Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow Земледелие

Тепловой режим почвы

Тепло как источник энергии необходимое для роста и развития растений, для микроорганизмов, населяющих почву, синтеза органических веществ в листьях, образования урожая. Интенсивность важнейших физиологических процессов (фотосинтеза, дыхания, транспирации) зависит от температуры растений и окружающей среды. Повышение температуры до определенной величины (оптимума) способствует активизации указанных выше процессов. В дальнейшем в случае ее повышения нормальная жизнедеятельность растений нарушается, а если температура еще больше повышается, то проходят необратимые нарушения обмена веществ, которые приводят к гибели растений. Наиболее благоприятным оказалось повышение температуры почвы при выращивании, например, пшеницы до 30 ° С, ржи - до 20 ° С, ячменя - до 25 ° С и др.

Каждый вид растений имеет характерно определенные отношения к температуре в различные фазы их развития. Лучшие условия создаются при оптимальной температуре, когда скорость биохимических реакций достигает наибольшей величины. Эти особенности разных культур и сортов следует учитывать начиная от установления сроков сева.

Сразу же после посева семян требует определенной температуры почвы для прорастания и дальнейшего развития (табл. 4).

Температура почвы заметно влияет на рост корней. Более развитая корневая система лучше использует влагу и питательные вещества. С повышением температуры интенсивность дыхания возрастает, и нормальная созависимость с ассимиляцией нарушается. Это приводит к непроизводительной траты органического вещества и уменьшения наращивания массы.

В связи с тем, что в почве содержится большое количество полезных микроорганизмов, возникает практическая заинтересованность в отношении их до температуры окружающей среды. Как высокие, так и низкие температуры микроорганизмы переносят неодинаково. Более губительны для них высокие температуры. Низкие температуры не деятельность микроорганизмов, но совсем их не убивают.

Таблица 4

Минимальные температуры для прорастания семян и появления всходов различных культур

Культура

Прорастания семян при t ° С

Появления всходов при t ° С

Пшеница, рожь, ячмень, овес, клевер, люцерна, вика яровая, горох, чечевица, горчица, конопля

0-1

2-3

Свеклу, люпин, лен, гречиха, кормовые бобы

3-4

6-7

Картофель, подсолнечник

5-6

8-9

Кукуруза, просо, соя, могар, суданская трава

8-10

10-11

Сорго, фасоль

10-12

12-13

Рис, арахис, хлопчатник

12-14

14-15

Для жизнедеятельности микроорганизмов благоприятные небольшие колебания температуры почвы. Это, как правило, наблюдается на высококультурных почвах со значительным содержанием органики.

К тепловых свойств почвы относятся: поглощение тепловой энергии; теплоемкость; теплопроводность температуропроводность; тепловыделения. Тепловые свойства почвы зависят прежде всего от соотношения в нем воды, воздуха и твердой части, а также химического и гранулометрического состава, цвета, степени затенения и других условий. В то время температура изменяет показатели тепловых свойств почвы в течение года на 20, плотность - на 50%, влажность способна изменить их в отдельных случаях в 10-15 раз.

Температура почвы влияет на рост растений не только косвенно, но и прямо, изменяя его водно-воздушный и питательный режимы.

Земледелие обладает значительными средствами улучшения теплового режима рациональной обработку почвы, снигонагромадження, снигорозподил, регулирования таяния снега, различные способы и нормы высева, чередование растений в севообороте, применение системы удобрений и др.

Основным источником тепла для почвы является солнечная радиация. Поступления ее в почву изменяется в широких пределах в зависимости от времени суток и широты, а также от состояния атмосферы - ее плотности, облачности, наличии тумана, пыли и др.

Вторым, менее значительным чем солнце, источником тепла в почве является выделение его микроорганизмами в процессе их жизнедеятельности. Образование тепла в этих условиях обусловлено неполным использованием энергии, окислением органических веществ при синтетических процессах в клетках. На внутриклеточные процессы используется 15-20% общего количества превращенной микробами энергии, а остальные ее количества поступает в окружающую среду в виде тепла.

Все другие источники тепла для почвы, например, теплота смачивания, внутренняя теплота земного шара, энергия радиоактивного распада элементов, тепло, выделяемое при конденсации водяного пара в почве, имеют небольшое значение.


Поступления и расходы тепла в почве обеспечиваются многими физическими явлениями. Поэтому принято пользоваться основными составляющими теплового баланса в наиболее типичных условиях. К ним относятся: 1) радиационный баланс, под которым понимают сумму прямой и рассеянной солнечной радиации за исключением отраженной радиации и эффективного излучения; 2) проникновение тепла в более глубокие слои почвы и тепловой поток из глубины к поверхности (теплообмен в почве); 3) теплообмен почвенной поверхности с воздухом, происходит в основном в результате термической конвенсии. Коэффициент обмена связан, в частности, с состоянием поверхности почвы, профилем ветра, градиентом температуры воздуха и земли; 4) тепло испарения, под которым понимают затраты тепла на испарение или выделение его при конденсации водяного пара и образования инея; 5) теплообмен с грунтовой поверхностью имеет воздуха при горизонтальном его перемещении над грунтом. Разница в температурах воздуха, перемещаемого и поверхности земли создает прогрева или охлаждения.

Как в течение суток, так и за год наибольшие изменения температуры происходят в верхнем слое почвы. Суточные колебания ее в весенне-летний период достигают глубины 70-100 см, но заметно нивелируются уже на глубине немногим более 20 см. Эти колебания неодинаковы в разных зонах и на разных почвах. Годовые колебания в зависимости от широты и температуропроводности почвы могут достичь значительной глубины - 5 м и более. Зимой на глубине 60-150 см температура выше, чем в низших слоях.

Большое значение для озимых культур имеет промерзания и оттаивания почвы. Глубина промерзания зависит от многих причин и прежде всего от толщины снежного покрова, силы и продолжительности морозов. На юге почвы промерзают на 10-50 см, а севере - на 30-100 см. Очень быстрое и глубокое промерзание почвы негативно влияет на развитие культурных растений.

Условия, которые определяют хорошо накопления и сохранения воды в почве, одновременно являются условиями, которые создают хороший воздушный и тепловой режимы. Структурные почвы достаточно разрыхлен, характеризуются хорошей аэрацией, меньше нагреваются при высоких температурах, а при низких медленнее охлаждаются, они имеют хорошую влагоемкость, водопроницаемость и Воздухоемкость. Высокая влажность почвы при одновременной хорошей аэрации создают умеренный тепловой режим.

С повышением температуры уменьшается поверхностное натяжение воды и улучшается ее капиллярное движение. Высушивание почвы усиливает процесс коагуляции коллоидов и несколько улучшает агрегатное состояние почвы. Изменение температуры увеличивает (при условии охлаждения) или уменьшает (при нагревании) растворимость углекислоты и кислорода в грунтовой воде, и тем самым изменяет воздушный режим. Поэтому зяблевую вспашку лучше обрабатывать весной. В условиях промерзания происходит перераспределение воды в почве и подтягивание ее в верхние слои.

Итак, водный, воздушный, тепловой и питательный режимы тесно связаны между собой и на високоокультурених почвах с хорошими физическими свойствами они лучше соответствуют требованиям сельскохозяйственных культур.

Регулировать поступление солнечной энергии к поверхности почвы довольно трудно. Но можно изменять распределение тепла в почве. Увеличивая или уменьшая различными методами температуру верхних слоев, можно влиять на тепловой режим других слоев почвы. Изменения в нужном направлении температуры почвы в значительной мере достигают регулированием водного и воздушного режимов, а также обогащением почвы органическими веществами и поддержанием его в необходимом физическом состоянии. Доступным для производства мероприятием по регулированию теплового режима почвы является снегозадержание. Хорошая перезимовка озимых культур наблюдается в условиях неглубокого промерзания почвы и при температуре не ниже - 10 ÷ 12 ° С и не выше - 5 ° С. Лучшая глубина снежного покрова от 20 см в южных районах до 70 см в северных. Вследствие снегозадержания снег равномерно накапливается и распределяется по полю. Ускоряя таяния снега путем затемнения или замедляя его уплотнением, регулируют его температурный режим и обеспечивают накопление воды в почве.


Полезащитное лесонасаждения улучшает тепловой режим почвы тем, что способствует накоплению снега и равномерному распределению его на полях, ослабляет зимой действие холодных ветров, а летом - горячих и суховеев. Для повышения температуры почвы можно применять мульчирование. Грунт быстрее прогревается при применении в условиях достаточного и избыточного увлажнения гебеневих и грядовых посевов. Для лучшего прогревания гребней их формируют из востока на запад. На улучшение температурного режима в таких условиях положительно влияет комплекс мероприятий по осушения почв.


 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее