Toplotni režim tla

Intenzitet fizičkih, hemijskih i bioloških procesa u tlu u mnogome je određen toplotom samoga tla kao faktora. Zbog toga toplotni režim ima poseban značaj i uticaj na svojstva i dinamiku tla. Od toplote direktno zavise mnoge životne funkcije biljaka, kao što je klijanje sjemena, veličina i aktivnost korijena i sl. Stoga treba poznavati, kako izvore toplote, tako i toplotne osobine i toplotni režim tla. Glavni izvor toplote za tlo je insolacija. Ostali izvori kao što su: zračenje iz zemljinog jezgra, biološka oksidacija itd. imaju mali praktični značaj. Toplota direktno utiče na biljni porast, indirektno preko vlažnosti, aeracije, strukture i mikrobiološke aktivnosti utiče na pristupačnost biljnih hraniva. (Resulović, H., Čustović, H., Pedologija, Univerzitet u Sarajevu, Pedologija, Univerzitet u Sarajevu, 2002)

Intenzitet sunčevog zračenja, kao primarnog izvora toplote tla, ovisi ponajviše o geografskoj širini. Postoje i određeni lokalni faktori koji imaju značajan uticaj i modifikuju sunčevu energiju, povećavajući ili smanjujući intenzitet zračenja. Najznačajniji su reljef, vegetacija i stanje površine tla. Temperatura je jedan od najvažnijih faktora klime tla, od posebnog značaja za životnu aktivnost biljaka. Porast i razvoj biljaka mogući su samo u određenim temperaturnim rasponima, različitim za svaku biljnu vrstu i fazu razvoja. Pri tome je posebno značajan temperaturni režim oraničnog sloja tla, odnosno srednji datumi početka i završetka perioda sa temperaturom tla iznad određenih pragova za dubine od 5 i 20 cm.

Temperatura nekog tla je određena odnosom prijema toplote prema gubitku toplote i njegovim toplotnim kapacitetom. Od ukupnog sunčevog zračenja 50–80% apsorbuje tlo, ostali dio se reflektuje. Apsorbirano zračenje utiče na zagrijavanje tla, pri čemu se ponovo gubi jedan dio toplote u atmosferu povratnim zračenjem i isparavanjem vode. Mnogobrojni spoljašni i unutrašnji faktori utiču na toplotni režim tla. U spoljašne faktore spadaju: sunčeva radijacija, nadmorska visina, ekspozicija, inklinacija, biljni i snježni pokrov. U unutrašnje faktore spadaju: boja tla, vlažnost, struktura i tekstura.

Reljef utiče preko ekspozicije i nagiba, što dolazi više do izražaja prilikom sunčanog vremena, a umanjuje se sa povećanom naoblakom. Najtoplije su južne i jugozapadne, najhladnije sjeverne ekspozicije, a temperaturne razlike su veće što je nagib strmiji. Vegetacija je značajna za toplotni režim, npr. u ljetnim mjesecima umanjuje zagrijavanje, dok je u zimskim mjesecima obrnuto, odnosno tlo pod vegetacijom je toplije. Toplotni kapacitet tla zavisi i od boje. Tamna tla apsorbuju više sunčeve energije i zagrijavaju se brže i jače od svjetlijih čiji je albedo (refleksija) veći.

Temperaturna kolebanja na površini, bilo da se radi o dnevnom, dekadnom, mjesečnom ili godišnjem, opadaju ka dubljim slojevima. Zbog toga je promjenjivost srednjih temperatura tla, registrovanih na dubini od 20 do 40 cm, manja u odnosu na promjenjivost srednje temperature zraka. Dnevna kolebanja temperature tla mjerljiva su do dubine od 50 cm, kada se radi o programu mjerenja na agrometeorološkim stanicama. Najveća amplituda dnevnih kolebanja javlja se na površini i do dubine od nekoliko cm, a može iznositi od 20 do 40 °C, na dubini od 30 cm iznosi oko 3 °C, sa porastom dubine dodatno opada. Ovo je i razlog zašto se npr. temperatura tla na dubini od 100 cm, neovisno o godišnjem dobu, mjeri svega jednom na dan u 14 sati.

Temperature tla u Federaciji Bosne i Hercegovine, za referentni period 1961.–1990., mjerile su se na glavnim meteorološkim stanicama, a dubine, na kojima su se mjerenja obavljala, su 2, 5, 10, 20, 30, 50 i 100 cm.

Razna tla se različito ponašaju prema toploti. Neka od njih toplotu dobro upijaju i dobro je čuvaju (Černozem), dok je druga naprotiv slabo upijaju i brzo je gube zračenjem (Pseudoglej – Stagnic luvisol). Toplotna svojstva nekog tla su određena prema tome kako prima toplotu, kakav ima toplotni kapacitet, kako toplotu provodi iz jednog sloja u drugi i kako je gubi zračenjem. Poznavanje toplotnog režima pojedinih tipova tla omogućava nam da možemo uticati na promjenu toplotnih svojstava, u prvom redu izborom staništa s obzirom na ekspoziciju, te selekcijom kultura s posebnom pažnjom na otpornost prema zimi

Godišnji hod temperature tla u površinskom sloju odlikuje se jednim maksimumom u julu ili augustu, i jednim minimumom u januaru ili februaru. Razlikuju se ljetni i zimski raspored temperature. Poslije proljetne ravnodnevice i u toku ljeta, tlo ne gubi svu primljenu toplotu, već jedan dio akumulira. Pri tome je najtopliji površinski sloj, a sa dubinom temperatura opada (ljetni raspored). U toku hladne polovine godine tlo gubi više primljene toplote, usljed čega je površinski sloj najhladniji, a sa dubinom temperatura raste (zimski raspored). U jesen temperature tla su na svim dubinama više nego u proljeće.

U prelaznim periodima (jesen i proljeće) česta je pojava izotermije tj. temperature su približno jednake na svim osmatranim dubinama. Ovakav raspored se može djelimično i poremetiti, pa se u jesen na određenoj dubini može nalaziti najtopliji sloj, od koga temperatura opada prema površini i prema dubljim slojevima, dok se u proljeće u tlu može pojaviti najhladniji sloj, od koga se temperatura povećava i prema površini i prema dubljim slojevima, što je posljedica osjetnijih promjena vremenskh prilika na određenim lokalitetima, u kratkom vremenskom periodu.

Temperaturni pragovi

Proračunati i kartografski prikazani temperaturni pragovi za pojedine dubine tla korisna su informacija, ponajviše za rokove sjetve, a značajni su i sa stanovišta rasta i razvića biljaka, obzirom da se za odvijanje pojedinih procesa u biljkama treba dostići određeni temperaturni prag.

Analizom temperaturnih pragova od 5, 10 i 15 °C, prema podacima sa glavnih meteoroloških stanica (iz tabele u prilogu teksta), uočljivo je da su datumi nastupa pojedinih temperaturnih pragova najraniji na jugu zemlje, u dolini Neretve. U planinsko - kotlinskom dijelu datumi nastupa pojedinih pragova su najkasniji, potom prema sjeveru postepeno nastupaju ranije.

Tabela 1 - Početak i završetak temperaturnih pragova za dubinu mjerenja od 5 cm (redni broj dana u kalendarskoj godini)

5 °C

10 °C

15 °C

Stanica

početak

završetak

početak

završetak

početak

završetak

Capljina

34

350

83

314

114

292

Mostar

38

348

78

315

111

290

Tuzla

64

328

95

301

122

275

Zenica

65

328

96

300

123

274

Sanski Most

67

331

99

301

126

274

Bihac

69

332

101

300

128

272

Gorazde

70

327

102

298

129

271

Sarajevo

71

323

103

298

131

272

Butmir

73

326

101

296

127

269

Jajce

73

318

104

294

131

269

Bugojno

74

323

104

295

133

268

Drvar

75

322

105

298

131

271

Livno

76

325

106

296

133

268

Ivan-sedlo

101

309

129

280

165

245

Na jugu zemlje temperature tla na 5 cm dubine prelaze prag od 5 °C početkom februara,a taj period završava sredinom decembra. U odnosu na dolinu Neretve početak perioda kasni oko 30 dana na sjeveru, odnosno 40 dana u planinsko - kotlinskom dijelu zemlje, a završetak je raniji za 20 - 25 dana.

U odnosu na prag od 5 °C period sa temperaturama tla većim od 10 °C, na jugu zemlje kraći je 73 do 85 dana. U nizijskom i planinsko-kotlinskom dijelu ovaj period je kraći od 54 do 64 dana.

U Čapljini je najraniji srednji datum prelaska temperaturnog praga od 5 °C na dubini od 5 cm (3. februar). Najkasniji srednji datum prelaska ovog temperaturnog praga u Federaciji Bosne i Hercegovine je u Livnu (16. mart). Ivan-sedlo je visinska stanica, stoga vrijednosti znatno odstupaju od preostalih.

Za temperaturni prag od 10 °C na istoj dubini najraniji srednji datum prelaska je u Mostaru,(17. mart), najkasniji datum za ovaj temperaturni prag, izuzmemo li Ivan-sedlo, također, je u Livnu (16. april).

Najraniji srednji datum prelaska temperaturnog praga od 15 °C je u Mostaru, (21. april), najkasniji datum prelaska je u Livnu i Bugojnu, (13. maj). Na Ivan-sedlu srednji datum za ovaj temperaturni prag je 14. juni, 165. dan u godini.

Tabela 2 - Početak i završetak temperaturnih pragova za dubinu mjerenja od 20 cm (redni broj dana u kalendarskoj godini)

5 °C

10 °C

15 °C

Stanica

početak

završetak

početak

završetak

početak

završetak

Mostar

37

350

86

319

116

293

Zenica

66

334

99

303

129

275

Tuzla

66

337

100

306

129

277

Sanski Most

71

337

102

305

132

276

Gorazde

72

333

104

301

137

270

Bihac

73

339

99

305

135

274

Jajce

75

328

107

299

139

270

Sarajevo

76

330

107

300

137

271

Butmir

77

329

106

298

134

269

Bugojno

77

326

109

296

142

267

Drvar

80

329

112

298

143

268

Livno

81

330

113

298

147

267

Ivan-sedlo

104

315

133

284

174

245

Za dubinu 20 cm i temperaturni prag od 5 °C, najraniji višegodišnji srednji datum nastupa je 6. februar, u Mostaru, najkasniji je u Livnu 20. mart. Na Ivan-sedlu, srednji datum nastupa ovog temperaturnog praga je 14. april.

Za pragove od 10 i 15 °C na dubini od 20 cm, također, su najraniji srednji datumi u Mostaru to su 25.mart (za 10 °C) i 26. april (za 15 °C). Izuzmemo li Ivan Sedlo, najkasniji srednji datumi za ove temperaturne pragove su u Livnu, 113. dan u godini, 23. april (za 10 °C) i 147. dan u godini, 27. maj (za 15 °C)

Iz grafikona u prilogu uočljivo je da su datumi završetaka svih pomenutih pragova u jesen uvijek više pomjereni prema kraju godine, poredimo li ih sa početnim datumima u odnosu na početak godine, što potvrđuje da su temperature tla u jesen, u prosjeku, uvijek više nego u proljeće.

Također, uočljivo je da samo agrometeorološke stanice na jugu (Mostar i Čapljina) imaju uvijek najraniji početak i najkasniji završetak perioda sa određenim temperaturnim pragovima, u poređenju sa drugim mjernim mjestima.

Na stanici Ivan-sedlo periodi sa svim temperaturnim pragovima nastupaju najkasnije i završavaju najranije od svih stanica.

Preostale agrometeorološke stanice imaju neujednačene datume završetaka ovih perioda. Na nekima određeni prag nastupa ranije, ali ranije i završava, ili obrnuto, što je posljedica klimatske varijabilnosti.

Osim za datum nastupa pojedinih temperaturnih pragova na dubini od 5 cm, kartografski prikazi dati su i za srednje mjesečne temperature tla u martu i oktobru na istoj dubini. Za mart, stoga što na najvećem broju mjernih stanica, temperature tla u sjetvenom sloju prelaze 5 °C, što je vidljivo iz tabele i karte u prilogu teksta.

Na jugu su srednje temperature tla u mjesecu martu oko 10 °C. Srednje mjesečne temperature tla na dubini 5 cm u mjesecu oktobru imaju praktični značaj zbog optimalnih jesenjih rokova sjetve. Ove temperaturne vrijednosti su na većini agrometeoroloških stanica u unutrašnjosti iznad 10 °C, na jugu iznad 15 °C, odnosno još uvijek dovoljno visoke za procese klijanja i nicanja ozimih usjeva.

Tabela 3 - Srednje mjesečne temperature tla na dubini 5 cm

Stanica

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

God.

Bihac

1.6

2.6

5.6

10.7

16.3

20.3

22.5

21.6

17.4

12.1

6.6

2.7

11.7

Bugojno

0.3

1.8

5.1

10.1

15.3

19.2

21.5

21.1

16.8

11.3

5.6

1.5

10.8

Butmir

0.4

1.9

5.2

10.7

16.5

20.3

22.5

21.6

17.2

11.4

6.1

1.3

11.2

Capljina

3.8

5.7

8.7

13.5

18.7

22.5

25.1

24.2

19.6

14.2

9.2

5.2

14.2

Drvar

0.0

1.5

5.0

10.0

15.9

19.9

22.8

21.3

17.1

11.9

5.3

1.7

11.0

Gorazde

0.5

1.8

5.6

10.6

16.0

19.6

21.5

21.1

17.3

12.0

6.1

1.9

11.2

Ivan-sedlo

-0.2

0.3

1.8

5.5

11.1

15.1

18.3

17.1

13.4

8.7

3.3

1.0

8.0

Jajce

0.1

1.5

5.3

10.1

15.7

19.5

21.9

21.2

17.1

11.2

4.9

1.5

10.8

Livno

0.4

1.6

4.9

9.8

15.3

19.3

21.9

21.1

16.8

11.5

5.8

1.6

10.8

Mostar

3.6

5.5

9.5

14.0

19.5

23.8

27.0

26.2

21.4

15.4

9.2

4.7

15.0

Sanski Most

1.0

2.4

5.9

11.1

16.7

20.7

22.9

22.0

17.9

12.5

6.7

2.4

11.9

Sarajevo

0.6

2.1

5.4

10.3

16.0

19.4

21.8

21.4

17.3

12.3

5.5

1.8

11.2

Tuzla

0.7

2.6

6.5

11.7

17.4

21.3

23.2

22.3

18.2

12.5

6.3

2.1

12.1

Zenica

0.6

2.4

6.2

11.9

17.2

21.0

23.3

22.7

18.2

12.3

6.3

1.9

12.0

Tabela 4 - Srednje mjesečne temperature tla na dubini 20 cm

Stanica

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

God.

Bihac

2.4

2.9

5.2

11.3

15.0

19.0

21.2

20.6

17.5

12.8

7.6

3.7

11.6

Bugojno

0.9

1.9

4.7

9.4

14.2

18.0

20.3

20.2

16.5

11.5

5.9

2.1

10.4

Butmir

0.8

1.7

4.7

9.9

15.2

19.1

21.4

20.9

17.0

11.6

6.6

1.9

10.9

Capljina

4.6

6.0

8.3

12.5

17.2

21.1

23.6

23.3

19.6

14.7

10.0

6.0

13.9

Drvar

0.9

1.7

4.2

8.9

14.0

17.9

20.8

20.2

16.6

11.8

6.2

2.6

10.5

Gorazde

1.2

2.1

5.3

10.1

14.8

18.1

20.3

20.0

17.0

12.2

6.9

2.7

10.9

Ivan-sedlo

0.6

0.7

1.6

5.1

10.3

14.3

17.1

16.8

13.7

9.4

4.3

1.6

8.0

Jajce

0.8

1.8

5.0

9.6

14.6

18.3

20.5

20.4

17.0

12.0

6.0

2.5

10.7

Livno

0.7

1.5

4.1

8.7

13.6

17.4

20.1

19.9

16.4

11.8

6.5

2.1

10.2

Mostar

4.0

5.4

8.2

13.1

18.3

22.4

25.3

25.1

21.2

15.9

10.0

5.5

14.5

Sanski Most

1.7

2.4

5.4

10.5

15.6

19.6

21.8

21.5

17.9

13.0

7.5

3.1

11.7

Sarajevo

1.1

2.2

4.9

9.6

14.8

18.1

20.5

20.4

17.0

12.5

6.3

2.6

10.8

Tuzla

1.7

2.9

5.9

10.8

16.0

19.8

21.9

21.6

18.1

13.3

7.5

3.3

11.9

Zenica

1.2

2.8

5.9

11.0

16.0

19.8

22.0

21.6

17.9

12.7

7.1

2.9

11.7