ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ
совокупность явлений теплообмена системы: атмосфера -- приземный слой воздуха -- растение -- почва -- горная порода. Количественным выражением теплообмена внутри этой системы является тепловой баланс. Основной показатель этого режима -- температура почвы, определяемая на различных глубинах и в разные сроки.
Температурный режим формируется под воздействием поступающей на поверхность почвы лучистой энергии Солнца и трансформации ее в тепловую энергию. Количество поступающей энергии в почву зависит от географической широты, времени года, состояния атмосферы, рельефа, характера растительного и снежного покрова, тепловых свойств почвы. Температура почвы имеет суточную и годовую периодичность (суточный и годовой ход температуры). Суточный ход температуры поверхности почвы характеризуется одним максимумом (около14 ч) и одним минимумом (перед восходом Солнца). С глубиной наступление максимальных и минимальных температур запаздывает. Наибольшая амплитуда колебаний температуры в течение суток отмечается для поверхностного слоя почвы, с глубиной она уменьшается.
Полное затухание суточных колебаний температуры наблюдается на глубине 40--100 см.
Годовой режим температур почв имеет большую амплитуду колебаний и выражен на большую глубину, чем суточный. В умеренных широтах характеризуется максимумом в июле или августе и минимумом -- в январе или феврале. С глубиной время наступления максимума и минимума температуры запаздывает в среднем на 20--30 сут на каждый метр глубины. В течение года наибольшим колебаниям подвержена температура поверхности почвы. С глубиной амплитуды годового хода температуры почвы уменьшаются. Глубина проникновения годового хода температуры почвы приблизительно в 19 раз больше, чем суточного. В северных широтах она составляет примерно 25 м, в средних широтах -- 15--20 м, в южных -- около 10 м.
Ниже этих глубин находится слой с постоянной годовой температурой. Для оценки тепловых почвенных ресурсов применяют как простые (средняя температура почвы в теплый период, среднегодовая температура почвы, среднемесячная температура почвы самого теплого и самого холодного месяцев года на глубине 0,2 м), так и интегральные (сумма активных, выше 10 °С, температур почвы, сумма температур почвы ниже нуля, годовые амплитуды температур почвы на глубине 0,2 м, показатель нагреваемости) показатели. Классификация температурных режимов почв для равнинной территории России и прилегающих стран разработана В. Н. Димо (1968). Согласно этой классификации почвы делятся на промерзающие и непромерзающие. В зависимости от среднегодовой температуры почвы на глубине 0,2 м, длительности и глубины промерзания выделено 4 типа температурного режима: мерзлотный, длительно сезонно мерзлотный, сезоннопромерзающий и непромерзающий.
Температура почвы является одним из факторов жизнедеятельности растений. Каждое растение имеет свою температуру прорастания семян и появления всходов, свою оптимальную для роста и развития температуру. Температура почвы влияет на скорость поступления воды в корни растений, на транспирацию, на усвоение растениями питательных веществ, а следовательно, на продуктивность.
Температурный режим почв регулирует численность микроорганизмов и их активность, минеральные преобразования и процесс разложения органических остатков и трансформации почвенного гумуса. Температура почвы контролирует фазовые переходы в системе «почва – почвенный раствор -- почвенный воздух», процессы растворения солей и газов, скорость выветривания.
Основные показатели температурного режима почвы, учитываемыми при возделывании сельскохозяйственных культур, -- теплообеспеченность почвы и степень суровости зимних условий, определяющих возможность перезимовки культур. В качестве основного критерия оценки теплообеспеченности почв принята сумма активных (выше 10 °С) температур почвы на глубине 20 см.
Агротехнические и технические приемы, применяемые в сельском хозяйстве, служат мощными средствами активного изменения теплового режима почвы и создания оптимальных условий для возделывания сельскохозяйственных культур. Для регулирования теплового режима почвы применяют общемелиоративные приемы, направленные одновременно на регулирование содержания в почве тепла и влаги (осушение, орошение, снегозадержание, мульчирование) и тепловые мелиорации (гребневание, прикатывание, рыхление почвы, затенение, пленочные покрытия, искусственный обогрев и др.). Регулирование температуры и влажности почвы в зимний период осуществляется с помощью снежных мелиораций (снегозадержание, снегонакопление, снегоуплотнение).