Теплові властивості. Всі фізіологічні процеси, якими супроводжується нормальний розвиток рослин і ґрунтових мікроорганізмів, можуть відбуватися лише за певних теплових грунтових умовах. Основним джерелом тепла в грунті є сонячна промениста енергія і лише в незначній мірі - теплота, що виділяється при розкладанні органічних речовин в самому грунті.
Середня кількість сонячної променевої енергії, що надходить прямовисно на кожен квадратний сантиметр земної поверхні в одну хвилину, становить 1,946 кал. Однак фактичне надходження енергії сонячної радіації безпосередньо на поверхню землі в 2-4 рази менше внаслідок розсіювання її атмосферою, хмарністю і відображенням від земної поверхні.
Величина відбитої від поверхні землі променевої енергії у відсотках від кількості падаючої променевої енергії називається альбедо поверхні, або відбивною здатністю.
Величина альбедо для різних поверхонь значно варіює:
Таким чином, одна і та ж місцевість, але з різним характером поверхні буде поглинати в різних точках неоднакове кількість променевої енергії.
Грунти різного походження та складу відрізняються не: однаковими тепловими властивостями: одні з них добре поглинають і утримують тепло, інші, навпаки, мають поганий здатністю до поглинання і утримування тепла. У практиці зустрічаються грунту і теплі і холодні, значно відрізняються за агровиробничої цінності. Тепловими властивостями, визначальними тепловий режим ґрунтів, є наступні: теплопоглинання, тепловипромінювання, теплоємність і теплопровідність грунтів.
Теплопоглинання, або здатність грунту поглинати теплові промені сонця, залежить головним чином від кольору грунту. Грунти темного кольору мають цю здатність більшою мірою, ніж грунту світлою і білого забарвлення. А оскільки темний колір обумовлюється наявністю в ґрунті перегною, то збагачення грунту органічними добривами є разом з тим і агрозаходу, що утеплює грунт.
Відоме вплив на поглинання грунтом тепла багатодітній родині і деякі зовнішні умови, наприклад положення даної місцевості і наявність рослинного покриву.
Так, грунту ділянок, що мають нахил на південь, поглинають сонячного тепла більше, ніж грунту північних схилів.
Наявність рослинного покриву, навпаки, трохи зменшує теплопоглинання. Цим пояснюється той факт, що грунту лісових масивів в спекотний літній день зазвичай менш нагріті, ніж грунту відкритій місцевості.
Тепловипромінювання, т. Е. Віддача грунтом тепла в атмосферу, залежить головним чином від ступеня вологості грунту: чим більше води містить грунт, тим сильніше вона втрачає тепло, і, навпаки, грунту сухі при інших рівних умовах випромінюють тепло в меншій мірі. Це пояснюється тим, що з усіх речовин, що входять до складу грунту, вода володіє найбільш значною теплоізлучательной здатністю.
Тому грунту, що володіють несприятливими водними властивостями, наприклад безструктурні глинисті, здатні утримувати надлишок вологи, завжди будуть більш холодними в порівнянні з іншими.
Великий вплив робить на тепловипромінювання наявність перегною в грунті.
При цьому грунту, багаті гумусом, а отже, структурні, є теплішими, ніж грунту, бідні ім.
Істотним фактором, що послаблює втрату грунтом тепла, є живий і мертвий рослинний покрив, а в зимовий період - і сніговий покрив.
Велике значення в цьому відношенні має покрив з пухкого снігу, що містить багато повітря. Наявність снігу на полях сильно зменшує тепловипромінювання грунту в зимовий час. У зв'язку з цим температура на поверхні грунту під сніговим покривом завжди буде вище, ніж на голій поверхні. Наявність снігового покриву на полях є важливим фактором, що оберігає озимі хліба від вимерзання. Тому в степових районах, де сніг на полях схильний здування вітрами, заходи по затриманню його на посівах набувають великого значення.
Теплоємність грунтів - це кількість тепла в калоріях, необхідне для нагрівання ваговій (1 г) або об'ємної (1 см 3) одиниці грунту на 1 °. Окремі складові частини грунту мають різну теплоємність.
Найвищою теплоємністю володіє вода, менш теплоємний є торф, далі йде глина, і, нарешті, найменшою теплоємністю з усіх складових частин ґрунту відрізняється кварц (табл. 16).
Теплоємність грунту в значній мірі залежить від вологості: чим вологіше грунт, тим більше потрібно тепла для її нагрівання. Тому грунту піщані тепліше глинистих, так як на їх нагрівання потрібно менше тепла, а в силу поганої випаровує здатності вони менше охолоджуються. Навесні піщані ґрунти стають придатними для обробки тижні на 2-3 раніше, ніж грунту суглинні.
Теплопровідність грунтів, т. Е. Здатність ґрунтів проводити тепло від нагрітих шарів до більш холодним, залежить від теплопровідності їх складових частин.
Теплопровідність вимірюється кількістю тепла в калоріях, яке проходить через 1 см 2 шари грунту товщиною в 1 см в одну секунду.
Різні складові частини грунту мають різну теплопровідність. Найменшою теплопровідністю володіє повітря, дещо кращою - вода. Найбільш добре проводить тепло мінеральна частина грунту. Торф характеризується досить погану провідність тепла. У зв'язку з цим грунти, що містять мало органічної речовини, будуть краще проводити тепло, ніж грунту, багаті перегноєм; грунту, сильно зволожені, мають кращу теплопровідність, ніж грунту менш вологі і містять повітря.
Чим більше перегною і повітря міститься в тій чи іншій грунті, тим гіршим, отже, провідником тепла вона є, тим длительней утримується в такому грунті акумульована сонячна теплота. Навпаки, грунту, збіднені перегноєм, безструктурні, щільні, що містять у собі мало повітря і сильно зволожені, маючи гарну теплопровідність, відрізняються здатністю швидко втрачати тепло.
Тепловий режим грунту. Тепловий режим ґрунтів залежить не тільки від зовнішніх, метеорологічних умов, а й від внутрішніх властивостей ґрунтів. В одних і тих же кліматичних умовах грунту темного забарвлення, багаті перегноєм, що містять в собі достатню кількість повітря, що володіють оптимальними водними властивостями, будуть в той же час відрізнятися і сприятливими тепловими умовами; грунту світлого забарвлення, бідні органічною речовиною, здатні до запливання, утримують в собі надлишок вологи і позбавлені повітря, є ґрунтами холодними, мало сприятливими для розвитку культурних рослин.
Тому агрозаходу, спрямовані на збагачення грунтів органічними добривами, поліпшення водного і повітряного режимів, є в той же час заходами, які сприяють створенню в грунті сприятливих теплових умов.
У справі створення сприятливого теплового режиму грунтів практика землеробства в своєму розпорядженні і іншими засобами. Так, для зменшення головним чином витрати грунтом тепла і вологи застосовується мульчування.
Внесення в грунт підвищених доз органічних добрив (гною, торфо-гною і ін.) З метою поліпшення теплового режиму є особливо істотним заходом для північних районів нашої країни.
В областях, де під впливом сильних вітрів сніг схильний здування з полів, велике практичне значення має снігозатримання. Накопичення в зимовий період снігу на полях не тільки охороняє озимі хліба від вимерзання, але є в той же час і найважливішим засобом збагачення грунтів водою, яка так необхідна для створення високих врожаїв.
Цьому прийому агротехніки в степових районах нашого півдня і південного сходу в даний час приділяється велика увага.