Тепловые свойства почвы

Температура почвы влияет на рост и развитие растений, растворимость в воде различных соединений, кислорода и углекислого газа, скорость поступления в растения питательных элементов и влаги, а также на жизнедеятельность почвенной биоты. Лучистая энергия солнца, поглощаясь почвой, превращается в тепловую. Часть солнечной энергии, отражаясь, излучается обратно в атмосферу. У верхней границы атмосферы солнечная радиация составляет примерно 2 кал/см2 в 1 мин. В умеренных широтах в самые активные часы (12-13 ч) к поверхности почвы, расположенной перпендикулярно к лучам, поступает от 0,8 до 1,5 кал/см2 в 1 мин. К тепловым свойствам почвы относятся: теплопоглотительная способность, теплоемкость и теплопроводность.

На теплопоглощение почвы оказывает влияние ее окраска, влажность, покрытие растительностью, обработка. Влажные темноокрашенные почвы поглощают тепла больше, чем светлоокрашенные, но у сухих почв этих, же типов теплопоглощение понижается. Почвы, покрытые растительностью, поглощают тепла меньше по сравнению с почвами парового поля, без растительности.

Сухие почвы имеют близкую величину теплоемкости – 0,217 – 0,248 (удельная теплоемкость). С увеличением уплотнения и влажности теплоемкость почв повышается; это связано с тем, что теплоемкость воды составляет 1, а воздуха – близка к нулю (0,000306). Глинистые почвы, обладающие повышенным уплотнением и влагоёмкостью, на прогревание требуют тепла больше, и сам процесс происходит медленнее, поэтому их называют «холодными» почвами, По сравнению с ними песчаные почвы (рыхлые, хорошо водо- и воздухопроницаемые) прогреваются быстрее, их относят к «теплым» почвам. Теплопроводность – способность почвы проводить тепло. Измеряется количеством тепла в джоулях, которое проходит в секунду через 1 см3 почвы.

Теплопроводность минеральной части почвы не превышает 0,004- 0,005, у воды она составляет 0,0014, уменьшаясь у воздуха до 0,00005 кал/см в 1 с. Следовательно, теплопроводность влажных почв больше, чем сухих. Она повышается с увеличением плотности и уменьшением пористости почвы. Поэтому при рыхлении почвы весной она нагревается быстрее и меньше охлаждается при понижениях температуры воздуха. Летом при подсыхании верхнего слоя почвы теплопроводность снижается, и нижние слои почвы имеют невысокую температуру, которая мало изменяется. Осенью влажные почвы сохраняют тепло, предохраняя всходы от вымерзания.

Тепловое состояние почвы, суточное и годовое, определяется ее температурой. В годовой динамике температуры почвы наблюдается два периода: летом тепловой поток идет сверху вниз, зимой, наоборот – от нижних горизонтов почвы к верхним. На температуру почвы оказывает влияние рельеф, свойства почвы, растительный и снежный покров. В зависимости от экспозиции склоны получают различное количество тепла: наибольшее – южные, меньше западные и восточные и наименьшее – северные, поэтому южные склоны относятся к теплым, северные – к холодным.

Температура почвы зависит от механического состава, влажности и цвета. Более низкую температуру летом имеют влажные почвы, сухие почвы теплее. Температура поверхности темноокрашенных почв выше, чем почв со светлой окраской, на 5-10°С. Температура почвы, покрытой растительностью, летом ниже, чем без растений, а зимой выше. Большое влияние на температуру почвы зимой оказывает снежный покров. Наличие снега сильно уменьшает теплоизлучение, предохраняет почву от охлаждения. Под снежным покровом температура почвы всегда выше, а глубина промерзания ее меньше, чем без снега.