Charakteristiky pôdy jej dávajú určité vlastnosti, ktoré ovplyvňujú proces pestovania kultúrnych rastlín. Uvažujme o typoch tepelných vlastností pôdy: kapacita absorpcie tepla, tepelná kapacita, tepelná vodivosť. Aké by mohli byť zdroje tepla, ako aj tepelný režim a jeho typy: mrazenie a nemrznutie.
Možné zdroje tepla v pôde
Hlavným zdrojom tepla vstupujúceho do pôdy je slnečné žiarenie, ktoré pozostáva z priameho a difúzneho.Intenzita žiarenia závisí od zemepisnej šírky a nadmorskej výšky oblasti, obsahu oxidu uhličitého v atmosfére a jej priehľadnosti.
Absorbovaná energia sa potom prenáša buď do atmosféry alebo do nižších vrstiev. Kam smeruje teplo, závisí od teploty pôdy a vzduchu. Ak je pôda teplejšia a vzduch chladnejší, teplo uniká do atmosféry. Pri veľkom absorpcii tepla sa pôda zohreje a tepelná energia začne prúdiť dole. Čím väčší je teplotný rozdiel v hornej a dolnej vrstve, tým väčšia je rýchlosť vstupu tepla.
Množstvo slnečnej energie, ktorá vstupuje do pôdy, závisí od klimatickej zóny, počasia, reliéfnych prvkov, farby, jej tepelných a fyzikálnych vlastností a hustoty vegetácie.
Existujú aj zdroje tepla – energie uvoľnenej pri rozklade rastlinných zvyškov nachádzajúcich sa na povrchu alebo vo vrchnej vrstve a energie, ktorá sa odovzdáva zo vzduchu.
Z vnútra Zeme a z rádioaktívneho rozpadu prvkov sa do pôdy dostáva veľmi malé množstvo tepla, ktoré je však prakticky bezvýznamné.
Ako určiť
Množstvo tepla v pôde závisí od mnohých faktorov. Voda je tepelne náročnou zložkou pôdy, takže mokrej pôde trvá ohriatie dlhšie ako suchej. Ale aj chladenie trvá dlhšie. Najdlhšie sa na jar zohrievajú hlinité vlhké pôdy, najdlhšie sa ohrievajú piesočnaté, no na jeseň sa stáva opak: hlinité pôdy sú teplejšie v dôsledku pomalého ochladzovania.
Tepelná vodivosť závisí od obsahu vzduchu v póroch. Čím je pôda kyprejšia, tým rýchlejšie sa ohrieva a naopak, hustá pôda sa ohrieva pomalšie. Množstvo humusu ovplyvňuje aj tepelné vlastnosti, úrodné pôdy udržia teplo dlhšie, chudobné ho rýchlejšie strácajú. Vegetácia v lete a sneh v zime udržujú teplo a pomáhajú ho udržať v zemi.
Pre väčšinu pestovaných rastlín je priaznivá teplota pre rast 20-25 °C. Ak je viac ako 30 °C, vývoj je inhibovaný. Zvýšenie prijateľných teplôt vedie k silnému zvýšeniu rýchlosti dýchania a plytvaniu organickou hmotou, čo vedie k zníženiu objemu zelenej hmoty. Teploty pôdy nad 50-52 °C vedú k smrti rastlín.
Pre normálny rast rastlín je potrebné určité množstvo tepla, v poľnohospodárstve sa používa hodnota nazývaná súčet aktívnych teplôt. Sú to všetky dni vegetačného obdobia, kedy sa teplota cez deň pohybovala nad 10 °C.
Teplo pôdy potrebujú nielen rastliny, ale aj mikroorganizmy. Negatívne na ne vplýva chlad a nadmerné teplo; oboje vedie k pozastaveniu životnej aktivity baktérií a bioty. Optimálna teplota je 15-20 °C, menšie odchýlky sú prípustné.
Tepelné vlastnosti
Táto kategória charakteristík zahŕňa: schopnosť absorbovať teplo pôdy, tepelnú kapacitu a tepelnú vodivosť.
Kapacita absorpcie tepla
Ide o schopnosť pôdy absorbovať slnečnú energiu. Žiarenie nie je úplne absorbované, časť z neho sa odráža späť. Kapacita absorpcie tepla je určená hodnotou albeda (A). Vyjadruje sa ako množstvo slnečného žiarenia, ktoré sa odrazilo od povrchu pôdy, a uvádza sa ako percento objemu slnečného žiarenia, ktoré dosiahlo pôdu.
Čím je albedo nižšie, tým viac tepla môže pôda absorbovať. Schopnosť absorpcie tepla závisí od farby pôdy, jej vlhkosti, štruktúry, topografie povrchu a hustoty vegetácie. Tmavé pôdy sa ohrievajú rýchlejšie ako svetlé pôdy.
Tepelná kapacita
Táto vlastnosť je definovaná ako hmotnosť a objem. Tepelná kapacita podľa hmotnosti je množstvo tepla merané v kalóriách, ktoré sa musí vynaložiť na zahriatie 1 g suchej pôdy o 1 °C. Objemová tepelná kapacita je teplo, ktoré možno použiť na ohrev 1 kubického metra. pozri pri 1 °C.
Hodnota tepelnej kapacity sa mení v závislosti od vlhkosti a obsahu vzduchu v pôde. Za mokra bude jeho tepelná kapacita vyššia ako za sucha. Ílovitá pôda bude mať vyššiu tepelnú kapacitu ako piesčitá pôda, pretože obsahuje menej vzduchu.
Tepelná vodivosť
Ide o schopnosť pôdy viesť teplo z horných vrstiev, kde je teplota vyššia, do nižších, chladnejších. Prenos tepla prebieha cez pevnú a kvapalnú fázu pôdy a meria sa v množstve tepla vyjadrenom v kalóriách. Tepelná vodivosť pôdy sa meria v množstve tepla, ktoré prejde kockou. cm pôdy za 1 s.
Tepelný režim pôdy a jeho typy
Rôzne klimatické zóny majú rôzne tepelné režimy. Na základe dvoch ukazovateľov - priemernej ročnej teploty a charakteru zamŕzania - sú všetky pôdy rozdelené do 4 typov.
Permafrost
Tento tepelný režim sa vyskytuje v pôdach nachádzajúcich sa v zóne permafrostu. Počas teplého ročného obdobia sa pôda rozmrazí a v zime úplne zamrzne.Teploty v hĺbke 20 cm a priemerné ročné teploty sú pod nulou.
Dlho-sezónne mrazenie
V lete pôda rozmrzne, v zime hlboko premŕza, do hĺbky minimálne 1 m. Trvanie zamŕzania je minimálne 5 mesiacov v roku. Priemerná ročná prízemná teplota je nad nulou, no v januári v hĺbke 20 cm je pod nulou.
Sezónne mrazenie
V zime plytko zamŕza a v teplých obdobiach sa topí. Trvanie zmrazenia sa značne líši - od niekoľkých dní do 5 mesiacov. Chlad môže preniknúť do hĺbky najviac 2 m. Priemerná ročná prízemná teplota je nad nulou, ale v januári v hĺbke 20 cm je pod nulou.
Nemrznúca zmes
Pôdy nezamŕzajú ani v zime. Teplota je vždy kladná, tak v hĺbke 20 cm, ako aj priemerná ročná teplota.
Teplotný režim pôdy určuje intenzitu a smer procesov tvorby pôdy. Dĺžka vegetačného obdobia, druhové zloženie a produktivita vegetácie, počet mikroorganizmov a intenzita ich práce, ktorá ovplyvňuje rýchlosť tvorby humusu, objem organickej hmoty, intenzita chemických reakcií závisí od charakteristiky režimu.
