24.4. Теплота


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 
105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 
120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 
135 136 137 138 139 140 141 

Загрузка...

За відношенням до теплоти різні рослини мають свої особ-ливості, які треба враховувати при доборі культур для вирощу-вання в окремих зонах землеробства, визначенні строків сівби. Відразу після сівби необхідна певна температура ґрунту для про-ростання і подальшого розвитку насіння (табл. 63).

Температура ґрунту позитивно впливає на ріст коренів рослин. Більш розвинута коренева система рослин краще використовує

Таб л и ц я 6 3 Мінімальні температури для проростання насіння і появи

сходів різних культур

 

Культура        Температура, °С

 

            проростання насіння            появи сходів

Пшениця, жито, ячмінь, овес, ко-нюшина, люцерна, вика яра, го-рох, сочевиця, гірчиця, коноплі 0-1      2-3

Буряки, люпин, льон, гречка, кор-мові боби        3-4      6-7

Картопля, соняшник            5-6      8-9

Кукурудза, просо, соя, могар, су-данська трава    8-10    10-11

Сорго, квасоля          10-12  12-13

Рис, арахіс, бавовник           12-14  14-15

Землеробство з основами ґрунтознавства і агрохімії

вологу та поживні речовини з ґрунту. При значному підвищенні температури інтенсивність дихання рослин зростає, внаслідок чого порушується процес асиміляції і відбувається непродуктив-на витрата органічної речовини, в зв’язку з чим наростання маси рослин зменшується.

Встановлено, що не лише низькі температури ґрунту, а й ви-сокі (вище певної межі) є несприятливими для розвитку рослин. Найсприятливішим виявилось підвищення температури ґрунту при вирощуванні пшениці до 30°С, жита — до 20, ячменю — до 25°С.

У зв’язку з тим що в ґрунті міститься значна кількість корисних мікроорганізмів, треба знати вплив на них температури навколиш-нього середовища. Як високі, так і низькі температури мікроорга-нізми витримують неоднаково. Згубними для них є високі темпе-ратури, а низькі — тільки призупиняють їх життєдіяльність. Для життєдіяльності ґрунтових мікроорганізмів сприятливими є неве-ликі коливання температури ґрунту. Це характерно для високоо-культурених ґрунтів з великим вмістом органічних речовин.

До теплових властивостей ґрунту належить: поглинання теп-лової енергії, відбиваюча здатність, теплоємкість, теплопровідність, температуропровідність, тепловипромінювання. Теплові власти-вості ґрунту залежать насамперед від співвідношення у ньому води, повітря та твердої частини, а також хімічного та гранулометрич-ного складу, кольору, ступеня затінення тощо. На практиці часто доводиться рахуватися з впливом вологості ґрунту на його теп-лові характеристики. Водночас температура змінює термічні по-казники ґрунту протягом усього року на 20%, а пористість — на 50% (у деяких випадках вологість зменшує їх у 10–15 разів).

У землеробстві для поліпшення теплового режиму ґрунту за-стосовують такі заходи: обробіток, снігонакопичення, снігороз-поділ, регулювання танення снігу, різні способи та норми висіву насіння, чергування рослин у сівозміні, застосування системи добрив тощо.

Важливим джерелом теплоти для ґрунту є сонячна радіація. Надходження її у ґрунт змінюється залежно від часу доби та широти, стану атмосфери — її щільності, хмарності, наявності туману, пилу і т.п. Істотним джерелом теплоти в ґрунті є виділен-ня її мікроорганізмами в процесі їх життєдіяльності. Утворення теплоти за цих умов зумовлюється неповним використанням

24. Умови життя сільськогосподарських рослин і способи їх регулювання в землеробстві

енергії, окисленням органічних речовин під час різних процесів у клітинах. На внутрішньоклітинні процеси затрачається 15–50% загальної кількості перетвореної мікробами енергії, а решта її надходить у навколишнє середовище у вигляді теплоти. Усі інші джерела теплоти для ґрунту (наприклад, теплота змочування, внутрішня теплота земної кулі, випадання теплого дощу) мають невелике значення.

Надходження теплоти в ґрунт і її витрати забезпечуються ба-гатьма фізичними явищами. Тому до основних критеріїв теплово-го балансу відносять: радіаційний баланс — суму прямої і розсія-ної сонячної радіації, крім відбиваючої радіації та ефективного випромінювання, проникнення теплоти у більш глибокі шари ґрунту та проникнення теплового потоку з глибини до поверхні (тепло-обмін у ґрунті). Спрямованість цих потоків у ґрунті неоднакова протягом доби і змінюється по сезонах, теплообмін ґрунтової по-верхні з повітрям відбувається переважно внаслідок термічної конвекції. Коефіцієнт обміну залежить, зокрема, від стану поверхні ґрунту, напряму вітру, градієнта температури повітря і землі; теп-лоти випаровування — витрат теплоти на випаровування або ви-ділення його під час конденсації водяної пари та утворення інею; теплообміну з ґрунтовою поверхнею повітря при горизонтально-му переміщенні над ґрунтом. Різниця температур повітря та по-верхні ґрунту сприяє його прогріванню або охолодженню.

Найбільші зміни температури повітря протягом доби та за рік відбуваються у верхньому шарі ґрунту. Добові коливання темпе-ратури у весняно-літній період досягають глибини 70–100 см, але помітно нівелюються уже на глибині понад 20 см. Ці коливання неоднакові у різних зонах та на різних типах ґрунтів. Річні коли-вання температури залежно від широти і температуропровідності ґрунту можуть досягати глибини 5 і більше метрів. Узимку на глибині 60–100–150 см температура ґрунту залишається вищою, ніж у верхніх його шарах.

Велике значення для озимих культур має промерзання і роз-мерзання ґрунту. Глибина промерзання ґрунту залежить від ба-гатьох причин і насамперед від товщини снігового покриву, сили та тривалості морозів. На півдні ґрунти промерзають на глибину 10–15 см, на півночі — 30–80–100 см. Занадто глибоке промер-зання ґрунту негативно впливає на розвиток культурних рослин.

Землеробство з основами ґрунтознавства і агрохімії

Умови, які сприяють накопиченню і збереженню води в ґрунті, одночасно є умовами задовільного повітряного і тепло-вого режимів. Структурні ґрунти, достатньо пухкі, характеризу-ються доброю аерацією, менше нагріваються при високих тем-пературах, а при низьких — повільніше охолоджуються, мають добру вологоємкість, водопроникність і повітроємкість. Висока вологість ґрунту та добра аерація створюють помірний його теп-ловий режим.

Із підвищенням температури зменшується поверхневий на-тяг води і поліпшується її капілярний рух. Висушування ґрунту збільшує коагуляцію колоїдів і поліпшує його агрегатний стан. Зміна температури збільшує (під час охолодження) або зменшує (під час нагрівання) розчинність вуглекислого газу і кисню в ґрун-товій воді, змінюючи таким чином повітряний режим. При про-мерзанні ґрунту вода в ньому розподіляється і піднімається до верхніх шарів. Тому водний, повітряний, тепловий і поживний режими тісно пов’язані між собою і на високоокультурених ґрун-тах з добрими фізичними властивостями відповідають вимогам сільськогосподарських культур.

Надходження сонячної енергії до поверхні ґрунту регулювати досить важко. Проте можна змінювати розподіл теплоти в ґрунті. Збільшуючи або зменшуючи температуру верхніх шарів ґрунту, можна регулювати тепловий режим інших його шарів. Зміна тем-ператури ґрунту в бажаному напрямі досягається регулюванням водного і повітряного режимів, а також збагаченням його орга-нічними речовинами та підтримуванням у певному фізичному стані. Доступним для виробництва заходом з регулювання теп-лового режиму ґрунту є снігозатримування. Озимі культури доб-ре зимують при неглибокому промерзанні ґрунту і температурі не нижче –10...12°С і не вище — 5°С Оптимальна глибина снігово-го покриву на півдні 20 см, а на півночі до 70 см. За допомогою снігозатримування відбувається накопичення снігу і рівномірний його розподіл на поверхні поля. Прискорюючи (затемнення) або уповільнюючи (ущільнення) танення снігу, можна регулювати тем-пературний режим ґрунту та забезпечувати накопичення в ньо-му води.

Полезахисне лісонасадження поліпшує тепловий режим ґрун-ту, сприяє накопиченню снігу і рівномірному розподілу його на

24. Умови життя сільськогосподарських рослин і способи їх регулювання в землеробстві

полях, послаблює взимку дію холодних, а влітку гарячих вітрів та суховіїв. Для підвищення температури ґрунту проводять його мульчування, а для більш швидкого прогрівання в умовах дос-татнього та надлишкового зволоження здійснюють гребеневі та грядкові посіви. Для кращого прогрівання гребенів їх формують у напрямі із сходу на захід. Крім того, для поліпшення темпера-турного режиму холодні вологі ґрунти треба осушувати.