Тема 08. Фізичні властивості грунтів. Ґрунтове тепло.

План:

1. Джерела тепла в грунті та його значення.

2. Теплові властивості грунту та їх характеристика.

3. Тепловий режим і способи його регулювання.

Література: В.Д.Зєліков. Ґрунтознавство. Ст. 119-122.

М.М. Шкварук, М.І.Делеменчук. Ґрунтознавство. Ст. 168-170.

І.І.Назаренко та інші. Ґрунтознавство. Ст. 157-159.

1. Джерела тепла в грунті та його значення.

Основним джерелом тепла в ґрунті є промениста енергія сонця. Одним із додаткових джерел тепла є енергія біохімічного розкладу органічних речовин (наприклад, гній на кучі при розкладі розігрівається до температури 40-50^оС), але ця частка тепла є незначною в порівнянні з сонячною енергією.

Середня кількість тепла, що поступає на поверхню Землі, становить 8,15 Дж/С^о на 1 см² за хвилину (сонячна стала). Частина цього тепла відбивається від поверхні Землі, а частина розсіюється в атмосферу розслинним покривом, тому до поверхні грунту надходить значно менша кількість теплової енергії. Ця енергія вбирається і передається в товщу грунту завдяки його тепловим властивостям.

Значення тепла в грунті надзвичайно велике, так як воно визначає інтенсивність всіх грунтотворчих процесів (вивітрювання, розчинність сполук, рухомість сполук та інше), життєдіяльність мікроорганізмів та продуктивність рослин.

2. Теплові властивості грунту та їх характеристика.

До теплових властивостей грунтів відносяться: теплопоглинальна здатність, теплоємність і теплопровідність.

Теплопоглинальна здатність, або променевбирання – це здатність грунту вбирати тепло сонячних променів.

Ця здатність характеризується величиною альбедо. Альбедо – це відношення відбитої сонячної радіації відповідної поверхні до загальної кількості сонячної радіації, яка поступила на цю поверхню виражена у відсотках.

Залежить альбедо від забарвлення грунту (світлі грунти вбирають тепла менше, темні – більше), від вологості (вологі грунти вбирають тепла більше, сухі – менше). Значний вплив на теплопоглинальну здатність має рельєф місцевості, напрям схилів (південні схили нагріваються більше ніж північні) та рослинний покрив. Влітку в лісі і під рослинністю грунти холодніші ніж грунти без рослинності.

Оберненою властивістю до променевбирання є випромінювання тепла грунтом.

Випромінюванням називають здатність грунту випромінювати тепло в простір.

На швидкість втрати грунтом тепла впливають: вологість, вміст гумусу, рослинний і сніговий покрив. Сухі грунти випромінюють тепла менше, ніж вологі, тому вологі грунти холодніші. Грунти з високим вмістом гумусу є теплішими. Грунт вкритий опалим листям, або живою рослинністю випромінює менше тепла. Сніговий покрив зменшує глибину промерзання грунту, запобігає вимерзанню рослин під час сильних морозів.

Теплоємність грунту – це здатність грунту поглинати тепло, або кількість тепла в калоріях, необхідна для нагрівання одного граму чи одного сантиметра кубічного грунту на 1^оС.

Залежить теплоємність від механічного складу грунту, вмісту в ньому органічної речовини і вологи.

Піщані грунти завжди тепліші, завдяки чому у весняний період швидше прогріваються і польові роботи (при однакових кліматичних умовах) на піщаних грунтах завжди починаються раніше ніж на глинистих. Звідси розрізняють теплі (піщані) і холодні (глинисті) грунти.

Збільшення в грунті органічної речовини приводить до підвищення його теплоємності. Вологий грунт має більшу теплоємність ніж сухий.

Теплопровідність – це здатність грунту проводити тепло.

Залежить теплопровідність від вмісту гумусу, зволоженості, оструктуреності і механічного складу грунту.

Більша теплопровідність у зволоженому грунті, менша – в сухому. Найменшу теплопровідність має повітря, а найбільшу – мінеральна частина грунту, тобто добре оструктурені грунти із значною кількістю пор заповнених повітрям, характеризуються меншою теплопровідністю. Чим більше в грунті органічної речовини, тим менша його теплопровідність. Найшвидше втрачають тепло безструктурні, піщані, ущільнені і бідні на гумус грунти.