Значение тепла в жизни растений и почвы и основные тепловые свойства почвы

 

Тепло относится к космическим или энергетическим факторам жизни. Роль его в жизни растений и почвы велика и многообразна.

1. Температурные условия определяют саму возможность возделывания тех или иных культур в данной местности. Так, яровые зерновые культуры требуют сумму положительных температур за период своей вегетации 1300…1500°C, а рис – 2500…3000°C (под Волгоградом она около 3000°C).

2. Тепло необходимо для прорастания семян высеянных сельскохозяйственных культур.

3. Тепло необходимо для нормального развития растений в период вегетации (обычно 20…25°C, для теплолюбивых – 30…35°C).

4. Температурные условия влияют на перезимовку озимых культур и многолетних трав. Так, озимая пшеница погибает, если зимой температура почвы на глубине узла кущения (2…3 см) достигает 17…18°C и держится в течение 5 суток, более зимостойкая озимая рожь выдерживает до 21…22°C.

5. Они влияют на численность, активность и видовой состав почвенных микроорганизмов. Так, полезные виды угнетаются при низких (менее 10°C) и высоких (более 40°C) температурах и требуют для себя 25…35°C.

6. Кратковременное высушивание и прогревание почвы приводит к гибели вредных микроорганизмов и улучшает питательный режим почвы.

7. Температура почвы влияет на её водный режим. При повышении температуры увеличивается расход влаги на транспирацию растений и физическое испарение. Перепады ночных и дневных температур вызывают конденсацию водяных паров в почве и её дополнительное увлажнение. Из-за разницы температур в разных слоях почвы происходит термоперенос парообразной влаги от мест с большей температурой к местам с меньшей температурой.

8. Она влияет и на воздушный режим, так как в результате разницы дневных и ночных температур происходит «дыхание» почвы.

9. Температура почвы зимой определяет глубину её промерзания, усвоение талых вод и интенсивность водной эрозии весной.

10. Температура – важный фактор структурообразования. При промерзании почвенных глыб замёрзшая вода, увеличиваясь в объёме, разрывает их на комочки, происходит коагуляция почвенных коллоидов и склеивание почвенных частиц в структурные агрегаты.

 

Источники тепла в почве:

1. главный источник – солнечная радиация. Она зависит от времени года, широты и рельефа местности, состояния атмосферы;

2. поступление тепла из глубинных слоёв Земли, например, в виде термальных вод;

3. деятельность почвенных микроорганизмов. Так, термофильные бактерии на навозе могут разогревать грунт в парниках и теплицах до 70°C;

4. физико-химические процессы, протекающие в почве. Так, при увлажнении сухой почвы выделяется так называемая теплота смачивания, и почва разогревается на 5…10°C. Поэтому нельзя поливать в середине солнечного дня во избежание ожога корней и увядания растений.

 

Тепловой режим почвы зависит от её тепловых свойств (альбедо, теплоёмкости, теплопроводности, температуропроводности). Эти показатели складываются по-разному для сухой и влажной, плотной и рыхлой, светлой и тёмной, выровнённой и гребнистой, структурной и бесструктурной, гумусированной и слабогумусированной, лёгкой и тяжёлой почвы. Это надо учитывать и использовать в регулировании теплового режима почвы.

 

Основные пути регулирования теплового режима почвы

В земледелии

 

Пути и задачи регулирования теплового режима в разных зонах различны. В засушливых мы стремимся избавиться от высоких температур летом, так как они усиливают испарение, а зимой, наоборот, повысить температуру почвы, чтобы не погибли озимые и многолетние травы, чтобы почва глубоко не промерзла и лучше усваивала талые воды.

В более северных увлажнённых районах необходимо накопить тепла как можно больше, так как там его не хватает.

Регулирование теплового режима в засушливых условиях

Тёплый период

1. Основной путь – содержание поля в выровненном состоянии, чтобы повысить альбедо, то есть отражение солнечной радиации и тем самым уменьшить прогревание почвы. Летом на каштановых почвах альбедо в среднем около 25…30%, но сильно зависит от угла падения солнечных лучей. Так, при отвесном падении их на водную поверхность отражается всего 2% лучистой энергии Солнца, под малым углом – до 78% (рис. 5).

 

Поэтому температура почвы при невыровненной поверхности, где больше угол её встречи с солнечным лучом, выше на 5…6°C (рис. 6).

 

 

2. Поддержание оптимального строения, сложения и структуры почвы. В этом случае колебания температуры менее значительны и тепловой режим более благоприятный.

3. Мульчирование, то есть покрытие почвы светлым материалом, например, стернёй и измельчённой соломой при безотвальной и нулевой обработке. В результате увеличения альбедо температура почвы снижается на 5…6°C.

4. Создание на поверхности поля рыхлого мульчирующего слоя почвы с помощью мелкой обработки боронами, культиваторами, лущильниками. Так как рыхлая почва содержит много воздуха, который плохо проводит тепло, верхний слой почвы быстро прогревается и высыхает, но предохраняет от этого более глубокие слои.

5. Лесонасаждения и пруды, которые создают благоприятный микроклимат местности, уменьшают температуру и её колебания в приземном слое воздуха.

6. В орошении – освежительные поливы, которые снижают температуры почвы и воздуха.

7. Правильное размещение посевов сельскохозяйственных культур с учётом рельефа. Так, северные склоны на 5…6°C холоднее южных, а увеличение крутизны южных склонов на 1° равносильно передвижению к югу на 100 км.

Холодный период

1. Главный путь – это снегозадержание любыми способами (посев кулис, лесополосы, снегопахание, безотвальная обработка почвы с сохранением стерни и т. д.). Прежде всего, это необходимо на склонах, посевах озимых и многолетних трав. Рыхлый снег - хороший изолятор и предохраняет почву от глубокого промерзания. При слое 0,2 м температура почвы в любой мороз не опускается ниже -4…-6°C.

2. Укрытие поверхности мульчирующим материалом – тёмной плёнкой, соломой.