Розділ «1. НАУКОВІ ОСНОВИ ЗЕМЛЕРОБСТВА»

На повітрообмін також впливає рослинність. На відкритих ґрунтах і при відносно невеликій густоті рослин на площі він посилюється завдяки впливу вітру на верхній шар ґрунту і легше відбувається в приземному шарі, особливо на ґрунтах, що мають велику некапілярну щільність. Рослинність також впливає на коливання температури ґрунту і цим самим - на інтенсивність повітрообміну.

Для поліпшення повітряного режиму ґрунту вживають таких заходів: збагачення ґрунту на органічну речовину; вапнування кислих ґрунтів; гіпсування лужних ґрунтів; глибока оранка плугами з передплужниками; своєчасність і висока якість обробітку ґрунту різними знаряддями; поглиблення орного шару; правильні сівозміни з відповідною системою обробітку ґрунту та удобрення.

1.2.5. Тепловий режим ґрунту

Тепло як джерело енергії необхідне для росту та розвитку рослин, для мікроорганізмів, які населяють ґрунт, синтезу органічних речовин у листках, утворення врожаю. Інтенсивність найважливіших фізіологічних процесів (фотосинтезу, дихання, транспірації) залежить від температури рослин і навколишнього середовища. Підвищення температури до певної величини (оптимуму) сприяє активізації зазначених вище процесів. У подальшому в разі її підвищення нормальна життєдіяльність рослин порушується, а якщо температура ще більше підвищується, то проходять незворотні порушення обміну речовин, які призводять до загибелі рослин. Найбільш сприятливим виявилося підвищення температури ґрунту при вирощуванні, наприклад, пшениці до 30°С, жита - до 20°С, ячменю - до 25°С та ін.

Кожний вид рослин має характерно визначені відношення до температури в різні фази їх розвитку. Найкращі умови створюються при оптимальній температурі, коли швидкість біохімічних реакцій досягає найбільшої величини. Ці особливості різних культур і сортів слід враховувати починаючи від установлення строків сівби.

Відразу ж після сівби насіння потребує певної температури ґрунту для проростання і подальшого розвитку (табл. 4).

Температура ґрунту помітно впливає на ріст коренів. Більше розвинута коренева система краще використовує вологу та поживні речовини. З підвищенням температури інтенсивність дихання зростає, і нормальна співзалежність з асиміляцією порушується. Це призводить до непродуктивної витрати органічної речовини і зменшення нарощування маси.

У зв'язку з тим, що в ґрунті міститься велика кількість корисних мікроорганізмів, виникає практична зацікавленість у відношенні їх до температури навколишнього середовища. Як високі, так і низькі температури мікроорганізми переносять неоднаково. Більше згубні для них високі температури. Низькі температури припиняють діяльність мікроорганізмів, але зовсім їх не вбивають.

Таблиця 4

Мінімальні температури для проростання насіння і з'явлення сходів різних культур

Для життєдіяльності мікроорганізмів сприятливі невеликі коливання температури ґрунту. Це, як правило, спостерігається на висококультурних ґрунтах із значним вмістом органіки.

До теплових властивостей ґрунту належать: поглинання теплової енергії; теплоємність; теплопровідність; температуропровідність; тепловипромінювання. Теплові властивості ґрунту залежать насамперед від співвідношення в ньому води, повітря та твердої частини, а також хімічного і гранулометричного складу, кольору, ступеня затінення та інших умов. У той час температура змінює показники теплових властивостей ґрунту протягом року на 20, щільність - на 50%, вологість здатна змінити їх в окремих випадках у 10-15 разів.

Температура ґрунту впливає на ріст рослин не тільки опосередковано, а й прямо, змінюючи його водно-повітряний і поживний режими.

Землеробство володіє значними засобами поліпшення теплового режиму: раціональний обробіток ґрунту, снігонагромадження, снігорозподіл, регулювання танення снігу, різні способи і норми висіву, чергування рослин у сівозміні, застосування системи добрив та ін.

Основним джерелом тепла для ґрунту є сонячна радіація. Надходження її до ґрунту змінюється в широких межах залежно від часу доби та широти, а також від стану атмосфери - її щільності, хмарності, наявності туману, пилу та ін.

Другим, менш значним ніж сонце, джерелом тепла в ґрунті є виділення його мікроорганізмами в процесі їхньої життєдіяльності. Утворення тепла за цих умов зумовлюється неповним використанням енергії, окисненням органічних речовин при синтетичних процесах у клітинах. На внутрішньоклітинні процеси використовується 15-20% загальної кількості перетвореної мікробами енергії, а решта її кількості надходить у навколишнє середовище у вигляді тепла.

Усі інші джерела тепла для ґрунту, наприклад, теплота змочування, внутрішня теплота земної кулі, енергія радіоактивного розпаду елементів, тепло, що виділяється при конденсації водяної пари в ґрунті, мають невелике значення.

Надходження і витрати тепла в ґрунті забезпечуються багатьма фізичними явищами. Тому прийнято користуватися основними складовими теплового балансу в найбільш типових умовах. До них належать: 1) радіаційний баланс, під яким розуміють суму прямої і розсіяної сонячної радіації за винятком відбитої радіації і ефективного випромінювання; 2) проникнення тепла в більш глибокі шари ґрунту і тепловий потік з глибини до поверхні (теплообмін у ґрунті); 3) теплообмін ґрунтової поверхні з повітрям, що відбувається в основному внаслідок термічної конвенсії. Коефіцієнт обміну пов'язаний, зокрема, із станом поверхні ґрунту, профілем вітру, градієнтом температури повітря і землі; 4) тепло випарування, під яким розуміють витрати тепла на випарування або виділення його під час конденсації водяної пари та утворення інею; 5) теплообмін з ґрунтовою поверхнею має повітря при горизонтальному його переміщенні над ґрунтом. Різниця в температурах повітря, що переміщується, і поверхні землі створює прогрівання або охолодження.

Як протягом доби, так і за рік найбільші зміни температури відбуваються у верхньому шарі ґрунту. Добові коливання її у весняно-літній період досягають глибини 70-100 см, але помітно нівелюються вже на глибині дещо більше ніж 20 см. Ці коливання неоднакові в різних зонах та на різних ґрунтах. Річні коливання залежно від широти та температуропровідності ґрунту можуть досягти значної глибини - 5 м і більше. Взимку на глибині 60-150 см температура вища, ніж у нижчих шарах.

Велике значення для озимих культур має промерзання і відтавання ґрунту. Глибина промерзання залежить від багатьох причин і насамперед від товщини снігового покриву, сили та тривалості морозів. На півдні ґрунти промерзають на 10-50 см, а півночі - на 30-100 см. Дуже швидке і глибоке промерзання ґрунту негативно впливає на розвиток культурних рослин.