Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Приплив променевої сонячної енергії до поверхні грунту залежить від широти і рельєфу місцевості, стану поверхні грунту (покриття рослинністю), а також пори року і доби і стану атмосфери (ясно, хмарно і ін.). У Північній півкулі сумарний приплив сонячної радіації збільшується при русі з півночі на південь. Найбільший приплив сонячної радіації отримують південні схили, найменший - північні.
Поряд з умовами, що визначають приплив сонячної енергії, важливе значення у формуванні теплового режиму грунту (поглинання тепла, нагрівання та охолодження) мають теплові властивості грунту. До теплових властивостях ґрунту відносяться теплопоглотітельная здатність, теплоємність і теплопровідність.
Теплопоглотітел'ная здатність - здатність ґрунту поглинати променисту енергію Сонця. Вона характеризується величиною альбедо (А). Альбедо - кількість короткохвильової сонячної радіації, відбитої поверхнею грунту і виражене в% загальної величини сонячної радіації, що досягає поверхні грунту. Чим менше альбедо, тим більше поглинає грунт сонячної радіації. Воно залежить від кольору, вологості, структурного стану, виравненності поверхні грунту і рослинного покриву. Наведемо альбедо (%) різних грунтів, порід і рослинних покривів (Чудновський, 1959): чорнозем сухий -14, чорнозем вологий - 8, серози сухий - 25-30, серози вологий - 10-12, глина суха - 23, глина волога - 16, пісок білий і жовтий - 30-40, пшениця яра - 10-25, пшениця озима - 16-23, трави зелені - 26, трави висохлі - 19, бавовник - 20-22, рис - 12, картопля - 19.
Темно-каштанова грунт (чорноземи і ін.) Поглинає більше сонячної радіації, ніж світло-каштанові (підзолисті, сіроземи і ін.); волога - більше, ніж суха.
Теплоємність - властивість грунту поглинати тепло. Характеризується кількістю тепла в джоулях (калоріях), необхідного для нагрівання одиниці маси (1 г) на 10 0 C - вагова (або питома) теплоємність або об'ємна - в 1 см 3 на 1 0 С; залежить від мінералогічного, гранулометричного складів, вмісту органічної речовини, вологості, пористості грунту і вмісту кисню. Теплоємність води дорівнює 1000 кал, торфу -0,477, глини-0,233 і піску -0,196 кал.
З цих даних видно, що вода - найбільш тепломісткий компонент грунту в порівнянні з мінеральними і органічними її частинами. Тому для підвищення температури вологого грунту потрібно більше тепла, ніж для сухої. Вологі грунти повільніше нагріваються і повільніше охолоджуються, ніж сухі. Глинисті грунти як більш теплоємні у вологому стані нагріваються навесні повільніше в порівнянні з піщаними. Восени при більшому зволоженні вони повільніше охолоджуються і стають теплішими піщаних. У зв'язку з цим, змінюючи вологість і пористість грунту поливами і обробкою, можна в певних межах регулювати температуру ґрунту.
Теплопровідність - здатність грунту проводити тепло. Від неї залежить швидкість передачі тепла від одного шару до іншого, а, отже, і здатність грунту швидше або повільніше нагріватися або охолоджуватися в певній товщі її профілю. Вона вимірюється кількістю тепла в джоулях (калоріях), яке проходить за 1 с через 1 см 2 шари грунту товщиною в 1 см. Окремі складові частини грунту мають різну теплопровідність. Мінімальною теплопровідністю володіє повітря (0,00006 кал), потім торф (0,00027 кал) і вода (0,00136 кал). Теплопровідність мінеральної частини грунту в середньому в 100 разів вище, ніж повітря, і в 28 разів, ніж води.
Оскільки в грунті поряд з її твердою (органічної і мінеральної) фазою в порах присутні повітря і вода, то теплопровідність сильно залежить від вологості грунту і змісту в її порах повітря. Тому чим вологіше грунт, тим вище її теплопровідність, а ніж пухкі, тим нижче.
Тепловий режим грунту
Сукупність явищ надходження, перенесення, акумуляції і віддачі тепла називають тепловим режимом ґрунту. Основним показником теплового режиму грунту, який характеризує її тепловий стан, є температура генетичних горизонтів грунтового профілю.
Оскільки приплив променистої сонячної енергії пов'язаний з його добовими і річними ритмами, то і для температури грунту характерні добові і річні закономірності її зміни.
Добовий хід температури. Днем поверхню грунту нагрівається, і максимальна її температура спостерігається близько 13 год. Потім відбувається поступове охолодження грунтової поверхні, і мінімум її температури відзначається перед сходом сонця. У міру нагрівання поверхні грунту відбувається передача тепла і в більш глибокі шари. При цьому найбільш швидко змінюється температура на поверхні грунту. З глибиною швидкість цих змін помітно зменшується в зв'язку зі слабкою теплопровідністю грунту. Тому максимум і мінімум добових температур на різних глибинах профілю грунту наступають у різний час, в середньому відзначено запізнювання на 2-3 ч на кожні 10 см глибини профілю.
Найбільші добові коливання температури відбуваються на поверхні грунту, а з глибини 3-5 см вони вже різко зменшуються.
У регіонах зі сніговими і холодними зимами сильний вплив на температурний режим надають промерзання, відтавання грунту, потужність і тривалість снігового покриву.
Грунт починає промерзати при температурі трохи нижче 0 0 С, оскільки в грунтовому розчині містяться розчинні речовини, що знижують температуру замерзання. На замерзання грунту впливають сніговий і рослинний покриви, рельєф місцевості, властивості грунту, її вологість, а також господарська діяльність людини.
Сніговий покрив охороняє грунт від промерзання: чим він більший, пухкі і триваліша зберігається, тим більше утеплює грунт і знижує глибину її промерзання. Збереження і накопичення снігу має велике значення в запобіганні від вимерзання посівів озимих, багаторічних трав і посадок плодово-ягідних культур.
Рослинний покрив, затримуючи і накопичуючи сніг, послаблює промерзання ґрунту.
Вплив діяльності людини на промерзання грунту пов'язане із застосуванням рослинного покриву (вирубка або посадка деревно-чагарникової рослинності, збереження трав'янистої рослинності і т. Д.), Що позначається на накопиченні снігу або істотній зміні зволоження (зрошення, осушення).
Відтавання грунтів відбувається двома способами. У першому відтавання йде знизу і закінчується до сходу снігу. При цьому мерзла прошарок зникне у поверхні грунту; тала вода в цьому випадку краще проникає в грунт. У другому відтавання починається знизу, а потім одночасно і зверху, і знизу. У цей період мерзла прошарок ґрунту зберігається на певній глибині, що призводить до значної втрати води і змиву грунту за рахунок поверхневого стоку.
Для оцінки теплообеспеченности грунтів як важливої узагальнюючої характеристики їх температурного режиму використовують суму активних температур (> 10 0 C) в грунті на глибині 20 см. Тут розташована основна маса коренів багатьох рослин. Зростання кореневих систем рослин активно відбувається при температурі грунту вище 10 0 С.
Теплозабезпечення грунтів основних зон країни знижується із заходу на схід. У землеробських районах таежно-лісової зони вона коливається від нижчого за середній (Західна і Середня Сибір) до вищесередньої (Примор'я), в лісостеповій - від нижчого за середній до гарної, в степовій - від середньої (Східна Сибір) до вельми хорошою (Передкавказзя), в зоні сухий степи - від хорошого до вельми хорошою. Найкраща теплозабезпечення у грунтів сухих і вологих субтропіків.
Для оцінки температурного стану грунтів і можливості вирощування культур, різних за вимогливості до тепла, важливе значення мають також показники суворості зимових ґрунтових умов. Такими показниками є сума негативних температур на глибині 20 см і середній з абсолютних мінімумів температур на поверхні грунту. За цими показниками виділяють ґрунту: теплі, помірно теплі, помірні, помірно холодні, холодні, мерзлотние і тривало сезоннопромерзающіе. Облік показників теплообеспеченности і суворості зимових ґрунтових умов необхідний при районуванні сортів сільськогосподарських культур, розробці агротехнічних і меліоративних заходів.