Микроклимат припочвенного слоя воздуха

Микроклимат как явление приземного слоя атмосферы

Непреднамеренные воздействия человека на климат

Изменение климата в период инструментальных наблюдений

Изменение климата за последнее тысячелетие

Непостоянство климата, возможные причины его колебаний

Изменения и колебания климата

Влияние рельефа на микроклимат

Микроклиматы водоемов и прибрежных территорий

Микроклимат как явление приземного слоя атмосферы

План лекции

Лекция 6. Климат и микроклимат города

Климатические факторы— важнейшая характеристика городской среды. Местные особенности климата, обусловленные неоднородностью строения подстилающей поверхности и существенно меняющиеся на небольших расстояниях, называют микроклиматом.

Поверхность, воспринимающую и отдающую энергию, являющую­ся источником температурных колебаний прилегающих слоев воздуха и почвы, А.И.Воейков назвал внешней деятельной поверхностью.

Процессы поглощения и излучения радиации, испарения и теплообме­на происходят не только на поверхности, но всегда охватывают слой различной толщины. Выделяют также деятельный слой земной поверх­ности, в котором практически полностью усваивается вся поглощенная радиация.

В географическом районе с одним и тем же типом климата могут наблюдаться различные варианты микроклимата: леса, поляны, холмов, долин, озер, болот, города.

Наряду с понятием “микроклимат” существует понятие «мезоклимат» как промежуточное звено между макроклиматом и микроклиматом.

Мезоклиматические особенности формируются под действием как макромасштабных, так и мезомасштабных неоднородностей достаточ­но большой площади. К макромасштабным неоднородностям относятся горный рельеф, океаны, моря, а мезомасштабные характеризуют холмистый рельеф, реки, озера, пестроту почвенно-растительного по­крова, большие города.

Существующие в природе микронеоднородно­сти подстилающей поверхности (бугры, кочки, борозды) также влияют на метеорологический режим самого нижнего припочвенного слоя воз­духа и верхних слоев почвы. Такие вариации метеорежима предложено именовать наноклиматическими. Различия эти могут быть существен­ными, и их необходимо принимать во внимание.

Город представляет протяженную мезонеоднородность. Он создает свой местный климат, а на отдельных его улицах и площадях создают­ся микроклиматические условия, определяемые городской застройкой, покрытием улиц, распределением зеленых насаждений, водоемов.

Состояние микроклимата в значительной степени определяется антропогенным воздействием на окружающую среду и прежде всего загрязнением. Загрязнение городской атмосферы влияет на такие компоненты город­ского климата как осадки, количество и интенсивность туманов, радиационный баланс.

Неблагоприят­ный характер рассеивания вредных ве­ществ наблюдается, в частности, при наступлении температурных инверсий. Инверсии представляют собой такое состояние атмосферы, при котором температура в приземном слое возду­ха растет, а не падает, как это бы­вает в обычных условиях. При этом нижняя, менее нагретая поверхность инверсионного слоя вследствие боль­шей плотности, играет роль экрана, от которого факел загрязняющих ве­ществ отражается к земле и распрост­раняется на большие расстояния (рис. 6.1).

Значительное повышение уровня загрязнения воздушного бассейна, как правило, наблюдается при застоях воз­духа (сочетание слабых ветров с при­земными инверсиями температуры) и штилях (низкие скорости ветра в гра­дации от 0 до 1 м/с). Такие метео­рологические условия характерны, на­пример, для районов горных долин, где имеет место скопление более плот­ного и холодного воздуха в приземном слое, часто наблюдается высокая ус­тойчивость состояния воздушных масс. По­ложительную роль в очищении атмос­феры играют интенсивное перемешива­ние воздушных масс, которое может складываться на фоне повышенных скоростей ветра и других факторов, а также осадки, обеспечивающие вымы­вание примесей из атмосферы.

Особенно тесная коррелятив­ная связь существует между степенью загрязнения городской атмосферы и интенсивностью приходящей прямой солнечной радиации. Солнечная радиация в условиях больших промышленных городов оказывается пониженной вследствие уменьшения прозрачности из-за дыма и пыли. За счет увеличения мутности атмосферы в среднем мо­жет теряться до 20% солнечной радиации, особенно сильно ослабляет­ся приход ультрафиолетовой радиации. Так, например, различия в интенсивности прямой сол­нечной радиации в жилых и промыш­ленных районах города достигают в летний период 20— 22 %. В радиусе до 3 км в непосредственной близости к крупным промышленным предприяти­ям ослабление интенсивности прямой солнечной радиации может составить 35—40 %.

Лучи солнца повышают жизнен­ный тонус у людей, живущих в средней полосе страны. При недостатке солнечных дней появляются усталость и раздражитель­ность, ухудшается обмен веществ и др. Поскольку ультрафиолетовые лучи убивают микробы, то при недо­статочности облучения солнцем возрастает бактериальная загрязнен­ность воздуха.

Город, представляя собой довольно эффективную систему для нагрева сол­нечным теплом больших масс воздуха, при соответствующих метеорологичес­ких условиях (штиль, низкий расход тепла на испарение и др.) способствует образованию «острова тепла», влияющего на загрязнённость воздушного бассейна (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Образование «острова тепла»: а – схема распространения промышленных выбросов при образовании «острова тепла» (глубокая приземная инверсия); б – циркуляция в нижнем слое атмосферы над городом.

Поглощение радиации различными городскими поверхностями (стены и кровли зданий, асфальт, газон…) и как следствие их нагрев оказывают влия­ние на повышение температурного ре­жима приземного слоя воздуха. Весьма значительной является величина при­тока дополнительного тепла в связи с деятельностью города (обогрев зданий, работа транспорта и пр.). В результате формируются температурные различия город — загородная местность, дости­гающие в отдельных случаях до 8° С (в среднем 1—4° С).

Большая часть города представляет собой «плато» теплого воздуха с небольшим повышением температуры по направлению к центру горо­да. Термическая однородность этого плато нарушается влиянием пар­ков и озер (области холода) и плотной застройкой промышленных и административных зданий (области тепла). В центральной части больших городов располагается «пик» острова тепла, где температура воздуха максимальна.

Жара и застойные явления могут стать причи­ной тяжелых сердечно-сосудистых заболеваний, приступов и даже смерти. В особо тяжелых случаях, при температуре воздуха более 40°С, смертность возрастает в два-три раза.

Представление о разности температур между городом и пригородом в различных физико-географических районах дают кривые годового хода этих разностей. Для Москвы и С.Петербурга разность температур го­род-пригород в среднем за год составляет около 1 0 C — температура в городе выше. В южных городах (Ашхабад и Харьков) в летние месяцы температура ниже, чем в пригороде. Это в первую очередь связано с озеленением городов, днем прохладнее, а в ночное время теплее, чем в пригородной зоне.

Значительным фактором образова­ния острова тепла является отноше­ние поверхностей, деятельных с точки зрения испарения, к недеятельным. Если растительный покров почти 60 % энергии тратит на испарение, то плот­но застроенные поверхности — лишь около 15 %. В результате этого в горо­дах приземный слой воздуха получает более чем в три раза больше тепла по сравнению с естественными поверх­ностями, что представляет собой осно­ву формирования городского «острова тепла».

По данным различных авторов, тепловое влияние городов четко про­является в пределах 100-500 метро­вого слоя. Одновременно с этим в климате города обнаруживается мно­го общих признаков иногда и до вы­соты 1 км. Большая шероховатость подстилающей поверхности и остров тепла обусловливают особенности ветрового режима в условиях горо­да. При слабых ветрах (1-3 м/с) мо­жет возникнуть городская циркуля­ция. У поверхности Земли течения направлены к центру, где располага­ется остров тепла, а наверху наблю­дается отток воздуха к окраинам го­рода.

В городе различия в нагреве ос­вещенных и затененных частей улиц и дворов определяют местную цир­куляцию воздуха. Восходящие движения формируются над поверхностью освещенных стен, а нисходя­щие — над затененными стенами. Наличие в городах водоемов способ­ствует развитию дневной местной циркуляции от водоема к городским участкам, а ночью наоборот.

Ветровой режим крупных городов характеризуется снижением ско­рости ветра в городе по сравнению с пригородом. В некоторых случаях в городе возможно усиление скорости ветра: при направлениях ветра, совпадающих с направлением улицы, ограниченной многоэтажными зда­ниями.

Статья по теме:   Памяти Вердеревского - сорт винограда

В городах, где скорость ветра незна­чительна, могут иметь место искус­ственные бризы, которые возникают при разности давления воздуха между отдельными участками, в частности при возникновении разности температур на этих участках. Так, например, такое движение воздуха может воз­никнуть между городом и окрест­ностями, между зеленым массивом и прилегающей территорией застрой­ки, между затененной частью участ­ка и площадкой, облучаемой солн­цем. Создание искусственных бри­зов — важный вопрос, который может повлиять на систему проветривания, систему озеленения города.

Влажность воздуха в крупных городах ниже, чем в окрестностях, что связано с повышением температуры и общим понижением влаги в атмосфере над городом вследствие уменьшения испарения. Различия в абсолютной влажности могут достигать 2,0-2,5 гПа и относительной влажности 11-20 %.

Контрасты влажности город — окрестности в годовом ходе имеют максимальные значения в летний период, а в суточном ходе — в вечерние часы. Ранним вечером воздух в сельской местности охлаждается быс­трее, и стратификация делается более устойчивой по сравнению с усло­виями в городской застройке. В нижних слоях воздуха происходит уве­личение влаги, поскольку испарение у Земли превосходит отток влаги в верхние слои из-за ослабленного турбулентного обмена. В течение пос­ледующей ночи выпадающая роса уменьшает влажность у поверхнос­ти Земли. В городах, наоборот, сочетания слабого образования росы, наличия антропогенных источников водяного пара и областей застойно­го воздуха обеспечивают большую влажность в городских застройках. Днем развитая термическая неустойчивость обеспечивает обмен вла­гой между нижними и верхними слоями воздуха, и различие между го­родом и его окрестностями сглаживается.

В широтных зонах, где зимой поверхность Земли покрывается сне­гом или замерзает, воздух в большом городе может быть более влаж­ным и днем, за счет антропогенных источников, обеспечивающих значительное поступление водяного пара в атмосферу. При рассмотрении влияния города на осадки необходимо раздельно рассматривать твер­дые и жидкие осадки, поскольку влияние города на каждый из назван­ных видов будет различным. В зимний период года различия в суммах осадков обычно незначительны. В летнее время наибольшие суммы осадков выпадают над городом, но не в центральной его части, а на окраинах. Если влажность воздуха достаточно высокая, то повышен­ная конвективная неустойчивость и загрязненность воздуха над горо­дом способствуют образованию облачности.

Имеющиеся различия в температурно-влажностном режиме город-пригород проявляются и в распределении атмосферных явлений. Тума­нов в городе в связи с повышением температуры и понижением относи­тельной влажности может быть меньше, чем за городом.

Исследования грозовой деятельности в различных районах показа­ли, что средняя суммарная продолжительность всех гроз за год в горо­де в 1 ,5-2,5 раза меньше, чем в его окрестностях.

Общие закономерности формирования микроклимата в городских условиях

Микроклимат припочвенного слоя воздуха

Глава 8. ПОЧВЕННЫЙ ВОЗДУХ

Воздушная фаза почвы – важная и наиболее динамичная составная часть почвы, находящаяся в тесной взаимосвязи с остальными фазами. Почвенным воздухом называется смесь газов и летучих органических соединений, заполняющих почвенные поры, поэтому почвенный воздух является конкурентом почвенного раствора. Количество и состав почвенного воздуха оказывают большое влияние на развитие и жизнедеятельность растений и микроорганизмов, растворимость химических соединений и их миграцию в профиле, на интенсивность почвенных процессов.

§1. Состав почвенного воздуха

Количество воздуха в почве и его состав зависят от ее воздухоемкости и воздухопроницаемости, а также от пористости и влажности, так как почвенный воздух занимает все поры, в которых нет воды. При одной и той же влажности в структурных почвах, обладающих некапиллярной пористостью, воздуха больше, чем в бесструктурных. Дополнительное насыщение почвы водой влечет за собой вытеснение из нее воздуха. Воздушный режим наиболее благоприятен в структурных и рыхлых почвах.

Главными источниками газовой фазы являются атмосферный воздух и газы, образующиеся в самой почве. Химический состав почвенного воздуха тесно связан с атмосферным, так как идет постоянный газообмен, но количественный показатель составляющих газов отличается, что обусловлено и физическими свойствами самой почвы. Чем более пористая почва, тем ближе составы почвенного и атмосферного воздуха. В результате дыхания микроорганизмов и корней растений почвенный воздух обычно намного богаче углекислым газом и беднее кислородом (табл. 12).

Если состав атмосферного воздуха в целом постоянный, то содержание кислорода и углекислого газа в почвенном воздухе может сильно колебаться.

Состав атмосферного и почвенного воздуха

В пахотных хорошо аэрируемых почвах с благоприятными физическими свойствами содержание и СО2 в течение вегетации растений не превышает 1 – 2 %, а содержание О2 не бывает ниже 18 %. При переувлажнении в тяжелых пахотных почвах содержание СО2 может достигать 4 – 6 % и более, а О2 падать до 17 – 15 % и ниже. В заболоченных почвах наблюдаются еще более высокие концентрации СО2 и низкие О2. Оптимальное содержание О2 и СО2 в почвенном воздухе соответственно 20 % и 1 %. При такой обеспеченности кислородом в почве развиваются аэробные процессы и создаются благоприятные условия для произрастания растений. Для пропашных культур (овощные и др.) желательно минимальное содержание О2 не ниже 17 %, зерновых – не ниже 14 % (овес хорошо растет и при 10 % О2). Основными потребителями кислорода в почве являются корни растений, аэробные микроорганизмы и почвенная фауна и лишь незначительная часть его расходуется на химические процессы. Недостаток кислорода ослабляет дыхание, обмен веществ, а при отсутствии в почве свободного кислорода прекращается развитие растений. Влияние недостатка кислорода в почве связано с увеличением концентрации СО2,понижением окислительно-восстановительного потенциала, развитием анаэробных (восстановительных) процессов, образованием токсичных для растений соединений (СН4, Н2S, С2Н4), снижением доступных питательных веществ, ухудшением физических свойств почвы. Все это в конечном итоге снижает плодородие почвы и урожай растений. Таким образом, СО2 и О2 являются антагонистами в почве.

Второй важный компонент почвенного воздуха – углекислый газ, который обнаруживается в почве главным образом благодаря биологическим процессам. Частично он может поступать из грунтовых вод, а также в результате его десорбции из твердой и жидкой фаз почвы. Некоторое количество СО2 может возникать при превращении бикарбонатов в карбонаты во время испарения почвенных растворов и в процессе воздействия кислот на карбонаты почвы, а также химического окисления органического вещества. Высокое содержание его в почве (> 3 %) отрицательно действует на семена, угнетает развитие растений и снижает урожай. Однако СО2 необходим для фотосинтеза (установлено, что 38 – 72 % СО2 доставляется растению из почвенного воздуха). Есть мнение, что 90 % СО2 атмосферного воздуха имеет почвенное происхождение.

В почвенном воздухе, кроме макрогазов (N2, СО2, О2), часто встречаются Н2, Н2S, СН4, NH3, предельные и непредельные углеводороды, эфиры, фосфористый водород, образующиеся в результате анаэробного разложения органического вещества и их новообразования, трансформацией в почве удобрений, гербицидов, продуктов техногенного загрязнения. Их концентрации очень малы, но этого может быть достаточно для снижения биологической активности почв.

§2. Газообмен почвенного воздуха, воздушные свойства и воздушный режим почвы. Регулирование воздушного режима почв

Между почвенным и атмосферным воздухом происходит постоянный газообмен (аэрация). Если бы его не было, то состав почвенного воздуха мог бы настолько ухудшиться, что стал бы совершенно непригодным для развития растений. Поэтому чем быстрее и полнее обменивается почвенный воздух с атмосферным, тем благоприятнее создаются в почве условия для жизни культурных растений, а также для биохимических почвенных процессов. Газообмен имеет огромное значение и для развития надземных частей растений, так как органическую массу они строят благодаря ассимиляции углекислого газа воздуха. Содержание же его в воздухе иногда бывает недостаточным для интенсивного развития растений, поэтому чем лучше развит газообмен в почве, чем больше насыщается приземный слой воздуха СО2, тем благоприятнее условия для роста растений.

Статья по теме:   Изменения содержания гемицеллюлозы в процессе роста и вызревания побегов - Стеблевые части

Газообмен почвенного воздуха с атмосферным происходит через систему воздухоносных (некапиллярных) пор под действием диффузии, изменения температуры почвы, атмосферного давления, уровня грунтовых вод, изменения количества влаги в почве (зависящее от атмосферных осадков, орошения и испарения), ветра. Глубина газообмена около 50 см.

Главная роль в газообмене принадлежит механизму диффузии – перемещению газов в соответствии с их парциальным давлением. Поскольку в почвенном воздухе О2 меньше, а СО2 больше, чем в атмосфере, то под влиянием диффузии создаются условия для непрерывного поступления О2 в почву и выделения СО2 в атмосферу.

Изменение температуры, барометрического давления и ветра вызывают объемные изменения воздуха (сжатие или расширение), а следовательно, и общий ток его из почвы или в почву. Изменение количества влаги в почве и уровня грунтовых вод способствует газообмену, так как влага осадков вытесняет почвенный воздух, а испарение воды из почвы вызывает поступление атмосферного воздуха на ее место.

Состояние газообмена определяется воздушными свойствами почв. К воздушным свойствам почв относятся воздухопроницаемость и воздухоемкость.

Воздухопроницаемость – способность почвы пропускать через себя воздух. Она измеряется количеством воздуха в мл, прошедшим под определенным давлением в единицу времени через площадь сечения почвы 1 см 2 при толщине слоя 1 см. Чем полнее выражена воздухопроницаемость, тем лучше газообмен, тем больше в почвенном воздухе О2и меньше СО2.

Воздухопроницаемость зависит от механического состава почвы, ее плотности, структуры и некапиллярной порозности. Воздух в почве передвигается по порам, не заполненным водой и не изолированным друг от друга, чем они крупнее, тем лучше воздухопроницаемость. В структурных почвах, где наряду с капиллярными порами имеется достаточное количество крупных некапиллярных пор, создаются наиболее благоприятные условия для воздухопроницаемости, при одной лишь капиллярной пористости, свойственной бесструктурным почвам, диффузия воздуха тормозится. Снижает газообмен также образующаяся на поверхности почв корка.

Воздухоемкость – это способность почвы содержать в себе определенное количество воздуха, выражается в объемных процентах. Зависит от влажности и пористости почвы: чем выше пористость и меньше влажность, тем больше воздуха содержится в почве.

Максимальная воздухоемкость характерна для сухих почв и равна общей пористости. Однако в природных условиях почвы всегда содержат то или иное количество воды, поэтому величина воздухоемкости очень динамична.

В воздушно-сухом состоянии воздухоемкость (РВ) почвы представляет разность между общей пористостью и объемом гигроскопической воды:

где Робщ – общая порозность почвы (%), РГ – объем гигроскопической влаги (%).

В естественных условия количество пор, занятых воздухом (пористость аэрации, РАЭР), определяют по формуле:

где РW – объем пор, занятых водой (%), определяется по формуле:

где dV – объемная плотность в г/см 3 , W – влажность почвы (%).

Нормальная аэрация почв обеспечивается, если величина воздухоемкости превышает 15 % объема почвы. Оптимальные условия для газообмена создаются при содержании воздуха в минеральных почвах 20 – 25 %, а в торфяных – 30 – 40 %.

Воздушным режимом почв называют совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, передвижения его в профиле почвы, изменения состава и физического состояния при взаимодействии с твердой, жидкой и живой фазами почвы, а также газообмен почвенного воздуха с атмосферным.

Воздушный режим почв подвержен суточной, сезонной, годовой изменчивости и находится в прямой зависимости от свойств почв (физических, химических, физико-химических, биологических), погодных условий, характера растительности, возделываемой культуры, агротехники.

Важным показателем воздушного режима почв является динамика СО2 и О2 в почвенном воздухе. Пахотные почвы основных типов почв поглощают при 20 °С от 0,5 до 5 мл и более О2 на 1 кг сухой почвы за 1 ч. Основные потребители кислорода и продуценты углекислого газа в почве – корни растений, микроорганизмы и почвенные животные. Потребление кислорода высшими и низшими растениями зависит от их биологических особенностей и возраста, а также от температуры и влажности среды и др. При увеличении температуры с 5 до 30 °С интенсивность поглощения О2 и выделения СО2 возрастает в 10 раз.

Выделение СО2 из почвы в приземный слой атмосферы принято называть «дыханием» почвы. Интенсивность дыхания почвы зависит от ее свойств, гидротермических условий, характера растительности, агротехнических мероприятий и является важной характеристикой газообмена и активности биологических процессов в почве. Выделение СО2 почвой усиливается при ее окультуривании в связи с активизацией биологических процессов и улучшением условий аэрации. Торфяно-глеевые почвы тундры выделяют СО2 в количестве 0,3 т/га в год, подзолистые почвы хвойных лесов – от 3,5 до 30, бурые и серые лесные почвы – от 20 до 60, степные черноземы – 40 – 70 т/га в год.

Динамика этих газов в почве сильно подвержена сезонным колебаниям, так как смена времен года сопровождается резким изменением температуры и влажности. Летом потребление кислорода и выделение углекислого газа в несколько раз больше, чем ранней весной и поздней осенью.

Наиболее благоприятно воздушный режим складывается в структурных почвах, обладающих рыхлым сложением, способных быстро проводить и перераспределять поступающие в них воду и воздух. В улучшении воздушного режима нуждаются многие почвы, особенно с постоянным или временным избыточным увлажнением.

Регулирование воздушного режима почв достигается агротехническими и мелиоративными приемами. Применяются такие мероприятия по обеспечению нормального газообмена, как разрушение почвенной корки и поддержание поверхности почвы в рыхлом состоянии путем глубокой вспашки, боронования, культивации, рыхления междурядий в период вегетации. Воздушный режим в заболоченных и периодически переувлажненных почвах регулируют осушением.

Микроклимат припочвенного слоя воздуха

В зоне виноградного куста минимальные температуры воздуха обычно ниже, чем зафиксированные в метеорологической будке как в период весенних и осенних заморозков, так и в период зимних морозов. Разности эти увеличиваются в условиях радиацион ного выхолаживания при ясной, тихой погоде. Самая низкая минимальная температура наблюдается около поверхности почвы, в слое воздуха над почвой 2—10 см, причем минимум может быть на любой из высот — 2,5 и 10 см, незначительно (около 0,5°) отличаясь от температуры в нижней и верхней кромках этого холодного слоя (Н. Пыйклина, 1958; М. Н. Копачевская, 1958; Е. Н. Романова, Н. Я. Каулин, 1960; И. А. Гольцбсрг, 1961). Минимальная температура на высоте 10 см от поверхности почвы примерно на 2° ниже, чем на высоте 50 см (В. Гельман, 1918), а на высоте 50 см ниже, чем в метеорологической будке, на 1° (Г. Т. Селянинов, 1936). Согласно градиентным наблюдениям над распределением минимальной температуры воздуха по вертикали, проведенным в районе Киева М. Н. Копачевской (1958), температура воздуха в период осенних и весенних заморозков на высоте 150 см теплее, чем на высоте 2 см от поверхности почвы, на 1,5— 1,6°. По данным С. А. Сапожниковой, средние разности температур слоя 20—150 см при инверсии весной равны 0,8, а осенью — 0,5°.

Статья по теме:   Королева виноградников сорт винограда

В УНИИВиВ им. В. Е. Таирова в период с 1965 по 1972 г. проводились ежедневные наблюдения в холодный период года (с декабря по март) за распределением экстремальных температур воздуха на различном расстоянии от поверхности почвы. Как известно, наибольшая разность температур воздуха по высоте проявляется в ясную, тихую погоду, а наименьшая — в пасмурную, ветреную.

Согласно проведенным наблюдениям, наибольшие значения градиентов температуры воздуха в ясную погоду наблюдаются до высоты 30 см, причем самый холодный слой воздуха прослеживается на высоте 2 см, в этом слое понижение температуры воздуха с высотой составляет 0,55° на каждый сантиметр, в слое 2—30 см— 0,04°, между высотами 30—150 см — 0,01° на сантиметр. Ниже представлены средние разности между минимальными и максимальными температурами воздуха на различных уровнях от поверхности почвы (табл. 1). Анализ данных показывает, что на расстоянии 200 см от почвы воздух на 0,9° холоднее, чем в метеорологической будке. В случае формирования виноградников на высоком штамбе, в зоне неукрывной культуры, на уровне 120—150 см от почвы минимальная температура воздуха в кроне куста будет на 1,1° ниже, чем в метеобудке, в то время как на уровне 30 см, при веерной формировке, минимум на 1,8° ниже.

На высоте 150 см от поверхности почвы теплее, чем на высоте 30 см, на 0,7° и теплее, чем на уровне 2 см, на 1,7°. В дневное время температура воздуха с высотой понижается и в ясные дни средняя разность максимальных температур между поверхностью почвы и высотой 30 см составляет 2—3°, а между высотой 30 и 150 см — 0,9°.

Следует заметить, что в особо морозные дни бывают большие отклонения от средних разностей минимальных температур между высотами. Так, в период проведенных нами наблюдений наибольшая разность между минимальной температурой на поверхности снега и на высоте 2 см составила 6—7° между поверхностью снега и высотой 30 см 3—4°. По наблюдениям С. В. Подгорной (1972), в Одесской области при радиационном охлаждении поверхности почвы в ночные часы на высоте 2 см температура воздуха на 3—5° ниже, чем на высоте 150 см.

Табл. 1. Средние разности экстремальных температур между высотами иа различном расстоянии от поверхности почвы

Следовательно, разности минимальных температур на уровнях 2—200 см колеблются от 1 до 4°, по средним многолетним составляют 2,5—3°. Максимальные величины этой разности достигают 7—8° по СССР (И. А. Гольдберг, 1961). Исходя из градиентов температуры воздуха, в припочвенных слоях такой важный показатель морозоопасности, как средний из абсолютных минимумов температуры воздуха, должен быть на 1—2° ниже, чем в метеорологической будке (С. А. Сапожникова, 1936; Г. Т. Селянинов, 1936).

В районах неукрывной культуры винограда необходим учет температуры почвы на глубине распространения основной массы корней винограда, так как они менее морозостойкие, чем надземная часть и могут погибнуть при морозах — 5—6° у корнесобственных европейских сортов и при — 11—12° у подвойных (А. Г. Мишуренко, 1947). Анализ минимальной температуры почвы на глубине 20 и 40 см показывает, что на юге Украины, в районе возможной неукрывной культуры винограда, температура почвы не понижается до критических значений для большинства подвойных сортов. У корнесобственных насаждений европейских сортов в этой зоне в суровые и бесснежные зимы может сильно повреждаться корневая система, что нередко приводит к гибели насаждений.

Такие исключительно неблагоприятные условия сложились в зиму 1971/72 г., когда в результате длительных морозов (с 13 января по 8 февраля) при отсутствии снежного покрова глубина промерзания почвы в большинстве районов юга Украины составила 70—90 см. Температура почвы на глубине 20 см понижалась в отдельных районах Донецкой, Запорожской и Днепропетровской областей до —8—13°, на глубине 40 см — до — 5—10°. На северо-востоке Николаевской области минимальная температура почвы при высоте снежного покрова 1— 2 см на глубине 20 см составила — 9°, на глубине 40 см — 4°, в Николаеве — соответственно — 10 и —5°. Значительные понижения температуры отмечены в Аскании-Нова, где зарегистрировано — 12,8° на глубине 20 см и — 10,3° на глубине 40 см. В Херсоне минимальная температура понизилась до — 8° на глубине 40 см. Особенно большие повреждения корневой системы виноградных кустов в эту зиму наблюдались в Херсонской области. Нами совместно со специалистами Херсонского совхоз-винтреста проведены обследования некоторых виноградных насаждений совхозов «Днепровский», им. Покрышева, им. Гагарина, им. Фрунзе, «Раденский», «Винрассадник», им. Ленина, «Таврия» и им. Солодухина. Обследования показали, что у корнесобственных кустов европейских сортов на песках и песчаных почвах все корни вымерзли до глубины 55—60 см. В отдельных случаях (на глубине 60 см на корнях толще 10 мм) встречались небольшие участки с поврежденным камбием. Только начиная с глубины 70 см и глубже, на виноградниках с хорошим уходом, корни не имели значительных

повреждений. У молодых одно-двухлетних посадок вымерзли даже подземные штамбы. У многолетних плодоносящих посадок последние, как правило, не имели значительных повреждений, хотя в отдельных случаях наблюдались повреждения, особенно в середине подземного штамба на глубине 30—35 см от поверхности почвы.

Вторичное обследование этих же виноградников показало, что степень повреждения кустов, а также регенерация корневой системы зависит от комплекса факторов. Основными звеньями этого комплекса, которые сказались на степени повреждения кустов, являются: качество посадочного материала и глубина посадки (глубоко посаженные кусты мощными саженцами пострадали в меньшей степени) возраст и состояние кустов (более взрослые, но неослабленные насаждения, где кусты имели мощные, подземные штамбы и хороший прирост однолетних побегов, пострадали в меньшей степени). В большой степени на сохранности корневой системы сказался уровень залегания грунтовых вод, а также применяемая агротехника и прежде всего такие приемы, как внесение удобрений, особенно органических на песках и песчаных почвах, бедных органическими веществами. Особое значение имеют влагозарядочные поливы. Так, в совхозе им. Солодухина у сорта Совиньон зеленый на орошаемом участке на глубине 40—60 см сохранилось 60% корней свыше 5 мм в диаметре, в то время как на орошаемом участке при таких же условиях все корни вымерзли.

В зиму 1971/72 г. сильные повреждения корневой системы у виноградных кустов наблюдались главным образом в Херсонской области как на песчаных, так и на черноземных почвах. Из-за повреждений корневой системы списано в колхозах и совхозах области 11307 га виноградников. Оставшиеся корнесобственные посадки резко снизили продуктивность. Для восстановления нормального плодоношения этих посадок потребуется не менее трех-четырех лет. Вследствие полного отмирания корней у этих насаждений от сохранившихся корневых штамбов развиваются главным образом поверхностные корни. Они недолговечны и в ближайшую сравнительно суровую зиму вновь могут повредиться морозом. На песчаных почвах Херсонщины значительные повреждения корневой системы наблюдаются довольно часто, что резко снижает продуктивность виноградников. По-видимому, в тех районах, где наблюдается повреждение корневой системы два-три раза за десять лет, необходимо переходить на подвойную культуру с использованием морозостойких подвоев.

#сад #виноград #виноград_зимой #повреждения_корневой_системы_зимой

Источники:

http://studopedia.ru/1_63408_mikroklimat-kak-yavlenie-prizemnogo-sloya-atmosferi.html
http://ebooks.grsu.by/pochva_s_osn_rast/glava-8-pochvennyj-vozdukh.htm
http://vk.com/@ural_garden-mikroklimat-pripochvennogo-sloya-vozduha

Ссылка на основную публикацию

Adblock
detector