| DNEVNA TEMPERATURNA NIHANJA V TLEH | Temperatura tal variira odvisno od intenzitete sončnega
sevanja.
Dnevna kolebanja temperature segajo do cca 60 cm globine.
Največja amplituda gibanja se pojavlja na sami površini, kje
lahko doseže 20‐40 0 C.
Na globini 30 cm kolebanje redko preseže 3 0 C
na globini 60 cm pa cca 1 0 C. |
| DNEVNA TEMPERATURNA NIHANJA V TLEH | Temperatura tal variira odvisno od intenzitete sončnega
sevanja.
Dnevna kolebanja temperature segajo do cca 60 cm globine.
Največja amplituda gibanja se pojavlja na sami površini, kje
lahko doseže 20‐40 0 C.
Na globini 30 cm kolebanje redko preseže 3 0 C
na globini 60 cm pa cca 1 0 C. |
| GOSTOTA TAL | Kaj je gostota tal ? m
Razmerje med maso tal in V
volumnom.
=
V kateri enoti podajamo gostoto? g/cm3, kg/dm3, 1000 kg/m3
Ali upoštevamo tudi prazne
prostore v tleh?
DA – volumska gostota tal; b
NE – gostota trdne faze tal; t |
| VOLUMSKA GOSTOTA TAL | V kateri enoti podajamo
volumsko gostoto ?
g/cm3, kg/dm3, 1000 kg/m3
Velikostni red: 1,25 g/cm3 Ornica: 0,9 - 1,2 g/cm3
Zbita tla spodaj: 1,5 –1,7 g/cm3
Organska tla: 0,3 - 0,6 g/cm3
VOLUMSKA GOSTOTA TAL
Kaj je volumska gostota tal ? mt
Razmerje med maso tal in Vskupen
neporušenim volumnom tal |
| GOSTOTA TRDNEGA DELA TAL | V kateri enoti podajamo
gostoto trdnega dela tal ? g/cm3, kg/dm3, 1000 kg/m3
Velikostni red: 2,65 g/cm3 Kremen: 2,65
Ortoklaz: 2,5-2,7
Sljude: 2,7-3,0
Glineni minerali:2,0-3,0
Kaj je gostota trdnega dela tal ? mt
Razmerje med maso tal in Vt
volumnom trdnega dela tal |
| POROZNOST | poroznost je razmerje med
porami v tleh in trdnim
delom tal.
P = Vpor
V neporuš. tal
Pore po velikosti delimo:
MAKROPORE (nekapilare) >10 m
MIKROPORE (kapilare) <10 m
Kako jo računamo ?
Če poznamo volumsko gostoto
in gostoto trdnega dela tal?
V kateri enoti podajamo poroznost ? % |
| Kaj vpliva na poroznost tal ? | TEKSTURA Peščena tla: 35-55%
Ilovnata tla: 30-55%
Glinasta tla: 35-70%
Šotna tla: 80%
STRUKTURA
(organska snov v tleh, obdelava tal… |
| Kapaciteta tal za zrak (KZ) | Peščena tla: 30-40 vol.%
Ilovnata: 10-25 vol. %
Glinasta: 5-15 vol. %
Kapaciteta za zrak = skupna poroznost – delež por zapolnjenih z vodo (vol.%)
Velike grobe (makro) pore >50 m
Manjše grobe pore 50 – 10 m
Srednje pore 10 – 0,2 m
Drobne (mikro) pore < 0,2 m
MAKROPORE-gravitacijski odtok
MIKROPORE-kapilarni -dvig
KAPACITETA ZA ZRAK
Peščena tla: 30-40 vol.%
Ilovnata: 10-25 vol. %
Glinasta: 5-15 vol. % |
| SKUPNA
POROZNOST | Peščena tla: 35-55%
Ilovnata tla: 30-55%
Glinasta tla: 35-70%
Šotna tla: 80% |
| POMEN ZRAKA V TLEH | • EKOFIZIOLOŠKI
– Vpliv na aktivnost korenin
– Vpliv na aktivnost mikrorganizmov
‐aerobni procesi
‐anaerobni procesi
• KEMIJSKI
‐ oksidacija
‐ redukcija
Kapaciteta za zrak glede na rastline:
Slaba (premajhna): < 10 %
Srednja: 10 – 15 %
Nima ekološke omejitve: > 15% |
| ZRAK V TLEH | • Zrak v tleh vsebuje pline, ki so po izvoru v večini primerov iz atmosfere,
vendar se tudi v tleh razvijajo plini, ki nastajajo v biokemičnih procesih:
• oksidacija,
• nitrifikacija,
• mineralizacija organskih ostankov,
• topljenje karbonatov itd.
• Med zrakom v tleh in atmosfero prihaja do stalne izmenjave plinov (aeracije),
ki je pomembna, da se nadoknadijo tisti plini, ki se uporabijo v procesih v
tleh.
OPTIMALNA SO DOBRO PREZRAČENA TLA, TO SO TLA
S HITRO IZMENJAVO ZRAKA! |
| Sestava zraka v tleh | Zrak v tleh se po sestavi razlikuje od zraka v atmosferi predvsem pa je ta sestava
v tleh zelo spremenljiva.
Atmosfera:
78 % N2,
21 % O2
0,03 % CO2.
Zrak v tleh:
78 % N2,
18 ‐ 20 % O2 (min 10%)
0,15 ‐ 0,65 % CO2 (max 5‐6 %)
večji delež drugih plinov kot sta metan in žveplovodik (razgradnja organske snovi)
etilen (C2H4‐ nastane pri anaerobnem mikrobnem metabolizmu |
| KAJ VPLIVA NA HITROST IZMENJAVE PLINOV ? | •VELIKOST POR
•PORAZDELITEV POR V TLEH
•TEMPERATURA
•GLOBINA TAL
•STANJE VLAGE V TLEH
•ZASTIRKA NA POVRŠINI |
| Mehanizmi obnove zraka v tleh | Poznamo predvsem tri procese obnavljanja zraka v tleh.
a) Raztopljen kisik v vodi se prenaša s prodiranjem padavinske vode. Prispevek je
majhen, saj je topnost kisika v vodi majhna (0,028 molL‐1 pri 25 0 C in 1 baru pritiska)
b) Gibanje mas (plinov) zaradi sprememb zračnega pritiska: 1‐2 bara zaradi vetrovne
turbulence na površini tal.
c) Difuzija molekul plinov skozi prostor por. Tovrstna obnova zraka je najpomembnejša.
Difuzijsko gibanje plinov skozi porozni sistem se pojavi kadar nastane razlika v
parcialnih pritiskih plinov v dveh sosednjih sistemih.
Takšna razlika v parcialnih pritiskih O2 in CO2 med tlemi in atmosfero se stalno pojavlja,
kar usmerja gibanje O2 v tla in CO2 iz tal v atmosfero. |
| Voda v tleh | Voda v tleh vpliva na mnoge fizikalne (toplotne lastnosti, zračnost),
kemične in biotične procese.
Deluje kot topilo, kot nosilec raztopljenih snovi (hranil za rastline) in je
kot snov nujna za rast in razvoj rastlin, je eden ključnih pogojev za
rodovitnost tal.
Je v kontaktu s trdo fazo, s katero stopa v fizikalne in kemične reakcije.
Marsikje predstavlja voda možnost oziroma omejitev za razvoj
civilizacije. |
| Lastnosti vode | Voda ima veliko specifično toploto*.
• Veliko površinsko napetost zaradi močnih notranjih
kohezivnih sil med molekulami.
• Močno se veže na površino koloidnih delcev.
• Voda rahlo disociira; ena molekula na 55,5x10 7 .
• Ima visoko dielektrično konstanto
* Standardna enota za merjenje toplote so kalorije (1 cal=
4,18 Joula (J) in bazira na specifični toploti vode oz.
potrebni energiji, da segrejemo 1 g vode iz 14,5 oC na 15, 5 oC .
Zaradi visoke toplote, ki je potrebna pri izhlapevanju,
povzroča izhlapevanje vode efekt ohlajevanja, kondenzacija
pare pa efekt segrevanja. |
| Definicije vode v tleh | DEFINICIJE
• Poljska kapaciteta je količina vode v tleh, ki jo tla
lahko zadržijo, potem, ko odteče gravitacijska voda.
Matrični potencial je ‐0,33 bar (pF= 2,5).
• Točka venenja je količina vode v tleh, ko rastline
permanentno ovenejo. Matrični potencial je ‐15 bar
(pF= 4,2).
• Rastlinam dostopna voda je količina vode v tleh med
poljsko kapaciteto in točko venenja. Matrični
potencial je med ‐0,33 in ‐15 bar. |
| ENOTE | • 1 bar = 105 Pa = 100 kPa
• 10 bar = 1M Pa
• 1 kPa = 0,1 m H2O
• 1 bar = 1020 cm H2O ~ 10 m H2O
• 1 bar = 0,986923 atm
• 1 atm = 101325 Pa = 10,3323 m H2O
• 1 atm = 750 mm Hg
• 1 J/kg = 1000 Pa = 1 kPa
Schofield (1935) je za izražanje matriksnega oz. vodnega potenciala tal uvedel enoto pF
pF = - log (cm H2O)
Pri pF 0 so popolnoma nasičena tla, pF 7 so popolnoma suha tla |
| MERJENJE VODE V TLEH | S tenziometrom merimo potencial do 0,85 bar. |
| MERJENJE VODE V TLEH | Za merjenje večjih potencialov vode v tleh se uporablja vakuumska
komora (Richardova tlačna komora) s s porozno membrano, v kateri se
pod različnimi tlaki iztiska vodo iz tal. |
| NAČINI PODAJANJA VODE V TLEH | • masni delež vode v tleh: w
g H2O/g tal, g H2O/kg tal, g H2O/100g tal, %
• volumski delež: W
Cm3 H2O/cm3 tal, m3 H2O/m3 tal, vol %
W = w(b/ v)
• višina vode (mm): direktno primerljivo s količino padavin |
| PRIMER IZRAČUNA masni odstotek | Podatki Kopeckijevega cilindra
• V=100 cm3
• M svežega vzorca+cilinder = 230 g
• M suhega vzorca + cilinder = 195 g
• M cilindra = 85 g
____________________________
b= (195-85) g/100 cm3 =1,1 g/cm3
M tal = 195g-85g=110 g
M vode = 230g-195g=35 g
(w%) vode = (35/110)x100 = 31,8% = 0,318g vode/g tal |
| PRIMER IZRAČUNA
volumski odstotek | W = w(b/ v)
W = 31,8% (1,1g/cm3 / 1,0g/cm3) = 35 %
= 35cm3/100 cm3 = 0,35 cm3/1 cm3 = 0,35 m3/1 m3
=350 mm
=350 L vode /m3 tal |
| VODNO ZADRŽEVALNE LASTNOSTI TAL
Rdeče rjava tla | Matična podlaga: apnenec.
• Globina: preko 1 m, ilovnata ter
neskeletna v prvem in drugem
horizontu, v ostalih horizontih
pa skeletna.
• Določili smo 5 horizontov:
− A (0-10 cm), − Brz1 (11-23 cm), − Brz2 (24-56 cm), − 2Brz3 (57-85 cm), − 2Brz4 (86-90 cm).
• V zgornjem horizontu je 7,5 %
organske snovi in 30,5 % gline,
v spodnjem horizontu pa je
1,7 % organske snovi in 56,5 %
gline |
| VODNO ZADRŽEVALNE LASTNOSTI TAL
Rjava pokarbonatna tla | • Matična podlaga: apnenec.
• Globina: plitva pokarbonatna
tla, v zgornjem horizontu
neskeletna v spodnjem
horizontu pa močno skeletna.
• Določili smo tri horizonte:
− A (0-2 cm), ki ga nismo
vzorčili, − Brz (3-9 oz. 12), − Ab (10 (13)-17(32)).
• V drugem horizontu je 3,3 %
organske snovi in 46,4 % gline,
v spodnjem horizontu pa je
10,9 % organske snovi in
29,9 % gline |
| Gibanje vode v tleh | Gravitacijska sila (Gravitacijski potencial )
– Razlika v moči vezave vode (Matriksni potencial)
voda se giblje od mesta, kjer je moč vezave majhna proti
mestu, kjer je moč vezave velika: mokra tla →suha tla
– Razlika v koncentraciji raztopljenih soli (Osmotski
potencial )
Voda se giblje od mesta z majhno koncentracijo soli proti
mestu z večjo koncentracijo raztopljenih soli) |
| GIBANJE VODE V TLEH | Gibanje vode opišemo z Darcy-jevimi zakoni.
Gibanje vode je različno v nasičenih oz. nenasičenih tleh.
V nasičenih tleh so vse pore napolnjene z vodo, zato na vodo ne deluje tenzija. q = k . H / L (m/s)
q je količina vode, ki se pretaka skozi enoto
preseka S v enoti časa in jo imenujemo hitrost pretoka (tok ali fluks)
H je razlika v gravitacijskem potencialu
L je razdalja med točkama.
k je hidravlična prevodnost poroznega sistema (tal) (upornost-1)
V nenasičenih tleh, ki prevladujejo
v naravi, je prisotna tenzija;
Propustnost tal za vodo je v tem
primeru odvisna tudi od količine
vode (Q), ki pa se neprestano
spreminja. S tem se spreminjata
tudi tenzija in prepustnost.
q = K(Q) . H / L (cm/dan) |
| TOPLOTNE LASTNOSTI TAL | Toplota je eden najpomembnejših parametrov ki odrejajo fizikalne, kemijske in
biotične procese v tleh.
Od toplote v tleh so odvisni:
•številni kemijski procesi v tleh
•življenjske funkcije rastlin
•pridelek
•mikrobiološka aktivnost
•spiranje nitratov
Mikrobiološka aktivnost:
•se zelo upočasni pri temperaturi pod
5°C.
•se podvoji s povečanjem temparature
za 10 °C, do optimalne temperature
35 do 40 oC |
| IZVORI TOPLOTE V TLEH | IZVORI TOPLOTE V TLEH
Primarni izvor toplote v tleh je sončno sevanje
•direktno sončno sevanje;
•energija, ki se sprošča ob razgradnji organskih ostankov je istega porekla, ker
je le ta ujeta v organskih spojinah, kjer se sekundarno sprošča;
•latentna toplota vode, ki se sprošča ob navlaževanju ali prehodu v led je ravno
tako sončna energija pretovorjena v potencialno energijo;
Sevanje iz notranjosti zemelje nima praktičnega pomena
za toploto tal
Intenzivnost sončnega sevanja zavisi predvsem od
geografske širine, kjer se tla nahajajo.
Na efekt sončnega sevanja vplivajo tudi lokalni
faktorji:
relief (naklon, ekspozicija) ,
vegetacija (travna ruša, gozd,...),
lastnosti tal (barva, struktura...) |
| Toplotne lastnosti tal | Osnovna parametra, ki regulirata gibanje toplote v tleh :
specifična toplota
toplotna prevodnost .
SPECIFIČNA TOPLOTA tal je količina toplote izražena v J/ kg K , ki je potrebna, da
se 1 kg tal segreje za 1 K.
voda 4,19 J kg ‐1 K ‐1
zrak 0,00125 J kg ‐1 K ‐1
mineralne snovi 0,8 J kg ‐1 K ‐1
humus 0,16 J kg ‐1 K ‐1
Trdni del tal ne vpliva veliko na specifično toploto tal, medtem ko voda in zrak močno vplivata. To pa pomeni, da poroznost in s tem delež vode oz. zraka v porah
močno vplivajo na specifično toploto tal. |
| TOPLOTNA PREVODNOST | je sposobnost materije, da toploto prenese iz ene
molekule na drugo. Izražamo jo v W/m K in predstavlja količino toplote, ki
prodre skozi površino 1 m2 na razdalji 1m pri termičnem gradientu 1 K.
Trdni del tal 0,02 Wm‐1K‐1
zrak 0,0002 Wm‐1K‐1
voda 0,0058 Wm‐1K‐1
To pomeni, da se v suhih tleh prevaja toplota preko trdnih delcev, ker je
prevodnost preko zraka neznatna. Z naraščanjem vlažnosti raste toplotna
prevodnost.
W=J/s |
| DNEVNA TEMPERATURNA NIHANJA V TLEH | Temperatura tal variira odvisno od intenzitete sončnega
sevanja.
Dnevna kolebanja temperature segajo do cca 60 cm globine.
Največja amplituda gibanja se pojavlja na sami površini, kje
lahko doseže 20‐40 0 C.
Na globini 30 cm kolebanje redko preseže 3 0 C
na globini 60 cm pa cca 1 0 C. |
