Propriedades térmicas do solo: estado dependendo da temperatura e tipos de regime

As características do solo conferem-lhe certas propriedades que afetam o processo de cultivo das plantas cultivadas. Considere as variedades de propriedades térmicas do solo: capacidade de absorção de calor, capacidade de calor, condutividade térmica. Quais poderiam ser as fontes de calor para ela, bem como o regime térmico e seus tipos: congelante e não congelante.

Possíveis fontes de calor no solo

A principal fonte de calor no solo é a radiação solar, que consiste em direta e difusa. A intensidade da radiação depende da latitude e altura da área, do teor de dióxido de carbono na atmosfera e de sua transparência.

A energia absorvida é então transferida para a atmosfera ou para as camadas inferiores. Para onde vai o calor depende da temperatura do solo e do ar. Se o solo estiver mais quente e o ar mais frio, o calor escapará para a atmosfera. Com uma grande absorção de calor, o solo aquece e a energia térmica começa a fluir. A taxa de entrada de calor é maior, quanto maior a diferença de temperatura nas camadas superior e inferior.

A quantidade de energia solar que entra no solo depende da zona climática, clima, topografia, cor, suas propriedades térmicas e físicas, densidade da vegetação.

Ainda há fontes de calor - a energia liberada durante a decomposição dos resíduos vegetais localizados na superfície ou na camada superior, e a energia que é transferida do ar.

Muito pouco calor entra no solo do interior da Terra e do decaimento radioativo dos elementos, mas é praticamente irrelevante.

Como identificar

A quantidade de calor no solo depende de muitos fatores. A água é um componente do solo que consome calor, de modo que o solo úmido aquece mais do que o solo seco. Mas também demora mais para esfriar. Solos argilosos úmidos aquecem mais na primavera, solos arenosos aquecem mais rápido, mas no outono acontece o oposto: solos argilosos são mais quentes devido ao resfriamento lento.

A condutividade térmica depende do teor de ar nos poros. Quanto mais solto o solo, mais rápido ele aquece e vice-versa, o solo denso aquece mais lentamente. A quantidade de húmus também afeta as propriedades térmicas, solos férteis retêm calor por mais tempo, os pobres o perdem mais rapidamente. A vegetação no verão, a neve no inverno retêm o calor e ajudam a mantê-lo no solo.

Para a maioria das plantas cultivadas, a temperatura favorável para o crescimento é de 20-25 °C. Se for superior a 30 ° C, o desenvolvimento é inibido. Um aumento nas temperaturas aceitáveis leva a um forte aumento na intensidade da respiração e no desperdício de matéria orgânica, o que leva a uma redução na quantidade de massa verde.Temperaturas do solo acima de 50-52 °С levam à morte das plantas.

Para o crescimento normal das plantas é necessária uma certa quantidade de calor; na agricultura, utiliza-se um valor chamado soma das temperaturas ativas. Estes são todos os dias da estação de crescimento quando a temperatura durante o dia estava acima de 10 ° C.

O calor do solo é necessário não apenas para as plantas, mas também para os microrganismos. Eles são afetados negativamente pelo frio e calor excessivo; ambos levam à suspensão da atividade vital das bactérias e da biota. A temperatura ideal é de 15-20 °C, pequenos desvios são aceitáveis.

Propriedades térmicas

Esta categoria de características inclui: capacidade de absorção de calor do solo, capacidade de calor e condutividade térmica.

Capacidade de absorção de calor

Esta é a capacidade do solo de absorver a energia solar.A radiação não é completamente absorvida, uma parte é refletida de volta. A capacidade de absorção de calor é determinada pelo valor de albedo (A). É expressa como a quantidade de radiação solar que foi refletida pela superfície do solo e é apresentada como uma porcentagem da quantidade de radiação solar que incide sobre o solo.

Quanto menor o albedo, mais o solo pode absorver calor. A capacidade de absorção de calor depende da cor do solo, seu teor de umidade, estrutura, topografia da superfície e densidade da vegetação. Solos escuros aquecem mais rápido que solos claros.

Capacidade de calor

Esta característica é definida como peso e volume. Capacidade de calor em peso - a quantidade de calor, medida em calorias, que deve ser gasta no aquecimento de 1 g de solo seco em 1 ° C. Capacidade de calor volumétrico - o calor que pode aquecer 1 metro cúbico. veja 1°C.

O valor da capacidade calorífica varia de acordo com o teor de umidade e ar no solo. Quando molhado, sua capacidade de calor será maior do que quando estiver seco. A terra argilosa terá uma capacidade calorífica maior do que a terra arenosa, pois contém menos ar.

Condutividade térmica

É a capacidade do solo de conduzir o calor das camadas superiores, onde a temperatura é mais alta, para as inferiores, mais frias. A transferência de calor ocorre através das fases sólida e líquida do solo, medida em termos de calor expresso em calorias. A condutividade térmica do solo é medida em termos da quantidade de calor que passa através de um cubo. veja o solo por 1 s.

Ar tem a menor condutividade térmica de todos os meios do solo, a mais alta - na parte mineral. Assim, solos desestruturados e densos possuem alta condutividade térmica, enquanto solos soltos possuem menor. O valor também depende de outros fatores: a quantidade de matéria orgânica e mineral (em solos pobres, o indicador é menor do que em férteis). Também depende do grau de umidade (se os poros estiverem cheios de água, a condutividade térmica aumenta, se estiver cheio de ar, diminui).

Regime térmico do solo e seus tipos

Diferentes regimes térmicos se desenvolvem em diferentes zonas climáticas. De acordo com dois indicadores - a temperatura média anual e a natureza do congelamento - todos os solos são divididos em 4 tipos.

Criogênico

Este regime térmico em solos localizados na zona de permafrost. O solo descongela durante o período anual quente, congela completamente no inverno. Temperaturas a uma profundidade de 20 cm e temperaturas médias anuais abaixo de zero.

Congelamento sazonal prolongado

No verão, o solo descongela, congela profundamente no inverno, a uma profundidade de pelo menos 1 m. A duração do congelamento é de pelo menos 5 meses por ano. A temperatura média anual do solo está acima de zero, mas em janeiro a uma profundidade de 20 cm está abaixo de zero.

Congelamento sazonal

Congela superficialmente no inverno, descongela no período quente. A duração do congelamento varia muito - de vários dias a 5 meses. O frio pode penetrar a uma profundidade não superior a 2 m. A temperatura média anual do solo é positiva, mas em janeiro a uma profundidade de 20 cm é negativa.

À prova de gelo

Os solos não congelam mesmo no inverno. A temperatura é sempre positiva, tanto na profundidade de 20 cm quanto na média anual.

Regime térmico do solo determina a intensidade e direção dos processos de formação do solo. A duração da estação de crescimento, a composição de espécies e a produtividade da vegetação, o número de microrganismos e a intensidade de seu trabalho, que afeta a taxa de formação de húmus, o volume de matéria orgânica e a intensidade das reações químicas, dependem da características do regime.