מאפייני האדמה מקנים לה תכונות מסוימות המשפיעות על תהליך גידול צמחים תרבותיים. הבה נבחן את סוגי התכונות התרמיות של הקרקע: יכולת ספיגת חום, יכולת חום, מוליכות תרמית. מה יכולים להיות מקורות החום עבורו, כמו גם המשטר התרמי וסוגיו: הקפאה ואי הקפאה.
מקורות חום אפשריים באדמה
מקור החום העיקרי הנכנס לאדמה הוא קרינת השמש, המורכבת ישירה ומפוזרת.עוצמת הקרינה תלויה בקו הרוחב ובגובה של האזור, בתכולת הפחמן הדו חמצני באטמוספירה ובשקיפותה.
האנרגיה הנספגת מועברת לאטמוספירה או לשכבות התחתונות. לאן מופנה החום תלוי בטמפרטורת האדמה והאוויר. אם האדמה חמה יותר והאוויר קר יותר, חום יברח לאטמוספירה. עם ספיגה גדולה של חום, האדמה מתחממת ואנרגיה תרמית מתחילה לזרום למטה. ככל שהפרש הטמפרטורה בשכבות העליונות והתחתונות גדול יותר, כך קצב כניסת החום גדול יותר.
כמות אנרגיית השמש הנכנסת לקרקע תלויה באזור האקלים, מזג האוויר, תכונות ההקלה, הצבע, התכונות התרמיות והפיזיקליות שלה וצפיפות הצמחייה.
ישנם גם מקורות חום - אנרגיה המשתחררת במהלך פירוק שאריות צמחים הנמצאות על פני השטח או בשכבה העליונה, ואנרגיה המועברת מהאוויר.
כמות קטנה מאוד של חום נכנסת לאדמה מתוך כדור הארץ ומההתפרקות הרדיואקטיבית של יסודות, אבל היא כמעט חסרת משמעות.
איך לקבוע
כמה חום יש באדמה תלוי בגורמים רבים. מים הם מרכיב עתיר חום באדמה, כך שלאדמה רטובה לוקח יותר זמן להתחמם מאשר לאדמה יבשה. אבל זה גם לוקח יותר זמן להתקרר. לקרקעות רטובות חימר לוקח הכי הרבה זמן להתחמם באביב, לקרקעות חוליות לוקח הכי הרבה זמן להתחמם, אבל בסתיו קורה ההיפך: קרקעות חרסית חמות יותר בגלל התקררות איטית.
מוליכות תרמית תלויה בתכולת האוויר בנקבוביות. ככל שהאדמה רופפת יותר, כך היא מתחממת מהר יותר, ולהיפך, אדמה צפופה מתחממת לאט יותר. כמות החומוס משפיעה גם על תכונות תרמיות; קרקעות פוריות שומרות על חום זמן רב יותר, קרקעות עניות מאבדות אותו מהר יותר. צמחייה בקיץ ושלג בחורף שומרים על החום ומסייעים בשמירתו באדמה.
עבור רוב הצמחים התרבותיים, הטמפרטורה הנוחה לצמיחה היא 20-25 מעלות צלזיוס. אם זה יותר מ-30 מעלות צלזיוס, ההתפתחות מעוכבת. עלייה בטמפרטורות מקובלות מובילה לעלייה חזקה בקצב הנשימה ולבזבוז של חומרים אורגניים, מה שמוביל להפחתה בנפח המסה הירוקה. טמפרטורות קרקע מעל 50-52 מעלות צלזיוס מובילות למוות הצמח.
לגידול צמחים רגיל נדרשת כמות מסוימת של חום; בחקלאות משתמשים בערך הנקרא סכום הטמפרטורות הפעילות. כל אלה הם ימי עונת הגידול בהם הטמפרטורה במהלך היום הייתה מעל 10 מעלות צלזיוס.
חום הקרקע נחוץ לא רק על ידי צמחים, אלא גם על ידי מיקרואורגניזמים. הם מושפעים לרעה מקור וחום מוגזם; שניהם מובילים להשעיית הפעילות החיונית של חיידקים וביוטה. הטמפרטורה האופטימלית היא 15-20 מעלות צלזיוס, סטיות קטנות מקובלות.
תכונות תרמיות
קטגוריית מאפיינים זו כוללת: יכולת ספיגת חום הקרקע, יכולת חום ומוליכות תרמית.
יכולת ספיגת חום
זוהי יכולתה של הקרקע לקלוט אנרגיית שמש. הקרינה אינה נספגת לחלוטין; חלקה מוחזרת בחזרה. יכולת ספיגת החום נקבעת לפי ערך האלבדו (A). הוא מתבטא ככמות קרינת השמש שהוחזרה על פני הקרקע, ומוצגת כאחוז מנפח קרינת השמש שהגיעה לקרקע.
ככל שהאלבדו נמוך יותר, כך האדמה יכולה לספוג יותר חום. יכולת ספיגת החום תלויה בצבע הקרקע, תכולת הלחות שלה, מבנה, טופוגרפיה פני השטח וצפיפות הצמחייה. קרקעות כהות מתחממות מהר יותר מאשר קרקעות בהירות.
קיבולת חום
מאפיין זה מוגדר כמשקל ונפח. קיבולת חום לפי משקל היא כמות החום, הנמדדת בקלוריות, שיש להשקיע כדי לחמם 1 גרם אדמה יבשה ב-1 מעלות צלזיוס. קיבולת חום וולומטרית היא החום שניתן להשתמש בו לחימום 1 מטר מעוקב. לראות ב-1 מעלות צלזיוס.
ערך קיבולת החום משתנה בהתאם לתכולת הלחות והאוויר באדמה. כשהוא רטוב, יכולת החום שלו תהיה גבוהה יותר מאשר כשהוא יבש. אדמת חרסית תהיה בעלת יכולת חום גבוהה יותר מאשר אדמה חולית מכיוון שהיא מכילה פחות אוויר.
מוליכות תרמית
זוהי היכולת של אדמה להוביל חום מהשכבות העליונות, בהן הטמפרטורה גבוהה יותר, אל השכבות הנמוכות והקרות יותר. העברת חום מתרחשת דרך השלב המוצק והנוזל של האדמה ונמדדת בכמות החום המתבטאת בקלוריות. מוליכות תרמית של הקרקע נמדדת בכמות החום שעוברת דרך קובייה. ס"מ אדמה תוך 1 שניות.
משטר תרמי קרקע וסוגיו
לאזורי אקלים שונים יש משטרים תרמיים שונים. בהתבסס על שני אינדיקטורים - טמפרטורה שנתית ממוצעת ואופי ההקפאה - כל הקרקעות מחולקות ל-4 סוגים.
פרמאפרוסט
משטר תרמי זה מתרחש בקרקעות הממוקמות באזור הפרמאפרוסט. האדמה מפשירה במהלך התקופה השנתית החמה וקפואה לחלוטין בחורף.הטמפרטורות בעומק 20 ס"מ והטמפרטורות השנתיות הממוצעות מתחת לאפס.
הקפאה עונתית ארוכה
בקיץ האדמה מפשירה, קופאת עמוק בחורף, לעומק של לפחות 1 מ' משך ההקפאה הוא לפחות 5 חודשים בשנה. טמפרטורת הקרקע השנתית הממוצעת היא מעל האפס, אך בינואר בעומק של 20 ס"מ היא מתחת לאפס.
הקפאה עונתית
הוא קופא בצורה רדודה בחורף ומפשיר בתקופות חמות. משך ההקפאה משתנה מאוד - ממספר ימים ועד 5 חודשים. קור יכול לחדור לעומק של לא יותר מ-2 מ' טמפרטורת הקרקע השנתית הממוצעת היא מעל לאפס, אבל בינואר בעומק של 20 ס"מ היא מתחת לאפס.
נוֹזֵל לרָדִיאַטוֹר
הקרקעות אינן קופאות אפילו בחורף. הטמפרטורה תמיד חיובית, הן בעומק של 20 ס"מ והן הטמפרטורה השנתית הממוצעת.
המשטר התרמי של הקרקע קובע את עוצמת וכיוון תהליכי היווצרות הקרקע. משך עונת הגידול, הרכב המינים ותפוקת הצמחייה, מספר המיקרואורגניזמים ועוצמת עבודתם, המשפיעה על קצב היווצרות החומוס, נפח החומר האורגני ועוצמת התגובות הכימיות, תלויים ב- מאפייני המשטר.
