Почему в практике земледелия влагоёмкие глинистые почвы считают холодными, а маловлагоёмкие песчаные почвы — тёплыми?

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте разберемся, как свойства почвы влияют на процесс её нагревания и охлаждения. Это связано с такими физическими понятиями, как теплоёмкость, теплопроводность, влажность и теплообмен.

1. Влагоёмкость почвы и её связь с теплопроводностью и теплоёмкостью

   • Влагоёмкость — это способность почвы удерживать воду. Глинистые почвы имеют мелкие частицы, которые обладают высокой способностью удерживать воду между зернами почвы. Песчаные почвы, напротив, имеют крупные частицы, которые удерживают меньше воды.
   • Вода обладает высокой теплоёмкостью, то есть для её нагрева требуется больше тепловой энергии по сравнению с твёрдыми частицами почвы. Поэтому влажная глинистая почва будет нагреваться и остывать медленнее, чем песчаная.

2. Теплопроводность и теплообмен в разных почвах

   • Влажные глинистые почвы имеют более высокую теплопроводность из−за присутствия воды. Однако за счёт высокой теплоёмкости огромная часть тепловой энергии уходит на нагрев большого количества воды, поэтому температура глинистой почвы будет повышаться медленно.
   • Песчаные почвы, которые содержат меньше воды, быстрее нагреваются, так как тепло не расходуется на нагрев большого объёма воды, а идёт на нагрев твёрдых частиц почвы.

3. Холодные глинистые почвы

   • Глинистые почвы считаются "холодными", потому что они медленно прогреваются днём. Вода в них поглощает и удерживает тепло, препятствуя быстрому повышению температуры. Кроме того, из−за плотной структуры глинистой почвы испарение воды происходит медленнее, что также снижает её способность к нагреву.
   • В ночное время глинистые почвы медленно остывают, но из−за большого содержания влаги температура остаётся сравнительно низкой.

4. Тёплые песчаные почвы

   • Песчаные почвы считаются "тёплыми", так как они быстро нагреваются в течение дня. Малое количество воды и низкая теплоёмкость способствуют тому, что солнечная энергия быстрее повышает их температуру.
   • Однако песчаная почва также быстро теряет тепло ночью, так как её низкая влагоёмкость и теплоёмкость приводят к быстрому охлаждению.

5. Испарение воды и охлаждение почвы

   • Процесс испарения воды из почвы требует затрат энергии, которая забирается из окружающей среды. Это создаёт эффект дополнительного охлаждения. Глинистые почвы, удерживающие больше воды, испаряют её медленно, что уменьшает их нагрев. Песчаные почвы испаряют воду быстрее, но из−за низкой влагоёмкости этот процесс не так сильно влияет на их температуру.

6. Практическое значение

   • В земледелии важно учитывать эти свойства почв. На глинистых почвах растения могут замедленно развиваться весной из−за недостаточного прогревания, а на песчаных почвах, наоборот, может быть риск пересыхания из−за ускоренного испарения воды.

Таким образом, различия в теплоёмкости, влажности и теплопроводности определяют, почему глинистые почвы называют "холодными", а песчаные — "тёплыми".