Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Теплофизические свойства и гидротермические режимы черноземов выщелоченных в зернопаровом севообороте

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "Теплофизические свойства и гидротермические режимы черноземов выщелоченных в зернопаровом севообороте"

На правахрукописи

ВЕЛИЧКИНА СВЕТЛАНА ВЛАДИМИРОВНА

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ГИДРОТЕРМИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ЧЕРНОЗЁМОВ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ В ЗЕРНОПАРОВОМ СЕВООБОРОТЕ

Специальность 06.01.03 - агропочвоведение, агрофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Барнаул - 2005

Работа выполнена в Алтайском государственном аграрном университете

Научный руководитель: доктор биологических наук

СВ. Макар ычев

Официальные оппоненты: доктор с.-х. наук И.Т. Трофимов

кандидат с.-х. наук СИ. Завалишин

Ведущая организация: Владимирский НИИ сельского хозяйства

Защита состоится «£&» ап/г£ЛА 2005 г. в /g час. на заседании диссертационного совета Д 220. 002. 01 при Алтайском государственном аграрном университете.

Адрес: 656038, г. Барнаул, пр. Красноармейский, 98 Факс (3852) 38-06-52 E-mail: rassvial@alink.altai.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Алтайского государственного аграрного университета

Автореферат разослан « JlidpfffCj ^2005 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения просим направлять в АГАУ ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь диссертационног совета, доктор биологических наук, профессор

ВА. Рассыпное

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Зерновые культуры имеют важнейшее значение для населения всего земного шара. Хлеб - основа питания человека, зерно - концентрированный корм для сельскохозяйственных животных и сырье для многих отраслей промышленности. Увеличение производства зерна - основная задача земледелия.

В тоже время зерновые культуры весьма требовательны к условиям произрастания и, в первую очередь, к почве и ее плодородию. Одним из непременных условий повышения почвенного плодородия и получения высоких и устойчивых урожаев зерновых культур является создание оптимальных агрофизических свойств и гидротермических режимов в почвенном профиле.

Именно тепло и влага определяют интенсивность пищевого режима, жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, отвечают за рост и развитие корневой системы растений, а, в конечном счете, за урожай. Но, тепловые потоки и движение влаги зависят от совокупности теплофизических свойств и распределения температурных полей в почве. К этим свойствам относятся объемная теплоемкость, тепло - и температуропроводность почвы.

В то же время аспект взаимного влияния различных сельскохозяйственных культур и воднотепловых режимов в почвенном профиле недостаточно проработан. Отсутствуют данные о формировании теплофизического состояния почв в условиях Юго-Восточной части Западной Сибири в зависимости от способа подготовки паров под яровую пшеницу. Поэтому комплексные исследования тепловых свойств и гидротермических режимов потенциально плодородных чернозёмов во взаимосвязи с агротехникой выращивания зерновых культур весьма актуальны.

Цель работы: изучить теплофизические свойства и гидротермические режимы в чернозёмах выщелоченных под различными сельскохозяйственными культурами в зависимости от способа обработки почвы.

Задачи исследований

1. Исследовать теплофизические свойства чернозёма выщелоченного в зависимости от почвенно-физических факторов.

2. Установить динамику запасов тепла и влаги в почвенном профиле в условиях зернопарового севооборота.

3. Выявить особенности изменений теплофизических коэффициентов почвы на различных агрофонах за период вегетации.

4. Изучить влияние приёмов парования на формирование режимов тепла и влаги в чернозёмах Приобья.

5. Изучить влияние способов обработки почвы на урожайность яровой пшеницы.

Научная новизна

Получены аналитические зависимости теплофизических свойств чернозёмов от почвенно-физических показателей.

Изучена динамика сезонных гидротермических режимов чернозёма в зернопаровом севообороте.

Впервые в условиях Юго-Восточной части Западной Сибири установлено влияние минимальной обработки почвы на формирование запасов тепла и влаги, обеспечивающее повышенную урожайность яровой пшеницы.

Экспериментально выявлено, что парующиеся выщелоченные чернозёмы Алтайского Приобья в летнее время обладают высокой теплоак-кумуляционной способностью. В то же время отмечена их слабая гидрологическая роль как влагонакопителей.

За.тттитттаемые положения

- поступление, аккумуляция и распространение тепла в чернозёмах выщелоченных зависят от их агро- и теплофизических свойств, особенностей растительного покрова и способов обработки почвы.

Практическая значимость

Выявленные закономерности формирования гидротермического режима чернозема выщелоченного в условиях зернопарового севооборота позволяют оценить и прогнозировать характер и степень изменения теплофизиче-ских свойств, особенностей теплообмена и теплоаккумуляции в его генетических горизонтах, а также открывают возможности управления запасами тепла и влаги с помощью агротехнических мероприятий.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались на конференции молодых ученых Сибирского федерального округа (г. Улан-Удэ, 2004 г.), на научно-практических конференциях Алтайского государственного аграрного университета (г. Барнаул, 2005 г.), института Природообустройства (г. Барнаул, 2005 г.).

Основные результаты исследований опубликованы в 4 статьях.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 137 страницах печатного текста, включая 30 таблиц, 23 рисунка, 3 приложения. Список использованной литературы включает 146 источников, в том числе 12 на иностранных языках.

ГЛАВА I. ПОНЯТИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ И МЕТОДЫ ЕГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Почвенный климат, в частности гидротермический режим, играет важнейшую роль в земледелии. Формирование температурных полей в почве определяется её теплофизическими свойствами: теплоёмкостью, тепло - и температуропроводностью, которые в свою очередь, являются функциями целого ряда почвенно-физический факторов, таких как влажность, гранулометрический состав, плотность сложения, порозность, содержание органического вещества. Это предопределяет, с одной стороны, неоднородность почв по теплофизическим параметрам, а с другой, большие практические возможности для направленного воздействия на почвенный климат и, тем самым, на процессы почвообразования и условия жизни растений.

Больший вклад в изучение теплофизических свойств почв внес А.Ф. Чудновский (1947, 1976); В.Н. Димо (1967); С.В. Макарычев (1981, 1996) и др.

Несмотря на то, что изучение теплофизического состояния (ТФС) почвы велось достаточно активно, многие области почвенной теплофизики остались недостаточно изученными. Мало информации по влиянию различных культур на тепловые свойства почвы, хотя влияние это может быть довольно существенным и неодинаковым в зависимости от характера развития и мощности корневой системы той или иной культуры. Нет информации о том, как влияет различная обработка почвы на её теплофизические свойства.

В связи с этим нами предприняты дальнейшие шаги в изучении тепло-физического состояния почв на примере чернозёмов выщелоченных под различными сельскохозяйственными культурами в зависимости от способа обработки почвы (Учебно-опытное хозяйство «Пригородное»).

Определение физико-механических свойств, а так же полевые опыты были проведены в соответствии с принятыми в агропочвоведении и агрохимии методиками. Исследования теплофизических коэффициентов почвы в естественных условиях проводились при помощи портативного прибора.

ГЛАВА II. ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в зоне черноземов обыкновенных умеренно-засушливой степи Алтайского края в учебно-опытном хозяйстве «Пригородное» на пахотных почвах. Объектом исследований явились чернозёмы выщелоченные в условиях зернопарового севооборота.

Исследованные черноземы малогумусные. Пахотный горизонт содержит около 4% органического вещества, количество которого при переходе к нижележащим горизонтам быстро снижается и в иллювиальном горизонте составляет около 1%, а на глубине 1 метр практически исчезает.

Черноземы содержат значительное количество ила: в пахотном слое его доля составляет 27,97%, в иллювиальном горизонте В - 24,24%.

Плотность пахотного слоя за вегетацию меняется от 1,1 до 1,14 г/см3 в зависимости от агрофона, а с глубиной она увеличивается до 1,5 г/см3.

Значения водно-физических свойств в профиле чернозёма сильно дифференцированы. Наименьшая влагоёмкость гумусово-аккумулятивного горизонта составляет 27-29%. Влажность разрыва капилляров 19-21% от массы почвы.

Район проведения исследований характеризуется значительными колебаниями температуры воздуха по периодам года. Однако, в целом температурный режим в годы исследований был теплее в сравнении со среднемно-голетними данными (рисунок 1).

Рис. 1. Метеорологические условия за годы исследования по данным метеостанции АНИИСХ, Научный городок, г. Барнаул

Самым теплым в годы исследований оказался июнь 2003 года (+19,1°С). Безморозный период по годам колеблется в пределах 142-146 дней. По количеству осадков годы исследований также отличаются от среднемноголет-них данных.

За время проведения исследований осадков выпадало больше нормы за 2000-2001 гг. на 14,5% (546 мм), за 2001-2002 гг. на 0,8% (490 мм). Отличным от предыдущих лет по количеству выпавших осадков был 2002-2003 сельскохозяйственный год, количество которых составило 353,8 мм, что на 25,8% ниже нормы.

Агротехника в опытах состояла из следующих операций: на одном из вариантов поле обрабатывалось по типу пара черного. Основная обработка проводилась после уборки предшественника (сентябрь) культиватором КПГ - 250 на глубину 25-27 см;

другой вариант предполагал обработку по типу пара раннего с помощью культиватора КПЭ - 3,8 на 8-10 см (май).

В период парования по всем вариантам проводилась поверхностная обработка по мере появления всходов сорняков культиватором КПЭ - 3,8 на 8-10 см с последующим прикатыванием.

Для борьбы с сорняками использовался гербицид сплошного действия раундап в дозе 5 л/га (июнь).

ГЛАВА III. ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ПРИОБЬЯ

Объёмная и удельная теплоёмкость (С , С), тепло - и температуропроводность (X, а) почвы сложным образом зависят от почвенно-физических факторов. Нами были определены аналитические выражения этих зависимостей.

При изменении температуры в диапазоне 10-50°С теплопроводность влажной почвы линейно увеличивается на 20%. Изменение тепло - и темпе-ратуропроводнлсти влажного чернозёма характеризуется параболической зависимостью:

X = >ч, + ВТ2,

где В - постоянная величина.

При увлажнении чернозёма от 0 до ПВ теплоёмкость его возрастает на 200-300% в соответствии с уравнением:

Ср = Сро + Сж11ро,

где Сро - объёмная теплоёмкость сухой почвы; Сж - удельная теплоёмкость воды; рд - плотность почвы; U - влажность почвы.

Зависимость температуропроводности от влажности сложная, близкая к параболической, выражается гЬопмулой:

а = амн-10-3(и-има,)2,

где - максимальная температуропроводность, м2/с; - влажность, %; - влажность при максимальной температуропроводности, %.

С повышением влажности температуропроводность резко возрастает, достигая максимума при ВРК, а дальнейшее увлажнение приводит к её снижению. Это обусловливается тем, что в чернозёмах выщелоченных наиболее благоприятные условия для диффузионного тепломассопереноса создаются при влажности близкой к ВРК, когда почвенный воздух становится полностью насыщенным паром, а воздухоносные почвенные поры ещё не разобщены водяными пробками. Дальнейшее увлажнение приводит к обводнению части пор, что нарушает связность системы воздухоносных пор и уменьшает температуропроводность.

Увлажнение влечет также рост теплопроводности по закону:

^ишКХо-еЛ.

где - полная влагоемкость, %; - теплопроводность при нулевой влажности, Вт/(мК); d - угол наклона начального отрезка графика; U -влажность, %.

Уплотнение почвы линейно увеличивает теплоемкость, а температуропроводность чернозема при уплотнении экспоненциально снижается согласно уравнению:

где а - температуропроводность при плотности 1000 кг/м3; к - коэффициент, равный 0,175*10-3 м3/кг.

Согласно полученным данным с глубиной объемная теплоемкость исследованной почвы для абсолютно сухого состояния растет. Такое поведение, прежде всего, обусловлено изменением плотности сложения почвенного профиля. В таблице 1 представлены также изменения коэффициентов тепло- и температуропроводности почвы в профиле чернозема.

Увеличение плотности и снижение порозности с глубиной, т.е. изменение условий молекулярного переноса энергии служат главной причиной уменьшения температуропроводности нижележащих горизонтов. Из таблицы 1 видно, что при одних и тех же гидроконстантах наименьшие значения теплоемкости и теплопроводности наблюдаются в пахотном слое, а с глубиной закономерно увеличиваются. Например, при влажности завядания теплоемкость возрастает при переходе от Ап к С на 138%, а теплопроводность при этом меняется на 130%. С повышением влажности почвы значения теплофизических коэффициентов в профиле имеют тенденцию к выравниванию. Коэффициент температуропроводности с увеличением влажности интенсивно растет и достигает максимума при влажности равной ВРК. Такая степень увлажнения обеспечивает наилучшие условия для совместного проявления контактного и диффузионнго механизмов теплопередачи в почве, т.е. передачи тепловой энергии через её твердую, жидкую и воздушную фазы.

Таблица 1

Теплофизические коэффициенты чернозема выщелоченного при различных гидрологических константах и для сухого состояния

0 - 20 см

Сухая

мг

вз

ВРК

нв

0,945

1,230

1,331

1,835

2,143

0,390

0,484

0,532

0,623

0,578

0,369

0,595

0,708

1,143

1,239

0,590

0,856

0,971

1,448

1,629

20 - 30 см

1,359

1,546

1,615

2,020

2,290

0,372

0,510

0,560

0,764

0,605

0,506

0,789

0,905

1,541

1,389

0,829

1,104

1,209

1,766

1,757

50 - 60 см

2,125

2,418

2,511

2,900

3,130

0,260

0,320

0,386

0,435

0,412

0,553

0,773

0,969

1,325

1,402

1,084

1,368

1,560

1,910

2,18

90 -100 см

2,923 0,286 0,836

1,563

3,099 0,360

1,116

1,859

3,162

0,515 1,628 2,269

3,459 0,604 2,089

3,677

0,560 2,059 2,752

ГЛАВА IV. СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЧЕРНОЗЕМОВ И ИХ ГИДРОТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА В ЗЕРНОПАРОВОМ СЕВООБОРОТЕ

Рост и развитие растений оказывает влияние на динамику теплофизиче-ских свойств почвы.

Послойные значения влажности и плотности в метровом слое чернозёма в пару, а также под рожью, пшеницей и горохом позволяют проследить сезонные изменения теплофизических коэффициентов.

Какой либо закономерности в динамике теплоёмкости пахотного слоя за вегетацию выявить не удалось, поскольку её значения определяются складывающимися в почве гидротермическими условиями. Несомненно, одно, что с глубиной она возрастает на всех агрофонах. Так, в начале июля 2001 года в слое 0-10 см под рожью теплоемкость составляет 0,86х106 Дж/(м3*К), а на тридцатисантиметровой глубине уже 1,47х106 Дж/(м3*К). Аналогичные изменения отмечены и в пару и распространяются на весь срок наблюдений.

На рисунке 2 показано изменение интегрального коэффициента теплопередачи (теплопроводности) с глубиной в отдельные сроки наблюдений летом 2001 года.

В первой декаде июля минимальной теплопроводностью характеризовался профиль чернозёма в паровом поле до глубины 55 см.

Под пшеницей теплопроводность была максимальной в силу повышенной здесь плотности почвы. Значения теплопроводности под рожью и горохом оказались достаточно близкими и занимали промежуточное положение.

Наибольшие отличия в теплопроводности чернозёма на разных агрофо-нах были зафиксированы на глубине 20-25 см и составили около 50% (пар-пшеница).

На глубине 55 см значения теплопроводности почвы на изученных вариантах оказалась почти равными и близкими к 0,55 Вт/(мК).

Характер изменения теплопроводности с глубиной в третьей декаде июля сохранился, но минимальной она оказалась в почве под горохом, а наибольшей также под пшеницей. При этом максимальные различия сохранились на той же глубине, но составили уже 25% между паром и пшеницей.

Рост и развитие растений оказывают влияние на трансформацию лучистой энергии солнца и на потоки тепла, поступающие с поверхности почвы, на теплообмен в её толще, на формирование температурного профиля почвы и его изменение во времени.

Рис. 2. Изменение теплопроводности с глубиной под сельскохозяйственными культурами (А - 3 июля; Б - 23 июля 2001 г.)

При анализе полученных данных было замечено, что температура поверхности почвы в пару на 7-10°С выше, чем под сельскохозяйственными растениями (рисунок 3). В ночное время эта разность сокращается до 4-5°С. На глубине 10 см амплитуда температурных колебаний значительно ниже, но в пару остаётся выше, чем под растениями. Кроме того, можно отметить, что температурные максимумы и минимумы с глубиной смещаются вправо, т.е. запаздывают во времени на два три часа. Различия в температурном режиме почвы под агроценозами в данный момент времени выражены слабо -не превышают 1-2°С.

25 20

»

10 в О

пшеюша -»- рожь горох -в- пар

Рис. 3. Суточная динамика температура на поверхности почвы 2-3 июля 2001 г.

Знание теплофизических коэффициентов и динамики температурных режимов в профиле чернозёма позволило рассчитать тепловые потоки в верхнем 20-ти см пахотном слое почвы за всё время наблюдений (2001 -2003 гг.).

Суточные теплопотоки как в первой, так и в третьей декадах июля 2001 года в паровом поле максимальны и достигают соответственно 56,3 и 81,1 Вт/м2 (таблица 2). Минимальны они под рожью: 19,5 и 36,3 Вт/м2. Такие же различия сохраняются и в отдельные сроки наблюдений. Наиболее интенсивно тепло поступает в почву в июле с 10 часов утра до 16 часов дня. Но уже в промежуток времени с 16- до 19- тепловые потоки меняют знак, что означает выход тепла из почвы в атмосферу.

Таблица 2

Тепловые потоки (Р, Вт/м2) в пахотном слое выщелоченного чернозема (числитель - 2-3 июля; знаменатель - 23-24 июля 2001 г.)

Культура Пар Пшеница Рожь

Суточный поток 56.3 81,1 54.5 58,7 19.5 36,3

Аналогичные закономерности прослеживаются и летом 2002 года. В более засушливый 2003 год солнечная инсоляция увеличила температурные градиенты в почве, результатом чего явилось повышенное поступление теп-

ла в почву, которое на пару за сутки достигло в июне 190,4 а в июле 213,0 Вт/м2. Возросли также потоки и под рожью, но остались меньше, чем в чистом пару.

Важным интегральным показателем, который наиболее полно характеризует температурный режим в почвенном профиле, может быть сумма суточных температур на различной глубине почвенной толщи (таблица 3).

Данные таблицы 3 показывают, что почвенный профиль под чистым паром прогревается лучше, о чём свидетельствует сумма температур, как в пахотном слое чернозёма, так и в подстилающих слоях почвы.

Таблица 3

Сумма температур Т, С (числитель - рожь, знаменатель - пар)

\Срок 2001 год 2002 год 2003 год

\ 3 23 16 15 18 26 16 10

Ь, см\ июля июля июня июля августа июня июля сентября

0 119.8 143,8 77.9 123.8 139.6 150.0 142.9 71.9

144,4 165,7 82,3 153,7 195,4 185,5 146,9 71,8

5 118.7 139.1 64,0 124,7 128.6 141.1 129,9 44.3

138,1 160,2 72,7 142,8 178,7 160,4 137,9 46,3

10 117.3 133.4 63.5 120.1 122.8 133,8 129.0 34.5

130,0 157,8 77,0 137,8 169,1 142,4 129,3 38,6

15 114.5 131.3 62,4 117.5 114.1 132.9 130,5 31.7

127,8 148,7 65,8 119,6 155,2 138,2 138,4 36,7

20 110.2 127.6 56.3 97,6 112.1 129.5 121,1 28.6

124,3 148,3 56,5 111,1 131,8 131,9 121,9 32,4

50 111.5 124.4 54.2 84,5 91,4 105.3 99,2

121,0 141,2 58,1 93,1 112,4

100 110.8 120.9 50,9 73.6 82.8 87.4 93,9

120,6 136,3 56,1 79,8 105,8

Такая тенденция сохраняется во все годы наблюдения, что подтверждает роль пара на выщелоченных чернозёмах Алтайского Приобья, в первую очередь, как конденсатора тепла.

Динамики почвенной влажности (таблица 4) и теплофизических коэффициентов на разных агрофонах показывает, что наиболее высокие и мало

меняющиеся в течение вегетационного периода значения тепло- и температуропроводности, а также теплоёмкости и теплоусвояемости почвы складываются в профиле чернозёма под чистым паром, где создаются условия длительного увлажнения в пределах НВ - ВРК и аэрации, превышающей 20% от объёма почвы, благоприятствующие проявлению контактной и пародиф-фузионной теплопередачи. Этому способствует и резко выраженная в пару неизотермичность почвенного профиля, поэтому здесь формируется температурный режим, характеризующийся наибольшим теплообменом, теплоак-

кумуляцией и интенсивным, глубоким прогреванием почвенной толщи.

Таблица 4

Динамика полевой влажности (^ мм), 2001-2003 гг. (числитель - рожь, знаменатель - пар)

\Срок 2001 год 2002 год 2003 год

\ 3-4 23-24 16-17 15-17 18-19 26-27 16-17 10-11

июля июля июня июля августа июня июля сентября

14.3 30.5 60.3 55.9 30.5 40.6 25.6 30.3

0-20 11,1 43,3 48,2 30,1 27,0 64,4 36,5 30,9

0-50 31.8 62.3 137.0 117.0 93.8 71.5 64.9 68.3

43,8 81,1 120,0 91,4 92,7 94,6 80,3 72,7

51.9 76.0 183.0 160.0 130.0

0-100 76,2 104,0 163,0 124,0 130,0

Следует отметить, что данные по режиму почвенной влажности в летний период свидетельствует о слабой гидрологической роли чистого пара как влагонакопителя на выщелоченных чернозёмах Алтайского Приобья, что отмечали и другие исследователи (Лешков, 1970; Руденко и др., 1978).

В то же время данные о динамике тепловых свойств и температурах почвы в пару свидетельствуют об очень важной в условиях Сибири тепло-мелиоративной роли пара, следствием чего является активизация биологических процессов в парующейся почве и обогащение питательными элементами, особенно азотом.

Оптимальный для развития растений гидротермический режим в определённой степени зависит от способов обработки почвы, поэтому нами была предпринята попытка проследить их влияние на режим тепла и влаги в пахотном слое чернозёма (рисунок 4).

Так, под пшеницей при использовании поверхностной обработки влаго-содержание в почве выше, чем при глубокой обработке. В первой декаде июля верхний 50-ти см слой почвы содержит соответственно 58,4 и 45,2 мм, а в метровой толще эта разница составляет уже 35,4 мм. В то же время в паровом поле складывается иная картина.

Рис. 4. Динамика полевой влажности почвы при разной обработке (1-2 июля; 2-23 июля 2001 г.)

Анализ данных позволяет сделать вывод, что глубокая обработка способствует большему впитыванию выпадающей в виде дождя влаги и последующей фильтрации её в нижние слои почвенного профиля. Поверхностная же такого впитывания не обеспечивает (в пару) и часть влаги теряется, видимо, в результате поверхностного стока.

Таким образом, поверхностная обработка обеспечивает более благоприятный режим влажности под зерновыми культурами, а глубокая способствует накоплению влаги при выпадении осадков.

Особенности водного режима в годы исследований определили формирование теплофизического состояния в профиле чернозёма.

В таблице 5 представлены результаты определения объёмной теплоёмкости почвы, которые показывают, что по фону поверхностной обработки в 30-ти см слое почвы под пшеницей этот показатель выше, чем при глубокой обработке. И если в обработанном верхнем 10-ти см слое разница несущественна, то на глубине 10-20 см 2 июля 2001 года она равна 42 и 45% соответственно. В конце июля глубокая обработка привела к росту теплоакку-муляции, в то время как при поверхностной, на тех же глубинах, наблюдалось её снижение.

Оптимальное увлажнение чернозёма в пределах НВ-ВРК за весь период наблюдений обеспечило высокие значения температуропроводности в верхних слоях почвенного профиля. Под пшеницей поверхностная обработка определяет повышенную величину температуропроводности, особенно на глубинах 10-30 см (0,675 х Ю^М'/с), так как при этом почвенный слой сохраняет свою ненарушенную структуру и капилляры обеспечивают быстрый перенос тепла в почве.

Таблица 5

Динамика теплоемкости в почве в полях зернопарового севооборота (Ср, 10 Дж/(м К)), 2001-2002 гг. (числитель - поверхностная обработка, знаменатель - глубокая обработка)

Срок 2 июля 2001 г. 23 июля 2001 г.

11, см пшеница пар пшеница пар

0-10 0.98 0,92 0.99 0,97 • 1.17 1,08 1.23 1.24

10-20 1.42 1,01 0.88 1,15 1.17 1,08 1.23 1,26

20-30 1.80 1,24 1.47 1,43 1.58 1,47 1.24 1,54

Срок 16 июня 2002 г. 18 августа 2002 г.

Ь, см пшеница пар пшеница пар

0-10 1.23 1,30 1.20 1,34 0.96 0,88 1.03 1,00

10-20 1.24 1,61 1.20 1,39 1.07 1,02 1.32 1,17

20-30 1.42 1,61 1.40 1,54 1.06 1,20 1.48 1,60

Нарушенное сложение агрегатов чернозёма при глубокой обработке снижает возможности теплопереноса за счёт диффузии воздуха и паров воды, поскольку капилляры при этом разорваны, и действует только перенос тепла через контакт между твёрдыми частицами. Температуропроводность здесь составляет 0,624х Ю^м^С. В верхнем 10-ти см слое различия между вариантами несущественны или определяются его влажностью. Аналогичный характер распределения температуроповодности в гумусово-аккумулятивном горизонте чернозёма прослеживается и в парующейся почве.

Различные способы обработки оказывают влияние на изменение теплопроводности чернозема с глубиной. Анализ полученных данных показал, что в парующейся почве на глубине 15 см теплопроводность по фону поверхностной обработки меньше. Ниже по профилю (25-35 см) на переходе к подплужной подошве распределение теплопроводности меняется и остаётся увеличенным по фону поверхностной обработки.

Большой интерес представляет формирование температурного режима в чернозёмах, поскольку он определяет подвижность почвенного раствора и скорость поступления питательных элементов к корням растений. Мы исследовали влияние способа обработки почвы по фону чистого пара в отдельные сроки наблюдений, поскольку характер изменения температуры сохраняется в течение всего периода исследований. Полученные результаты показали, что температура почвы по глубокой осенней обработке, как на поверхности, так и на глубине 10 см оказывается выше, чем по поверхностной обработке. При этом в жаркие дни 24 июля 2001 года и 18 августа 2002 года разность температур составляет от 4 до 5°С. В прохладные дни она падала до 1-2°С. Ночью эти различия уменьшаются.

Наибольший интерес для характеристики теплового состояния почвы при различных способах обработки представляет суточная сумма температур в пахотном слое (рисунок 5).

июль август июль »густ иииъ август июль август

2001 г. 2002 г.

Рис. 5. Сумма суточных температур в почвенном слое 0-20 см при разных обработках: I - поверхностная; II - глубокая

Из рисунка видно, что суточная сумма температур парующейся почвы при глубокой обработке имеет более высокое значение. Так, в конце июля 2001 года её значение составляет 848,3°С по глубокой обработке и 780,7°С по поверхностной, а в июле 2002 года 872,8°С и 830,2°С соответственно.

Таким образом, результаты исследований показывают, что теплоаккуму-ляционные показатели чистого пара при глубокой осенней обработке выше, нежели при поверхностной обработке почвы.

На рисунке 5 также представлена сумма суточных температур в почве под пшеницей. Оказалось, что при использовании поверхностной обработки эта сумма превышает значения интегральной температуры по фону глубокой обработки (при глубокой обработке она равна 666,5°С, а при поверхностной - 765,5°С). Таким образом, при поверхностной обработке, за вегетацию накапливается значительная сумма температур, которая, наряду с повышенной влажностью, способствует более интенсивному усвоению растениями питательных элементов.

ВЫВОДЫ

1. Исследованные выщелоченные черноземы малогумусные (менее 4%) среднесуглинистые. В профиле имеют место легкосуглинистые горизонты. Плотность пахотного слоя за вегетацию меняется от 1,1 до 1,14 г/см3 в зависимости от агрофона, с глубиной увеличивается 1,5 г/см3. Наименьшая вла-гоёмкость гумусово-аккумулятивного горизонта составляет 27-29%. Влажность разрыва капилляров 19-21% от массы почвы.

2. Нижние горизонты метровой толщи чернозёма имеют повышенные значения теплоёмкости и теплопроводности как в сухом, так и в увлажненном состоянии. Так, при НВ теплопроводность пахотного слоя составляет 1,2 Вт/ (м*К), а подстилающей породы уже 2,1 Вт/ (м*К). Распределение температуропроводности обусловлено как дисперсностью, так и порозно-стью почвенного профиля.

3. Особенности уплотнения и увлажнения чернозёма на разных агрофо-нах в летнее время определяют его теплофизические коэффициенты. Так, температуропроводность на исследованных вариантах изменялась в пределах 8-12%, т.е. незначительно. Максимальные различия (50%) в теплопроводности по агрофонам (пар-пшеница) зафиксированы на глубине 20-25 см, а в иллювиальном горизонте В они исчезают.

Теплоёмкость в начале вегетации максимальна на пшеничном (1,61 и минимальна на ржаном полях, что

обусловлено влагосодержанием пахотного слоя. В конце лета теплоёмкость в парующемся чернозёме на 19 % выше, чем под злаковыми культурами.

4. Температура поверхности почвы в пару днем на 8-10°С выше, чем под сельскохозяйственными культурами. Ночью эта разность сокращается до 3-4°С. На глубине 10 см амплитуда температурных колебаний значительно ниже и запаздывает на 2-3 часа. Различия в температурном режиме чер-

нозёма под агроценозами в ночное время выражены слабо и не превышают 1-2°С.

5. В течение всего вегетационного периода потоки тепла в парующемся чернозёме в 1,5-2,0 раза превышают теплопотоки под зерновыми культурами. Так, в первой декаде июля 2001 года в паровом поле они составляют 56,3 Вт/м2, а в последней - 81,1 Вт/м2. В тоже время под рожью они равны 19,5 и 36,3 Вт/м2соответственно. Наиболее интенсивно тепло поступает в почву с 10—утра до 16-дня. Быстрее охлаждается почва в период с 19*1 до 1— часа ночи.

6. На формирование режима влаги в чернозёме существенное влияние оказывает способ обработки почвы. Поверхностная обработка по фону пшеницы обеспечивает повышенное увлажнение, чем глубокая. Так, в июле 2001 года верхний 50-ти см слой чернозёма содержит соответственно 58,4 и 45,0 мм влагозапасов. В метровой толще эта разница составляет 35,4 мм. В парующейся почве наблюдается обратная картина, где влаги накапливается больше по фону глубокой обработки, особенно при выпадении значительных осадков.

7. Температура почвы в паровом поле по глубокой осенней обработке, как на поверхности, так и на глубине 10 см оказалась выше, чем по поверхностной. Это подтверждается значениями суммарной суточной температуры пахотного слоя чернозёма, которые в июле 2001 года составили 843 и 781°С, а в июле 2002 года 873 и 830°С соответственно. Таким образом, теп-лоаккумуляционные показатели чистого пара при глубокой осенней обработки почвы выше, чем при поверхностной.

8. Под пшеницей по поверхностной обработке суточные суммы температур на глубине 0-10 см оказываются выше на 4-9°С, чем по глубокой. В итоге за вегетацию в первом случае накапливается значительная сумма температур, которая на фоне повышенной влажности способствует более интенсивному усвоению растениями питательных элементов и формированию более высокой урожайности зерна яровой пшеницы.

9. Прибавка урожая зерна пшеницы при поверхностной обработке на 0,30 т/га выше чем при глубокой. При этом были сокращены затраты, снижена себестоимость и увеличен чистый доход. Кроме того поверхностная обработка позволила сократить энергетические затраты и увеличить коэффициент экономической эффективности.

Рекомендации производству

Для создания оптимального гидротермического режима в черноземах выщелоченных, обеспечивающего повышение урожайности зерна яровой пшеницы целесообразно рекомендовать поверхностную обработку почвы.

Список опубликованных работ

Статьи

1. Величкина СВ. Влияние сельскохозяйственных культур на гидротермический режим чернозема выщелоченного в условиях Алтайского при-обья // Материалы конференции молодых ученых Сибирского федерального округа «Научное обеспечение устойчивого развитии АПК в Сибири». Часть II. - Улан-Уде: Изд-во ФГОУ ВПО «БГСХА им. В.Р. Филиппова». - 2004. - С. 21-23.

2. Величкина СВ. Влияние способа обработки зерновых культур на динамику температуры в чернозёмах выщелоченных Алтайского Приобья. обработки // Вестник БГПУ, Барнаул. - 2004.-№ 4 . - С. 90-92.

3. Макарычев СВ., Величкина СВ. Формирование режима тепла и влаги в чернозёмах Приобья при различных способах обработки // Вестник АГАУ, Барнаул. - 2003. - № 4 (12). - С 16-21.

4. Макарычев СВ., Величкина СВ. Влияние способа обработки на гидротермический режим чернозёма выщелоченного в условиях Алтайского Приобья // Вестник АГАУ, Барнаул. - 2003. - № 4 (12). - С. 21-24.

ЛР № 020648 от 16 декабря 1997 г.

Подписано в печать 18.03.2005 г. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Печать ризографная. Гарнитура «Times New Roman». Усл. - печ. л. 0,93. Тираж 100 экз. Заказ № 35.

Издательство АГАУ, 656099, г. Барнаул, пр-т Красноармейский, 98 62-84-26

2 2ÂR" № /1139

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Величкина, Светлана Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ПОНЯТИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ И МЕТОДЫ ЕГО ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Современное состояние вопроса.

1.2. Температура, тепловые свойства и почвенное плодородие.

1.3. О методах исследования теплофизического состояния почв.

1.4. Экспериментальная база почвенных исследований.

ГЛАВА II. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Рельеф и гидрология.

2.2. Климатические особенности территории.

2.3. Особенности агротехники и способов обработки почвы.

ГЛАВА Ш.ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВЫЩЕЛОЧЕННЫХ ЧЕРНОЗЕМОВ ПРИОБЬЯ.

3.1. Агрофизическая характеристика черноземов выщелоченных.

3.2. Влияние почвенно-физических факторов на теплофизические свойства черноземов.

3.3. Теплофизическая характеристика генетических горизонтов черноземов выщелоченных.

ГЛАВА IV. СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ТФС ЧЕРНОЗЕМОВ И ИХ ГИДРОТЕРМИЧЕСКОГО РЕЖИМА В ЗЕРНОПАРОВОМ

СЕВООБОРОТЕ.

4.1. Динамика ТФС чернозема под различными сельскохозяйственными культурами.

4.2. Способы обработки и ТФ состояние чернозёма выщелоченного.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Теплофизические свойства и гидротермические режимы черноземов выщелоченных в зернопаровом севообороте"

Актуальность темы

Зерновые культуры имеют важнейшее значение для населения всего земного шара. Хлеб - основа питания человека, зерно - концентрированный корм для сельскохозяйственных животных и сырье для многих отраслей промышленности. Увеличение производства зерна - основная задача земледелия.

В тоже время зерновые культуры весьма требовательны к условиям произрастания и, в первую очередь, к почве и ее плодородию. Одним из непременных условий повышения почвенного плодородия и получения высоких и устойчивых урожаев зерновых культур является создание оптимальных агрофизических свойств и гидротермических режимов в почвенном профиле.

Именно тепло и влага определяют интенсивность пищевого режима, жизнедеятельность почвенных микроорганизмов, отвечают за рост и развитие корневой системы растений, а, в конечном счете, за урожай.

В то же время тепловые потоки и движение влаги зависят от совокупности теплофизических свойств и распределения температурных полей в почве. К теплофизическим свойствам относятся объемная теплоемкость, тепло - и температуропроводность почвы.

На сегодняшний день недостаточно освещен аспект влияния различных сельскохозяйственных культур на режим тепла и влаги в почвенном профиле. Практически отсутствуют данные о формировании теплофизического состояния почв в условиях Юго-Восточной части Западной Сибири в зависимости от способа подготовки паров под яровую пшеницу. Поэтому комплексные исследования тепловых свойств и гидротермических режимов потенциально плодородных чернозёмов во взаимосвязи с технологией выращивания зерновых культур весьма актуальны.

Цель работы

Изучить теплофизические свойства и гидротермические режимы в чернозёмах выщелоченных под различными сельскохозяйственными культурами в зависимости от способа обработки почвы.

Задачи исследований

1. Исследовать теплофизические свойства чернозёма выщелоченного в зависимости от почвенно-физических факторов.

2. Установить динамику запасов тепла и влаги в почвенном профиле в условиях зерно - парового севооборота.

3. Выявить особенности изменений теплофизических коэффициентов почвы на различных агрофонах за период вегетации.

4. Изучить влияние способов парования на формирование гидротермических режимов в чернозёмах Приобъя.

5. Изучить влияние способов обработки почвы на урожайность яровой пшеницы.

Научная новизна

Получены аналитические зависимости теплофизических свойств чернозёмов от почвенно-физических показателей.

Изучена динамика сезонных гидротермических режимов чернозёма в зерно-паровом севообороте.

Впервые в условиях Юго-Восточной части Западной Сибири установлено влияние минимальной обработки почвы на формирование запасов тепла и влаги, обеспечивающее урожай яровой пшеницы.

Экспериментально выявлено, что парующиеся выщелоченные чернозёмы Алтайского Приобъя в летнее время обладают высокой теплоак-кумуляционной способностью. В то же время отмечена их слабая гидрологическая роль как влагонакопителей.

Защищаемые положения

- поступление, аккумуляция и распространение тепла в чернозёмах выщелоченных зависят от их агро- и теплофизических свойств, особенностей растительного покрова и способов обработки почвы.

Практическая значимость

Выявленные закономерности формирования гидротермического режима чернозема выщелоченного в условиях зерно - парового севооборота позволяют оценить и прогнозировать характер и степень изменения теплофизических свойств, особенностей теплообмена и теплоаккумуляции в его генетических горизонтах, а также открывают возможности управления запасами тепла и влаги с помощью агротехнических мероприятий.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались на конференции молодых ученых Сибирского федерального округа «Научное обеспечение устойчивого развитии АПК в Сибири (г.Улан-Уде, 2004 г.); научно-практической конференции Алтайского государственного аграрного университета (г.Барнаул, 2005 г.), круглый стол Института Природообустройства (г.Барнаул, 2005 г.).

Публикации

Основные результаты исследований опубликованы в 4 статьях. Объем публикаций автора составляет 1,86 усл. печ. л.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка литературы и приложений. Содержание работы изложено на 137 страницах печатного текста, включая 30 таблиц, 23 рисунка, 3 приложения. Список использованной литературы включает 145 источников, в том числе 12 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Агропочвоведение и агрофизика", Величкина, Светлана Владимировна

106 выводы

Исследованные выщелоченные черноземы малогумусные (менее 4%) среднесуглинистые. В профиле имеют место легкосуглинистые горизонты. Плотность пахотного слоя за вегетацию меняется от 1,1 до 1,14 г/см3 в зависимости от агрофона, с глубиной увеличивается 1,5 г/см3. Наименьшая влагоёмкость гумусово-аккумулятивного горизонта составляет 27-29%. Влажность разрыва капилляров 19-21% от массы почвы.

Нижние горизонты метровой толщи чернозёма имеют повышенные значения теплоёмкости и теплопроводности как в сухом, так и в увлажненном состоянии. Так, при НВ теплопроводность пахотного слоя составляет 1,2 Вт/ (м-К), а подстилающей породы уже 2,1 Вт/ (м-К). Распределение температуропроводности обусловлено как дисперсностью, так и порозностью почвенного профиля.

Особенности уплотнения и увлажнения чернозёма на разных агрофонах в летнее время определяют его теплофизические коэффициенты. Так, температуропроводность на исследованных вариантах изменялась в пределах 8-12%, т.е. незначительно. Максимальные различия (50%) в теплопроводности по агрофонам (пар-пшеница) зафиксированы на глубине 20-25 см, а в иллювиальном горизонте В они исчезают.

Теплоёмкость в начале вегетации максимальна на пшеничном (1,61 х 106 Дж/(м3-К)) и минимальна на ржаном (1,17х 106 Дж/(м3-К)) полях, что обусловлено влагосодержанием пахотного слоя. В конце лета теплоёмкость в парующемся чернозёме на 19 % выше, чем под злаковыми культурами.

Температура поверхности почвы в пару днем на 8-10°С выше, чем под сельскохозяйственными культурами. Ночью эта разность сокращается до 3-4°С. На глубине 10 см амплитуда температурных колебаний значительно ниже и запаздывает на 2-3 часа. Различия в температурном режиме чернозёма под агроценозами в ночное время выражены слабо и не превышают

В течение всего вегетационного периода потоки тепла в парующемся чернозёме в 1,5-2,0 раза превышают теплопотоки под зерновыми культурами. Так, в первой декаде июля 2001 года в

О "У паровом поле они составляют 56,3 Вт/м , а в последней - 81,1 Вт/м . В тоже время под рожью они равны 19,5 и 36,3 Вт/м соответственно. Наиболее интенсивно тепло поступает в почву с 10— утра до 16— дня. Быстрее охлаждается почва в период с 19— до 1— часа ночи.

На формирование режима влаги в чернозёме существенное влияниё оказывает способ обработки почвы. Поверхностная обработка по фону пшеницы обеспечивает повышенное увлажнение, чем глубокая. Так, в июле 2001 года верхний 50-ти см слой чернозёма содержит соответственно 58,4 и 45,0 мм влагозапасов. В метровой толще эта разница составляет 35,4 мм. В парующейся почве наблюдается обратная картина, где влаги накапливается больше по фону глубокой обработки, особенно при выпадении значительных осадков.

Температура почвы в паровом поле по глубокой осенней обработке, как на поверхности, так и на глубине 10 см оказалась выше, чем по поверхностной. Это подтверждается значениями суммарной суточной температуры пахотного слоя чернозёма, которые в июле 2001 года составили 843 и 781°С, а в июле 2002 года 873 и 830°С соответственно. Таким образом, теплоаккумуляционные показатели чистого пара при глубокой осенней обработки почвы выше, чем при поверхностной.

Под пшеницей по поверхностной обработке суточные суммы температур на глубине 0-10 см оказываются выше на 4-9°С, чем по глубокой. В итоге за вегетацию в первом случае накапливается значительная сумма температур, которая на фоне повышенной влажности способствует более интенсивному усвоению растениями питательных элементов и формированию более высокой урожайности зерна яровой пшеницы.

9. Прибавка урожая зерна пшеницы при поверхностной обработке на 0,30 т/га выше чем при глубокой. При этом были сокращены затраты, снижена себестоимость и увеличен чистый доход. Кроме того поверхностная обработка позволила сократить энергетические затраты и увеличить коэффициент экономической эффективности.

Рекомендации производству

Для создания оптимального гидротермического режима в черноземах выщелоченных, обеспечивающего повышение урожайности зерна яровой пшеницы целесообразно рекомендовать поверхностную обработку почвы.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Величкина, Светлана Владимировна, Барнаул

1. Агроклиматический справочник по Алтайскому краю. - Л.: Гидрометиздат, 1957. - 167 с.

2. Акуленко Ю.Н. Гидролого-мелиоративные исследования в Сибири. -Красноярск, 1980. 52 с.

3. Андрианов П.И. Теплопроводность почв и грунтов // Труды комитета по вечной мерзлоте. 1939. - Т. 7. - С. 5-30.

4. Антонова М.А. Влияние растительного покрова и снежного покрова на температуру почвы // Зап. Ленинград. СХИ. 1929. - Т. 5. - С. 21-41.

5. Бабьев Н.Н. Совместное определение коэффициентов переноса тепла к влаги во влажных материалах // Тр. Моск. технол. ин-та пищ. пром-ти. -1956. Вып. 6. - С. 48-57.

6. Бройдо А.Г., Гольдман С.М., Лагутина Г.И. Опыт проверки стационарной методики расчета суточных сумм потока тепла в почве // Тр. ГГО. Л., 1971. -Вып. 260.-С. 129-136.

7. Бадмаев Н.В., Корсунов В. М., Куликов А. И. Тепловлагообеспеченность склоновых земель. Улан-Удэ: Бурят. Науч. центр, 1996. - 125 с.

8. Богомолов В.З., Чудновский А.Ф. Методы определения термических характеристик почвы применением мгновенного источника тепла // Сб^ работ по агрофизике. М., 1941, - Вып.З. - С. 27-40.

9. Бойко О.С, Оликова И.С. Материалы многолетних наблюдений за температурой, глубиной промерзания почв и высотой снежного покрова в центрально-Черноземном заповеднике // Тр. Центр.-Чернозем, гос. заповед. -1997.-№ 15.-С. 5-30.

10. Болотов А.Г., Макарычев С.В., Левин А.А. Автоматизированная система для исследования теплофизических характеристик почв // Вестник АГАУ. -№ 3. Барнаул, 2002. - С. 21-28.

11. П.Болотов А.Г. Теплофизическое состояние почв и совершенствование инструментальной базы для его исследований: Дис. канд. с.-х. наук. -Барнаул, 2003. 148 с.

12. Брежнев А.И., Вальковский В.Б., Малинина В.Г., Усков И.Б^ Исследование теплофизических почв в компьютерном и полевом эксперименте // В кн.: Современные проблемы опытного дела. Санкт-Петербург: АФИ. - 2000. - Вып. 1. - С. 189-195.

13. Бровка Г. П., Ровдан Е. Н. Теплопроводность торфяных почв. -Почвоведение. 1999. - № 5. - С. 587-592.

14. Бурлакова JI.M. Плодородие Алтайских черноземов в системе агроценоза. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-е, 1984. - 198 с.

15. Бурлакова J1.M., Татаринцев Л.М., Рассыпнов В.А. Почвы Алтайского края: Учеб. Пособие / АлтСХИ. Барнаул, 1988. - 72 с.

16. Бурлакова J1.M., Рассыпнов В.А. Плодородие почв Алтайского края: Учеб. Пособие / АлтСХИ. Барнаул, 1990. - 81 с.

17. Бурматов И.М. Некоторые результаты тепловой мелиорации освоенных торфяно-болотных почв Барабы // Вопросы мелиорации Барабинской низменности. Новосибирск, 1970. - С. 165-171.

18. Буткевич B.B. Температура почвы и влияние удобрений на урожайность и качество пшеницы // Докл. АН СССР. 1937. - Т. 17. - С. 87-91.

19. Бутов A.M. Метод определения коэффициентов теплопроводности и температуропроводности // Заводская лаборатория. — 1961. Т. 27, № 1.-С. 35-38.

20. Бутов A.M. Импульсные методы и их применение для исследования теплофизических коэффициентов строительных материалов: Автореф! Дис.канд. наук. М., 1964. - 321 с.

21. Величкина С.В. Влияние способа обработки зерновых культур на динамику температуры в чернозёмах выщелоченных Алтайского Приобья. обработки // Вестник БГПУ, Барнаул. 2004 .- №4. - С. 90-92.

22. Вишневский Е.Е. Импульсный метод определения термических характеристик влажных материалов // Тр. ВНИКФТИ. 1958. - Вып. 2. - С. 73-90.

23. Власов В.В., Шаталов Ю.С. Методы и устройства неразрушающего контроля теплофизических свойств массивных тел // Измерительная техника.- 1980.-№6.-С. 42-45.

24. Волобуев В.Р. Введение в энергетику почвообразования. М.: Наука, 1974,- 128 с.

25. Воронин А.Д. Структурно-функциональная гидрофизика почв. М., 1984.- 203 с.

26. Гамаюнов Н.Н. Исследование процессов переноса тепла и влаги в торфе зондовыми методами // Тр. Калинин, торф, ин та. - 1960. - Вып. 2. - С. 203207. Обь

27. Герайзаде А.П. Связь между тепло- и гидрофизическими свойствами некоторых типов почв Азер. ССР: Автореф. дис.канд. наук. Л., 1970. -19 с.

28. Герайзаде А.П., Юсифов А.Г. О тепловом потоке в почву // Почвоведение. 1975. № 12. С. 58-64.

29. Герайзаде А. П. Термо- и влагоперенос в почвенных системах. Баку: ЭЛМ, 1982.- 155 с.

30. Герайзаде А.П. Преобразования энергии в системе почва растение -атмосфера: Автореф. дис.док. наук. - М., 1988. - 31 с.

31. Глобус A.M., Арефьев А.В. Зависимость теплофизических свойств почв от давления влаги и толщины водной пленки // Почвоведение. 1971. - № 11. С. 100-104.

32. Гончаров Н.Ф. Плодородие почвы и урожайность основных промежуточных культур // Вопросы современного земледелия. Курск, 1997. -Ч. З.-С. 54-55.

33. Горяев В.Е. О путях воспроизводства плодородия почв // Тез. к VIII съезду почвоведов. Новосибирск, 1989. - С. 20.

34. Гюлалыев Ч.Г. Взаимоотношение теплофизических параметров с удельной поверхностью почв // Изв. АН АзССР. Сер. биол. 1987. - № 4. - С. 25-31.

35. Дерягин Б.В., Чураев Н.В. и др. Поверхностные силы. М., 1987. - 375 с.

36. Димитрович А.Д. Определение теплофизических свойств строительных материалов. М., 1963. - 123 с.

37. Димо В.Н. К вопросу о зависимости между температуропроводностью и влажностью почв // Почвоведение. 1948. - № 12. - С. 28-34.

38. Димо В.Н. Расчетный метод определения температуры почв // Тр. Почв, ин та им. В.В. Докучаева. - М., 1967. - Вып. 1. - С. 88-99.

39. Димо В.Н. Тепловой режим почв СССР: Дисс.док. наук. 1970. - 445с.

40. Димо В.Н. Тепловой режим почв СССР. М.: Колос, 1972. - 359 с.

41. Димо В.Н. Агрофизическая характеристика почв Восточного Забайкалья // В кн.: Агрофизическая характеристика почв нечерноземной зоны Азиатской части СССР. М.: Колос, 1978. - С. 134-173.

42. Дмитриев Е.А. Теплоемкость почвы: Автореф. дис. канд. Биол. Наук. -М., 1958. 11 с.

43. Заславский Б.Г., Полуэктов Р.А. Управление экологическими системами. -М: Наука, 1988.-296 с.

44. Иваничкин И.В. Особенности теплового режима серых лесных почв лесостепи Алтайского Приобья: Дис. канд. с.-х. наук. 1993. - 168 с.

45. Исмаилов А.А., Мамедов Г.М. Водновоздушный и тепловой режим горно-каштановых почв юго-восточной части Большого Кавказа // Почвоведение. 1974. № 10. - С. 80-90.

46. Каганов М.А. Прибор для определения тепловых характеристик почвы в естественных условиях // Сб. тр. по агрофизике. Л., 1952. - С. 90.

47. Каганов М.А. К вопросу об использовании метода мгновенного источника тепла для определения термических характеристик теплоизоляционных материалов // ЖТФ. 1956. - № 3. - С. 674-678.

48. Карманов И.И. Плодородие почв в СССР: Природные закономерности и количественная оценка. М.: Колос, 1980. - 224 с.

49. Ковалев Р.В. География и генезис почв Сибири // Сб. статей АН СССР Сиб. отд-я, ин-т почвоведения и агрохимии. Новосибирск: «Наука», Сиб. Отд-е. - 1976. - 119 с.

50. Колев Никола, Кръстанов Бойко, Пеннев Красимир, Овчарова Антония. Пространственное распределение приземных и наземных электронных измерений для оценки температуры почвы // Селско-стоп. Техн. 1995. - 32, № 5-8. - С. 32-36.

51. Колмогоров А.Н. К вопросу об определении коэффициента температуропроводности почвы // Изв. АН СССР. География и геофизика/ -1950.-Т. 14., №2.-С. 97-99.

52. Кондратьев Г.Н. Регулярный тепловой режим. М.: 1954. - 408 с.

53. Коровин А.И. О влиянии пониженной температуры почвы на формирование урожая яровой пшеницы // ДАН СССР. 1954. - Т. 96, № 6. -С. 1257-1261.

54. Кравцов В.М. Принципы типологии климата почв лесостепи и степи юго-востока Западной Сибири // Климат почвы. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. - С. 110-118.

55. Кудряшова С .Я., Чичулин А.В. Нелинейные методы в физике почв // Тез. докл. 2 Съезда О-ва почвоведов, 27-30 июня, 1996. Санкт-Петербург, 1996. -1996.-С. 85-86.

56. Куликов А.И. Физические свойства и водно-тепловой режим лугово-черноземных мерзлотных почв Бурятской АССР: Автореф. дис. канд. биол. наук. Новосибирск, 1983. - 20 с.

57. Куртнер Д.А., Чудновский А.Ф. Расчет и регулирование теплового режима в открытом и защищенном грунте. JL: Гидрометеоиздат, 1979. -231с.

58. Лайхтман Д.Л. О точном методе определения температуропроводности почвы // Тр. ГГО. 1947. Вып. 2 (64). - С. 36-42.

59. Левин А.А. Особенности теплофизического состояния черноземов выщелоченных под ягодными культурами в садах Алтайского Приобья: Дис.канд. с.-х. наук. 2003. - 120 с.

60. Лешков А.П. Водно-пищевой режим почв и эффективность удобрений в условиях Бийско-Чумышской зоны и предгорий Салаира Алтайского края: Автореф. дис. канд. наук. М., 1970. - 31 с.

61. Лунин А.И., Гельфер Я. Некоторые дополнения к импульсным методам определении, теплофизических характеристик // Тр. МИСИ. 1968. С. 25.

62. Лунин А.И. Импульсный метод определения теплофизических характеристик влажных материалов: Дис.канд., М.: 1972. 139 с.

63. Лунин А.И., Макарычев СВ. Использование импульсных методов в сельскохозяйственном производстве для определения теплоемкости почвы // Тр. Алт. СХИ. 1977. - Вып. 28. - С. 135-138.

64. Лунин А.И., Макарычев СВ. Применение тепловых импульсов для определения температуропроводности почвы // Тр. Алт. СХИ. 1977. - Вып. 28.-С. 135-138.

65. Лунин А.И., Макарычев СВ. Установка для определения теплофизических характеристик почв // Инф. лист Алт. ЦНТИ. 1978. -№285. - С. 24-30.

66. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: 1952. - 392 с.

67. Лыков А.В., Михайлов Ю.А. Теория тепло- и массопереноса. М-Л.: 1963.-535 с.

68. Мадраимов Н.Д., Турапов И.Н., Абдуллаев А.Х., Мазиров М.А., Наркулов М.Т. Основные параметры модели климата орошаемых почв // Тез. докл. 8 Всес. съезда почвоведов, Новосибирск, 14-18 авг., 1989. Кн. 1. -Новосибирск, 1989. С. 106.

69. Мазиров М.А. Теплофизическая характеристика почв Западного Тянь-Шаня // Тез. докл.2 Съезда О-ва почвоведов, Санкт-Петербург, 27-30 июня, 1996. Кн. Л.-М.: 1996. С. 90-91.

70. Мазиров М.А., Макарычев С.В. Теплофизическая характеристика почвенного покрова Алтая и Западного Тянь-Шаня. Владимир, 2002. - 448с.

71. Макаров B.C. Теплофизические свойства аласных почв // Наука и образование. 2001. - № 1. - С. 1 -6.

72. Макарычев С.В., Лунин А.И. Использование импульсных методов в сельскохозяйственном производстве для определения теплоемкости почвы // Тр. АСХИ, Барнаул, 1977. Вып. 28. - С. 45-51.

73. Макарычев С.В., Лунин А.И. Влияние температуры и влажности на температуропроводность выщелоченного чернозема Алтайского Приобья // Тр. АСХИ, Барнаул, 1978. Вып. 31. - С. 10-12.

74. Макарычев С.В. Теплофизические свойства выщелоченных черноземов Алтайского Приобья: Автореф. дис. канд. наук, Новосибирск, 1980. 22 с.

75. Макарычев С.В., Лунин А.И. О методах определения теплофизических свойств почвы // В кн.: Теплофизические свойства и режимы черноземов Приобья. Новосибирск, 1981. - С. 5-28.

76. Макарычев С.В., Игнатенко С. Сравнительная характеристика теплофизических свойств степной зоны Алтайского края // Тез. Межвузовская конф. «Научно техническому прогрессу - творческий поиск ВУЗов». - Барнаул, 1983. - С. 6-10.

77. Макарычев С.В., Сазонов И.Е., Золотарев Н.Я. Полевой прибор для измерения тепло- и температуропроводности почвы // Алтайское ЦНТИ, Барнаул, 1988. -№116.-С. 84-86.

78. Макарычев С.В. Теплофизические свойства почв Юго-Западной Сибири: Автореф. дис. док. наук, М.: МГУ, 1993. 378 с.

79. Макарычев С.В., Мазиров М.А. Теплофизические коэффициенты почв и факторы, их определяющие // В кн. «Физика твердого тела». Барнаул, БГПУ, 1994. - С. 36-38.

80. Макарычев С.В., Мазиров М.А. Теплофизика почв: методы и свойства. -Суздаль, РАСХН, 1996. Т. 1. - 232 с.

81. Макарычев С.В. Коэффициенты переноса и аккумуляции тепла лессовых почв Алтая // Тез. докл. 2 Съезда О-ва почвоведов. Санкт-Петербург, Кн. 1. -М., 1996.-С. 92-93.

82. Макарычев С.В., Мазиров М.А. Теплофизика почв: методы и свойства. -Суздаль, 1996.- 82 с.

83. Макарычев С.В. Приемы и методы управления теплофизическим состоянием почв в условиях Алтайского края // Сб. научных трудов «Почвенно-агрономические проблемы Западной Сибири». Барнаул, АГАУ, 2000. - С. 34-35.

84. Макарычев С.В. Природно-климатическое районирование и теплофизические особенности почвенного покрова Алтайского края // Материалы II Межд. конф. «Антропогенное воздействие на лесные экосистемы», Барнаул, 2002. С. 28-32.

85. Макарычев С.В., Величкина С.В. Формирование режима тепла и влаги в чернозёмах Приобья при различных способах обработки // Вестник АГАУ, Барнаул. 2003.-№4 (12). - С. 16-21.

86. Макарычев С.В., Величкина С.В. Влияние способа обработки на гидротермический режим чернозёма выщелоченного в условиях Алтайского Приобья // Вестник АГАУ, Барнаул. 2003. - № 4 (12). - С. 21-24.

87. Мамихин С.В. Воспроизведение температурного и гидрологического режимов почвы в математических моделях сухопутных экосистем // Вестн. МГУ. 1997. - Сер. 17, № 3. - С. 7-10, 49.

88. Манылова О.В. Эффективность сочетания приёмов минимализаций подготовки пара под яровую пшеницу в условиях Алтайского Приобья: Дис. канд. с.-х. наук. Барнаул, 2004. - 119 с.

89. Нерпин С.В., Чудновский А.С. Физика почвы. М., 1967. - 583 с.

90. Нерпин С.В., Трубачева Г.А. О механизмах термопереноса почвенной влаги при ее движении к фронту испарения // Моделирование процесса энерго- и массобмена. JL, 1985. - С. 101-111.

91. Новосельская Н.А. Исследование коэффициентов переноса тепла и вещества//Тр. ЖХМ. 1958. -Т. 15.-С.99- 118.

92. Омельянов В.Д. Исследование зональных и местных особенностей режима тепла и влажности почв Северной лесостепи и подтайги Алтайского края: Автореф. дисс. канд. наук. Новосибирск, 1976. - 33 с.

93. Омельянов В.П. Теплофизические свойства автоморфных почв северной лесостепи и подтайги Алтайского края // Агроклиматология Сибири, Новосибирск: Наука, 1977. С. 84-90.

94. Остроумов Н.В., Макеев О.В. Температурное поле почв: закономерности развития и почвообразующая порода. М.: Наука, 1985. - 192 с.

95. Панфилов В.П. Физические свойства и водный режим почв Кулундинекой степи. Новосибирск: Наука, 1973. - 258 с.

96. Панфилов В.П., Макарычев СВ., Лунин А.И. и др. Теплофизические свойства и режимы черноземов Приобья. Новосибирск: Наука, 1981. - 118с.

97. Панфилов В.П., Харламов И.С. Теплофизические свойства серых лесных почв Западной Сибири // Почвоведение. 1984. - № 11. - С. 42-48.

98. Панфилов В.П., Чащина Н.И. Особенности поведения влаги в супесчаных и суглинистых автоморфных почвах в связи их порозностью // Изв. СО АН СССР, Сер. Биол. наук. 1975. - Вып. 1, № 5. - С. 3-7.

99. Порхаев A.JI. Тепло- и массообмен в полуограниченных дисперсных средах: Автореф. дис. док. наук. — М., 1956. 17 с.

100. Природное районирование Алтайского края // Тр. Особой комплексной экспедиции по землям нового сельскохозяйственного освоения. М., АН СССР, 1958.-Т. 1.-209 с.

101. Роде А.А. Почвообразовательный процесс и эволюция почв. М., 1947. -237 с.

102. Розенфельд JI.M-, Гудкова М.К. Полевой прибор для определения тепловых характеристик почв в замерзшем состоянии и снегового покрова // Сб. тр. по агрофизике. 1952. - Вып. 5. - С. 126 - 134.

103. Рот А.А., Матвеев В.Г. и др. Цифровой измеритель коэффициента теплопроводности // Приборы и системы управления. 1984. - № 6. - С. 24.

104. Руденко Г.Т., Горобченко М.М., Левцова О.П. и др. Плодородие почвы и урожай в освоенных севооборотах. Барнаул, 1978. - 87 с.

105. Саранцев А.Ю. Анализ модели тепловлагобаланса почвы по экспериментальным результатам // Тез. докл. 44 Науч. конф. проф.-преп. состава, сотр. и аспирантов Сам. гос. с.-х. акад., Самара, 1997. С. 9.

106. Серова Н.В. К вопросу об определении термических характеристик мерзлотной почвы и снега // Тр. ГГО. 1957. - Вып. 69. - С. 80-87.

107. Серова Н.В. Распределение теплофизических характеристик почвы на равнинной территории СССР: Автореф. дис. канд. наук. Л., 1970. - 175 с.

108. Татаринцев Л.М. Агрофизические свойства почв Алтайского Приобья, их изменение при антропологическом воздействии // Тез. к VIII съезду почвоведов. Новосибирск, 1989. - С. 76.

109. Тихонравова П.И., Хитров Н.Б. Температуропроводность черноземовидных слитоземов Ставрополья // 1-я Междунар. науч. конф. «Слит, почвы: генезис, свойства, соц. значение», Майкоп. 6-13 сент., 1998. -Майкоп, 1998.-С. 51-52.

110. Турапов И. Тепловой режим почв вертикальной зональности Западного Тяныианя и пути его регулирования: Автореф. дис. док. наук. Ташкент, 1994.-47 с.

111. Уваров Г.И. Соотношение органических и минеральных удобрений в биологизации земли // Белгородский агромир. 2002. -. № 4 (6). - С. 12-14.

112. Урушадзе Т.Ф., Ломидзе В.Д. Особенности температурного и водного режимов коричневых типичных почв Грузии // Почвоведение. 1997. -№ 12.-С. 1454-1461.

113. Фетисов В. Усовершенствованный цилиндрический зонд для исследования теплопроводности материалов // Измерит, техника. — 1979. -№7.

114. Фукс Л.Г., Шмандина В.Н. Метод комплексного определения теплофизических свойств // Изд. ВУЗов. 1970. - № 2. - С. 124-127.

115. Цейтин Г.Х. О вычислении коэффициента температуропроводности и потока тепла в почву по осредненным температурам // Тр. ГГО. 1956. -Вып. 60. - С. 67-80.

116. Цейтин Г.Х. О расчетных методах определения потока тепла в почву. В кн.: Процессы влагопереноса в почвогрунтах юга Дальнего Востока. -Владивосток: Изд-во ДВНУ АН СССР, 1982. С. 3-24.

117. Чичуа Г.С. Теплофизические характеристики основных почвенных типов Грузинской ССР: Автореф. дис. док. наук. М., 1965. - 53 с.

118. Чичулин А.В. Структурно генетическая концепция физических свойств почв // Тез. докл. VIII съезда почвоведов. - Новосибирск, 1998. -С.83.

119. Чудновский А.Ф. Физика теплообмена в почве. М-Л., 1946. - 220 с.

120. Чудновский А.Ф. Прибор для одновременного определения коэффициентов тепло- и температуропроводности и объемной теплоемкости почвогрунтов в естественных условиях // Тр. ГГО. 1947. - Вып. 2 (64). -С.42.

121. Чудновский А.Ф. Физика теплообменов в почве. М.-Л.: Гостехиздат, 1948.-220 с.

122. Чудновский А.Ф. Цилиндрический зонд для измерения термических характеристик почвы // Сб. по агрофизике.- Л., 1952. Вып. 5. - С. 86-90.

123. Чудновский А.Ф. Основы агрофизики. Ч. 111. М., 1959. - С. 405-634.

124. Чудновский А.Ф. Теплофизика почв. М., 1976. -352 с.

125. Шевельков В.И. Теплофизические характеристики теплоизоляционных материалов. М., 1960. - 96 с.

126. Ширинов Н.А. Экспериментальное исследование теплофизических параметров основных типов почв Азербайджанской ССР: Автореф. дис. канд. наук. 1967. - 16 с.

127. Широбокова А.П. Изучение закономерностей в тепловых свойствах почвы с целью оценки и регулирования ее теплового режима: Автореф. дис. канд. наук. 1965. - 23 с.

128. Шульгин A.M. Температурный режим почвы. JL: Гидрометеоиздат, 1957.-242 с.

129. Bristow Keith L., Bilskie Jim R., Kluitenberg Gerard J., Horton Robert. Comparison of techniques for extracting soil thermal properties from dual-probe heat-pulse data//Soil Sci.-1995.- 160, №1.- P. 1-7.

130. Hinzman Larry D., Goering Douglas J., Kane Douglas L. A distributed thermal model for calculating soil temperature profiles and depth of thaw in permafrost regions // J. Geophys. Res. D. 1998. - 103, №22. - P. 28975- 28991.

131. Keen B.A. Soil temperatures. The physical properties of soil // Ch. 9. Longmans, Green and Co., London, 1931. P. 34-41.

132. Kennedy Ian, Sharratt Brenton. Model comparisons to simulate soil frost depth // Soil Sci. 1998. - 163, №8. - P. 636-645.

133. Nassar I.N., Horton Robert, Flerchinger G.N. Simultaneous heat and mass transfer in soil columns exposed to freezing/ thawing conditions // Soil Sci.- 2000. 165, №3.-P. 208-216.

134. Noborio K., Mclnnes K.J., Heilman J.L. Measurements of soil water content, heat capacity, and thermal conductivity with a single TDR probe // Soil Sci. 1996.- 161, №1.- P. 22-28.

135. Mowjood M. I. Mohammed, Ishiguro Kenji, Kasubuchi Tatsuaki. Effect of convection in ponded water on the thermal regime of a paddy field // Soil Sci. -1997.- 162, №8.-P. 583-587.

136. Scharringa M. On the representativeness of soil temperature measurements // Agricult. Meteorol. 1976. - V. 16, № 2. - P. 53-62.

137. Smith W.O. The thermal conductivity of dry soil // Soil Sci. 1942. - V. 53. -P. 11-17.

138. Smith W.O. Thermal transfer of moisture in soil // Trans. Amer. Geophys. Union. 1943. - № 53. - P. 511 -524.

139. Yii-Halla Markku, Mokma Delbert L. Soil temperature regimes in Finland // Agr. and Food Sci. Finl. 1990 - 7, №4. - P. 507-512.