определение температуры почвы
  • Почвы

Температура Почвы Для Растений И Прорастания Семян

Температура почвы является важным параметром в сельскохозяйственной практике. Эффективное выращивание растений возможно при условии достаточного количества тепла, поэтому нужная температура почвы для прорастания семян определяет время посева.

Температурный режим почвы меняется в течение суток и всего сезона выращивания сельскохозяйственных культур. Изучение температуры почвы для посадки, а также знание особенностей теплопоглощения сухим и влажным грунтом помогает сельхозпроизводителям продуктивно планировать полевые работы.

От Чего Зависит Температура Почвы

Температура грунта не является универсальной величиной и зависит от ряда факторов, в том числе, крутизны склона, растительного покрова, цвета и типа почвы, его влажности, уплотнения и интенсивности солнечного света.
Понимание физических и химических свойств, например, влияния влажности почвы на ее температуру, позволяет успешно прогнозировать урожайность.

  • Интенсивность солнечного света. Солнечный свет – основной источник нагревания грунта. Именно по этой причине температура почвы на разной глубине различна, и верхние слои грунта обычно теплее, чем нижние.
  • Время года и атмосферные условия. Распределение солнечной энергии зависит от времени года и отсутствия/наличия солнечного света, облаков и температуры воздуха. Чем теплее день, тем лучше прогревается земля.
  • Цвет почвы. По законам физики, темные предметы поглощают больше солнечного света, и земля не является исключением. Чем темнее грунт, тем быстрее он нагревается.
  • Почвенный покров. Непокрытая почва нагревается быстрее, а любой дополнительный слой, препятствующий испарению, снижает ее температуру. Такой дополнительный слой формируют покровные культуры, мульча, пожнивные остатки, листья растений и т. д.
  • Органическое вещество. Грунты с высоким содержанием органического вещества темнее по цвету и лучше удерживают влагу. По этим двум причинам органическое вещество также повышает температуру почвы.
  • Крутизна склона. Солнечная радиация лучше проникает в почву под прямым углом и больше рассеивается на склонах. Проблему рассеивания солнечного света помогает решить террасное земледелие, которое является оптимальной сельскохозяйственной практикой на холмистых полях.
  • Компост и навоз. Перегнивание органических остатков – это химический процесс с выделением определенного количества тепла, поэтому внесение компоста и навоза нагревает землю.
  • Влажность почвы. Мокрые грунты обладают лучшей теплопроводностью по глубине профиля, по сравнению с сухими. Это означает, что сухая земля быстрее нагревается днем и быстрее остывает ночью. В зависимости от уплотнения и плотности почвы, вода в ней может либо испаряться с поверхности, либо распространяться вглубь профиля. Холодные осадки снижают температуру почвы.
  • Состав и текстура почвы. Как правило, при одинаковом влагосодержании и плотности, глинистые грунты обычно отличаются большей теплоемкостью, чем песчаные. Однако, из-за меньшего объема воды (меньшей пористости), песок нагревается быстрее глины. Теплопроводность увеличивается, если частицы грунта мелкие. Температурный режим в грунте зависит от многих сложных факторов, а также их сочетания. Например, вода оказывает обратное воздействие на теплопроводность.
поля на холмах

Важность Температуры Почвы Для Растений

Температура влияет на биологические, химические и физические свойства почв и интенсивность их проявления. По этой причине температурные изменения в грунте имеют значение во многих научных областях, особенно в биологии, физике, химии, экологии, экономике и сельском хозяйстве.

Биологические Свойства

Средняя температура почвы для нормальной биологической активности –10-24°C. Такие условия являются благоприятными для почвенной биоты, которая отвечает за правильное протекание процессов разложения органических веществ, высокую минерализацию азота, поглощение растворимых веществ и метаболизм растений. Напротив, в мерзлых грунтах активность почвенных микроорганизмов замедляется, а макроорганизмы при температуре ниже точки замерзания вообще погибают. Снижение активности микроорганизмов является причиной замедления процессов разложения органического вещества и приводит к его чрезмерному накоплению.

Химические Свойства

Высокая температура почвы увеличивает емкость катионного обмена, поскольку процессы перегнивания органического вещества в таких условиях протекают интенсивнее. Чем теплее почва, тем больше в ней содержится водорастворимого фосфора для растений, а в недостаточно прогретой почве его мало. Нагревание почвы также увеличивает ее кислотность из-за денатурации органических кислот.

Физические Свойства

Высокая температура приводит к высыханию глины и растрескиванию песчаных поверхностей, что снижает количество почвенных частиц и приводит к накоплению ила. Чем теплее земля, тем больше из нее выделяется углекислого газа. Тепло является причиной растрескивания почвы из-за испарения и, следовательно, недостаточного влагосодержания в почвенном профиле.

растрескивание грунта из-за высокой температуры

Влияние Температуры Почвы На Развитие Посевов

Степень прогревания грунта имеет большое значение для развития растений. Тепло стимулирует рост растительности, поскольку способствует поглощению воды и питательных веществ, а также благоприятно для общего развития сельскохозяйственных культур. При низкой температуре вязкость воды снижается, поэтому растения поглощают ее медленнее, и процесс фотосинтеза также замедляется.

Кроме того, недостаток тепла является неблагоприятным условием для деятельности почвенных микроорганизмов, поскольку их низкий метаболизм означает низкое выделение питательных веществ, а также их слабое растворение. Таким образом, чем холоднее земля, тем меньше питательных веществ и воды могут получить растения.

Холодный воздух и непрогретая почва также препятствуют редупликации клеток и тем самым замедляют общее развитие сельскохозяйственных культур.

EOSDA Crop Monitoring

Аналитика полей на основе актуальных спутниковых данных – принимайте эффективные решения!

Оптимальная Температура Почвы Для Высадки Рассады

Растения не могут нормально развиваться в недостаточно прогретой земле, поскольку биологические и химические процессы протекают недостаточно интенсивно и прекращаются при замерзании.

Вышесказанное объясняет важность температуры почвы для посадки растений. Знание оптимальных температур для выращивания конкретных агрокультур позволит обеспечить в конечном итоге благоприятные условия для их прорастания и развития. Анализ исторических данных о температурных режимах в конкретном регионе, мониторинг текущей ситуации на поле, прогнозирование температуры грунта и погодных условий являются ключевыми факторами успеха.

Если земля на поле слишком холодная или слишком горячая, это отрицательно сказывается как на почвенных организмах, так и выращиваемых сельскохозяйственных культурах. В частности, развитие растений замедляется при 32°C, а 60°C является критическим, поскольку почвенные бактерии погибают в столь жарких условиях.

При 38°C растения не могут поглотить достаточно влаги, поскольку до 85% теряется из-за испарения и транспирации. Орошение при повышенной температуре воздуха крайне нежелательно из-за высокой скорости испарения. Кроме того, преломленные капли воды действуют как увеличительные стекла и вызывают ожоги растений.

Объем урожая значительно зависит от степени прогревания грунта и удачно подобранных сельскохозяйственных культур, времени сева и дальнейших погодных условий для обеспечения их достаточной продуктивности.

Например, минимальная температура почвы для посадки свеклы и ярового рапса составляет 10°C, яровой пшеницы –3°C, сои – 15°C, подсолнечника и проса – 16°C. Наиболее требовательны в этом отношении сухие бобы: для их успешного прорастания и укоренения земля должна прогреться до 21°C.

В таблице ниже показаны минимальные температуры почвы для высадки рассады и глубина заделки наиболее распространенных сельскохозяйственных культур.

Культура Мин. температура почвы, °С Глубина заделки семян, см
Томат 15 1-1,5
Картофель 10-15 5-10
Лук репчатый 10 1,2
Свекла 10 1,2
Капуста белокочанная 7-16 1,5-2
Капуста пекинская 10-15 1,5-2
Капуста цветная 7-16 0,5-1
Баклажан 18 1,5-2
Перец 18-20 1,5-2
Горох 9 2
Кабачок 15-18 2,5
Огурцы 16-18 1,5-2
Редис 10 1,2
Морковь 10 1,2
Арбуз 12-14 1,5
Тыква 12-14 2,5
Фасоль 15 2,5
Чеснок 13-15 3
Брокколи 7-9 1,2-3,5
Дыни 20 1,2
Горчица 1-3 0,6
Петрушка 2-3 2,5
Салат 5-6 0,4
Шпинат 6 1,2

Кроме оптимального времени и температуры почвы, необходимую для прорастания семян, также важно не заделывать их слишком глубоко, поскольку при неглубоком посеве всходы появятся раньше. Кроме того, быстрые всходы не только созревают быстрее, но и активно конкурируют с сорняками.

Температура Почвы Для Посадки Томатов

Оптимальная температура грунта для выращивания томатов составляет 20-22°C. По этой причине рассаду томатов не следует высаживать, пока почва достаточно не прогреется. Минимальная температура почвы при посадке томатов из рассады должна быть не ниже 16°C, а из семян – 18°C.

В холодном грунте усвоение растениями азота и фосфора происходит медленно. В результате корневая система не развивается, и растения погибают. При температуре выше 30°C развитие растений нарушается, поскольку слишком горячий воздух приводит к стерилизации пыльцы.

Температура Почвы Для Посадки Картофеля

Глубина заделки картофельных клубней зависит от типа почвы и составляет 5-6 см в глинистых грунтах и до 10 см на торфах и супесках. При этом температуру следует измерять на нужной глубине. Рекомендуемая температура почвы при посадке картофеля – 10-15°С. Картофель может расти и в более холодных условиях (до 3°С), но при этом урожайность снижается.

всходы на здоровых полях

Как Определить Температуру Почвы

Как только аграрии заметили влияние температуры грунта при высадке растений на их урожайность, они стали ждать, пока поле достаточно прогреется.

Раньше определение температуры проводилось достаточно примитивным способом – вручную методом пальпации. Позже появились специальные термометры и полевые датчики. Новейшим и наиболее удобным научным методом стал спутниковый мониторинг. Этот метод измерения основан на оценке отражательных свойств поверхности нашей планеты с помощью активного или пассивного дистанционного зондирования.

Онлайн-платформы сделали огромный шаг вперед в дистанционном мониторинге посевов. Фермеры могут контролировать ситуацию на полях, даже не приезжая туда лично. Эта информация также полезна для других участников агробизнеса, например, страховых агентов и торговых компаний.

Функционал EOSDA Crop Monitoring И Температура Почвы

Поскольку большинство растений не могут эффективно развиваться в прохладной земле, температурный мониторинг является важным аспектом сельскохозяйственного бизнеса. Представление о температуре почвы на полях можно получить с помощью вегетационных индексов на различных аналитических онлайн-платформах, в частности, EOSDA Crop Monitoring.

Почва с растительным покровом прохладнее, чем непокрытая. Следовательно, по наличию или отсутствию покрова можно судить о температуре грунта на полях. В этом контексте полезны четыре вегетационных индекса на платформе EOSDA Crop Monitoring (NDVI, MSAVI, NDRE, ReCI). Специфика применения каждого индекса и их показательность зависит от стадий роста культур. Полученная аналитика помогает сельхозпроизводителям принимать решения обоснованно и правильно.

карта MSAVI в EOSDA Crop Monitoring
Анализ растительного покрова во время входов по MSAVI в EOSDA Crop Monitoring.

Другим важным индексом является NDMI, который основан на зависимости влагосодержания в растениях от влажности почвы. Нормализованный разностный индекс влажности NDMI также доступен на платформе EOSDA Crop Monitoring и показывает, достаточно ли почвенной влаги для нормального развития растений. Процессы водопоглощения в растениях протекают правильно только при определенных температурных условиях (при низкой температуре поглощение воды замедляется), поэтому количество влаги в сельскохозяйственных культурах помогает понять, насколько почва прогрета.

карта NDMI в EOSDA Crop Monitoring
Анализ влагосодержания растений по NDMI в EOSDA Crop Monitoring.

Если влаги во время полива поступает достаточно, но растения страдают от водного стресса, это может означать, что земля все еще критически холодная. Чем холоднее земля на поле, тем меньше растения могут поглощать из нее воды. Оптимальная температура грунта для нормального развития растений отличается не только в зависимости от вида сельскохозяйственных культур, но и от конкретной стадии роста, которую можно анализировать по соответствующим вегетационным индексам.

график влажности на поверхности грунта и в прикорневой зоне в EOSDA Crop Monitoring
Анализ влажности на поверхности грунта и в прикорневой зоне в EOSDA Crop Monitoring.

На температуру почвы также значительно влияют погодные условия, например, температура воздуха, наличие облаков или осадков, а наша платформа предоставляет исторические погодные данные и прогнозы погоды до 14 дней.

Таким образом, спутниковая аналитика на платформе EOSDA Crop Monitoring позволяет фермерам грамотно планировать полевые работы и обеспечивать оптимальные условия для развития сельскохозяйственных культур. Другие заинтересованные стороны могут анализировать состояние посевов, а также эффективность и целесообразность проведенных мероприятий. Свяжитесь с нашим отделом продаж по адресу sales@eosda.com и узнайте больше о пользе продуктов EOSDA для своего бизнеса.

Об авторе:

Василий Черлинка Научный сотрудник EOSDA

Василий Черлинка имеет более чем 30-летний опыт работы в области агрономии и педологии (почвоведения). Он является доктором биологических наук со специализацией в области почвоведения.

Доктор Черлинка учился в машиностроительном техникуме в Украине (1989-1993), затем углублял свои знания в области агрохимии и агрономии в Черновицком национальном университете по специальности "Агрохимия и почвоведение".

В 2001 году успешно защитил диссертацию "Обоснование агроэкологического соответствия моделей плодородия почвы и его факторов требованиям полевых культур" и получил степень кандидата биологических наук с уклоном в почвоведение в ННЦ "Научно-исследовательский институт почвоведения и агрохимии имени О.Н. Соколовского".

В 2019 году доктор Черлинка успешно защитил диссертацию "Цифровые модели рельефа в почвоведении: Теоретико-методологические основы и практическое использование" и получил степень доктора биологических наук со специализацией в области почвоведения.

Василий женат, у него двое детей (сын и дочь). На протяжении всей жизни увлекается спортом (является кандидатом в мастера спорта Украины по пауэрлифтингу и даже принимал участие в соревнованиях стронгменов).

С 2018 года доктор Черлинка консультирует EOSDA по проблемам почвоведения, агрономии и агрохимии.

Последние cтатьи

Лесоразведение: Типы, Преимущества, Проблемы Реализации
  • Лесное хозяйство

Лесоразведение: Типы, Преимущества, Проблемы Реализации

Сегодня страны активно ищут пути снижения негативного влияния человека на окружающую среду. Лесоразведение помогает обеспечивать здоровье экосистем и одновременно решать социально-экономические задачи.

Деградация Почв: Причины И Пути Решения Проблемы
  • Почвы

Деградация Почв: Причины И Пути Решения Проблемы

Деградация почв ухудшает продуктивность полей и экологическую ситуацию на планете. Пути решения проблемы зависят от факторов влияния и своевременного принятия необходимых мер.

EOSDA Получает Патент На Карты Продуктивности
  • EOSDA Crop Monitoring

EOSDA Получает Патент На Карты Продуктивности

Компания EOS Data Analytics запатентовала в США алгоритм Карт продуктивности сельскохозяйственных культур, задав новый ориентир для устойчивого развития сельского хозяйства.