สมบัติทางความร้อนและระบอบการปกครองของดิน สภาวะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ

ลักษณะของดินทำให้มีคุณสมบัติบางอย่างที่ส่งผลต่อกระบวนการปลูกพืชที่ปลูก พิจารณาประเภทของคุณสมบัติทางความร้อนของดิน: ความสามารถในการดูดซับความร้อน, ความจุความร้อน, การนำความร้อน สิ่งที่อาจเป็นแหล่งที่มาของความร้อนรวมถึงระบอบการระบายความร้อนและประเภทของมัน: การแช่แข็งและไม่แช่แข็ง

แหล่งความร้อนที่เป็นไปได้ในดิน

แหล่งความร้อนหลักที่เข้าสู่ดินคือรังสีดวงอาทิตย์ซึ่งประกอบด้วยรังสีโดยตรงและการแพร่กระจายความเข้มของรังสีขึ้นอยู่กับละติจูดและความสูงของพื้นที่ ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ และความโปร่งใส

พลังงานที่ดูดซับจะถูกถ่ายโอนไปยังชั้นบรรยากาศหรือชั้นล่างสุด ทิศทางความร้อนจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของดินและอากาศ ถ้าดินอุ่นขึ้นและอากาศเย็นลง ความร้อนจะระบายออกสู่ชั้นบรรยากาศ เมื่อดูดซับความร้อนได้มาก ดินก็จะร้อนขึ้นและพลังงานความร้อนก็เริ่มไหลลงมา ยิ่งความแตกต่างของอุณหภูมิในชั้นบนและชั้นล่างมากเท่าไร อัตราการเข้าสู่ความร้อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่เข้าสู่ดินขึ้นอยู่กับเขตภูมิอากาศ สภาพอากาศ ลักษณะการบรรเทา สี คุณสมบัติทางความร้อนและทางกายภาพ และความหนาแน่นของพืชพรรณ

นอกจากนี้ยังมีแหล่งความร้อน - พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการสลายตัวของซากพืชที่อยู่บนพื้นผิวหรือชั้นบนและพลังงานที่ถูกถ่ายโอนจากอากาศ

ความร้อนจำนวนน้อยมากเข้าสู่ดินจากภายในโลกและจากการสลายตัวของธาตุกัมมันตภาพรังสี แต่ไม่มีนัยสำคัญในทางปฏิบัติ

วิธีการตรวจสอบ

ความร้อนในดินขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย น้ำเป็นองค์ประกอบที่ใช้ความร้อนสูงในดิน ดังนั้นดินเปียกจึงใช้เวลาในการอุ่นนานกว่าดินแห้ง แต่ยังใช้เวลาในการระบายความร้อนนานกว่าอีกด้วย ดินเหนียวชื้นใช้เวลาอุ่นเครื่องนานที่สุดในฤดูใบไม้ผลิ ดินทรายใช้เวลาอุ่นเครื่องนานที่สุด แต่ในฤดูใบไม้ร่วงสิ่งที่ตรงกันข้ามจะเกิดขึ้น: ดินเหนียวจะอุ่นขึ้นเนื่องจากการเย็นตัวช้า

การนำความร้อนขึ้นอยู่กับปริมาณอากาศในรูขุมขน ยิ่งดินร่วนมากเท่าไหร่ ดินก็จะอุ่นเร็วขึ้นเท่านั้น และในทางกลับกัน ดินที่หนาแน่นจะร้อนขึ้นช้าๆ ปริมาณฮิวมัสยังส่งผลต่อคุณสมบัติทางความร้อนด้วย ดินที่อุดมสมบูรณ์จะกักเก็บความร้อนได้นานกว่า ดินที่ไม่ดีจะสูญเสียความร้อนเร็วขึ้น พืชพรรณในฤดูร้อนและหิมะในฤดูหนาวจะกักเก็บความร้อนและช่วยกักเก็บไว้ในพื้นดิน

สำหรับพืชที่ปลูกส่วนใหญ่ อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเจริญเติบโตคือ 20-25 °C หากอุณหภูมิมากกว่า 30 °C การพัฒนาจะถูกยับยั้ง การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่ยอมรับได้ส่งผลให้อัตราการหายใจและการสูญเสียอินทรียวัตถุเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งส่งผลให้ปริมาตรของมวลสีเขียวลดลง อุณหภูมิดินที่สูงกว่า 50-52 °C จะทำให้พืชตายได้

สำหรับการเจริญเติบโตของพืชตามปกติ จำเป็นต้องใช้ความร้อนจำนวนหนึ่ง ในทางการเกษตร จะใช้ค่าที่เรียกว่าผลรวมของอุณหภูมิที่ใช้งานอยู่ เหล่านี้เป็นวันทั้งหมดของฤดูปลูกซึ่งมีอุณหภูมิในตอนกลางวันสูงกว่า 10 °C

ความร้อนในดินเป็นสิ่งจำเป็นไม่เพียงแต่สำหรับพืชเท่านั้น แต่ยังต้องการโดยจุลินทรีย์ด้วย พวกเขาได้รับผลกระทบทางลบจากความเย็นและความร้อนที่มากเกินไป ทั้งสองอย่างนำไปสู่การระงับกิจกรรมสำคัญของแบคทีเรียและสิ่งมีชีวิต อุณหภูมิที่เหมาะสมคือ 15-20 °C สามารถยอมรับการเบี่ยงเบนเล็กน้อยได้

คุณสมบัติทางความร้อน

ลักษณะประเภทนี้ประกอบด้วย: ความสามารถในการดูดซับความร้อนของดิน ความจุความร้อน และค่าการนำความร้อน

ความสามารถในการดูดซับความร้อน

นี่คือความสามารถของดินในการดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ รังสีไม่ถูกดูดซับจนหมดแต่บางส่วนก็สะท้อนกลับ ความสามารถในการดูดซับความร้อนถูกกำหนดโดยค่าอัลเบโด้ (A) โดยแสดงเป็นปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่สะท้อนจากพื้นผิวดิน และแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของปริมาตรรังสีดวงอาทิตย์ที่ส่องถึงดิน

ยิ่งอัลเบโด้ต่ำ ดินก็จะดูดซับความร้อนได้มากขึ้นเท่านั้น ความสามารถในการดูดซับความร้อนขึ้นอยู่กับสีของดิน ปริมาณความชื้น โครงสร้าง สภาพพื้นผิว และความหนาแน่นของพืชพรรณ ดินสีเข้มจะอุ่นเร็วกว่าดินที่มีสีอ่อน

ความจุความร้อน

ลักษณะนี้ถูกกำหนดให้เป็นน้ำหนักและปริมาตร ความจุความร้อนโดยน้ำหนักคือปริมาณความร้อนที่วัดเป็นแคลอรี่ ซึ่งต้องใช้ในการทำให้ดินแห้ง 1 กรัมมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 °C ความจุความร้อนเชิงปริมาตร คือ ความร้อนที่สามารถให้ความร้อนได้ 1 ลูกบาศก์เมตร ดูที่อุณหภูมิ 1 °C

ค่าความจุความร้อนจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับความชื้นและปริมาณอากาศในดิน เมื่อเปียกความจุความร้อนจะสูงกว่าเมื่อแห้ง ดินเหนียวจะมีความจุความร้อนสูงกว่าดินทรายเนื่องจากมีอากาศน้อยกว่า

การนำความร้อน

นี่คือความสามารถของดินในการนำความร้อนจากชั้นบนซึ่งมีอุณหภูมิสูงขึ้นไปยังชั้นล่างและเย็นกว่า การถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นผ่านเฟสของแข็งและของเหลวของดิน และวัดจากปริมาณความร้อนที่แสดงเป็นแคลอรี่ ค่าการนำความร้อนของดินวัดจากปริมาณความร้อนที่ผ่านลูกบาศก์ ดิน cm ใน 1 วินาที

ระบอบการปกครองความร้อนของดินและประเภทของมัน

โซนภูมิอากาศที่แตกต่างกันมีระบบการระบายความร้อนที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้สองตัว - อุณหภูมิเฉลี่ยต่อปีและลักษณะของการแช่แข็ง - ดินทั้งหมดแบ่งออกเป็น 4 ประเภท

เพอร์มาฟรอสต์

ระบอบการปกครองความร้อนนี้เกิดขึ้นในดินที่อยู่ในเขตเพอร์มาฟรอสต์ ดินละลายในช่วงปีที่อบอุ่นและแข็งตัวในฤดูหนาวอุณหภูมิที่ความลึก 20 ซม. และอุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปีต่ำกว่าศูนย์

การแช่แข็งในระยะยาว

ในฤดูร้อน ดินจะละลาย และแข็งตัวในฤดูหนาวลึกอย่างน้อย 1 เมตร ระยะเวลาของการแช่แข็งอย่างน้อย 5 เดือนต่อปี อุณหภูมิพื้นดินเฉลี่ยต่อปีอยู่เหนือศูนย์ แต่ในเดือนมกราคมที่ความลึก 20 ซม. จะต่ำกว่าศูนย์

การแช่แข็งตามฤดูกาล

โดยจะแข็งตัวตื้นๆ ในฤดูหนาว และละลายในช่วงที่อากาศอบอุ่น ระยะเวลาของการแช่แข็งแตกต่างกันมาก - จากหลายวันถึง 5 เดือน ความเย็นสามารถเจาะลึกได้ไม่เกิน 2 เมตร อุณหภูมิพื้นดินเฉลี่ยต่อปีอยู่เหนือศูนย์ แต่ในเดือนมกราคมที่ความลึก 20 ซม. อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์

ต่อต้านการแช่แข็ง

ดินไม่แข็งตัวแม้ในฤดูหนาว อุณหภูมิจะเป็นบวกเสมอทั้งที่ระดับความลึก 20 ซม. และอุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปี

ระบอบการปกครองความร้อนของดินเป็นตัวกำหนดความเข้มและทิศทางของกระบวนการสร้างดิน ระยะเวลาของฤดูปลูก องค์ประกอบของพันธุ์พืชและผลผลิตของพืช จำนวนจุลินทรีย์ และความเข้มข้นของการทำงานของจุลินทรีย์ ซึ่งส่งผลต่ออัตราการเกิดฮิวมัส ปริมาตรของอินทรียวัตถุ และความรุนแรงของปฏิกิริยาเคมี ขึ้นอยู่กับ ลักษณะของระบอบการปกครอง