Температура определяет тепловое состояние почвы и зависит от равновесия между притоками и потерями тепла. Температура является одним из решающих факторов почвообразовательного процесса, жизнедеятельности растений и микроорганизмов. С ней связана растворимость минеральных веществ, газов, и их подвижность, а также химические реакции в почве и корнях растений. Температура почвы тесно связана с температурой приземного слоя атмосферы. Вследствие разности градиентов происходит газообмен между почвенным и атмосферным воздухом. Разность температур внутри самой почвы по глубинам обусловливает передвижение парообразной и жидкой воды. Основным показателем теплового режима почвы считается средняя температура на глубине 20 см. Сельскохозяйственные культуры по разному требовательны к температурному режиму почвы и для развития требуют суммы положительных температур. Поэтому изучение температурного режима необходимо для географического районирования культур и разработки тепловых мелиоративных мероприятий. Измерение температуры почвы проводят жидкостными термометрами и разного рода электротермометрами.
Температура почвы представляет собой результирующий показатель процессов теплообмена в системе приземный слой воздух-почва-грунт и в то же время фактор, влияющий на эти процессы.
Температура почвы является важнейшим экологическим фактором, определяющим жизненные условия для высших растений (в том числе сельскохозяйственных культур), почвенной микрофлоры и фауны. Тем самым температура косвенно, через состав, продуктивность и жизненные ритмы биоценозов оказывает мощное влияние на почвообразовательный процесс. Кроме того температура почвы оказывает огромное и разнообразное непосредственное влияние на почвообразование. Функциями от температуры являются скорость химических реакций, физические свойства вещества, слагающие почву (вязкость и поверхностное натяжение почвенного раствора, электропроводность и др.), а также испарение, диффузия и многие элементарные почвенные процессы.
Существенное значение имеет не только абсолютная температура, которая определяет еще и фазовое состояние воды, но и распределение температуры во времени и пространстве.
Контрасты температуры во времени (суточные и сезонные амплитуды температур) являются жестким экологическим фильтром, ограничивающим состав и активность почвенной биоты. Кроме того, колебания температур и связанные с ними объемные изменения жидкой и газообразной фазой являются важным фактором воздухообмена между почвенным и атмосферным воздухом.
Перепады температур по профилю почвы (градиенты температур) имеют большое значение для влагопереноса в почве, вода движется от более нагретых участков к более холодным.
Таким образом, температура является важным фактором жизни растений, почвенной биоты, влияет на газообмен с атмосферой и передвижение воды в динамике (суточной, сезонной), что позволяет найти ряд важных показателей для оценки почвенных условий и процессов.
Измерение температуры почвы проводят жидкостными термометрами и разного рода электротермометрами. Площадка для наблюдения за температурой располагается недалеко от разреза.
В период прохождения практики мы измеряли температуру термометрами Саввинова. Нами проводились измерения температуры в период с 19.06.2013 по 25.06. 2013 в 4 срока в определенные часы (10:00, 13:00, 16:00, 19:00) на глубинах 5 см, 10 см, 20 см и 30 см.
В результате проведенных опытов нами были получены данные о ежедневном колебании температуры по глубинам за 7 дней.
| Динамика температур | ||||||||
| Время | Глубина | Дата | ||||||
| 20.июн | 21.июн | 22.июн | 23.июн | 24.июн | 25.июн | |||
| 10:00 | 15.00 | 15.00 | 16.00 | 17.00 | 17,50 | 19,25 | ||
| 14,50 | 14,75 | 16,50 | 16,50 | 17.00 | 18,50 | |||
| 14,50 | 15.00 | 15,50 | 15,50 | 16,50 | 17,50 | |||
| 14,75 | 15.00 | 15,25 | 15.00 | 16.00 | 16,50 | |||
| 13:00 | 17,50 | 18,50 | 16,50 | 19.00 | 21.00 | 23,50 | ||
| 17,50 | 18,25 | 16,25 | 18,50 | 21.00 | 22,50 | |||
| 15.00 | 15,75 | 15,50 | 15,75 | 16,50 | 19.00 | |||
| 14,75 | 15.00 | 15.00 | 15.00 | 16.00 | 16,75 | |||
| 16:00 | 21.00 | 21,50 | 17,50 | 22,50 | 24.00 | 24.00 | ||
| 21,80 | 22.00 | 17.00 | 21,50 | 23,50 | 23.00 | |||
| 16.00 | 16,50 | 15,50 | 16,50 | 18.00 | 19,50 | |||
| 15.00 | 15,50 | 15.00 | 15,50 | 16.00 | 17.00 | |||
| 19:00 | 22,50 | 22.00 | 18.00 | 22,50 | 25,50 | 23,50 | ||
| 21,50 | 22.00 | 17,50 | 22.00 | 24,50 | 22,50 | |||
| 17.00 | 17,50 | 15,75 | 17,50 | 19.00 | 19,25 | |||
| 15,50 | 15,50 | 15.00 | 15,50 | 16,50 | 17.00 | |||
Кроме того были проведены измерения температуры с помощью программируемых датчиков «Термохрон» с интервалом 30 минут.
В ходе исследования нами было выявлено изменение температуры с глубиной. Максимумы приходились на дневные часы, что можно объяснить тем, что почва прогревается и охлаждается гораздо медленнее, чем окружающая атмосфера, следовательно, пики температуры приходились на дневное время. Быстрее всего прогревается и остывает приземный слой почвы за счет быстрого теплообмена с атмосферой. В результате этого можно наблюдать, что на глубине 5 см амплитуда колебаний составляет 7 Со. Амплитуда температур на глубине 25 см в нашем случае составила около 3Со.
Температура, зафиксированная термодатчиками, практически не отличается от температуры, измеренной с помощью термометров Саввинова. Термодатчики дают более полное представление о температурном режиме почв, удобны в использовании и в отличие от термометров ими можно измерять температуру в более глубоких слоях почвы. С помощью термохронных датчиков была построена хроноизоплета и графики динамики температур на разных глубинах.
Хроноизоплета температур
3D Хроноизоплета температур.
График динамики температур на различных глубинах почвы.
На динамике температур различных глубин видно, что датчик находящийся на поверхности фиксировал наиболее контрастные изменения температур. Мы можем наблюдать уменьшение амплитуды колебаний температуры с увеличением глубины. Самая большая амплитуда температур на поверхности почвы составила 33°С. На глубине 5 см амплитуда колебаний температуры уменьшаетсяот 7°С. На глубинах 40 и 50 см температура практически не изменялась, амплитуда колебаний небольшая 2-3°С.
Хроноизоплеты наглядно показывают, что последние два дня были самыми жаркими.