Значение учета термических условий в производстве

Значение учета термических условий в производстве

Условия жизни растений и животных ограничены сравнитель­но узкими пределами температуры. Большинство реакций в био­логических системах происходит в пределе температур от 0 до 50° С. В этих пределах скорость биологических процессов сущест­венно зависит от температуры.

В растительных организмах фотосинтез, дыхание, транспира-Чия, усвоение питательных веществ почвы и другие физиологиче­ские процессы осуществляются лишь в определенном диапазоне температур. Существуют температурные пределы жизнедеятельно-96

Глава 4

сти растений — биологический минимум и биологический макси­мум. Между ними находится зона оптимальных температур, при которых развитие растений и формирование урожая протекает наиболее интенсивно. Эти температурные характеристики у раз­личных растений неодинаковы. Например, биологический мини­мум температуры прорастания семян у ранних яровых зерновых культур 3—5° С, а у теплолюбивых культур (рис, хлопчатник) оц возрастает до 12—15° С,

У многих теплолюбивых культур интенсивность фотосинтеза резко снижается уже при температуре 10—12° С, а у таких нетре­бовательных к теплу растений, как овес, картофель, редис и др.₍ при этой температуре наблюдается уже значительный прирост растительной массы. Высокая температура почвы и воздуха (бо­лее 20° С) в период формирования цветков в колосе яровой пше­ницы при недостатке почвенной влаги снижает урожай на 30— 40%. При жаркой погоде в фазе налива резко снижается урожай и качество семян.

Тесно связаны с температурным режимом также распростра­нение и вредоносность болезней и вредителей сельскохозяйствен­ных растений (см. разделы 9.6 и 11.7).

Температурные условия в значительной степени определяют состояние, поведение и продуктивность сельскохозяйственных жи­вотных.

Большое значение для сельского хозяйства имеет учет темпе­ратурного режима непосредственно среди растений на полях, в са­дах и в закрытом грунте. В растительных сообществах распреде­ление температуры воздуха по вертикали может быть существен­но иным, чем над растениями или на поле, свободном от растений. Различия между температурным режимом над оголенным участ­ком и в посеве тем больше, чем плотнее и выше посев, чем более сомкнутый покров образует верхний ярус листьев. Примерами мо­гут служить посевы кукурузы на силос в период от конца листооб-разования до молочной спелости, посевы сахарного тростника, ри­са и некоторых других тропических культур.

Рекомендуемые материалы

В загущенных посевах наблюдается полное затенение почвы. Деятельным слоем здесь является верхний ярус листьев, который поглощает большую часть приходящей солнечной радиации. По­этому максимальная температура днем наблюдается в верхнем ярусе листьев, а внутри посева создается инверсия. В ясные ночи верхний ярус листьев является излучающим слоем. Он охлажда­ется сильнее листьев, расположенных ниже, и при осенних замо­розках повреждается в первую очередь.

Если степень затенения почвы растительным покровом состав­ляет менее 50%, то распределение температуры по вертикали в посеве мало отличается от ее распределения над полем без рас­тительного покрова. Деятельным слоем в таком случае является самый верхний слой почвы. Поэтому максимум и минимум в суточном ходе температуры отмечаются на поверхности почвы. Такой растительный покров свойствен начальным фазам развития рас­тений или развитым посевам с почти вертикально ориентирован­ными узкими листьями, хорошо пропускающими солнечные лучи з полуденные часы и тепловое излучение Земли ночью.

Существует много типов посевов, различающихся по структу­ре, облиственности, площади листьев, их пространственной ориен­тации, высоте расположения и т. д. Все эти особенности влияют на температурный режим посева.

24 Революция 1905-1907 года - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

В плодовых садах летом в распределении температуры возду­ха по вертикали имеется некоторое различие между кронами и междурядьями. Внутри крон мощных плодовых деревьев воздух на 2—3°С холоднее, чем у верхушки крон, и на 1—2° С холод­нее, чем в междурядьях на одинаковой высоте.

В лесу под кронами деревьев днем образуется инверсия темпе­ратуры, которая выражена тем сильнее, чем гуще растительность. Разность температур воздуха между верхушками крон и у почвы при ясной погоде летом в старом густом лесу может достигать 4—6° С. Ночью в лесу воздух теплее под кронами деревьев, а ми­нимальные температуры наблюдаются у верхушек крон.

Температура листьев растений, находящихся в тени, обычно близка к температуре воздуха. У незатененных листьев при ясном небе обычно температура на 1—2° С выше, чем у окружающего воздуха. В высокогорных районах температура листьев, освещен­ных Солнцем, на 3—5° С выше температуры воздуха. В некото­рых случаях эта разница может превышать 10° С.

Внутри растительного покрова амплитуда суточного хода тем­пературы воздуха уменьшается. В сомкнутом посеве наибольшая амплитуда наблюдается в верхнем ярусе листьев (крон), наимень­шая у поверхности почвы. В лесу летом амплитуда суточного хода температуры воздуха на 3—4° С меньше, чем в поле.

В закрытом грунте з*' счет «оранжерейного эффекта» темпе­ратура воздуха более высокая, чем в открытом грунте. В неотап­ливаемых теплицах днем за счет солнечной радиации эта разность может достигать 15—20° С. Температурный режим в теплицах ха­рактеризуется нередко значительными вертикальными градиента­ми и амплитудой. Поэтому необходим тщательный контроль за хо­дом температуры воздуха, чтобы поддерживать ее в оптимальных (заданных) для развития и формирования урожая пределах. Этот контроль проводится при помощи компьютеров, регулирующих термический режим по заданным параметрам.

Температура воздуха — один из основных факторов жизнедея­тельности растений и животных. Поэтому ее учет важен для всех отраслей сельскохозяйственного производства, особенно для рас­тениеводства. Для размещения новых сортов и гибридов сельско­хозяйственных культур нужно знать пределы температуры, допу­скающие их произрастание, и температуры, оптимальные для роста.