De eigenschappen van de bodem geven het bepaalde eigenschappen die het proces van het kweken van gecultiveerde planten beïnvloeden. Laten we eens kijken naar de soorten thermische eigenschappen van de bodem: warmteabsorptiecapaciteit, warmtecapaciteit, thermische geleidbaarheid. Wat zouden de warmtebronnen ervoor kunnen zijn, evenals het thermische regime en de typen ervan: bevriezen en niet-bevriezen.
Mogelijke warmtebronnen in de bodem
De belangrijkste warmtebron die de bodem binnendringt is zonnestraling, die bestaat uit direct en diffuus.De intensiteit van de straling hangt af van de breedtegraad en hoogte van het gebied, het koolstofdioxidegehalte in de atmosfeer en de transparantie ervan.
De geabsorbeerde energie wordt vervolgens overgedragen naar de atmosfeer of naar de lagere lagen. Waar de warmte naartoe wordt gestuurd, is afhankelijk van de bodem- en luchttemperatuur. Als de grond warmer is en de lucht kouder, zal de warmte naar de atmosfeer ontsnappen. Bij een grote opname van warmte warmt de grond op en begint thermische energie naar beneden te stromen. Hoe groter het temperatuurverschil tussen de bovenste en onderste lagen, hoe groter de snelheid waarmee de warmte binnenkomt.
De hoeveelheid zonne-energie die de bodem binnendringt, hangt af van de klimaatzone, het weer, de reliëfkenmerken, de kleur, de thermische en fysische eigenschappen ervan en de vegetatiedichtheid.
Er zijn ook bronnen van warmte - energie die vrijkomt bij de ontbinding van plantenresten die zich op het oppervlak of in de bovenste laag bevinden, en energie die uit de lucht wordt overgedragen.
Een zeer kleine hoeveelheid warmte komt de bodem binnen vanuit de aarde en door het radioactieve verval van elementen, maar deze is praktisch onbeduidend.
Hoe te bepalen
Hoeveel warmte er in de bodem zit, hangt van veel factoren af. Water is een warmte-intensief onderdeel van de bodem, dus natte grond heeft meer tijd nodig om op te warmen dan droge grond. Maar het duurt ook langer om af te koelen. Kleigronden doen er het langst over om op te warmen in de lente, zandgronden doen er het langst over om op te warmen, maar in de herfst gebeurt het tegenovergestelde: kleigronden zijn warmer door langzame afkoeling.
De thermische geleidbaarheid is afhankelijk van het luchtgehalte in de poriën. Hoe losser de grond, hoe sneller deze opwarmt, en omgekeerd warmt dichte grond langzamer op. De hoeveelheid humus heeft ook invloed op de thermische eigenschappen; vruchtbare gronden houden de warmte langer vast, arme gronden verliezen deze sneller. Vegetatie in de zomer en sneeuw in de winter houden de warmte vast en helpen deze in de grond vast te houden.
Voor de meeste cultuurplanten is de gunstige groeitemperatuur 20-25 °C. Als het meer dan 30 °C is, wordt de ontwikkeling geremd. Een stijging van aanvaardbare temperaturen leidt tot een sterke toename van de ademhalingssnelheid en verspilling van organisch materiaal, wat leidt tot een vermindering van het volume groene massa. Bodemtemperaturen boven 50-52 °C leiden tot plantensterfte.
Voor normale plantengroei is een bepaalde hoeveelheid warmte nodig; in de landbouw wordt een waarde gebruikt die de som van actieve temperaturen wordt genoemd. Dit zijn alle dagen van het groeiseizoen waarop de temperatuur overdag boven de 10 °C lag.
Bodemwarmte is niet alleen nodig voor planten, maar ook voor micro-organismen. Ze worden negatief beïnvloed door kou en overmatige hitte; beide leiden tot de opschorting van de vitale activiteit van bacteriën en biota. De optimale temperatuur is 15-20 °C, kleine afwijkingen zijn acceptabel.
Thermische eigenschappen
Deze categorie kenmerken omvat: het warmteabsorptievermogen van de bodem, het warmtevermogen en het warmtegeleidingsvermogen.
Warmte-absorptievermogen
Dit is het vermogen van de bodem om zonne-energie te absorberen. De straling wordt niet volledig geabsorbeerd; een deel ervan wordt teruggekaatst. Het warmteabsorptievermogen wordt bepaald door de albedowaarde (A). Het wordt uitgedrukt als de hoeveelheid zonnestraling die door het bodemoppervlak wordt gereflecteerd, en wordt weergegeven als een percentage van de hoeveelheid zonnestraling die de bodem bereikt.
Hoe lager het albedo, hoe meer warmte de bodem kan opnemen. Het warmteabsorptievermogen hangt af van de kleur van de bodem, het vochtgehalte, de structuur, de topografie van het oppervlak en de vegetatiedichtheid. Donkere bodems warmen sneller op dan lichtgekleurde bodems.
Warmte capaciteit
Dit kenmerk wordt gedefinieerd als gewicht en volume. De warmtecapaciteit per gewicht is de hoeveelheid warmte, gemeten in calorieën, die moet worden verbruikt om 1 g droge grond met 1 °C te verwarmen. De volumetrische warmtecapaciteit is de warmte die kan worden gebruikt om 1 kubieke meter te verwarmen. zie bij 1 °C.
De waarde van de warmtecapaciteit varieert afhankelijk van het vocht- en luchtgehalte in de bodem. Wanneer het nat is, zal de warmtecapaciteit hoger zijn dan wanneer het droog is. Kleigrond zal een hogere warmtecapaciteit hebben dan zandgrond omdat deze minder lucht bevat.
Warmtegeleiding
Dit is het vermogen van de bodem om warmte van de bovenste lagen, waar de temperatuur hoger is, naar de lagere, koudere lagen te geleiden. Warmteoverdracht vindt plaats via de vaste en vloeibare fasen van de bodem en wordt gemeten in de hoeveelheid warmte uitgedrukt in calorieën. De thermische geleidbaarheid van de bodem wordt gemeten in de hoeveelheid warmte die door een kubus gaat. cm grond in 1 s.
Bodemthermisch regime en zijn typen
Verschillende klimaatzones hebben verschillende thermische regimes. Op basis van twee indicatoren - de gemiddelde jaartemperatuur en de aard van de bevriezing - zijn alle bodems onderverdeeld in 4 typen.
Permafrost
Dit thermische regime komt voor in bodems in de permafrostzone. De grond ontdooit tijdens de warme jaarperiode en bevriest volledig in de winter.De temperaturen op een diepte van 20 cm en de gemiddelde jaartemperaturen liggen onder nul.
Lang seizoensgebonden bevriezing
In de zomer ontdooit de grond, in de winter bevriest deze diep, tot een diepte van minimaal 1 m. De bevriezingsduur is minimaal 5 maanden per jaar. De gemiddelde jaarlijkse bodemtemperatuur ligt boven nul, maar in januari op een diepte van 20 cm is het onder nul.
Seizoensgebonden ijskoud
Het vriest oppervlakkig in de winter en ontdooit tijdens warme periodes. De duur van het invriezen varieert enorm: van enkele dagen tot 5 maanden. Koude kan doordringen tot een diepte van maximaal 2 m. De gemiddelde jaarlijkse bodemtemperatuur ligt boven nul, maar in januari is deze op een diepte van 20 cm onder nul.
Antivries
Zelfs in de winter bevriest de bodem niet. De temperatuur is altijd positief, zowel op 20 cm diepte als de gemiddelde jaartemperatuur.
Het thermische regime van de bodem bepaalt de intensiteit en richting van bodemvormingsprocessen. De duur van het groeiseizoen, de soortensamenstelling en de productiviteit van de vegetatie, het aantal micro-organismen en de intensiteit van hun werk, dat de snelheid van de humusvorming, het volume aan organisch materiaal en de intensiteit van chemische reacties beïnvloedt, zijn afhankelijk van de kenmerken van het regime.
