Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru
Агрономия, земледелие, сельское хозяйство
Популярные статьи
Тепловой режим почв
Тепловой режим почв — совокупность процессов поступления и отдачи тепла почвой, его распространения и влияния на растения.
Относится к космическим факторам жизни растений. Основным источником тепла на Земле является лучистая энергия Солнца, преобразующаяся в тепло. К источникам тепловой энергия также относятся: тепло, передаваемое атмосферным воздухом, разложение органического вещества почвы, внутреннее тепло планеты, радиоактивные процессы почвы. Последние два источника тепла пренебрежимо малы. Доля тепла, получаемая от атмосферного воздуха также незначительна, хотя иногда оказывает некоторое влияние, например, при перемещении теплых воздушных масс.
Как правило, выделение тепла микроорганизма не оказывает заметного влияния на тепловой режим. Однако, при разложении «концентрированных» органических веществ, например, навоза, за счет микробиологической деятельности температура может повышаться до 40-60 °С. На этом принципе основаны так называемые «теплые грядки».
Навигация
Роль тепла в жизни растений
Тепловая энергия является фактором протекания физиологических и биохимических процессов в растениях. При низких температурах некоторые процессы сильно затормаживаются, а в других случаях — не начинаются.
Потребность растений в тепле различна. Отличия проявляются не только у разных видов, но и у одной и той же культуры в разные фазы развития.
Таблица. Требования полевых культур к теплу 1 Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.
| Культура | Биологический минимум температуры, °С | Заморозки, повреждающие всходы, °С | Оптимальная температура роста, °С | ||
|---|---|---|---|---|---|
| прорастание семян | появления всходов | формирования генеративных органов и цветения | |||
| Горчица, рапс | 0. +1 | +2. +3 | +8. +10 | -6. -8 | +15. +22 |
| Рожь, пшеница, ячмень, овес, горох | +1. +2 | +4. +5 | +8. +10 | -7. -9 | +15. +22 |
| Лен-долгунец | +3. +4 | +5. +6 | +10. +12 | -5. -7 | +16. +18 |
| Подсолнечник | +3. +4 | +6. +8 | +12. +15 | -5. -6 | +20. +24 |
| Картофель | +7. +8 | +8. +10 | +11. +14 | -2. -3 | +20. +22 (ботва) +16. +18 (клубни) |
| Горох | +1. +3 | +4. +5 | +10. +15 | -7. -8 | +16. +20 |
| Кукуруза | +8. +10 | +10. +12 | +12. +15 | -2. -3 | +20. +24 |
| Сахарная свекла | +3. +4 | +6. +7 | +12. +15 | -4. -6 | +18. +22 |
В зависимости от физиологической реакции растений различают:
- минимальную температуру — температура, ниже которой физиологические процессы не происходят;
- оптимальную температуру — температура, при которой рост и развитие растения протекают наиболее быстро;
- максимальную температуру — температура, выше которых растения резко снижают продуктивность, вплоть до гибели.
Каждая фаза роста и развития характеризуется своими минимальными, оптимальными и максимальными температурами.
Повышение температуры почвы прямо влияет на скорость роста растений. Например, семена ржи прорастают при температуре 4-5 °С в течение 4-х дней, при 16 °С — за сутки. Данное свойства должно учитываться при выборе сроков посева таким образом, чтобы не допустить посев в холодную почву, в которой семена будут долго лежать, не прорастая, с вероятностью загнивания.
Корневая система также реагирует на температуру почвы. Её рост протекает более энергично при относительно невысокой температуре. Так, корневая система овса при температуре почвы 12-14 °С была в 1,5 раза меньше, чем при 6-8 °С. Наибольшая масса клубней картофеля формируется при температуре не более 15-20 °С.
Для хорошего роста корней температура почвы должна быть немного ниже температуры воздуха надземной части растения. Для конопли при появлении всходов минимальная температура почвы равна 2-3 °С, для яровых зерновых и гороха — 4-5 °С.
Формирование репродуктивных органов происходит при минимальных температурах: у конопли, яровых зерновых и гороха — 10-12 °С, гречихи, подсолнечника, кукурузы, проса — 12-15 °С, риса, хлопчатника — 13-20 °С. Во время плодоношения для большинства культур достаточна температура 10-12 °С, для риса и хлопчатника 15-20 °С.
Для большинства культур оптимальная температура составляет 20-25 °С. При температуре выше 30 °С наблюдается торможение развития. Превышение оптимальных температур приводит к резкому увеличению интенсивности дыхания и расходу органического вещества, что сказывается сокращении нарастания зеленой массы. Температуры выше 50-52 °С приводят к гибели растений.
Источник
Тепловые свойства и режим почвы, состояние в зависимости от температуры
Характеристики почвы придают ей определенные свойства, которые влияют на процесс выращивания культурных растений. Рассмотрим разновидности тепловых свойств почвы: теплопоглотительную способность, теплоемкость, теплопроводность. Какими могут быть источники тепла для нее, а также тепловой режим и его типы: промерзающие и непромерзающие.
Возможные источники тепла в почве
Основной источник поступления тепла в грунт – солнечное излучение, которое состоит из прямого и рассеянного. Интенсивность излучения зависит от широты и высоты местности, содержания углекислоты в атмосфере и ее прозрачности.
Поглощаемая энергия затем передается либо в атмосферу, либо в нижние слои. Куда будет направляться тепло, зависит от температуры почвы и воздуха. Если почва теплее, а воздух холоднее, тепло будет уходить в атмосферу. При большом поглощении тепла грунт нагревается, и тепловая энергия начинает поступать вниз. Скорость поступления тепла тем больше, чем больше разница температуры в верхних и нижних слоях.
Количество солнечной энергии, которая поступает в почву, зависит от климатической зоны, погоды, особенностей рельефа, окраски, ее тепловых и физических свойств, густоты растительности.
Еще есть источники тепла – энергия, выделяемая при разложении растительных остатков, находящихся на поверхности или в верхнем слое, и энергия, которая передается из воздуха.
Совсем незначительное количество тепла поступает в почву изнутри Земли и от радиоактивного распада элементов, но оно практически не имеет значения.
Как определить
Сколько тепла находится в почве, зависит от многих факторов. Вода – теплоемкий компонент грунта, поэтому влажный прогревается дольше, чем сухой. Но и охлаждается она дольше. Дольше всего весной прогреваются глинистые влажные грунты, песчаные – быстрее, но осенью происходит наоборот: глинистые оказываются теплее из-за медленного охлаждения.
Теплопроводность зависит от содержания в порах воздуха. Чем рыхлее грунт, тем быстрее он прогревается, и наоборот, плотная почва нагревается медленнее. Количество гумуса также влияет на тепловые свойства, плодородные почвы длительнее удерживают тепло, бедные теряют его быстрее. Растительность летом, снег зимой удерживают тепло и помогают сохранить его в грунте.
Для большинства культурных растений выгодная температура для роста составляет 20-25 °С. Если она больше 30 °С – происходит торможение развития. Увеличение приемлемых температур приводит к сильному подъему интенсивности дыхания и трате органического вещества, что ведет к сокращению объема зеленой массы. Температуры грунта больше 50-52 °С ведет к гибели растений.
Для нормально роста растений необходим определенный объем тепла, в земледелии используют значение, называемое суммой активных температур. Это все дни вегетационного периода, когда температура в течение суток была выше 10 °С.
Почвенное тепло нужно не только растениям, но и микроорганизмам. На них отрицательно воздействуют холод и чрезмерное тепло; и то, и другое приводит к приостановке жизнедеятельности бактерий и биоты. Оптимальная температура – 15-20 °С, допустимы незначительные отклонения.
Тепловые свойства
В эту категорию характеристик входят: теплопоглотительная способность почвы, теплоемкость и теплопроводность.
Теплопоглотительная способность
Это способность грунта поглощать солнечную энергию. Поглощается излучение не полностью, некоторая часть отражается обратно. Теплопоглотительная способность определяется величиной альбедо (А). Она выражается в количестве солнечной радиации, которая была отражена почвенной поверхностью, и представлена в процентах от объема солнечного излучения, попавшего на почву.
Чем ниже альбедо, тем больше грунт может поглощать тепла. Теплопоглотительная способность зависит от окраски грунта, его влажности, структуры, рельефа поверхности и плотности растительности. Темные почвы нагреваются быстрее, чем светлоокрашенные.
Теплоемкость
Эту характеристику определяют как весовую и объемную. Весовая теплоемкость – количество тепла, измеряемое в калориях, которое необходимо затратить на нагревание 1 г сухого грунта на 1 °С. Теплоемкость объемная – тепло, которым можно нагреть 1 куб. см. на 1 °С.
Величина теплоемкости меняется в зависимости от содержания в почве влаги и воздуха. Во влажном состоянии ее теплоемкость будет выше, чем в сухом. Глинистая земля будет иметь большую, чем песчаная, теплоемкость, так как в ней содержится меньше воздуха.
Теплопроводность
Это способность грунта проводить тепло от верхних слоев, где температура выше, к нижним, более холодным. Передача тепла происходит через твердую и жидкую почвенные фазы, измеряется в объеме тепла, выражаемого в калориях. Почвенная теплопроводность измеряется в количестве тепла, которое проходит через куб. см почвы за 1 с.
Источник
Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru
Агрономия, земледелие, сельское хозяйство
Популярные статьи
Тепловой режим почв
Тепловой режим почв — совокупность процессов поступления и отдачи тепла почвой, его распространения и влияния на растения.
Относится к космическим факторам жизни растений. Основным источником тепла на Земле является лучистая энергия Солнца, преобразующаяся в тепло. К источникам тепловой энергия также относятся: тепло, передаваемое атмосферным воздухом, разложение органического вещества почвы, внутреннее тепло планеты, радиоактивные процессы почвы. Последние два источника тепла пренебрежимо малы. Доля тепла, получаемая от атмосферного воздуха также незначительна, хотя иногда оказывает некоторое влияние, например, при перемещении теплых воздушных масс.
Как правило, выделение тепла микроорганизма не оказывает заметного влияния на тепловой режим. Однако, при разложении «концентрированных» органических веществ, например, навоза, за счет микробиологической деятельности температура может повышаться до 40-60 °С. На этом принципе основаны так называемые «теплые грядки».
Навигация
Роль тепла в жизни растений
Тепловая энергия является фактором протекания физиологических и биохимических процессов в растениях. При низких температурах некоторые процессы сильно затормаживаются, а в других случаях — не начинаются.
Потребность растений в тепле различна. Отличия проявляются не только у разных видов, но и у одной и той же культуры в разные фазы развития.
Таблица. Требования полевых культур к теплу 1 Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.
| Культура | Биологический минимум температуры, °С | Заморозки, повреждающие всходы, °С | Оптимальная температура роста, °С | ||
|---|---|---|---|---|---|
| прорастание семян | появления всходов | формирования генеративных органов и цветения | |||
| Горчица, рапс | 0. +1 | +2. +3 | +8. +10 | -6. -8 | +15. +22 |
| Рожь, пшеница, ячмень, овес, горох | +1. +2 | +4. +5 | +8. +10 | -7. -9 | +15. +22 |
| Лен-долгунец | +3. +4 | +5. +6 | +10. +12 | -5. -7 | +16. +18 |
| Подсолнечник | +3. +4 | +6. +8 | +12. +15 | -5. -6 | +20. +24 |
| Картофель | +7. +8 | +8. +10 | +11. +14 | -2. -3 | +20. +22 (ботва) +16. +18 (клубни) |
| Горох | +1. +3 | +4. +5 | +10. +15 | -7. -8 | +16. +20 |
| Кукуруза | +8. +10 | +10. +12 | +12. +15 | -2. -3 | +20. +24 |
| Сахарная свекла | +3. +4 | +6. +7 | +12. +15 | -4. -6 | +18. +22 |
В зависимости от физиологической реакции растений различают:
- минимальную температуру — температура, ниже которой физиологические процессы не происходят;
- оптимальную температуру — температура, при которой рост и развитие растения протекают наиболее быстро;
- максимальную температуру — температура, выше которых растения резко снижают продуктивность, вплоть до гибели.
Каждая фаза роста и развития характеризуется своими минимальными, оптимальными и максимальными температурами.
Повышение температуры почвы прямо влияет на скорость роста растений. Например, семена ржи прорастают при температуре 4-5 °С в течение 4-х дней, при 16 °С — за сутки. Данное свойства должно учитываться при выборе сроков посева таким образом, чтобы не допустить посев в холодную почву, в которой семена будут долго лежать, не прорастая, с вероятностью загнивания.
Корневая система также реагирует на температуру почвы. Её рост протекает более энергично при относительно невысокой температуре. Так, корневая система овса при температуре почвы 12-14 °С была в 1,5 раза меньше, чем при 6-8 °С. Наибольшая масса клубней картофеля формируется при температуре не более 15-20 °С.
Для хорошего роста корней температура почвы должна быть немного ниже температуры воздуха надземной части растения. Для конопли при появлении всходов минимальная температура почвы равна 2-3 °С, для яровых зерновых и гороха — 4-5 °С.
Формирование репродуктивных органов происходит при минимальных температурах: у конопли, яровых зерновых и гороха — 10-12 °С, гречихи, подсолнечника, кукурузы, проса — 12-15 °С, риса, хлопчатника — 13-20 °С. Во время плодоношения для большинства культур достаточна температура 10-12 °С, для риса и хлопчатника 15-20 °С.
Для большинства культур оптимальная температура составляет 20-25 °С. При температуре выше 30 °С наблюдается торможение развития. Превышение оптимальных температур приводит к резкому увеличению интенсивности дыхания и расходу органического вещества, что сказывается сокращении нарастания зеленой массы. Температуры выше 50-52 °С приводят к гибели растений.
Источник