Propiedades térmicas del suelo: estado en función de la temperatura y tipos de régimen

Las características del suelo le otorgan ciertas propiedades que afectan el proceso de crecimiento de las plantas cultivadas. Considere las variedades de propiedades térmicas del suelo: capacidad de absorción de calor, capacidad de calor, conductividad térmica. Cuáles podrían ser las fuentes de calor para ella, así como el régimen térmico y sus tipos: congelación y no congelación.

Posibles fuentes de calor en el suelo

La principal fuente de calor en el suelo es la radiación solar, que consiste en directa y difusa. La intensidad de la radiación depende de la latitud y altura del área, el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera y su transparencia.

La energía absorbida luego se transfiere a la atmósfera oa las capas inferiores. A dónde irá el calor depende de la temperatura del suelo y del aire. Si el suelo está más caliente y el aire más frío, el calor se escapará a la atmósfera. Con una gran absorción de calor, el suelo se calienta y la energía térmica comienza a fluir hacia abajo. La tasa de entrada de calor es mayor cuanto mayor es la diferencia de temperatura en las capas superior e inferior.

La cantidad de energía solar que ingresa al suelo depende de la zona climática, el clima, la topografía, el color, sus propiedades térmicas y físicas, la densidad de la vegetación.

Todavía hay fuentes de calor: la energía liberada durante la descomposición de los residuos vegetales ubicados en la superficie o en la capa superior, y la energía que se transfiere del aire.

Muy poco calor ingresa al suelo desde el interior de la Tierra y desde la descomposición radiactiva de los elementos, pero es prácticamente irrelevante.

Cómo identificar

La cantidad de calor que hay en el suelo depende de muchos factores. El agua es un componente del suelo que consume calor, por lo que el suelo húmedo se calienta durante más tiempo que el suelo seco. Pero también tarda más en enfriarse. Los suelos húmedos arcillosos se calientan durante más tiempo en primavera, los suelos arenosos se calientan más rápido, pero en otoño sucede lo contrario: los suelos arcillosos se calientan más debido al enfriamiento lento.

La conductividad térmica depende del contenido de aire en los poros. Cuanto más suelta es la tierra, más rápido se calienta y viceversa, la tierra densa se calienta más lentamente. La cantidad de humus también afecta las propiedades térmicas, los suelos fértiles retienen el calor por más tiempo, los pobres lo pierden más rápido. La vegetación en verano, la nieve en invierno retienen el calor y ayudan a mantenerlo en el suelo.

Para la mayoría de las plantas cultivadas, la temperatura favorable para el crecimiento es de 20-25 °C. Si es superior a 30 °C, se inhibe el desarrollo. Un aumento de las temperaturas aceptables provoca un fuerte aumento de la intensidad de la respiración y el derroche de materia orgánica, lo que provoca una reducción de la cantidad de masa verde.Las temperaturas del suelo superiores a 50-52 °С provocan la muerte de las plantas.

Para el crecimiento normal de las plantas se necesita cierta cantidad de calor, en agricultura se utiliza un valor llamado suma de temperaturas activas. Estos son todos los días de la temporada de crecimiento cuando la temperatura durante el día estuvo por encima de los 10 °C.

El calor del suelo es necesario no solo para las plantas, sino también para los microorganismos. Se ven afectados negativamente por el frío y el calor excesivo; ambos conducen a la suspensión de la actividad vital de las bacterias y la biota. La temperatura óptima es de 15 a 20 °C, se aceptan pequeñas desviaciones.

Propiedades térmicas

Esta categoría de características incluye: capacidad de absorción de calor del suelo, capacidad calorífica y conductividad térmica.

Capacidad de absorción de calor

Esta es la capacidad del suelo para absorber la energía solar.La radiación no se absorbe por completo, una parte se refleja de nuevo. La capacidad de absorción de calor está determinada por el valor del albedo (A). Se expresa como la cantidad de radiación solar reflejada por la superficie del suelo y se presenta como un porcentaje de la cantidad de radiación solar que incide sobre el suelo.

Cuanto más bajo es el albedo, más calor puede absorber el suelo. La capacidad de absorción de calor depende del color del suelo, su contenido de humedad, estructura, topografía superficial y densidad de vegetación. Los suelos oscuros se calientan más rápido que los suelos claros.

Capacidad calorífica

Esta característica se define como peso y volumen. Capacidad calorífica en peso: la cantidad de calor, medida en calorías, que se debe gastar para calentar 1 g de suelo seco en 1 ° C. Capacidad calorífica volumétrica: el calor que puede calentar 1 metro cúbico. ver 1°C.

El valor de la capacidad calorífica varía según el contenido de humedad y aire en el suelo. Cuando está mojado, su capacidad calorífica será mayor que cuando está seco. La tierra arcillosa tendrá una mayor capacidad calorífica que la tierra arenosa, ya que contiene menos aire.

Conductividad térmica

Esta es la capacidad del suelo para conducir el calor desde las capas superiores, donde la temperatura es más alta, hacia las inferiores, más frías. La transferencia de calor ocurre a través de las fases sólida y líquida del suelo, medida en términos de calor expresado en calorías. La conductividad térmica del suelo se mide en términos de la cantidad de calor que pasa a través de un cubo. ver suelo durante 1 s.

El aire tiene la conductividad térmica más baja de todos los medios del suelo, la más alta - en la parte mineral. Así, los suelos sin estructura y densos tienen una alta conductividad térmica, mientras que los suelos sueltos la tienen más baja. El valor también depende de otros factores: la cantidad de materia orgánica y mineral (en suelos pobres, el indicador es más bajo que en los fértiles). También depende del grado de humedad (si los poros están llenos de agua, la conductividad térmica aumenta, si está lleno de aire, disminuye).

Régimen térmico del suelo y sus tipos

Diferentes regímenes térmicos se desarrollan en diferentes zonas climáticas. Según dos indicadores, la temperatura media anual y la naturaleza de la congelación, todos los suelos se dividen en 4 tipos.

Criogénico

Este régimen térmico en suelos ubicados en la zona de permafrost. El suelo se descongela durante el cálido período anual, se congela completamente en invierno. Temperaturas a 20 cm de profundidad y temperaturas medias anuales bajo cero.

Congelación estacional prolongada

En verano, el suelo se descongela, en invierno se congela profundamente, hasta una profundidad de al menos 1 m. La duración de la congelación es de al menos 5 meses al año. La temperatura media anual del suelo es superior a cero, pero en enero a una profundidad de 20 cm es inferior a cero.

Congelación estacional

Se congela superficialmente en invierno, se descongela en el período cálido. La duración de la congelación varía mucho, desde varios días hasta 5 meses. El frío puede penetrar a una profundidad de no más de 2 M. La temperatura media anual del suelo es positiva, pero en enero a una profundidad de 20 cm es negativa.

A prueba de heladas

Los suelos no se congelan ni siquiera en invierno. La temperatura es siempre positiva, tanto a 20 cm de profundidad como a la media anual.

El régimen térmico del suelo determina la intensidad y dirección de los procesos de formación del suelo. La duración de la temporada de crecimiento, la composición de especies y la productividad de la vegetación, el número de microorganismos y la intensidad de su trabajo, que afecta la tasa de formación de humus, el volumen de materia orgánica y la intensidad de las reacciones químicas, dependen de la características del régimen.

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