Wpływ niskich temperatur na glebę i rośliny
Rolnictwo -
Warunki życia roślin rolniczych i ich regulacja
Wraz z nadejściem stabilnych ujemnych temperatur rozpoczyna się zamrażanie gleby. Najpierw jego górna warstwa zamarza, a następnie dolna o 30-150 cm Głębokość zamarzania zależy głównie od warunków pogodowych i glebowych, a także od rzeźby terenu. Głębokie zamarzanie gleb występuje zwykle zimą z niewielką ilością śniegu i silnymi mrozami.
Woda zamarza w glebie w temperaturach poniżej zera stopni. Wynika to z zawartości w nim substancji rozpuszczalnych. Im wyższe stężenie roztworu, tym niższa temperatura zamarzania wody.
Np. w glebach piaszczystych i gliniastych woda zamarza przy minus 4-4,5°C, natomiast w glebach torfowych, gdzie stężenie roztworu jest wyższe, tylko przy minus 5°C.
Gleby na wzniesionych miejscach zamarzają głębiej niż na nizinach, gdzie jest więcej śniegu. Równiny zajmują środkową pozycję. Im wyższy stopień dyspersji gruntu i im silniejszy efekt zjawisk powierzchniowych, tym dłużej nie przemarza. Gleby nadmiernie wilgotne zamarzają wolniej ze względu na dużą pojemność cieplną wody, jak również gleby suche, które wiążą wodę, która w niższych temperaturach zamienia się w lód. Gleby gęste zamarzają szybciej i na większą głębokość niż gleby luźne.
Na glebach bagienno-bielicowych, w wyniku wciągania wilgoci (podczas mrożenia), zawartość wilgoci w górnej warstwie wzrasta do pełnej pojemności. Kryształki lodu rosną również w glebie w wyniku kondensacji pary wodnej spływającej z niższych poziomów gleby. Jej ruch w postaci pary wiąże się z różnicą elastyczności pary wodnej w górnej i dolnej warstwie gleby.
Zamrożenie górnej warstwy przy wilgotności poniżej pełnej pojemności poprawia właściwości fizyczne gleby w wyniku rozbijania dużych brył gleby na małe, gdy pory, w których znajdowała się woda, rozszerzają się kryształkami lodu. Dlatego gleba zaorana jesienią dobrze się kruszy podczas wiosennej obróbki.
Pokrywa śnieżna i roślinna oraz ściółka leśna spowalniają zamarzanie gleby.
Przemarzanie i rozmrażanie gleby ma istotny wpływ na zimowanie ozimin i koniczyny. Zjawiska te są związane z tworzeniem się skorupy lodowej, przesiąkaniem, zawilgoceniem i wybrzuszeniem korzeni roślin. Mogą również cierpieć z powodu szybkiego i głębokiego zamarzania gleby.
Dla życia roślin duże znaczenie ma liczba kryształków lodu tworzących się w glebie oraz ich struktura, która zależy od temperatury, wilgotności, gęstości i innych warunków glebowych.
Na Białorusi, republikach bałtyckich i sąsiednich regionach Federacji Rosyjskiej oziminy umierają najbardziej z powodu przemoczenia, zawilgocenia, pleśni śnieżnej, a bardzo rzadko z powodu zamarzania i wysychania.
| Dalej > |
|---|
Ogrzewanie i chłodzenie zbiorników wodnych
Woda,
w przeciwieństwie do gleby, do bezpośredniego i rozproszonego
promieniowanie słoneczne jest przezroczyste
ciało, a więc krótkofalowe promieniowanie
energia wnika do wody na dość
znaczna głębokość (w zależności od
przezroczystość wody od 10 do 100 m), oraz
występuje ogrzewanie radiacyjne
w kilkumetrowej warstwie wody.
Drugi
różnica polega na tym, że głośność
pojemność cieplna wody wynosi około 2
razy większa niż pojemność cieplna gruntu, oraz
z tego powodu, aby je osiągnąć
i taką samą temperaturę, jaką powinna osiągnąć woda
więcej ciepła niż ziemia. Jeśli do wody?
a gleba otrzymuje taką samą ilość
ciepło, albo dają to samo
ilość ciepła, temperatura wody
zmieni się o kwotę mniejszą niż
temperatura gleby.
Po trzecie,
w glebie ciepło przekazywane jest w pionie
przez przewodnictwo cieplne molekularne,
a w łatwo poruszającej się wodzie przenikanie ciepła
w rezultacie odbywa się w pionie
bardziej aktywny proces - turbulentny
mieszanie się warstw wody, dzięki czemu
jest intensywna wymiana
właściwości fizyczne i chemiczne między nimi
warstwy. Turbulencje w zbiornikach wodnych
napędzany niepokojem i
prędkości prądów mas wody, a także
konwekcja termiczna, a w morzach -
konwekcja spowodowana różnicą zasolenia
warstwy wody. Mieszanie turbulentne
w zbiornikach z góry określa:
-
przenoszenie
ciepło w głąb zbiorników 1000-10000 razy
więcej niż noszenie go w ziemi; -
nagły
wyrównanie temperatury między warstwami
woda; -
ogrzewanie
i chłodzenie zbiorników wodnych do
znacznie większe głębokości; -
jeszcze
wolniej niż w glebie, zmiana
temperatury powierzchni wody oraz
mniej niż zmiana
temperatura na powierzchni gleby.
Powierzchnia
warstwa wody, podobnie jak gleba, dobrze się wchłania
promieniowanie podczerwone. Warunki absorpcji
i wyświetlanie promieniowania długofalowego
w zbiornikach wodnych i w glebie są różne
mało. W przeciwnym razie sprawa z falami krótkofalowymi
promieniowanie. W szczególności fale krótkie
fiolet i ultrafiolet, przenikają
głęboko do wody
i występuje ogrzewanie radiacyjne
w kilkumetrowej warstwie wody.
Rozbieżności
reżim termiczny zbiorników wodnych i gleb
spowodowane następującymi przyczynami:
—
pojemność cieplna wody jest 3-4 razy większa
pojemność cieplna gleby. Dlatego dla
ich równomierne ogrzewanie, woda powinna
uzyskać więcej ciepła niż ziemia. Jeśli
woda i gleba otrzymają to samo
ilość ciepła, temperatura wody
zmieniać mniej;
- drobinki wody
mają świetną mobilność. Dlatego w
zbiorniki wodne przekazują ciepło do wody
nie występuje molekularnie
przewodnictwo cieplne, jak w glebie, oraz w
wynik bardziej intensywnego procesu
– mieszanie turbulentne.
Między
warstwy powierzchowne i pod spodem
gleba i woda ciągle się dzieje
wymiana ciepła. Strumień ciepła w glebie lub
zbiornik wodny jest w przybliżeniu wyrażony
formuła:
,
gdzie
T2
oraz T1 –
temperatura na głębokości z1
i z2;
λ - współczynnik
przewodność cieplna.
V
układ SI, strumień ciepła jest wyrażony w
W/m2.
Funkcjonalność wód
Schemat instalacji głębokiego zmiękczania wody.
Wody gruntowe są bardzo cenne, ponieważ są głównym źródłem zaopatrzenia w wodę. Zakres ich zastosowania jest bardzo szeroki, ponieważ są potrzebne wszędzie: do osiedli, przedsiębiorstw przemysłowych i gospodarki narodowej. W celu poszukiwania i wydobywania wód gruntowych wykonuje się lub wierci studnie. Lepiej je budować stosując zasypywanie żwirem i biorąc specjalne filtry wykonane z galonowej siatki plecionej.
Są jednak bardzo destrukcyjne, negatywnie wpływając na różne materiały budowlane, zwłaszcza beton. Dlatego przed zbudowaniem czegokolwiek analizują agresywność wody. Jego klasyfikacja jest następująca. Najmniejszym rodzajem agresywności jest ogólny kwas. Największy efekt destrukcyjny ma dwutlenek węgla. Oprócz nich wyróżnia się również magnezję, wymywanie i agresywność siarczanową.
Drugim najbardziej niezawodnym będzie gleba, ponieważ jej temperatura nawet zimą rzadko spada poniżej + 5 ° C. W każdym razie reszta schematu produkcji i inne cechy będą zależeć od tego, co jest wykorzystywane do produkcji energii.
Aby uzyskać ciepło z wód gruntowych, trzeba będzie wiercić studnie (absorpcyjne i wydobywcze). Do kontroli nawierca się studnię. Jest zobowiązana potwierdzić, że woda jest odpowiednia, dobrej jakości, spełnia pozostałe kryteria niezbędne dla pompy ciepła. Temperatura nie zmienia się zbytnio, nawet przez cały rok.
http://www.vseoburenii.ru/youtu.be/aYO1XLg-ois
Zakres 7-12°C gwarantuje, że ani pora roku, ani temperatura otaczającego powietrza nie wpływają na stabilną wydajność grzewczą. Taki system jest bardzo prosty i nie wymaga dużych kosztów eksploatacji i energii. Nadaje się zarówno do celów sanitarnych, jak i ogólnego zużycia wody użytkowej. Energia geotermalna jest alternatywą dla innych metod, która jest przyjazna środowisku.
We wszystkich przypadkach przewiduje się ochronę i ochronę wód przed zanieczyszczeniem lub wyczerpywaniem. Realizowane cele jego racjonalnego wykorzystania. Np. bliskość zakładów chemicznych, elektrociepłowni, zakładów przetwórczych, kanałów nawadniających, rowów melioracyjnych kopalni znacząco wpływa na skład chemiczny wody.
Działalność górnicza często wyczerpuje zasoby źródeł i narusza reżim hydrogeologiczny. Współczynnik tego wpływu zależy bezpośrednio od rodzaju wykonywanej pracy, naziemnej lub podziemnej. W przypadku podziemia uwzględnia to, na jakiej głębokości ma miejsce zabudowa i inne ważne czynniki. Aby osiągnąć pozytywny efekt, stosuje się wiele środków i technologii.
Temperatura gleby pod śniegiem.
Śnieg, jako dobry izolator termiczny, ma ogromny wpływ na ochronę gleby przed przemarzaniem. A im luźniejszy śnieg, tym silniejsza będzie ochrona gleby przed skutkami niskich temperatur. Jednak wartość ta nie jest jednoznaczna i jeden wskaźnik może różnić się od drugiego nie tylko odległością regionów, ale także w obrębie tego samego regionu czy powiatu i zależy od temperatury runa w czasie opadów śniegu. Jeśli śnieg spadnie na głęboko zmarzniętą glebę, a wysokość pokrywy śnieżnej nie jest duża, to temperatura gleby pod śniegiem na jego powierzchni i temperatura powietrza nad nim będą prawie identyczne. Jednocześnie, jeśli na tych obszarach głębokość śniegu osiągnie 15-20 cm, wówczas różnica między temperaturą gleby a powierzchnią śniegu wyniesie 6-8 stopni; podczas gdy powierzchnia ziemi będzie cieplejsza. Z drugiej strony, jeśli śnieg spadnie na niezamarznięty grunt, a głębokość „pokrycia” śnieżnego jest wystarczająco duża, wówczas temperatura gruntu pod śniegiem będzie wynosić w przybliżeniu od zera do -0,5 stopnia. Sugeruje to, że śnieg, jako słaby przewodnik ciepła, odbijający promienie ultrafioletowe słońca, niezawodnie chroni górną warstwę ziemi przed ochłodzeniem. Jednocześnie powierzchnia gleby nie może mieć dodatniej temperatury, ponieważ w tym przypadku śnieg topi się w kontakcie z ziemią.
Eksperymenty naukowców wykazały, że przy temperaturze powietrza -25 ... -28 stopni i wysokości pokrywy śnieżnej 25 - 30 cm temperatura ziemi nie spada poniżej -10 stopni, a na głębokości 35 - 40 cm - poniżej -5 stopni. Jednocześnie przy temperaturze powietrza -45 gr. i głębokości śniegu do 1,50 m, a pod warunkiem, że śnieg jest raczej luźny, temperatura gleby nie spada poniżej -8 gr. To po raz kolejny dowodzi, że śnieg niczym niezawodna tarcza osłania ziemię przed zamarzaniem.
