I. MỞ ÐẦU Khí hậu là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá đối với con người, nó quyết định sự tồn tại và phát triển của sinh vật đồng thời ảnh hưởng sâu sắc tới môi trường. Nghiên cứu tác động các yếu tố khí hậu, thời tiết đối với môi truờng, đời sống sinh vật là không thể thiếu trong ngành Khí tượng nông nghiệp. Tác động của khí hậu đối với sản xuất nông nghiệp phản ánh thông qua nhiều yếu tố khí tượng. Nhiệt độ là một trong những tác nhân ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới nhịp điệu sống, các quá trình sinh trưởng, phát triển của sinh vật, gây ra sự biến đổi môi trường đất. II. NỘI DUNG Nhiệt độ được quyết định bởi năng lượng bức xạ mặt trời do mặt đất hấp thụ. Vì vậy, yếu tố nhệt độ biến động phụ thuộc nhiều vào điều kiện vĩ độ địa lý, mùa trong năm, đặc điểm vât lý của chất hấp thụ.Các đặc trưng nhiệt lượng của đất như: nhiệt dung, hệ số dẫn nhiệt, lưu lượng nhiệt, màu sắc, độ xốp… và đặc tính truyền nhiệt của không khí như dẫn nhiệt phân tử, các dòng đối lưu… 1. Một số đặc trưng cuả nhiệt độ 1.1 Nhiệt dung của đất • Nhiệt dung của đất là đại lượng dùng để đánh giá khả năng nóng lên nhanh hay chậm của đất. Có hai loại nhiệt dung: • Nhiệt dung trọng lượng (Cp): Là lượng nhiệt cần thiết làm cho một gam đất nóng 1˚C. Đơn vị tính nhiệt dung trọng lượng là calo/g/độ. • Nhiệt dung thể tích (Cv): Là lượng nhiệt cần thiết làm cho 1cm 3 đất nóng lên 1˚C. Đợn vị tính nhiệt dung thể tích là calo/cm 3 /độ. • Nhiệt dung trọng lượng và nhiệt dung thể tích có quan hệ mật thiết với nhau được biểu thị bằng biểu thức sau: Cv =d.Cp Trong đó:Cv là nhiệt dung thể tích Cp là nhiệt dung trọng lượng d là tỷ trọng đất Nhiệt dung của đất phụ thuộc phần lớn vào nhiệt dung các chất hình thành nên đất. Hay có thể nói: nhiệt dung của bYcác thành phần cấu tạo nên đất rất khác nhau, nhiệt dung thể tích mọi thành phần rắn chủ yêú trong đất hầu như giống nhau; vào khoảng 0,5-0,6 calo/cm 3 /độ; các loại đất cát hoặc pha cát bao giờ cũng có nhiệt dung nhỏ , nóng lên nhanh nhưng cũng nguội đi nhanh chóng; các loại đất hoặc pha sôắcc nhiệt dung lớn,chúng nóng lên chậm và lạnh đi chậm hơn so với đất cát hoặc pha cát; đất khô có nhiệt dung nhỏ hơn so với đất ẩm nên đất khô thiếu ẩm thường có chế độ nhiêt không ổn định, chúng nóng lên ban ngày nhanh chóng và lạnh đi rất nhanh vào ban đêm, đất ẩm còn các loại đất thịt có chế độ nhiệt ôn hoà. Ví dụ: Nhiệt dung các chất cấu tạo đất Thành phần đất Nhiệt dung trọng lượng (calo/g/độ). Nhiệt dung thể tích (calo/cm 3 /độ) Cát Sét Than bùn Nước trong đất Không khí trong đất 0,18 0,23 0,48 1,00 0,24 0,4900 0,5900 0,6000 1,0000 0,0003 Loại đất Độ ẩm đất (%) 0 20 50 80 100 Đất cát 0,35 0,40 0,48 0,58 0,63 Đất sét 0,26 0,36 0,53 0,72 0,90 Đất nhiều mùn 0,15 0,30 0,52 0,75 0,90 Đất than bùn 0,20 0,32 0,56 0,79 0,94 Để làm ẩm đất,cần tưới nước cho cây trồng phù hợp, sẽ giữ được nhiệt trong mùa đông và làm giảm nhiệt độ trong mùa hè. 1.2 Hệ số dẫn nhiệt (độ dẫn nhiệt) của đất. • Hệ số dẫn nhiệt là đại lượng vật lý biểu thị khả năng truyền nhiệt của các loaị đất. Là lượng nhiệt đi qua một đơn vị diện tích 1cm 2 , có độ dày là 1cm, trong thời gian một giây khi nhiệt độ chênh lệch giữa 2 lớp đất là 1˚C. Ký hiệu của hệ số dẫn nhiệt là ƛ, đơn vị tính là calo/cm 2 /giây/độ. • Hệ số dẫn nhiệt của các loại đất rất khác nhau và phụ thuộc vào hệ số dẫn nhiệt của các chất cấu tạo nên đất, độ xốp, độ ẩm của đất. • Hệ số dẫn nhiệt của cát rất thấp (cát khô là 0,00026; cát ẩm là 0,00252) nên đất có nhiều cát hoặc pha nhiêu cát cũng có hệ số dẫn nhiệt nhỏ.Do vậy, sự truyền nhiệt xuống các lớp đất sâu rất chậm, lớp đất mặt nóng lên nhanh hơn so với các lớp phía dưới vào ban ngày nhưng lạnh đi rất nhanh vào ban đêm. Đất sét hoặc đất sét pha có hệ số dẫn nhiệt lớn, khả năng truyền nhiệt nhanh gữa các lớp đất nên nóng lên và lạnh đi chậm, chế độ nhiệt ít biến động hơn. Các loại đất có độ ẩm cao thường có chế độ nhiệt ôn hoà hơn các loại đất khô, biên độ nhiệt độ ngày đêm cũng nhỏ hơn. 1.3 Hệ số truyền nhiệt độ của đất Hệ số truyền nhiệt độ của đất là tỉ số giữa hệ số dẫn nhiệt và nhiệt dung thể tích của đất và được biểu thị bằng công thức: K =λ/C V (Cm 2 /giây) (2) Sự tăng nhiệt độ của một lớp đất nào đó tỷ lệ thuận với lượng nhiệt (λ) đi qua và tỷ lệ nghịch với nhiệt dung thể tích (C V ) c ủa đất.Trong đất các thành phần rắn có nhiệt dung thể tích hầu như không thay đổi, độ ẩm và độ xốp trong đất tác động nhiều đến hệ số truỳên nhiệt của đất. Do đất ẩm chứa nhiều nước có độ truyền nhiệt độ nhỏ hơn so với đất khô nên trong đất ẩm sự thay đổi nhiệt độ theo độ sâu và biến thiên nhiệt độ trong một ngày đêm nhỏ hơn so với đất khô.Hệ số truyền nhiệt độ phản ánh tốc độ truyền nhiệt trong đất. Ở tầng canh tác, tốac độ truyền nhiệt độ có ý nghĩa lớn đối với kỹ thuật trồng trọt. Mùa đông giá lạnh, nếu hệ số truyền nhiệt độ cao thì bộ rễ cây trồng hoạt động tốt. 1.4 Lưu lượng nhiệt • Lưu lượng nhiệt là đại lượng nhiệt được truyền xuống một lớp đất sâu đó trong một khoảng thời gian nhất định). Lưu lượng nhiệt phụ thuộc vào các yếu tố sau đây: • Hệ số dẫn nhiệt càng lớn thì lượng nhiệt xuống lớp đất dưới sâu càng lớn. • Thời gian càng dài thì tổng lượng nhịêt truyền xuống lớp đất càng lớn • Gradient nhiệt độ giữa các lớp đất càng cao thì tổng lượng nhiệt truyền xuống lớp đất sâu càng lớn. 2.Sự biến đổi của nhiệt độ đất Nhiệt độ thay đổi ảnh hưởng trực tiếp tới sự sinh trưởng, phát triển của sinh vật đất(giun, dế, ) mà sinh vật đất là yếu tố chủ đạo cho quá trình hình thành đất. Bởi chúng tham gia vào quá trình phân huỷ chất hữu cơ có trong đất, tạo nên chất dinh dưỡng và độ phì cho đất hay hình thành lên đặc điểm, tính chất riêng cho từng loại đất. Hơn nữa, tuỳ theo độ cao, thời gian, vĩ độ mà các yếu tố thời tiết cũng khác nhau, ảnh hưởng tới sự hình thành đất không giống nhau.Nhiệt độ là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới sự phá huỷ đá, hoà tan vật chất, xói mòn, rửa trôi, và tổng hợp chất hữu cơ trong đất.Nhiệt độ thay đổi kéo theo sự biến đổi các yếu tố như chế độ ẩm, lượng mưa. 2.1 Diễn biến hàng ngày của nhiệt độ đất Sự nóng lên ban ngày và lạnh đi ban đêm cuả mặt đất gây ra sự biến thiên nhiệt độ liên tục trong suốt thời gian một ngày đêm gọi là diễn biến hang ngày của nhiệt độ đất. Diễn biến hàng ngày của nhiệt độ mặt đất là những dao động tuần hoàn của nhiệt độ với một cực đại và một cực tiểu trong thời gian một ngày đêm. Từ khi mặt trời mọc, nhiệt độ mặt đất bắt đầu tăng và sau khoảng 1,0-1,5 giờ, lượng nhiệt mặt đất nhận được đã lớn hơn lượng nhiệt mất đi, lúc này mặt đất nóng lên và truyền nhiệt vào trong lòng đất và cho tầng khí quyển bên trên. Nhiệt độ đất tiếp tục tăng dần và đạt cực đại vào lúc 13giờ. Sau 13 giờ, nhiệt độ của đất bắt đầu giảm. Sự giảm nhệt độ tiếp diễn suốt ngày đêm và trị số cực tiểu quan sát được vào trước khi mặt trời mọc 1-2 giờ. Thời gian mặt trời mọc trong năm có thay đổi, nên cực tiểu của nhiệt độ đất vào mùa hè thườnh sớm hơn mùa đông. Ảnh hưởng của nhiệt độ : Nhiệt độ cao kéo dài nhiều ngày làm đất khô cằn, nứt lẻ, cá chết, nước không đủ tưới • Biên độ nhiệt hàng ngày càng nhỏ thì đất có nhiệt dung càng lớn, biên độ nhiệt hàng ngày càng thấp thì dất có tính dẫn nhiệt càng cao. Bảng biến thiên nhiệt độ hàng ngày của một số loại đất tại Huế (˚C ) Nhiệt độ Đá granit Cát Than bùn Nhiệt độ tối cao Nhiệt độ tối thấp Biên độ nhiêt độ 34,8 14,5 20,1 42,3 7,8 34,5 27,7 6,3 21,4 Biến thiên nhiệt độ hàng ngày trên mặt đất khác nhau do tính dẫn nhiệt của đất khác nhau, dẫn nhiệt kém nên là loại đất xốp.Than bùn chứa ẩm nhiều, là loại đất xốp, dẫn nhiệt tốt hơn cát. • Biên độ nhiệt còn ảnh hưởng tới độ dốc của đất:Dạng địa hình lồi có biên độ nhiệt độ nhỏ hơn đất lõm. • Vĩ độ địa lý càng nhỏ thì biên độ nhiệt ngày càng tăng. 2.2 Diễn biến hàng năm của nhiệt độ đất Diễn biến hàng năm của nhiệt độ đất phụ thuộc năng lượng bức xạ mặt trời. Tại bán cầu bắc, thời điểm cực đại của nhiệt độ mặt đất xuất hiện vào tháng bảy, tháng tám còn thời điểm cực tiểu vào tháng giêng, tháng hai. Biên độ hàng năm của nhiệt độ đất là hiệu số giữa nhiệt độ trung bình tháng có giá trị lớn nhất và tháng có nhiệt độ trung bình tháng có giá trị nhỏ nhất. 2.3.Những quy luật về sự lan truyền nhiệt độ xuống các tầng đất sâu. Nhờ quá trình trao đổi nhiệt giữa các lớp đất, nhiệt độ từ mặt đất được lan truyền xuống các lớp đất sâu.Khả năng truyền nhiệt của mỗi loại đất thường khác nhau nhưng cơ bản đều tuân theo những quy luật nhất định: Chu kỳ của những biến thiên nhiêt độ không thay đổi theo độ sâu:Chu kỳ biến thiên nhịêt độ (T) thường thấy là chu kỳ ngày đêm và chu kỳ năm. Biên độ biến thiên của nhiệt độ giảm dần theo độ sâu. Thời gian xuất hiện các cực trị của nhiệt độ đất muộn dần theo độ sâu Những độ sâu có độ giảm biên độ nhiệt độ như nhau tỷ lệ với căn bậc hai của những chu kỳ biến thiên. Như vậy, nếu nhiệt độ mà luôn thay đổi sẽ dẫn tới hậu quả nặng nề hơn là sự biến đổi khí hậu. Các biểu hiện của biến đổi khí hậu là: Sự nóng lên của khí quyển và trái đất nói chung.Sự thay đổi thành phần và chất lượng khí quyển có hại cho môi trường sống của con người và các sinh vật trên trái đất. Sự dâng cao mực nước biển do băng tan, dẫn tới sự ngập úng ở các vùng đất thấp, cá đảo nhỏ trên biển. Sự di chuyển các đới khí hậu tồn tại hang nghìn năm trên các vùng khác nhau của trái đất dẫn tới nguy cơ đe doạ sự sống các loài sinh vật, các hệ sinh thái và hoạt động con người. Sự thay đổi cường độ hoạt động của quá trình hoàn lưu khí quyển, chu trình tuần hoàn nước trong tự nhiên và các chu trình sinh địa hoá khác. 3. Những biện pháp kỹ thuật điều chỉnh chế độ nhiệt của đất. Để cải tạo môi trường đất do ảnh hưởng xấu của yếu tố nhiệt độ gây ra, cần giữ nhiệt độ thích hợp cho đất tuỳ từng thời điểm, từng vùng. 3.1 Biện pháp kỹ thuật giữ và tăng nhiệt độ đất trong mùa đông • Cải thiện thành phần cơ giới và kết cấ đất: Làm tăng tỷ lệ cát trong đất, giảm tỷ lệ làm giảm nhiệt dung trong đất bằng cách cung cấp nhiệt từ bức xạ mặt trời cho đất. Xới xáo kết hợp bón phân hữu cơ làm cho đất tơi xốp, thoáng khí cũng làm giảm nhiệt dung và độ dẫn nhiệt của đất. Do độ dẫn nhiệt giảm nên đất giữ nhiệt tốt. • Dùng vật che phủ mặt đất: Trong mùa đông có thể dung rơm rạ, cỏ khô • che phủ lên mặt đất để hạn chế bức xạ sóng dài của mặt đất vào ban đêm hay dùng chất sẫm màu như tro, bồ hóng rải lên mặt đất tăng khả năng hấo thụ bức xạ mặt trời vào ban ngày để tăng nhiệt đọ cho đất. • Gĩư nước hoặc tưới nước cho cây trồng: Đối với cây trồng cạn, tưới nước để tăng độ ẩm đất. Đối với ruộng lúa nước, nên giữ nước ở mức độ thích hợp để tăng nhiệt dung nhằm tăng khả năng dẫn nhịêt, giữ nhiệt cho đất. • Trồng cây theo luống, theo hàng, để tăng lượng bức xạ mặt trời chiếu xuống đất, làm tang nhiệt độ cho đất. • Trồng cây theo hướng Bắc Nam:Cây trồng nhận ánh sáng đồng đều, không bị che chắn bởi các cây trồng trong một hàng. 3.2 Biện pháp kỹ thuật làm giảm nhiệt độ đất trong mùa hè. • Tăng nhiệt dung và độ dẫn nhiệt của đất.Với vùng đất cát, pha cát như vùng đất bạc màu, vùng đất cát ven biển…nên cày sâu dần, tưới nước phù sa để tăng hàm lượng sét thì nhiệt độ sẽ không tăng quá cao. • Che phủ đất:Dùng rơm rạ, cỏ khô, lá cây…phủ trên mặt đất hoặc quanh gốc cây để giảm bớt năng lượng bức xạ mặt trời chiếu xuống mặt đất. • Dùng thực vật che phủ: Trồng các cây sinh truởng nhanh, có tán che lớn như keo dậu, muồng hoa vàng, cốt khí che phủ mặt đất cũng có tác dụng hạn chế nhịêt độ cao trong mùa hè. • Tưới nước cho cây trồng: Đất được tưới nước khi có nhiệt độ cao sẽ bốc hơi mạnh. Do quá trình bốc hơi lấy nhiệt từ mặt đất, nhờ đó nhiệt độ đất sẽ giảm đi. • Các biện pháp kỹ thuật làm đất thích hợp cũng có tác dụng làm giảm nhiệt độ đất: Xới xáo kết hợp bón phân hữu cơ làm đất tơi xốp tăng độ thấm nước hạn chế khả năng tăng nhiệt độ của đất.San phẳng mặt ruộng làm giảm diện tích tiếp xúc của mặt đất với bức xạ mặt trời và tăng cường phản sóng ngắn cũng giảm nguồn năng luợng bức xạ mặt trời. III. KẾT LUẬN Nhiệt độ có vai trò quyết định tới đặc điểm, tính chất của đất.Nhiệt độ thay đổi làm môi trường đất cũng biến đổi theo. Các yếu tố thời tiết như nhiệt độ, độ ẩm không khí, chế độ mưa có ảnh hưởng qua lại với nhau tức là khi một trong các yếu tố này biến đổi sẽ làm các yếu tố còn lại cũng thay đổi. Mà chính các yếu tố thời tiết này chi phối chất lượng môi trường đất. Do đó, con người cần có những biện pháp cụ thể và hiệu quả duy trì nhiệt độ thích hợp cho đất tuỳ theo mục đích sử dụng. . đổi, độ ẩm và độ xốp trong đất tác động nhiều đến hệ số truỳên nhiệt của đất. Do đất ẩm chứa nhiều nước có độ truyền nhiệt độ nhỏ hơn so với đất khô nên trong đất ẩm sự thay đổi nhiệt độ theo độ. loại đất xốp.Than bùn chứa ẩm nhiều, là loại đất xốp, dẫn nhiệt tốt hơn cát. • Biên độ nhiệt còn ảnh hưởng tới độ dốc của đất: Dạng địa hình lồi có biên độ nhiệt độ nhỏ hơn đất lõm. • Vĩ độ địa. lớn • Gradient nhiệt độ giữa các lớp đất càng cao thì tổng lượng nhiệt truyền xuống lớp đất sâu càng lớn. 2.Sự biến đổi của nhiệt độ đất Nhiệt độ thay đổi ảnh hưởng trực tiếp tới sự sinh trưởng,