ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Теплові властивості абіотичної частини і тепловий режим грунтової екосистеми

Температура ґрунтового профілю – основний показник його теплового режиму. З температурою пов’язана рочинність мінеральних і органічних сполук в воді, а також кисню і вуглекислого газу, швидкість надходження в рослини поживних речовин і вологи.. Т.г. має надзвичайно велике значення для життєдіяльності біотичної частини грунтвої екосистеми. Оптимальні умови для розвитку більшості ґрунтових мікроорганізмів створюються при 25-30о С.

Таблиця Температурний інтервал проростання деяких сім’ям в ґрунті

Рослина Мінімум Оптимум Макисмум
Пшениця, ячмінь, овес, жито 0-5 25-31 31-37
Гречка 0-5 25-31 37-44
Соняшник 5-10 31-37 37-44
Кукурудза 5-10 37-44 44-50
Хлопок, рис 12-24 37-44 44-50
Диня, огірки 15-18 31-37 44-50

Променева енергія Сонця, або сонячна радіація головне джерело тепла на земній поверхні. Теплота, що виділяється при хімічних і біологічних реакціях, що проходять в верхніх шарах грунту (розклад органічних решток), а токож приток тепла із глибинних шарів складають незначну величини в порівнянні з променевою енергію Сонця.

Променева енергія, поглинаючись поверхнею грунту і перетворюючись в теплову енергію, може акумулюватись, передвигатися від шару до шару або випромінюватися з поверні, завдяки прояві теплових властивостей грунту.

Сонячна постійна (СП)– кількість променевої енергії, що надходить за 1 хв. На 1 см2 площі перпендикулярної до сонячних променів, що знаходиться у верхній границі атмосфери при середній відстані від Землі до Сонця. СП залежить ві випромінювальної здатності Cонця і відстані від Землі. В якості середнього значення СП прийнято 1,98 кал /см ква за хвилину ( 1373 Вт/кв м).

Основними тепловими властивостями є теплопоглинальна здатність, теплоємкість і теплопровідність.

Теплопоглинальна здатність (променепоглинання) -поглинання грунтом променевої енергії Сонця. ЇЇ характеризують таким показником як альбедо (А).Альбедо – кількість короткохвильової сонячної радіації, що відбивається з поверхні грунту і виражається в відсотках від загальної величини сонячної радіації, що досягає поверхні грунту.

Для ідеально від отражаючій поверхні альбедо складає 100%, а для абсолютно чорного тіла променева енергія сонця поглинається цілком, а тому альбедо прагне до 0.

А. є досить важливою характеристикою, яка залежить выд кольору грунту, структурного стану, вологості ы вирівняносты поверхні.

А. грунтів покритих рослинністю, залежить також від особливостей рослин, кольору листя і стебел.

Таблиця Альбедо різних грунтів і рослинних покривів

Об’єкт дослідження А,% Об’єкт дослідження А,%
Чорнозем сухий Пшениця яра 10-25
-„- вологий -„- озима 16-23
Сірозем сухий 25-30 Трави зелені
-„- вологий 10-12 -” - сухі
Глина суха Хлопок 20-22
-„- волога Рис
Пісок білий і жовтий 34-40 Картопля

Найбільш суттєво на промінепоглинаючу здатність впливає кількість і якість гумусу, що визначає колір грунту, а також гранулометричний склад. Високо гумусні грунти поглинають на 10-15 енергії більше, наж мало гумусні, також як і глиністі в порівнянні з піщаними.

На величину альбедо самітно впливає ступінь вологості грунту. Альбедо зрошуваних ділянок на 5-11% нижче, ніж сухих.. Коливання значень альбедо може бути значним, в зв”язку з випадінням опадів, станом снігового покриву, наприклад альбедо чистого снігу 88-98%, мокрого – 70-82%.

Теплоємкість. – здатність грунту поглинати тепло. Розрізняють питому (ПТ) і об”мну теплоємкість (ОТ). ПТ.- кількість тепла в Дж, яке потрібно затратити на нагрівання 1 г сухого грунту на 1о. (Дж на 10 С).

г

ОТ – кількість тепла в Дж, яке потрібно затратити для нагрівання 1 см3 сухого грунту на 1о С(Дж на 10 С).

см3 г

Теплоємність грунту залежить від мінералогічного складу, гранулометричного складу, а також від вмісту в еньому органічної речовини.

Питома теплоємкість для більшості мінеральних грунтів в абсолютно сухому стані коливається в досить вузьких межах – 0,7123 -0,838. По мірі підвищення вологості теплоємкість піщаних грунтів підвищується до 2,933, глинистих 3,352, а торф’янистих – до 3,771. Глинисті грунти більш вологоємні, а тому весною повільно прогріваються. Тому вони називаються „холодними” ґрунтами., а легкі „теплими”.

Теплоємність тісно пов’язана з гідрофільністю колоїдів. Якщо в грунтах більше гідрофільних колоїдів такі грунти більш теплоємкі. Чим грути більш гумусова ні, тим вни більш теплоємні.. Теплоємкість рихлих грунтів, що відрізняються високою пористостю аерації значно більша ніж у

твердих грунтів.

Таблиця. Теплоємкість складових частин грунту

Речовина Теплоємкість Речовина Теплоємкість
  питома об’ємна   питома об’ємна
Пісок кварцовий 0,82124 2,16623 Орг. реч.,торф   1,99863   2,51819
Глина 0,97627 2,40925 вода 4,19 4,19

 

Таблиця. Теплопровідність складових частин грунту

(Дж на 1см2 в секунду)

Речовина Теплопровідність Речовина Теплопровідність
Повітря 0,000246 Кварц 0,00984
Вода 0,005576 Граніт 0,03362
Торф 0,001107 Базальт 0,02132

 

Теплопровідність (Т)

Т- здатність грунту проводити тепло Вимірюжться кількістю тепла в джоулях, яке проходить в секунду через 1 см2 грунту шаром 1 см. В грунті тепло передається різними шляхами: через воду і повітря, які находяться в грунті, при контакті частинок між собою, випромінюванням від частинки до частинки, конвекційною подачею тепла через газ чи рідину.

На величину теплопровідності впливає хімічний склад, гранулометричний склад, вологість, вміст повітря, твердість, температура грунту.

В сухому стані, грунти богаті на гумус, володіють високою пористістю аерації, дужу погано проводять тепло.

Гранулометричний склад безпосередньо впливає на величину теплопровідності. Вона тим більше, чим крупніші гранулометричні елементи. Прямий вплив на теплопровідність має ступінь вологості. При однаковій дисперсності і твердості більш вологий грунт характеризується більшою теплопровідністю, ніж сухий грунт. Так при зміні вологості орного шару грунту чорнозему південного від 0 до 30% теплопровідність збільшується у 5 разів.

Теплопровідність г. Залежить від її температури. З підвищенням останньої, збільшується теплопровідність повітря, що знаходиться між твердими його частинами, а отже і теплопровідність грунту.

Для оцінки швидкості вирівнювання температури горизонтів використовують поняття темепературопровідності. Вона визначається зміною температури в 1 см3 грунту внаслідок надходження до нього певної кількості тепла., що проникає за 1 сек через 1 см2 поперечного перетину при різниці температури, рівною 1о на відстань 1 см.

 

Тепловий режим грунту (ТРГ)

ТРГ – сукупність всіх явищ надходження, руху і віддачі тепла грунтом. Основний показник цього режиму – температура грунту. Тому тепловий режим часто називають температурним. Визначається він на різних глибинах грунту і в різні строки.

Променева енергія надходить до поверхні грунту протягом року і доби з неоднаковою інтенсивністю, тому розрізняють річний і добовий хід температури грунту.

В помірних широтах річний хід температури характеризується мінімумом в січні або в лютому и м максимум в червні або липні. Кожний тип грунту має відповідний годовий хідж температурних кривих на різній глибині грунту. Протягом року найбільшим коливанням підлягає температура поверхні грунту. Наприклад річні коливання чорнозему на поверхні сягають 25-300, тоді як на глибині 2 м він не перевищує 100.

Основним показником температурного режиму грунту вважається його середня температура на глибині 20 см.

Суточний хід температури характеризується одним максимумум (біля 13 год) і одним мінімумом (перед сходом сонця). Найбільшу амплітуду коливання має денна поверхня грунту.

На тепловий режим впливають природні фактори (клімат,рослинність, сніговий покрив, а також гранулометричнимй склад, вологість і колір грунту) . Найбільша маса клубнів грунту формується при температурі 15-18о. Температура поверні грунту без рослинності вдень значно вище ніж з рослинністю. Експозиція склонів і їх крутизна визначає різницю в кількості тепла, що отримується від сонячної радіації. Грунти південних, південно-східних і південнно-західних експозицій прогріваютьсЯ краще ніж північних.

Типи теплового (температурного0 режима грунту. Виділяють 4 типи температурного режиму гр.: мерзлотний, довготривало сезонно-промерзаючий, сезоннопромерзаючий і непромерзаючий.

Мерзлотний -середня годова температура грунту мінусова.

Довготривало сезонно-промерзаючий –переважає додатня середньогодова температура ґрунтового профілю, а глибина проникнення мінусових темпера температур не менше 1м. Тривалість промерзання не менше 5 міс.

Сезоннопромерзаючий –промерзання не більше 5 міс. Підстилаючи порода не промерзаючи.

Непромерзаючий – промерзання ґрунтового профіля і мерзотність не проявляється.

Прийоми регулювання теплового р.г (агротехнічні, агремеліоративні, агрометеорологічні (димові завіси, рослинність, посів високостекбельних рослин, зрошення, осушення).

Тепловий баланс грунту

Тб + Тк + Тт + Тп = 0, де

Тб-радіаційний баланс;

Тк– турбулентний потік тепла, повязаного з механізмами теплообміну між поверхнею г рунту і атмосферою;

Тт– тепло, що затрачається на транспірацію вологи і її фізичне випаровування;

Тп – теплообмін між слоями грунту.

 

Повітряні властивості екосисмтеми грунту

До них відноситься повітряноємкість і повітропроникнисть.

Повітряноємкість – частина об’єму грунту, що зайнята повітрям при даній вологості.

Вологоємність і пористість грунту – величини динамічні, а тому повітряноємність теж змінна величина.

Сума величин пор в мінеральних грунтах становить 25-70%, а в торфових і лісових сягає 85-90% від загального об’єму грунту.

Повітряно ємність сухих грунтів може коливатися в межах 25-90%. від обєму грунту.

Повітрянопроникнисть (ПП) – здатність грунту пропускати через себе повітря. ПП –головна умова газообміну між грунтом і атмосферою. В структурних грунтах, де поряд з капілярними порами є більш крупні пори, створюється найбільш сприятливі умови для аерації.

Склад атмосферного і грунтового повітря, %

Показники Атмосферне повітря Ґрунтове повітря
Азот, (N2) 78,08 78,08 - 80,24
Кисень (О2) 20,95 20,90 - 0,0
Аргон ( Аr ) 0,93 -
Вуглекислий газ (СО2) 0,03 0,03- 20,0
Решта газів (неон, водень,метан,окисли азоту 0,04 -

В ґрунтовому повітрі найбільш динамічними є О2 і СО2. Значна зміна концентрації О2 і СО2 в грунтово му повітрі визначається двома групами

протилежно направлених процесів:

1. Інтенсивність використання О2 і продукуванням СО2.рослинами і тваринними організмами;

2. Швидкістю газообміну між грунтом і атмосферою.

Використання О2 і продукування СО2. в грунті. Населення грунту в процесі дихання використовує СО2.і виділяє СО2 . Енергія, що утворюється використовується для біологічних синтезів інших проявів життя.

Орні горизонти грунту, в залежності від вмісту в них гумусу, умов аерації і вологості, при 20 о С поглинають 0,5-3,0 мл СО2 на 1 кг грунту за 1 годину.

Торфи поглинають 5-10 мл СО2 на 1 кг грунту за 1 годину.

Коефіцієнт дихання - відношення виділеного до поглинутого кисню (СО2 : О2) за одиницю часу. (СО2 : О2) = 0,62- 0,95. Для грунтів з затрудненим газообміном, ця величина може бути більша одниниці.(СО2 продукується без поглинання кисню.). в цьому процесі приймають участь анаеробні мікроорганізми.

Значна кількість СО2 може бути хімічно зв’язана з карбонатами СаСО3 і МgСО3 . При рН ≤ 5 реакція не виражена, а досить інтенсивно проходить в лужному інтервалі.

Газообмін (аерація) – процес обміну ґрунтового повітря з атмосферним. Відбувається завдяки: дифузії, зміни температури ґрунту, барометричному тиску, надходженням вологи з опадами, зміні рівня ґрунтових вод і верховодки.

Регулювання повітряного режиму. Оптимальна пористість аерації для мінеральних грунтів 15-20%, а для торфових 30-40%.

 

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти