Thermische Eigenschaften des Bodens: Zustand abhängig von Temperatur und Regimetyp

Eigenschaften des Bodens verleihen ihm bestimmte Eigenschaften, die den Prozess des Wachstums von Kulturpflanzen beeinflussen. Betrachten Sie die verschiedenen thermischen Eigenschaften des Bodens: Wärmeaufnahmefähigkeit, Wärmekapazität, Wärmeleitfähigkeit. Was könnten die Wärmequellen für sie sein, sowie das thermische Regime und seine Typen: Gefrieren und Nicht-Gefrieren.

Mögliche Wärmequellen im Erdreich

Die Hauptwärmequelle im Boden ist die Sonnenstrahlung, die aus direkter und diffuser Strahlung besteht. Die Intensität der Strahlung hängt von der Breite und Höhe des Gebiets, dem Kohlendioxidgeh alt der Atmosphäre und ihrer Transparenz ab.

Die absorbierte Energie wird dann entweder an die Atmosphäre oder an die unteren Schichten abgegeben. Wohin die Wärme fließt, hängt von der Temperatur des Bodens und der Luft ab. Ist der Boden wärmer und die Luft kälter, entweicht die Wärme in die Atmosphäre. Bei einer großen Wärmeaufnahme erwärmt sich der Boden und Wärmeenergie beginnt nach unten zu fließen. Der Wärmeeintrag ist umso größer, je größer der Temperaturunterschied zwischen oberer und unterer Schicht ist.

Die Menge an Sonnenenergie, die in den Boden gelangt, hängt von der Klimazone, dem Wetter, der Topographie, der Farbe, seinen thermischen und physikalischen Eigenschaften und der Vegetationsdichte ab.

Es gibt immer noch Wärmequellen - die Energie, die bei der Zersetzung von Pflanzenresten freigesetzt wird, die sich an der Oberfläche oder in der oberen Schicht befinden, und die Energie, die aus der Luft übertragen wird.

Aus dem Inneren der Erde und durch den radioaktiven Zerfall der Elemente dringt nur sehr wenig Wärme in den Boden ein, aber sie ist praktisch irrelevant.

Erkennung

Wie viel Wärme im Boden ist, hängt von vielen Faktoren ab. Wasser ist ein wärmeverbrauchender Bestandteil des Bodens, daher erwärmt sich nasser Boden länger als trockener Boden. Aber auch das Abkühlen dauert länger. Lehmfeuchte Böden erwärmen sich im Frühjahr am längsten, Sandböden schneller, aber im Herbst passiert das Gegenteil: Lehmböden werden durch langsame Abkühlung wärmer.

Die Wärmeleitfähigkeit hängt vom Luftgeh alt in den Poren ab. Je lockerer der Boden, desto schneller erwärmt er sich und umgekehrt erwärmt sich dichter Boden langsamer. Die Humusmenge beeinflusst auch die thermischen Eigenschaften, fruchtbare Böden speichern die Wärme länger, die Armen verlieren sie schneller. Vegetation im Sommer, Schnee im Winter speichert Wärme und hilft, sie im Boden zu h alten.

Für die meisten Kulturpflanzen liegt die günstige Wachstumstemperatur bei 20-25 °C. Bei mehr als 30 °C wird die Entwicklung gehemmt. Eine Erhöhung der akzeptablen Temperaturen führt zu einer starken Erhöhung der Atmungsintensität und der Verschwendung von organischem Material, was zu einer Verringerung der Menge an grüner Masse führt.Bodentemperaturen über 50-52 °С führen zum Absterben von Pflanzen.

Für das normale Wachstum von Pflanzen wird eine bestimmte Wärmemenge benötigt, in der Landwirtschaft wird ein Wert verwendet, der als Summe der aktiven Temperaturen bezeichnet wird. Dies sind alle Tage der Vegetationsperiode, an denen die Temperatur tagsüber über 10 °C lag.

Bodenwärme ist nicht nur für Pflanzen notwendig, sondern auch für Mikroorganismen. Sie werden durch Kälte und übermäßige Hitze beeinträchtigt; beide führen zur Unterbrechung der lebenswichtigen Aktivität von Bakterien und Biota. Die optimale Temperatur liegt bei 15-20 °C, geringfügige Abweichungen sind akzeptabel.

Thermische Eigenschaften

Diese Kategorie von Eigenschaften umfasst: Wärmeaufnahmefähigkeit des Bodens, Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit.

Wärmeaufnahmefähigkeit

Dies ist die Fähigkeit des Bodens, Sonnenenergie aufzunehmen.Die Strahlung wird nicht vollständig absorbiert, ein Teil wird zurückreflektiert. Das Wärmeaufnahmevermögen wird durch den Albedowert (A) bestimmt. Sie wird als Menge der Sonnenstrahlung ausgedrückt, die von der Bodenoberfläche reflektiert wurde, und wird als Prozentsatz der Menge der Sonnenstrahlung dargestellt, die auf den Boden trifft.

Je niedriger die Albedo, desto mehr Wärme kann der Boden aufnehmen. Das Wärmeaufnahmevermögen hängt von der Farbe des Bodens, dessen Feuchtigkeitsgeh alt, Struktur, Oberflächentopographie und Vegetationsdichte ab. Dunkle Böden erwärmen sich schneller als helle Böden.

Wärmekapazität

Dieses Merkmal ist definiert als Gewicht und Volumen. Gewicht Wärmekapazität - die in Kalorien gemessene Wärmemenge, die zum Erhitzen von 1 g trockenem Boden um 1 ° C aufgewendet werden muss. Volumetrische Wärmekapazität - die Wärme, die 1 Kubikmeter erwärmen kann. siehe 1°C.

Der Wert der Wärmekapazität variiert je nach Feuchtigkeits- und Luftgeh alt im Boden. Im nassen Zustand ist seine Wärmekapazität höher als im trockenen Zustand. Lehmerde hat eine größere Wärmekapazität als Sanderde, da sie weniger Luft enthält.

Wärmeleitfähigkeit

Dies ist die Fähigkeit des Bodens, Wärme von den oberen Schichten, in denen die Temperatur höher ist, zu den unteren, kälteren zu leiten. Die Wärmeübertragung erfolgt durch die festen und flüssigen Bodenphasen, gemessen in Form von Wärme, ausgedrückt in Kalorien. Die Wärmeleitfähigkeit des Bodens wird in Bezug auf die Wärmemenge gemessen, die durch einen Würfel geht. siehe Erde für 1 s.

Luft hat die niedrigste Wärmeleitfähigkeit aller Bodenmedien, die höchste - im mineralischen Teil. So haben strukturlose und dichte Böden eine hohe Wärmeleitfähigkeit, während lockere Böden eine niedrigere haben. Der Wert hängt auch von anderen Faktoren ab: der Menge an organischen und mineralischen Stoffen (in armen Böden ist der Indikator niedriger als in fruchtbaren). Sie hängt auch vom Feuchtigkeitsgrad ab (sind die Poren mit Wasser gefüllt, steigt die Wärmeleitfähigkeit, sind sie mit Luft gefüllt, sinkt sie).

Thermisches Regime des Bodens und seiner Arten

In verschiedenen Klimazonen entwickeln sich unterschiedliche thermische Regime. Nach zwei Indikatoren - der durchschnittlichen Jahrestemperatur und der Art des Gefrierens - werden alle Böden in 4 Typen eingeteilt.

kryogen

Dieses thermische Regime in Böden in der Permafrostzone. Der Boden taut während der warmen Jahreszeit auf, gefriert im Winter vollständig. Temperaturen in 20 cm Tiefe und mittlere jährliche Minustemperaturen.

Langzeit-Einfrieren

Im Sommer taut der Boden auf, im Winter gefriert er tief, bis zu einer Tiefe von mindestens 1 m. Die Dauer des Gefrierens beträgt mindestens 5 Monate im Jahr. Die durchschnittliche Jahrestemperatur des Bodens liegt über Null, aber im Januar in 20 cm Tiefe unter Null.

Saisonales Einfrieren

Im Winter friert es flach, in der Warmzeit taut es auf. Die Dauer des Einfrierens ist sehr unterschiedlich - von mehreren Tagen bis zu 5 Monaten. Kälte kann bis zu einer Tiefe von nicht mehr als 2 m eindringen, die durchschnittliche Jahrestemperatur des Bodens ist plus, aber im Januar in einer Tiefe von 20 cm ist sie minus.

frostsicher

Die Böden frieren auch im Winter nicht. Die Temperatur ist immer positiv, sowohl in 20 cm Tiefe als auch im Jahresmittel.

Das thermische Regime des Bodens bestimmt die Intensität und Richtung von Bodenbildungsprozessen. Die Dauer der Vegetationsperiode, die Artenzusammensetzung und Produktivität der Vegetation, die Anzahl der Mikroorganismen und die Intensität ihrer Arbeit, die die Humusbildungsrate, das Volumen organischer Substanz und die Intensität chemischer Reaktionen beeinflusst, hängen von der ab Merkmale des Regimes.

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