خصائص التربة تمنحها خصائص معينة تؤثر على عملية زراعة النباتات المزروعة. دعونا ننظر في أنواع الخواص الحرارية للتربة: قدرة امتصاص الحرارة، والقدرة الحرارية، والتوصيل الحراري. وما يمكن أن تكون مصادر الحرارة لها، وكذلك النظام الحراري وأنواعه: المتجمد وغير المتجمد.
المصادر المحتملة للحرارة في التربة
المصدر الرئيسي للحرارة التي تدخل التربة هو الإشعاع الشمسي الذي يتكون من المباشر والمنتشر.تعتمد شدة الإشعاع على خط العرض والارتفاع للمنطقة، ومحتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وشفافيته.
يتم بعد ذلك نقل الطاقة الممتصة إما إلى الغلاف الجوي أو إلى الطبقات السفلى. يعتمد مكان توجيه الحرارة على درجة حرارة التربة والهواء. إذا كانت التربة أكثر دفئا والهواء أكثر برودة، فسوف تتسرب الحرارة إلى الغلاف الجوي. مع امتصاص كبير للحرارة، ترتفع درجة حرارة التربة وتبدأ الطاقة الحرارية بالتدفق إلى الأسفل. كلما زاد الفرق في درجات الحرارة بين الطبقات العليا والسفلى، كلما زاد معدل دخول الحرارة.
تعتمد كمية الطاقة الشمسية التي تدخل التربة على المنطقة المناخية والطقس وخصائص الإغاثة واللون وخصائصها الحرارية والفيزيائية وكثافة الغطاء النباتي.
هناك أيضًا مصادر للحرارة - الطاقة المنبعثة أثناء تحلل بقايا النباتات الموجودة على السطح أو في الطبقة العليا، والطاقة التي تنتقل من الهواء.
تدخل كمية صغيرة جدًا من الحرارة إلى التربة من داخل الأرض ومن التحلل الإشعاعي للعناصر، لكنها غير ذات أهمية عمليًا.
كيفية تحديد
تعتمد كمية الحرارة الموجودة في التربة على عدة عوامل. الماء هو أحد مكونات التربة كثيفة الحرارة، لذلك تستغرق التربة الرطبة وقتًا أطول للتدفئة من التربة الجافة. ولكن الأمر يستغرق أيضًا وقتًا أطول حتى يبرد. تستغرق التربة الطينية الرطبة وقتًا أطول للتدفئة في الربيع، وتستغرق التربة الرملية وقتًا أطول للتدفئة، ولكن في الخريف يحدث العكس: فالتربة الطينية أكثر دفئًا بسبب بطء التبريد.
تعتمد الموصلية الحرارية على محتوى الهواء الموجود في المسام. كلما كانت التربة فضفاضة، كلما ارتفعت درجة حرارتها بشكل أسرع، والعكس صحيح، تسخن التربة الكثيفة بشكل أبطأ. تؤثر كمية الدبال أيضًا على الخواص الحرارية؛ فالتربة الخصبة تحتفظ بالحرارة لفترة أطول، والتربة الفقيرة تفقدها بشكل أسرع. تحتفظ النباتات في الصيف والثلوج في الشتاء بالحرارة وتساعد على الاحتفاظ بها في الأرض.
بالنسبة لمعظم النباتات المزروعة، درجة الحرارة المناسبة للنمو هي 20-25 درجة مئوية. إذا كانت درجة الحرارة أكثر من 30 درجة مئوية، يتم تثبيط النمو. إن زيادة درجات الحرارة المقبولة تؤدي إلى زيادة قوية في معدل التنفس وهدر المواد العضوية مما يؤدي إلى انخفاض حجم الكتلة الخضراء. تؤدي درجات حرارة التربة التي تزيد عن 50-52 درجة مئوية إلى موت النبات.
لنمو النبات الطبيعي، هناك حاجة إلى كمية معينة من الحرارة؛ في الزراعة، يتم استخدام قيمة تسمى مجموع درجات الحرارة النشطة. هذه كلها أيام موسم النمو عندما تكون درجة الحرارة خلال النهار أعلى من 10 درجات مئوية.
حرارة التربة ليست ضرورية للنباتات فحسب، بل للكائنات الحية الدقيقة أيضًا. يتأثرون سلباً بالبرد والحرارة المفرطة؛ وكلاهما يؤدي إلى تعليق النشاط الحيوي للبكتيريا والكائنات الحية. درجة الحرارة المثلى هي 15-20 درجة مئوية، والانحرافات الطفيفة مقبولة.
الخصائص الحرارية
تشمل هذه الفئة من الخصائص: قدرة التربة على امتصاص الحرارة، والقدرة الحرارية، والتوصيل الحراري.
القدرة على امتصاص الحرارة
هذه هي قدرة التربة على امتصاص الطاقة الشمسية. ولا يتم امتصاص الإشعاع بشكل كامل، بل ينعكس جزء منه مرة أخرى. يتم تحديد قدرة امتصاص الحرارة من خلال قيمة البياض (A). ويعبر عنه بكمية الإشعاع الشمسي الذي انعكس على سطح التربة، ويتم تمثيله كنسبة مئوية من حجم الإشعاع الشمسي الذي وصل إلى التربة.
كلما انخفض البياض، زادت قدرة التربة على امتصاص الحرارة. تعتمد قدرة امتصاص الحرارة على لون التربة، ومحتواها من الرطوبة، وبنيتها، وتضاريسها السطحية، وكثافة الغطاء النباتي. تسخن التربة الداكنة بشكل أسرع من التربة ذات الألوان الفاتحة.
السعة الحرارية
يتم تعريف هذه الخاصية بالوزن والحجم. السعة الحرارية بالوزن هي كمية الحرارة، مقاسة بالسعرات الحرارية، التي يجب إنفاقها لتسخين 1 جم من التربة الجافة بمقدار 1 درجة مئوية. السعة الحرارية الحجمية هي الحرارة التي يمكن استخدامها لتسخين 1 متر مكعب. انظر عند 1 درجة مئوية.
تختلف قيمة السعة الحرارية حسب محتوى الرطوبة والهواء في التربة. عندما تكون رطبة، ستكون قدرتها الحرارية أعلى منها عندما تكون جافة. تتمتع التربة الطينية بقدرة حرارية أعلى من التربة الرملية لأنها تحتوي على هواء أقل.
توصيل حراري
هذه هي قدرة التربة على توصيل الحرارة من الطبقات العليا، حيث تكون درجة الحرارة أعلى، إلى الطبقات السفلية الأكثر برودة. يحدث انتقال الحرارة من خلال المراحل الصلبة والسائلة للتربة ويتم قياسه بكمية الحرارة المعبر عنها بالسعرات الحرارية. يتم قياس الموصلية الحرارية للتربة بكمية الحرارة التي تمر عبر المكعب. سم من التربة في 1 ثانية.
النظام الحراري للتربة وأنواعه
المناطق المناخية المختلفة لها أنظمة حرارية مختلفة. بناءً على مؤشرين - متوسط درجة الحرارة السنوية وطبيعة التجمد - تنقسم جميع أنواع التربة إلى 4 أنواع.
التربة الصقيعية
يحدث هذا النظام الحراري في التربة الواقعة في منطقة التربة الصقيعية. تذوب التربة خلال الفترة السنوية الدافئة وتتجمد تمامًا في الشتاء.درجات الحرارة على عمق 20 سم ومتوسط درجات الحرارة السنوية أقل من الصفر.
تجميد موسمي طويل
في الصيف تذوب التربة، وفي الشتاء تتجمد بشدة إلى عمق لا يقل عن 1 متر، ومدة التجميد لا تقل عن 5 أشهر في السنة. ويبلغ متوسط درجة حرارة الأرض السنوية أعلى من الصفر، ولكن في شهر يناير على عمق 20 سم تكون تحت الصفر.
تجميد موسميا
يتجمد بشكل سطحي في الشتاء ويذوب خلال الفترات الدافئة. تختلف مدة التجميد بشكل كبير - من عدة أيام إلى 5 أشهر. يمكن أن يخترق البرد عمقاً لا يزيد عن 2م، ويكون متوسط درجة حرارة الأرض السنوية فوق الصفر، أما في شهر يناير على عمق 20 سم فتكون تحت الصفر.
مضاد للتجمد
التربة لا تتجمد حتى في فصل الشتاء. تكون درجة الحرارة إيجابية دائمًا، سواء على عمق 20 سم أو على متوسط درجة الحرارة السنوية.
يحدد النظام الحراري للتربة شدة واتجاه عمليات تكوين التربة. وتعتمد مدة موسم النمو، وتكوين الأنواع وإنتاجية الغطاء النباتي، وعدد الكائنات الحية الدقيقة وكثافة عملها، مما يؤثر على معدل تكوين الدبال، وحجم المادة العضوية، وشدة التفاعلات الكيميائية، على خصائص النظام.
