Le caratteristiche del terreno gli conferiscono alcune proprietà che influenzano il processo di coltivazione delle piante coltivate. Consideriamo i tipi di proprietà termiche del suolo: capacità di assorbimento del calore, capacità termica, conduttività termica. Quali potrebbero essere le fonti di calore per esso, così come il regime termico e le sue tipologie: congelamento e non congelamento.
Possibili fonti di calore nel terreno
La principale fonte di calore che entra nel suolo è la radiazione solare, che consiste in diretta e diffusa.L'intensità della radiazione dipende dalla latitudine e dall'altitudine della zona, dal contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera e dalla sua trasparenza.
L'energia assorbita viene poi trasferita all'atmosfera o agli strati inferiori. La direzione in cui è diretto il calore dipende dal suolo e dalla temperatura dell'aria. Se il terreno è più caldo e l’aria è più fredda, il calore si disperderà nell’atmosfera. Con un grande assorbimento di calore, il terreno si riscalda e l'energia termica inizia a fluire verso il basso. Maggiore è la differenza di temperatura tra gli strati superiore e inferiore, maggiore è la velocità di ingresso del calore.
La quantità di energia solare che entra nel suolo dipende dalla zona climatica, dal tempo, dalle caratteristiche del rilievo, dal colore, dalle sue proprietà termiche e fisiche e dalla densità della vegetazione.
Esistono anche fonti di calore: l'energia rilasciata durante la decomposizione dei residui vegetali situati sulla superficie o nello strato superiore, e l'energia che viene trasferita dall'aria.
Una piccolissima quantità di calore entra nel suolo dall'interno della Terra e dal decadimento radioattivo degli elementi, ma è praticamente insignificante.
Come determinare
La quantità di calore presente nel terreno dipende da molti fattori. L’acqua è una componente del suolo ad alta intensità di calore, quindi il terreno umido impiega più tempo a riscaldarsi rispetto al terreno asciutto. Ma ci vuole anche più tempo per raffreddarsi. I terreni argillosi umidi impiegano più tempo a riscaldarsi in primavera, i terreni sabbiosi impiegano più tempo a riscaldarsi, ma in autunno accade il contrario: i terreni argillosi sono più caldi a causa del lento raffreddamento.
La conduttività termica dipende dal contenuto d'aria nei pori. Più il terreno è sciolto, più velocemente si riscalda e, viceversa, il terreno denso si riscalda più lentamente. La quantità di humus influisce anche sulle proprietà termiche; i terreni fertili trattengono il calore più a lungo, i terreni poveri lo perdono più velocemente. La vegetazione in estate e la neve in inverno trattengono il calore e aiutano a trattenerlo nel terreno.
Per la maggior parte delle piante coltivate la temperatura favorevole alla crescita è di 20-25 °C. Se la temperatura è superiore a 30°C lo sviluppo è inibito. Un aumento delle temperature accettabili porta ad un forte aumento del ritmo respiratorio e dello spreco di materia organica, che porta ad una riduzione del volume della massa verde. Temperature del suolo superiori a 50-52 °C portano alla morte delle piante.
Per la normale crescita delle piante è necessaria una certa quantità di calore; in agricoltura viene utilizzato un valore chiamato somma delle temperature attive. Questi sono tutti i giorni della stagione di crescita in cui la temperatura durante il giorno era superiore a 10 °C.
Il calore del suolo è necessario non solo alle piante, ma anche ai microrganismi. Temono negativamente il freddo e il caldo eccessivo; entrambi portano alla sospensione dell'attività vitale dei batteri e del biota. La temperatura ottimale è 15-20 °C, sono accettabili piccole deviazioni.
Proprietà termali
Questa categoria di caratteristiche comprende: capacità di assorbimento del calore del suolo, capacità termica e conduttività termica.
Capacità di assorbimento del calore
Questa è la capacità del suolo di assorbire l'energia solare. La radiazione non viene assorbita completamente, ma una parte viene riflessa indietro. La capacità di assorbimento del calore è determinata dal valore dell'albedo (A). È espresso come la quantità di radiazione solare riflessa dalla superficie del suolo ed è presentato come percentuale del volume di radiazione solare che ha raggiunto il suolo.
Più basso è l’albedo, maggiore è il calore che il terreno può assorbire. La capacità di assorbimento del calore dipende dal colore del suolo, dal suo contenuto di umidità, dalla struttura, dalla topografia superficiale e dalla densità della vegetazione. I terreni scuri si riscaldano più velocemente dei terreni chiari.
Capacità termica
Questa caratteristica è definita come peso e volume. La capacità termica in peso è la quantità di calore, misurata in calorie, che deve essere spesa per riscaldare 1 g di terreno asciutto di 1 °C. La capacità termica volumetrica è il calore che può essere utilizzato per riscaldare 1 metro cubo. vedere a 1 °C.
Il valore della capacità termica varia a seconda dell'umidità e del contenuto di aria nel terreno. Quando è bagnato, la sua capacità termica sarà maggiore rispetto a quando è asciutto. Il terreno argilloso avrà una capacità termica maggiore rispetto al terreno sabbioso perché contiene meno aria.
Conduttività termica
È la capacità del suolo di condurre il calore dagli strati superiori, dove la temperatura è più elevata, a quelli inferiori, più freddi. Il trasferimento di calore avviene attraverso le fasi solida e liquida del terreno e si misura nella quantità di calore espressa in calorie. La conduttività termica del suolo viene misurata nella quantità di calore che passa attraverso un cubo. cm di terreno in 1 s.
Regime termico del suolo e sue tipologie
Diverse zone climatiche hanno diversi regimi termici. Sulla base di due indicatori: la temperatura media annuale e la natura del congelamento, tutti i terreni sono divisi in 4 tipologie.
Permafrost
Questo regime termico si verifica nei suoli situati nella zona del permafrost. Il terreno si scioglie durante il caldo periodo annuale e gela completamente in inverno.Le temperature a una profondità di 20 cm e le temperature medie annuali sono inferiori allo zero.
Congelamento stagionale lungo
In estate il terreno si scioglie, in inverno gela profondamente, fino ad una profondità di almeno 1 m La durata del congelamento è di almeno 5 mesi all'anno. La temperatura media annuale del suolo è sopra lo zero, ma a gennaio a 20 cm di profondità è sotto lo zero.
Gelo stagionale
Si congela superficialmente in inverno e si scioglie durante i periodi caldi. La durata del congelamento varia notevolmente, da diversi giorni a 5 mesi. Il freddo può penetrare fino a una profondità non superiore a 2 M. La temperatura media annuale del suolo è superiore allo zero, ma a gennaio a una profondità di 20 cm è inferiore allo zero.
Antigelo
I terreni non gelano nemmeno in inverno. La temperatura è sempre positiva, sia a 20 cm di profondità che rispetto alla temperatura media annuale.
Il regime termico del suolo determina l'intensità e la direzione dei processi di formazione del suolo. La durata della stagione di crescita, la composizione delle specie e la produttività della vegetazione, il numero di microrganismi e l'intensità del loro lavoro, che influenza la velocità di formazione dell'humus, il volume della materia organica e l'intensità delle reazioni chimiche, dipendono dalla caratteristiche del regime.
