2. Các dạng bức xạ mặt trời.
CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA ĐẤT
Nhiệt độ đất là một trong những nhân tố quan khối ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động sống của thực vật và sự hoạt động của lớp khí quyể n gần sát mặt đất. Chúng ta đều biết rằng: sự nảy mầm của hạt, sự hình thành v à phát triển của bộ rễ thực vật xảy
ra ở trong đất, sự phân giải các chất hữu cơ (cành rơi, lá rụng, các xác động thực vật trong đất,…), chất dinh dưỡng hoà tan trong nước và nhiều quá trình sinh vật học, hoá
học, vật lý học khác cũng xảy ra ở trong đất. Tất cả những điều đó đối với sự sinh trưởng, phát triển và năng suất của cây trồng đều có ý nghĩa quan khối. Do đó muốn
xác định đúng đắn điều kiệ n khí tượng nô ng nghiệp trong sự sinh trưởng, phát triển của thực vật, cần phải biết trạng thá i nhiệt của mặt đất.
1. Tính chất nhiệ t của đất.
a. Nhiệt dung của đất.
Nhiệt dung của đất là đại lượng dùng để đánh giá khả nă ng nóng lên nhanh hay chậ m của đất. Nhiệt dung của đất được chia là m ha i loại:
* Nhiệt dung k hối lượng Cp (calo/g.độ) là lượng nhiệt cần thiết để là m 1gam đất nóng lên 1oC.
* Nhiệt dung thể tích Cv (calo/c m3.độ) là lượng nhiệt cần thiết để làm 1c m3 đất nóng lên 1oC.
Gọi d là tỷ khối của đất, mối quan hệ giữa nhiệt dung thể tích và nhiệt dung khối lượng được biểu diễn:
Cv = Cp.d (calo/cm3.độ)
Bảng 5: Nhiệt dung cuả 1 số thành phần cấu tạo đất. Nhiệt dung của đất phụ thuộc vào:
- Thành phần cấu tạo đất: các loại đất có cấu tạo từ thành phần khác nhau có nhiệt dung khác nhau:
Thành phần Nhiệt dung khối lượng Cp
(calo/g/độ) Nhiệt dung thể tích Cv (calo/c m3/độ) Cát 0,18 0,49 Sét 0,28 0,59 Than bùn 0,48 0,60 Không khí trong đất 0,24 0,0003 Nước trong đất 1,00 1,00
Từ kết quả nghiên cứu ở bảng 6 cho thấy:
+ Nhiệt dung thể tíc h của mọi thành phần rắn trong đất dao động từ 0,4-0,6 calo/c m3.độ + Nhiệt dung thể tíc h của không khí trong đất là 0,0003 calo/cm3.độ.
+ Nhiệt dung của nước bằng 1 calo/c m3.độ (V1g= 1cm3)
Trong đất hầu như luôn có chứa nước và không khí. Chính vì vậy trong đất càng nhiề u nước, càng ít không khí thì nhiệt dung thể tích càng lớn.
- Độ ẩm đất:
Bảng 6: Nhiệt dung thể tích của các loại đất có độ ẩm khác nha u
(calo/cm3/độ)
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
Tha n bùn 0,20 0,32 0,56 0,79 0,94
Từ đó ta có thể giải thíc h được sự nóng lên và lạnh đi rất khác nhau của các loại đất khi có cùng một nguồn nă ng lượng bức xạ mặt trời như nhau.
- Các loại đất có nhiệt dung nhỏ dễ bị đốt nóng lên và lạnh đi nhanh hơn so với đất có nhiệt dung lớn làm cho các loại đất có nhiệt dung nhỏ biến động mạ nh mẽ hơn so với các loại đất có nhiệt dung lớn.
- Đất ẩm có chế độ nhiệt ôn hoà hơn ít dao động hơn so với đất khô.
Vì vậy, các loại đất khô thiếu ẩm thường có chế độ nhiệt không ổn định, chúng nóng lên về ban ngày nhanh và lạnh đi về ban đê m nhanh. Sự biến động này đã ảnh hưởng lớn đến quá trình sinh trưởng và phát triển của cây trồng, đặc biệt đối với đất cát. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
b. Hệ số dẫn nhiệt của đất λ (calo.cm-2.cm-1.s-1.độ-1): hệ số dẫn nhiệt của đất là đại lượng dùng để đánh giá khả năng truyề n nhiệt của các loại đất.
Hệ số dẫn nhiệt của đất λ (calo.cm-2.cm-1.s-1.độ-1) là lượng nhiệt đi qua một đơn
vị diện tích 1 cm2, có độ dày 1 cm, trong thời gian một giây, khi nhiệt độ chênh lệch
giữa hai lớp kế cận nhau là 10C.
Độ lớn của hệ số dẫn nhiệt quyết định bởi đặc tính vật lý của đất. Các loại đất khác nha u thì hệ số dẫn nhiệt của chúng cũng rất khác nhau và nó phụ thuộc vào:
- Thành phần cấu tạo của đất: đất có thành phần cấu tạo khác nhau thì hệ số dẫn nhiệt của chúng cũng khác nhau.
+ Hệ số dẫn nhiệt (HSDN) của nước: 0,0013 calo.cm-2.cm-1.s-1.độ-1 + Hệ số dẫn nhiệt của không khí: 0,00005 calo.c m-2.c m-1.s-1.độ-1
+ HSDN của thành phần rắn trong đất: 0,001-0,006 calo.c m-2.c m-1.s-1.độ-1
Bảng 7: Hệ số dẫn nhiệt λ (calo.cm-2.cm-1.s-1.độ-1) của một số thành phần cấu tạo đất. Thà nh phần Hệ số dẫn nhiệt Thành phần Hệ số dẫn nhiệt
Đá vôi 0,0019 Hạt sét 0,0044
Cát khô 0,00026 Nước 0,0013
Cát ẩm 20% 0,00252 Không khí 0,00005
- Ẩm độ đất: nước trong đất có thể làm tăng thê m hệ số dẫn nhiệt của đất
Nước và không khí trong đất là ha i thành phần có tính chất đối kháng. Sự có mặt của nước và không khí trong đất nhiề u hay ít đã ảnh hưởng đến tính dẫn nhiệt của đất. Chính vì vậy ở những loại đất có ẩm độ cao chế độ nhiệt ôn hoà hơn, ổn định hơn,
biên độ nhiệt độ ngày đêm nhỏ, ngược lại đối với đất khô chế độ nhiệt ngày đêm biến động lớn, biên độ nhiệt độ ngày đêm cao.
- Độ xốp: đất càng xốp hệ số dẫn nhiệt càng kém. Kích thước của hạt đất càng lớn thì hệ số dẫn nhiệt càng nhỏ.
- Bốc hơi: hệ số dẫn nhiệt trong đất còn phụ thuộc nhiề u vào sự bốc hơi.
c. Hệ số truyền nhiệt của đất (k):
Tốc độ truyền nhiệt độ trong lớp đất trồng trọt và đặc biệt ở tầng canh tác có ý nghĩa lớn trong kỹ thuật trồng trọt. Khi thực hiện các biện pháp canh tác thường dựa trên sự phân bố nhiệt độ ở các lớp đất khác nhau. Để giải quyết vấn đề này người ta dùng một khái niệ m gọ i là hệ số truyề n nhiệt độ của đất.
Hệ số truyền nhiệt độ của đất là tỷ số giữa hệ số dẫn nhiệt (λ) và nhiệt dung thể
tích (Cv) của chúng.
1
.
Cv
k (cm2/s)
Hệ số truyền nhiệt độ của đất phụ thuộc vào độ ẩm và tỷ khố i của đất. Kết quả nghiên cứu của A.I.Gupalo cho thấy tỷ khối của đất càng cao thì hệ số truyền nhiệt của đất càng lớn. Hệ số truyền nhiệt độ của đất đạt giá trị lớn nhất khi ẩm độ đất khoảng 18 – 20 %.
Hệ số truyề n nhiệt độ của nước và không khí nhỏ hơn so với phần rắn trong đất cho nên đất ẩm và đất xốp truyền nhiệt xuống sâu và mất nhiệt trong không khí chậm hơn so với đất khô và cứng.