Thermische eigenschappen van de bodem: toestand afhankelijk van temperatuur en soorten regime

Kenmerken van de bodem geven het bepaalde eigenschappen die het groeiproces van gecultiveerde planten beïnvloeden. Overweeg de variëteiten van thermische eigenschappen van de bodem: warmte-absorberend vermogen, warmtecapaciteit, thermische geleidbaarheid. Wat zouden de warmtebronnen voor haar kunnen zijn, evenals het thermische regime en zijn soorten: bevriezing en niet-bevriezing.

Mogelijke warmtebronnen in de bodem

De belangrijkste warmtebron in de bodem is zonnestraling, die bestaat uit direct en diffuus. De intensiteit van de straling hangt af van de breedtegraad en hoogte van het gebied, het geh alte aan koolstofdioxide in de atmosfeer en de transparantie ervan.

De geabsorbeerde energie wordt vervolgens overgebracht naar de atmosfeer of naar de lagere lagen. Waar de warmte naartoe gaat, hangt af van de temperatuur van de bodem en de lucht. Als de grond warmer is en de lucht kouder, zal de warmte ontsnappen naar de atmosfeer. Met een grote warmteopname warmt de grond op en begint thermische energie naar beneden te stromen. De mate van warmte-invoer is groter, hoe groter het temperatuurverschil in de bovenste en onderste lagen.

De hoeveelheid zonne-energie die in de bodem terechtkomt, hangt af van de klimaatzone, het weer, de topografie, de kleur, de thermische en fysieke eigenschappen, de vegetatiedichtheid.

Er zijn nog steeds warmtebronnen - de energie die vrijkomt bij de afbraak van plantenresten die zich op het oppervlak of in de bovenste laag bevinden, en de energie die wordt overgedragen vanuit de lucht.

Er komt heel weinig warmte in de grond van binnenuit de aarde en van het radioactieve verval van de elementen, maar het is praktisch niet relevant.

Hoe te identificeren

Hoeveel warmte er in de bodem zit, hangt van veel factoren af. Water is een warmteverslindend onderdeel van de bodem, dus natte grond warmt langer op dan droge grond. Maar het duurt ook langer om af te koelen. Vochtige kleigronden warmen het langst op in de lente, zandgronden sneller opwarmen, maar in de herfst gebeurt het tegenovergestelde: kleigronden zijn warmer door langzame afkoeling.

Thermische geleidbaarheid hangt af van de hoeveelheid lucht in de poriën. Hoe losser de grond, hoe sneller deze opwarmt, en omgekeerd warmt dichte grond langzamer op. De hoeveelheid humus beïnvloedt ook de thermische eigenschappen, vruchtbare bodems houden warmte langer vast, de armen verliezen het sneller. Vegetatie in de zomer, sneeuw in de winter houdt de warmte vast en helpt deze in de grond te houden.

Voor de meeste gecultiveerde planten is de gunstige temperatuur voor groei 20-25 °C. Als het meer dan 30 ° C is, wordt de ontwikkeling geremd. Een verhoging van aanvaardbare temperaturen leidt tot een sterke toename van de intensiteit van de ademhaling en de verspilling van organische stof, wat leidt tot een vermindering van de hoeveelheid groene massa.Bodemtemperaturen boven 50-52 °С leiden tot de dood van planten.

Voor de normale groei van planten is een bepaalde hoeveelheid warmte nodig; in de landbouw wordt een waarde gebruikt die de som van actieve temperaturen wordt genoemd. Dit zijn alle dagen van het groeiseizoen waarop de temperatuur overdag boven de 10°C was.

Bodemwarmte is niet alleen nodig voor planten, maar ook voor micro-organismen. Ze worden negatief beïnvloed door kou en overmatige hitte; beide leiden tot de opschorting van de vitale activiteit van bacteriën en biota. De optimale temperatuur is 15-20 °C, kleine afwijkingen zijn acceptabel.

Thermische eigenschappen

Deze categorie kenmerken omvat: bodemwarmteabsorptiecapaciteit, warmtecapaciteit en thermische geleidbaarheid.

Warmteopnamecapaciteit

Dit is het vermogen van de bodem om zonne-energie op te nemen.De straling wordt niet volledig geabsorbeerd, een deel wordt teruggekaatst. Het warmteopnamevermogen wordt bepaald door de albedowaarde (A). Het wordt uitgedrukt als de hoeveelheid zonnestraling die werd gereflecteerd door het bodemoppervlak, en wordt weergegeven als een percentage van de hoeveelheid zonnestraling die de bodem raakt.

Hoe lager het albedo, hoe meer de grond warmte kan opnemen. Het warmteopnamevermogen is afhankelijk van de kleur van de bodem, het vochtgeh alte, de structuur, de topografie van het oppervlak en de vegetatiedichtheid. Donkere bodems warmen sneller op dan lichte bodems.

Warmtecapaciteit

Deze eigenschap wordt gedefinieerd als gewicht en volume. Gewicht warmtecapaciteit - de hoeveelheid warmte, gemeten in calorieën, die moet worden besteed aan het verwarmen van 1 g droge grond met 1 ° C. Volumetrische warmtecapaciteit - de warmte die 1 kubieke meter kan verwarmen. zie 1°C.

De waarde van de warmtecapaciteit varieert afhankelijk van het geh alte aan vocht en lucht in de bodem. Als het nat is, zal de warmtecapaciteit hoger zijn dan wanneer het droog is. Kleiaarde heeft een grotere warmtecapaciteit dan zandgrond, omdat er minder lucht in zit.

Thermische geleidbaarheid

Dit is het vermogen van de bodem om warmte van de bovenste lagen, waar de temperatuur hoger is, naar de lagere, koudere te geleiden. Warmteoverdracht vindt plaats door de vaste en vloeibare bodemfasen, gemeten in termen van warmte uitgedrukt in calorieën. De thermische geleidbaarheid van de bodem wordt gemeten in termen van de hoeveelheid warmte die door een kubus gaat. zie grond voor 1 s.

Lucht heeft de laagste thermische geleidbaarheid van alle bodemmedia, de hoogste - in het minerale deel. Zo hebben structuurloze en dichte bodems een hoge thermische geleidbaarheid, terwijl losse bodems een lagere hebben. De waarde is ook afhankelijk van andere factoren: de hoeveelheid organische en minerale stof (in arme gronden is de indicator lager dan in vruchtbare). Het hangt ook af van de vochtigheidsgraad (als de poriën gevuld zijn met water, dan neemt de thermische geleidbaarheid toe, als het gevuld is met lucht, neemt het af).

Thermisch regime van de bodem en zijn soorten

Verschillende thermische regimes ontwikkelen zich in verschillende klimaatzones. Volgens twee indicatoren - de gemiddelde jaartemperatuur en de aard van de bevriezing - zijn alle bodems verdeeld in 4 soorten.

Cryogeen

Dit thermische regime in bodems in de permafrostzone. De grond ontdooit tijdens de warme jaarperiode, bevriest volledig in de winter. Temperaturen op een diepte van 20 cm en gemiddelde jaarlijkse temperaturen onder het vriespunt.

Lang seizoensgebonden-bevriezing

In de zomer ontdooit de grond, in de winter bevriest hij diep, tot een diepte van minimaal 1 m. De duur van de bevriezing is minimaal 5 maanden per jaar. De gemiddelde jaartemperatuur van de bodem ligt boven nul, maar in januari op een diepte van 20 cm onder nul.

Seizoensgebonden bevriezing

Het vriest ondiep in de winter, ontdooit in de warme periode. De duur van bevriezing varieert sterk - van enkele dagen tot 5 maanden. Koude kan doordringen tot een diepte van niet meer dan 2 m. De gemiddelde jaartemperatuur van de bodem is plus, maar in januari op een diepte van 20 cm is het min.

Vorstbestendig

De bodem bevriest niet, zelfs niet in de winter. De temperatuur is altijd positief, zowel op een diepte van 20 cm als het jaargemiddelde.

Het thermische regime van de bodem bepa alt de intensiteit en richting van bodemvormingsprocessen. De duur van het groeiseizoen, de soortensamenstelling en de productiviteit van de vegetatie, het aantal micro-organismen en de intensiteit van hun werk, die de snelheid van humusvorming, het volume van organische stof en de intensiteit van chemische reacties beïnvloedt, zijn afhankelijk van de kenmerken van het regime.

Aanbevolen