Les característiques del sòl li atorguen certes propietats que afecten el procés de cultiu de les plantes cultivades. Considerem els tipus de propietats tèrmiques del sòl: capacitat d'absorció de calor, capacitat calorífica, conductivitat tèrmica. Quines podrien ser les fonts de calor per aquest, així com el règim tèrmic i els seus tipus: congelant i no congelant.
Possibles fonts de calor al sòl
La principal font de calor que entra al sòl és la radiació solar, que consisteix en directa i difusa.La intensitat de la radiació depèn de la latitud i altitud de la zona, del contingut de diòxid de carboni a l'atmosfera i de la seva transparència.
L'energia absorbida es transfereix llavors a l'atmosfera o a les capes inferiors. On es dirigeix la calor depèn de la temperatura del sòl i de l'aire. Si el sòl és més càlid i l'aire és més fred, la calor s'escaparà a l'atmosfera. Amb una gran absorció de calor, el sòl s'escalfa i l'energia tèrmica comença a fluir cap avall. Com més gran sigui la diferència de temperatura a les capes superior i inferior, més gran serà la velocitat d'entrada de calor.
La quantitat d'energia solar que entra al sòl depèn de la zona climàtica, el clima, les característiques del relleu, el color, les seves propietats tèrmiques i físiques i la densitat de vegetació.
També hi ha fonts de calor: energia alliberada durant la descomposició dels residus vegetals situats a la superfície o a la capa superior, i energia que es transfereix de l'aire.
Una quantitat molt petita de calor entra al sòl des de la Terra i de la desintegració radioactiva dels elements, però és pràcticament insignificant.
Com determinar
La quantitat de calor que hi ha al sòl depèn de molts factors. L'aigua és un component intensiu de calor del sòl, de manera que el sòl humit triga més a escalfar-se que el sòl sec. Però també triga més a refredar-se. Els sòls argilosos i humits triguen més a escalfar-se a la primavera, els sòls sorrencs triguen més a escalfar-se, però a la tardor passa el contrari: els sòls argilosos són més càlids a causa del refredament lent.
La conductivitat tèrmica depèn del contingut d'aire als porus. Com més fluix és el sòl, més ràpid s'escalfa, i viceversa, el sòl dens s'escalfa més lentament. La quantitat d'humus també afecta les propietats tèrmiques; els sòls fèrtils retenen la calor més temps, els sòls pobres la perden més ràpidament. La vegetació a l'estiu i la neu a l'hivern retenen la calor i ajuden a retenir-la al sòl.
Per a la majoria de les plantes cultivades, la temperatura favorable per al creixement és de 20-25 °C. Si és superior a 30 °C, el desenvolupament s'inhibeix. Un augment de les temperatures acceptables comporta un fort augment de la taxa de respiració i el malbaratament de matèria orgànica, la qual cosa comporta una reducció del volum de massa verda. Les temperatures del sòl superiors als 50-52 °C provoquen la mort de les plantes.
Per al creixement normal de les plantes, es requereix una certa quantitat de calor; en l'agricultura, s'utilitza un valor anomenat suma de temperatures actives. Són tots els dies de la temporada de creixement quan la temperatura durant el dia era superior als 10 °C.
La calor del sòl no només la necessiten les plantes, sinó també els microorganismes. Es veuen afectats negativament pel fred i la calor excessiva; tots dos condueixen a la suspensió de l'activitat vital dels bacteris i de la biota. La temperatura òptima és de 15-20 °C, s'admeten desviacions menors.
Propietats tèrmiques
Aquesta categoria de característiques inclou: capacitat d'absorció de calor del sòl, capacitat calorífica i conductivitat tèrmica.
Capacitat d'absorció de calor
Aquesta és la capacitat del sòl per absorbir l'energia solar. La radiació no s'absorbeix completament, una part es reflecteix cap enrere. La capacitat d'absorció de calor està determinada pel valor d'albedo (A). S'expressa com la quantitat de radiació solar reflectida per la superfície del sòl, i es presenta com a percentatge del volum de radiació solar que arriba al sòl.
Com més baix sigui l'albedo, més calor pot absorbir el sòl. La capacitat d'absorció de calor depèn del color del sòl, del seu contingut d'humitat, estructura, topografia superficial i densitat de vegetació. Els sòls foscos s'escalfen més ràpidament que els sòls de color clar.
Capacitat calorífica
Aquesta característica es defineix com a pes i volum. La capacitat calorífica en pes és la quantitat de calor, mesurada en calories, que s'ha de gastar per escalfar 1 g de sòl sec en 1 °C. La capacitat calorífica volumètrica és la calor que es pot utilitzar per escalfar 1 metre cúbic. veure a 1 °C.
El valor de la capacitat calorífica varia en funció de la humitat i el contingut d'aire del sòl. Quan està humit, la seva capacitat calorífica serà més gran que quan està sec. El sòl argilós tindrà una capacitat calorífica més gran que el sòl sorrenc perquè conté menys aire.
Conductivitat tèrmica
Aquesta és la capacitat del sòl per conduir la calor des de les capes superiors, on la temperatura és més alta, fins a les inferiors, més fredes. La transferència de calor es produeix a través de les fases sòlida i líquida del sòl i es mesura en la quantitat de calor expressada en calories. La conductivitat tèrmica del sòl es mesura en la quantitat de calor que travessa un cub. cm de terra en 1 s.
Règim tèrmic del sòl i els seus tipus
Les diferents zones climàtiques tenen règims tèrmics diferents. A partir de dos indicadors: la temperatura mitjana anual i la naturalesa de la congelació, tots els sòls es divideixen en 4 tipus.
Permafrost
Aquest règim tèrmic es produeix en sòls situats a la zona de permafrost. El sòl es descongela durant el període càlid anual i es congela completament a l'hivern.Les temperatures a una profunditat de 20 cm i les temperatures mitjanes anuals estan per sota de zero.
Congelació estacional llarga
A l'estiu, el sòl es descongela, es congela profundament a l'hivern, a una profunditat d'almenys 1 m. La durada de la congelació és d'almenys 5 mesos a l'any. La temperatura mitjana anual del sòl està per sobre de zero, però al gener a una profunditat de 20 cm està per sota de zero.
Congelació estacional
Es congela poc profund a l'hivern i es descongela durant els períodes càlids. La durada de la congelació varia molt: des de diversos dies fins a 5 mesos. El fred pot penetrar a una profunditat de no més de 2 m. La temperatura mitjana anual del sòl és per sobre de zero, però al gener a una profunditat de 20 cm és per sota de zero.
Anticongelant
Els sòls no es gelen fins i tot a l'hivern. La temperatura és sempre positiva, tant a 20 cm de profunditat com la temperatura mitjana anual.
El règim tèrmic del sòl determina la intensitat i la direcció dels processos de formació del sòl. La durada de la temporada de creixement, la composició de les espècies i la productivitat de la vegetació, el nombre de microorganismes i la intensitat del seu treball, que afecta la velocitat de formació d'humus, el volum de matèria orgànica i la intensitat de les reaccions químiques, depenen de la característiques del règim.
