перегноем; почвы, сильно увлажненные, обладают лучшей теплопроводностью, чем почвы менее влажные и содержащие воздух.
Чем больше перегноя и воздуха содержится в той или иной почве, тем худшим, следовательно, проводником тепла она является, тем длительней удерживается в такой почве аккумулированная солнечная теплота. Наоборот, почвы, обедненные перегноем, бесструктурные, плотные, заключающие в себе мало воздуха и сильно увлажненные, обладая хорошей теплопроводностью, отличаются способностью быстро терять тепло.
Тепловой режим почвы. Тепловой режим почв зависит не только от внешних, метеорологических условий, но и от внутренних свойств почв. В одних и тех же климатических условиях почвы темной окраски, богатые перегноем, содержащие в себе достаточное количество воздуха, обладающие оптимальными водными свойствами, будут в то же время отличаться и благоприятными тепловыми условиями; почвы светлой окраски, бедные органическим веществом, способные к заплыванию, удерживающие в себе избыток влаги и лишенные воздуха, являются почвами холодными, мало благоприятными для развития культурных растений.
Поэтому агромероприятия, направленные на обогащение почв органическими удобрениями, улучшение водного и воздушного режимов, являются в то же время мероприятиями, способствующими созданию в почве благоприятных тепловых условий.
В деле создания благоприятного теплового режима почв практика земледелия располагает и другими средствами. Так, для уменьшения главным образом расхода почвой тепла и влаги применяется мульчирование.
Внесение в почву повышенных доз органических удобрений (навоза, торфо-навоза и др.) с целью улучшения теплового режима является особенно существенным мероприятием для северных районов нашей страны.
В областях, где под влиянием сильных ветров снег подвержен сдуванию с полей, большое практическое значение имеет снегозадержание. Накопление в зимний период снега на полях не только предохраняет озимые хлеба от вымерзания, но является в то же время и важнейшим средством обогащения почв водой, столь необходимой для создания высоких урожаев.
Этому приему агротехники в степных районах нашего юга и юго-востока в настоящее время уделяется большое внимание.
Гаркуша, И.Ф. Почвоведение/ И.Ф. Гаркуша.- Л.: Издательство сельскохозяйственной литературы, журналов и плакатов, 1962.- 448 с.
Читайте также: