Утепление грунтов от промерзания: Как утеплять грунт и предотвратить морозное пучение почвы

Содержание

Как утеплять грунт и предотвратить морозное пучение почвы

Морозное пучение грунтов представляет серьезную опасность всем строениям, опирающимся на грунт. Особенно страдают от вспучиваниия малоэтажные дома, легкие конструкции, дороги. Пучение возникает вследствие замерзания воды. Расширяясь, грунт выдавливает из себя конструкции, деформирует их, уровень почвы при этом поднимается.

Какие силы действуют на строения

На строения заглубленные в почву воздействуют несколько разнонаправленных усилий:

  • нормальные — направленые снизу вверх на подошву конструкции,
  • перпендикулярные – действуют в горизонтальной плоскости,
  • касательные – силы трения при поднятии или опускании грунтов.

Величина усилий воздействия зависит от степени увлажненности грунтов, их состава, может весьма различаться, по длине даже одного фундамента. Это только увеличивает опасность, так как происходит неравномерное выдавливание или изгибание конструкции, что приводит к ее разлому.

Какие грунты пучат


На территории России до 80% площадей составляют пучащие грунты. Поэтому проблема борьбы с морозным пучением актуальна для ранее построенных зданий без надлежащего утепления земли прилегающей к фундаменту.

К пучению склонны все грунты содержащие в себе глину – глины, сугленки, супеси, пески с пылевато-глинистыми частицами. Именно глина содержит в себе связную воду. К непучащим относятся только крупные и средние пески.

Характерные повреждения – трещины в фундаментах и стенах, перекос дверных и оконных проемов, вспучивание дорожек с невозможностью открыть дверь, перекос легких конструкций возле дома. В худшем случае – разрушение стен.

Утепление грунта – основной метод борьбы с пучением


Основной метод борьбы с морозным пучением почвы заключается в утеплении грунта. Листы теплоизолятора создают повышенное сопротивление тепловому потоку, в результате холод, идущий с поверхности не сможет заморозить слои под утеплителем, так как туда будет постоянно поступать тепло с земли, из здания через фундамент.

Ранее применяемые мероприятия по засыпке конструкций песчаной подушкой толщиной до 0,5 метра, с ограждением ее холстом против заиливания, с отводом воды дренажами, можно считать полезными и в дополнение к современному утеплению грунта.

Оптимальным утеплительным материалом, способным находиться в грунте в незащищенном состоянии является экструдированный пенополистирол. Он достаточно крепкий и не впитывает воду. Применяются марки с плотностью 35 кг/м куб. Для утепления под дорогами, по которым движется автомобиль, – 50 кг/м куб.

Размеры утеплителя

Какая толщина утеплителя необходима для эффективного утепления грунта? Согласно рекомендациям специалистов, проводивших тепловые расчеты и основываясь на опыте эксплуатации утепленных отмосток возле домов, минимальная толщина утеплителя экструдированный пенополистирол равна 50 мм. Но вокруг углов здания (на протяжении 2 м от угла), где суммируется холод, нужно двойная толщина.

Рекомендуется, чтобы ширина утепления положенному по уровню поверхности почвы была не меньше чем глубина промерзания . Это обеспечит достаточную ширину полосы с положительной температурой. Но типовыми конструкциями мелкозаглубленных утепленных фундаментов предусматривается закладка горизонтальной теплоизоляции на уровне подошвы фундамента — 0,4 — 0,5 метра заглубления, при этом ширина полосы утепления значительно уже и определяется расчетом. Широкий же котлован поверху засыпается обратно не пучащим мелким материалом.

Конструкция теплоизоляции

Листы утеплителя экструдированый пенополистирол должны соединяться между собой в паз, их необходимо укладывать вплотную к утеплению фундамента.

Полоса укладывается с наклоном в 2 – 3% от фундамента, что бы обеспечивался сток воды от дома. Часто по краю утепления в грунте укладывается и дренаж, который отводит воду от фундамента.

Делается траншея глубиной 0,5 – 0,6 метра. Дно траншеи засыпается песком 10 – 20 см толщиной, которым формируется и уклон в сторону от дома.

На песок укладываются листы экструдированного пенополистирола, накрываются гидроизолятором. Утеплитель засыпается песчаной подушкой толщиной минимум 20см. Поверху на подушку укладываются штучный материал для дорожек, которым оформляется отмостка вокруг дома. Бетонировать отмостку не рекомендуется, ввиду ненадежности такой отделки.

Утепление грунта под легкими пристройками и дорогами

Очень часто необходимо утеплять грунт под всякого рода пристройками к дому – верандой, террасой, лестницей с крыльцом, подъездной дорожкой к гаражу и т.п. Эти все строения нуждаются в защите от морозного пучения. Утепление грунта производится по аналогии, как и возле фундамента. Но в данном случае строения не отапливаются, замораживаются зимой, поэтому грунт нужно утеплять под всей их площадью.

Делается котлован на глубину до 0,6 метров от подошвы конструкции и шириной большей на глубину промерзания в каждую сторону (расчетное уширение).

На дно котлована укладывается песчаная подсыпка, которой и формируется сток воды в нужную сторону (обычно от центра конструкции). Листы утеплителя укладываются на подсыпку, накрываются гидроизоляционным материалом, сверху делается песчано-гравийная подсыпка толщиной от 300 мм, которой формируется подушка для перераспределения точечных давлений. Иногда с этой целью закладываются готовые ж/б блоки, или делается заливка легкого фундамента.

Термоизоляция трубопроводов


Обычно трубопроводы утепляют скорлупой из пенополистирола экструдированного. Но этот метод плох тем, что если в трубопровод перестанет поступать теплая вода (энергия), то он все равно замерзнет в замороженном грунте, какой бы толщины скорлупа не была.

Трубопровод заложенный не глубоко (ниже половины глубины промерзания) можно обогреть энергией земли, если утеплить целый участок грунта по аналогии с приведенными выше примерами.
Полоса утеплителя закладывается на половине глубины от расположения трубопровода, а ширина листов должна быть расчетной. Но целесообразность таких действий по сравнению с глубоким расположением трубопровода должна определяться расчетом, впрочем, надежней всегда располагать трубопровод ниже глубины промерзания грунтов. Ширину траншеи можно немного уменьшить, если сделать из утеплителя полукороб – с боковыми гранями небольшой высоты.

Утепление грунтов в последнее время получило самое широкое распространение, и являются основным способом предотвращения воздействия морозного пучения на строения.

Промерзание грунта — XPS Корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ

Грунты — это слои земли, служащие основанием для зданий. Грунты должны обладать достаточной прочностью и малой сжимаемостью. Этим требованиям отвечают не все грунты. Например, на торфяных болотах нельзя строить дома без принятия специальных, зачастую дорогостоящих мер. Наличие подпочвенных вод ухудшает строительные качества тех слоев земли, которые находятся на уровне заложения фундаментов.

Например, глинистые грунты являются пучинистыми. Лесовые грунты, при насыщении их водой, под действием веса дома оседают, вызывая расстройство его конструкций. Для предотвращения неравномерного увлажнения таких грунтов во время строительства не допускают попадания в котлован дождевых вод, фундаменты сооружают возможно скорее, пазухи между стенками фундаментов и котлованов засыпают немедленно.

Рекомендуем: прежде чем выбрать конструкцию фундамента, определяют потребную глубину его заложения в зависимости от глубины промерзания грунтов, наличия и уровня грунтовых вод. Для этого отрывают неглубокие колодцы-шурфы, позволяющие видеть залегающие слои грунта и обнаружить грунтовые воды. В случаях, если состав воды вызывает сомнение, необходимо произвести лабораторный анализ на вредность.

При строительстве дома в застроенном населенном пункте сведения о грунтах и принятой глубине заложения фундаментов можно получить у жителей или строителей смежных домов. При определении глубины заложения фундаментов малоэтажных домов можно руководствоваться данными таблицы, а глубину промерзания определять по схематической карте.

Перед сооружением фундаментов необходимо очистить площадку, срезать растительный слой в пределах застройки, спланировать (засыпать ямы, снять бугры), разбить (разметить на месте) план дома и завести материалы. Перед разбивкой дома устанавливают обноску, состоящую из столбов, закапываемых в грунт на расстоянии 1-2 м от здания. К столбам, со стороны будущих стен дома и параллельно им, прибивают по уровню деревянные доски или рейки, на которых размечают размеры отдельных деталей котлована (траншей и ям), а затем фундаментов и стен.

Теги: 

Утепление фундамента дома и грунта

Страницы книги: 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 Оглавление

Утепление фундамента и грунта
Утепление фундамента и грунта вокруг фундамента имеет две стратегические цели:

  • На пучинистых грунтах: утепление фундамента и прилежащего грунта с целью «отодвинуть» в сторону от фундамента промерзание грунта, уменьшить глубину промерзания грунта и сократить тем самым величину зимнего подъема уровня грунта.
  • На непучинистых грунтах: уменьшить теплопотери отапливаемого дома через фундамент в холодный период года.

Заложение ленточного фундамента  на глубину менее глубины сезонного промерзания грунтов возможно только при проведении «специальных теплотехнических мероприятия, исключающие промерзание грунтов» [пункт 2.29 СНиП 2.02.01-83, пункт 12.2.5 СП 50-101-2004]. В территориальных строительных нормах ТСН МФ-97 Московской области указывается, что при проектировании и устройстве мелкозаглубленных фундаментов малоэтажных зданий рекомендуется “применение утеплителей, укладываемых под отмостку” с обязательной защитой их гидроизоляцией.
Рекомендации по утеплению фундамента и грунта имеют ограничения: стандарты утепления не распространяется на строительство на вечномерзлых грунтах и в районах со средней годовой температурой наружного воздуха (СГТВ) ниже 0 °С или с величиной индекса мороза (ИМ) более 90000 градусо-часов. Например, описываемые ниже меры по утеплению грунтов и фундаментов могут применяться в Мурманске (СГТВ= +0,6°С) или Иркутске (СГТВ= +0,9°С), но не могут  использоваться в Сургуте, Туре, Ухте, Воркуте, Ханты-Мансийске, Магадане, Вилюйске, Норильске, Якутске или Верхоянске (СГТВ < 0°С).


Также не требуется утепление фундаментов и грунтов с целью снижения морозного пучения и предупреждения деформации основания на непучинистых (гравелистых и крупно-песчаных) грунтах.
Теоретической основой утепления грунта и фундамента в качестве меры по уменьшению морозного пучения, является представление о физических механизмах подъема уровня грунта при промерзании.

Морозное пучение – подъем уровня грунта в результате расширения замерзающей в толще грунта воды может иметь место только при сложении трех обязательных условий:

  1. В грунте должен быть постоянный источник воды
  2.  Грунт должен быть достаточно мелкозернистым, чтобы смачиваться и удерживать воду.
  3. Грунт имел возможность промерзать.

При замораживании водонасыщенного грунта в нем образуются линзы льда на границе раздела температур, и выше от него к промерзающей поверхности. При замерзании вода расширяется примерно на 9%. Сила давления поднимающейся при замерзании почвы может варьироваться от 0,2 кгс/см2 для песчаных грунтов до 3 кгс/см2, что вполне может уравновесить или превысить нагрузку от здания и вызвать деформацию ленточного фундамента. Ил (органический или неорганический грунт с особо мелкими частицами) способен расширяться при замерзании и при отсутствии постоянного притока воды (высокого уровня грунтовых вод). Величина морозного подъема илистых почв может составлять до 20% от толщины промерзшего слоя.

Неотапливаемые подвалы и подполы подвергаются высокому риску разрушения вследствие подъема грунтов, сопряженного с примораживанием грунта к поверхностям стен подвалов и подполов.  Вследствие примораживания образуется достаточно широкий слой плотной связи между грунтом и материалом стен. При морозном подъеме грунт способен разорвать  непорочную кладку кирпича или фундаментных блоков.  Поэтому на пучинистых грунтах, во-первых, рекомендуется устраивать монолитные заглубленные конструкции, а во-вторых, изолировать стеновой материал от промораживаемых пучинистых грунтов дренажным грунтом, дренажной пристеночной гидроизоляцией, утеплителем или слоем скольжения из пленочных материалов. Также наружное утепление подземных стен подвалов играет важную роль в предупреждении образования конденсата на внутренних поверхностях стен, и как следствия, образования плесени.

Вертикальное утепление наружных поверхностей фундамента 5 см слоем экструдированного пенополистирола приводит  к сокращению  теплопотерь здания через грунт примерно на 20%. Хотя горизонтальное подземное утепление основания фундамента и прилежащего грунта незначительно влияют на теплопотери здания, и потому может быть расценено как малоэффективное с точки зрения энергосбережения,  такой вид утепления играет значительную роль в предупреждении промерзания подлежащих под фундаментом грунтов.

Методика утепления фундаментов на пучинистых грунтах
Схемы утепления фундаментов зданий отличаются в зависимости от режима их эксплуатации (отопления в холодное время года).
Для отапливаемых в холодное время года зданий (зданий в которых поддерживается круглогодично температура не ниже +17°С)  схема утепления  сочетает наружное вертикальное и горизонтальное утепление фундамента с предупреждением образования мостиков холода и отсутствием утепления полов по грунту.   Неизолированные от грунта плавющие полы позволяют, с одной стороны лучше прогревать грунт под зданием, предупреждая его промерзание, а с другой стороны позволяют  пользоваться накопленным теплом в массе грунтовой подсыпки и получать 1-2 «даровых» градуса геотепла.
Пояс горизонтального утепления на углах здания (из-за больших теплопотерь по сравнению со  срединной частью фундамента) должен быть либо большей ширины, либо, что практичней при строительстве – большей толщины.
Ширина и толщина широко распространенного отечественного утеплителя Пеноплекс для утепления грунта и фундамента определяется по таблицам, приведенным в стандарте организации СТО 36554501-012-2008, исходя из индекса мороза (ИМ), характеризующего количество дней на данной территории с отрицательной температурой и величину отрицательных температур в градусо-днях.

 

Схема утепления постоянно отапливаемого в холодный период здания с теплоизоляцией плавающего пола от подлежащего грунта

Если постоянно отапливаемый в холодное время года дом имеет теплоизоляцию пола от подлежащего грунта, то параметры утепления рассчитываются по другой таблице:

Таблица. Параметры утеплителя ЭППС для постоянно отапливаемых зданий с теплоизоляцией пола на пучинистых грунтах (по Таблице №1 СТО 36554501-012-2008)

Расчетные параметры плит ЭППС (Пеноплекс)  для постоянно отапливаемых зданий с теплоизоляцией пола

ИМ, град.-ч

толщина вертикальной теплоизоляции, достаточная (обусловленная толщиной материала **) см

Горизонтальная теплоизоляция вдоль стен

Горизонтальная теплоизоляция на углах

ширина, м

Толщина горизонтальной теплоизоляции (обусловленная толщиной материала **), см

длина утолщенных участков по углам здания, м

толщина горизонтальной теплоизоляции (обусловленная толщиной материала **), см

<35000

8,4 (10)

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

35000

9,1 (10)

0,3

1,8 (2)

1,2

2,5 (3)

40000

9,8 (10)

0,3

3,9 (4)***

1,2

5,4 (6)

0,6

3,2(4)***

4,4 (5)

50000

11,2 (12)

0,6

5,6 (6)

1,5

7,8 (8)

0,9

4,9 (5)

6,9 (8)

60000

12,6 (12)

0,9

7,4 (8)

2,0

11,0 (12)

1,2

6,3 (7)

9,5 (10)

70000

14,0

1,2

9,1 (10)

2,5

13,7 (14)

1,5 (1,8)

8,1 (10)

12,1 (13)

80000

15,4 (16)

1,5

11,2 (12)

3,0

16,8 (18)

1,8

10,2 (12)

15,2 (16)

90000

16,8 (18)

1,8

13,3 (2)

3,5

20,0

Задача утепления грунта в неотапливаемых сооружениях (сооружения температура в которых   в холодное время года менее +5°С) сводится к снижению промерзания подлежащего под фундаментом грунта. Поэтому сам фундамент не утепляется, а утепляется лишь грунт под ним, так чтобы исключить мостики холода к подлежащему грунту через сам фундамент.  В данном случае теплопотери здания в расчет не принимаются, и увеличение толщины горизонтального пояса утепления не требуется. 
Многие дачи эксплуатируются в режиме переменного режима, когда отопление включается только во время  периодических приездов, а большее время дом стоит без отопления. В этом случае схема утепления комбинирует утепление самого фундамента для снижения теплопотерь в период отопления и утепление всего подлежащего грунта для снижения промерзания в период без отопления. Имейте в виду, что  если вы планируете поддерживать постоянно дом в режиме «незамерзания» +3 +5°С то такой дом не может классифицироваться как постоянно отапливаемый из-за недостаточной для прогревания грунта теплоотдачи.

Схема утепления неотапливаемого в холодный период здания на пучинистых грунтах

Такой дом требует утепления фундамента и грунта как дом с переменным режимом отопления.   Параметры утепления для домов с переменным режимом отопления рассчитываются также как и для неотапливаемых домов. Дополнительного утепления по углам не требуется из-за непродолжительных периодов отопления.


Схема утепления фундамента здания с переменным режимом отопления на пучинистых грунтах  *

Таблица. Параметры утепления фундаментов неотапливаемых или периодически отапливаемых зданий на пучинистых грунтах (по таблице №2 СТО 36554501-012-2008).

ИМ, град.-ч

СГТВ, °С

Толщина горизонтальной теплоизоляции (обусловленная толщиной материала **), см

Ширина горизонтальной теплоизоляции, выступающей за пределы фундамента , м

10000

4,5

3,5 (4)

1,00

6,0

3,5 (4)

20000

3,0

4,9 (5)

1,41

4,5

4,6 (5)

6,0

4,2 (5)

30000

1,5

10,2 (12)

1,73

3,0

8,1 (10)

4,5

6,7 (8)

6,0

5,3 (6)

40000

0,0

15,8 (16)

2,00

1,5

13,7 (15)

3,0

11,6 (12)

4,5

9,1 (10)

6,0

7,0 (8)

50000

0,0

19,6 (20)

2,23

1,5

17,5 (18)

3,0

14,7 (15)

4,5

11,6 (12)

6,0

9,1 (10)

60000

0,0

23,5 (24)

2,45

1,5

21,4 (22)

3,0

17,9 (18)

4,5

14,4 (15)

70000

0,0

27,7 (28)

2,64

1,5

25,2 (26)

3,0

21,4 (22)

4,5

17,5 (18)

80000

0,0

32,2 (33)

2,83

1,5

29,1 (30)

90000

0,0

36,8 (38)

3. 00

Схема утепления грунта неотапливаемого в холодный период здания на пучинистых грунтах.

Если у отапливаемых зданий имеются холодные пристройки, например, террасы, гаражи, то горизонтальный пояс утепления охватывает все сблокированные с домом пристройки. Ее параметры на участке пристройки рассчитываются как для неотапливаемого здания.  Также требуется теплоизоляция между фундаментами неотапливаемой и отапливаемых частей здания, для предупреждения теплопотерь через мост холода. Подлежащий грунт под неотапливаемой частью здания полностью изолируется утеплителем от фундамента.

Назад Страница 46 Читать дальше
Страницы книги: 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 Оглавление

ПЕНОПЛЭКС® на фундаментах загородных домов

Содержание статьи:

  • Почему необходимо утеплять фундаменты любых зданий
  • Преимущества плиты ПЕНОПЛЭКС®

Главным, основополагающим элементом любого здания является его фундамент. Фундамент распределяет нагрузку от здания и закладывает основу для устойчивости, долговечности и надежности Вашего дома. Для того, чтобы фундамент успешно выполнял свои функции, он должен быть качественно спроектирован и надежно защищен, а главным элементом защиты фундамента является его теплоизоляция.

К сожалению, многие в нашей стране до сих пор ставят под сомнение необходимость и целесообразность утепления фундамента дома. Посмотрите на фото 1 и 2, и ответьте  на вопрос: как Вы думаете, разве не хотели владельцы этих домов жить в комфорте и уюте долгие годы:

Последствия неграмотного устройства фундамента

В настоящее время необходимость утепления фундаментов зданий ни одним из специалистов строительной отрасли не ставится под сомнение. Теплоизоляции посвящены целые разделы строительной физики, многочисленные Строительные Нормы и Правила (СНиПы), обязательные нормы по теплоизоляции зданий закреплены законодательно.

Так почему же необходимо утеплять фундаменты любых зданий:

1.Защита от промерзания, что означает защиту фундамента от разрушения

Конструктивные элементы подземных частей здания при эксплуатации испытывают значительные физические нагрузки под воздействием касательных сил морозного пучения, обусловленных перепадами температур, что при неграмотном строительстве приводит к смещению конструкции фундамента и образованию трещин в его структуре.

80 % территории России находится в зоне пучинистых грунтов, которые при сезонном промерзании увеличиваются в объеме, что сопровождается подъемом поверхности грунта и развитием колоссальных сил морозного пучения, действующих на фундаменты. При последующем оттаивании пучинистого грунта происходит его осадка. Подъем поверхности грунта может достигать 15% от глубины промерзающего слоя. Если учесть, что в среднем по России глубина промерзания колеблется в пределах от 1,0 до 2,5 метров, то подъем грунта за зиму может достигать 35-ти и даже более сантиметров, в результате чего в доме могут возникнуть трещины и прочие дефекты.

Надежная теплоизоляция фундамента c отсечением зоны морозного пучения, позволяет свести опасности, способные возникнуть вследствие подъема и растепления пучинистых грунтов, практически к нулю (рисунок 1).

2.Значительное уменьшение теплопотерь зданий

В холодное время года, особенно зимой, потери тепла происходят через фундамент, если он незащищен от промерзшего грунта (рисунок 2). По расчетам экспертов на долю фундаментов приходится до 20% всех теплопотерь здания.

Рисунок 1. Теплопотери и граница промерзания в здании с утепленным фундаментом

Рисунок 2.Теплопотери и граница промерзания в здании с неутепленным фундаментом

Рисунок 3. Теплопотери и граница промерзания в здании с утепленными полами и фундаментом

При устройстве зданий с неотапливаемыми подвалами или вообще «безподвальных» зданий, например при устройстве свайных фундаментов (фото 1), очень существенную роль в сохранении тепла и комфорта внутри зданий играет утепление полов первых этажей (рисунок 3). В этих случаях, утепление полов первых этажей не менее важно, чем утепление фундаментов.

Кроме этого, ставшее в последнее время популярным устройство полов с подогревом (фото 2), также не может обойтись без грамотного утепления. Роль теплоизоляции в этом случае заключается в уменьшении расхода тепловой энергии в направлении стяжки, что значительно повышает её экономию.

Фото 3. Дом на свайном фундаменте

Фото 4. Устройство теплого пола поверх

Рисунок 4. Теплоизоляция стен подвала

3.Создание комфортных климатических условий внутри подвальных и цокольных помещений

Владельцы загородных домов, как никто другой заинтересованы в том, чтобы превратить подземные части зданий в полезные площади и жилые помещения. Известно, что оптимальная температура внутри здания для холодного времени года должна находиться в пределах от + 20 0С до + 22 0С при относительной влажности воздуха не более 55 %. Создание таких условий в зимнее время года просто невозможно без теплоизоляции ограждающей конструкции (рисунок 4).

Последствия неправильного устройства фундамента трудно переоценить. Малейшая деформация этой конструкции приведет к нарушению всех элементов дома: и стен и кровли, а ремонт фундамента, а в случаях сильной деформации и всего здания, потребует значительных финансовых затрат. Поэтому важно не просто утеплять фундамент, важно утеплять его качественными, подходящими для данной конструкции материалами. Теплоизоляционные плиты из экструдированного пенополистирола ПЕНОПЛЭКС® – идеальное решение данной задачи.

Необходимо отметить, что массивный фундамент не всегда является защитой от касательных сил морозного пучения грунта. Возникающие при этом деформации ведут к повреждению и даже разрушению некоторых конструкций здания уже в первый год эксплуатации.

Рисунок 5. Морозозащищенный фундамент мелкого заложения с теплоизоляцией ПЕНОПЛЭКС

При устройстве фундамента малоэтажного здания (до 3-х этажей) более целесообразно и экономически выгодно использовать технологию теплоизолированных фундаментов мелкого заложения (рисунок 5). Эта технология позволяет не только выполнить неразрывный подземный слой теплоизоляции, но и значительно снизить финансовые и трудовые затраты за счет уменьшения объема дорогостоящих земляных работ и отсутствия необходимости заливки фундамента ниже глубины промерзания грунта.

Основой такой технологии является применение плит ПЕНОПЛЭКС для исключения промерзания пучинистого грунта под подошвой фундамента. Эта технология позволяет устраивать фундамент не более глубины промерзания, а на глубину 40-50 см, устраивая специальную теплозащитную юбку из материала ПЕНОПЛЭКС.

Наибольшее применение данная технология получила в скандинавских странах: Норвегии, Швеции и Финляндии, где технология морозозащищенных фундаментов мелкого заложения стала стандартной конструкцией. В этих странах было построено более миллиона домов с использованием этой технологии (фото 4), при этом за прошедшие почти 50 лет осложнений в эксплуатации этих зданий не наблюдалось.

Фото 5. Коттеджи, построенные с применением технологии морозозащищенных фундаментов мелкого заложения, пос.Михайловское, Санкт-Петербург

До конца 90-х годов прошлого века защита фундаментов в нашей стране вообще оставалась серьезной проблемой в связи с отсутствием теплоизоляционных материалов с необходимыми принципиально новыми качественными характеристиками, которые оставались бы неизменными на протяжении всего периода службы материала в независимости от условий эксплуатации. И только с появлением в стране отечественного производства теплоизоляционного материала ПЕНОПЛЭКС ® ситуация начала меняться в лучшую сторону.

Плиты ПЕНОПЛЭКС® – идеальное решение для теплоизоляции фундаментов, т.к. их использование для этой цели обладает целым рядом неоспоримых преимуществ.

1. Стабильность теплотехнических свойств материала на протяжении всего срока службы, вне зависимости от условий эксплуатации.

Насыщенный влагой теплоизоляционный материал превращается уже не в теплоизоляционный, а в теплопроводящий материал, т.е. выполняет функцию, противоположную своему прямому назначению.

За счет замкнутой ячеистой структуры плиты ПЕНОПЛЭКС ® обладают практически нулевым водопоглощением: не более 0,4 % по объему за 24 часа и не более 0,5 % по объему за 28 суток и за весь последующий период эксплуатации. Показатель водопоглощения утеплителя становится особенно актуальным при теплоизоляции фундамента, который чаще всего окружает значительное количество грунтовых вод.

К сожалению, сегодня отсутствует нормативная база, позволяющая измерять теплопроводность материалов при их контакте с грунтовыми водами, поэтому в качестве базы для сравнения тепловодности различных материалов между собой сейчас используются условия эксплуатации материалов во влажной климатической зоне (условия эксплуатации «Б»). Коэффициент теплопроводности плит ПЕНОПЛЭКС® в таких условиях составляет λБ = 0,032 Вт/м °С.

2. Долговечность материала – более 50-ти лет.

Благодаря тому, что теплоизоляционные плиты ПЕНОПЛЭКС® обладают нулевым водопоглощением, грунтовая влага не скапливается в толще утеплителя, не расширяется в объеме под воздействием сезонных и суточных температурных колебаний и не разрушает структуру материала на протяжении всего срока его службы.

Еще в 2001 году компания ПЕНОПЛЭКС провела испытание теплоизоляционных плит в Научно-исследовательском институте строительной физики г. Москвы на предмет определения долговечности материала при реальных условиях эксплуатации. Результаты испытаний показали, что материал сохраняет свои свойства в течение как минимум 50-ти лет (НИИСФ г. Москва, протокол испытаний № 132-1 от 29 октября 2001 года).

3. Высокая прочность на сжатие

Прочность плит ПЕНОПЛЭКС ® на сжатие при постоянной нагрузке – не менее 8 тонн на кв. метр, что обеспечивает их надежное использование при обратной засыпке земли, нагрузка от которой зачастую является весьма значительной. Прочность плит ПЕНОПЛЭКС ® такова, что даже при засыпке котлована смерзшимся грунтом, он не повреждается.

Для сравнения: минераловатные утеплители, вследствие невысоких теплофизических показателей для теплоизоляции фундаментов не применяются вообще.

Благодаря своей высокой прочности плиты ПЕНОПЛЭКС ®, помимо всего прочего, надежно защищают гидроизоляционную мембрану от механических повреждений и создают для неё положительный температурный режим, что существенно увеличивает срок ее эксплуатации.

Таким образом, утепление фундамента, являющегося основой Вашего дома, просто необходимо и наилучшим решением для этого являются плиты ПЕНОПЛЭКС ®. Они обладают минимальным водопоглощением, высокой механической прочностью, что позволяет защищать помимо самого фундамента еще и гидроизоляционный слой, низким коэффициентом теплопроводности, стабильностью теплофизических свойств на протяжении всего срока службы вне зависимости от условий эксплуатации и долговечностью свыше 50 лет.

Совокупность этих качеств выгодно отличает ПЕНОПЛЭКС;® от других распространенных теплоизоляционных материалов.

По нашему глубокому убеждению, в случае фундаментов, единственно правильным будет использование теплоизоляции ПЕНОПЛЭКС®.

Фото 6. Пример теплоизоляции фундамента плитами ПЕНОПЛЭКС

Фото 7. Пример теплоизоляции малозаглубленного фундамента плитами ПЕНОПЛЭКС

Фото 8. Пример теплоизоляции фундамента плитами ПЕНОПЛЭКС

Фото 9. Пример теплоизоляции малозаглубленного фундамента плитами ПЕНОПЛЭКС

Высокие качественные характеристики плит ПЕНОПЛЭКС® определяются качеством используемой технологии производства, качеством оборудования и качеством используемых, в т.ч. для производства пищевой упаковки, сырьевых компонентов.

С применением плит ПЕНОПЛЭКС® утеплено множество объектов в различных регионах нашей страны и ни на одном из них качество материала ПЕНОПЛЭКС®, его способность длительное время соответствовать высоким заявленным параметрам не ставилась под сомнение.

Конечно, приведенные в настоящей статье советы и рекомендации, касаются главным образом фундаментов, возводящихся в европейской, т.е. более северной части России, т.к. в южных регионах проблема промерзания грунтов стоит не так остро. С другой стороны, в южных регионах гораздо острее, чем в северных, стоит проблема сохранения прохлады в доме в знойные летние дни. Поэтому, закончить статью хотелось бы утверждением, что теплоизоляция какого-либо одного конструктивного элемента здания не решит в целом ни вопросов безопасности, ни вопросов комфортности проживания. Для того чтобы любой дом был уютным и комфортным необходима комплексная теплоизоляция всех его основных элементов: фундамента, стен и кровли.

Возврат к списку

Защита от морозного пучения| ECODOM|99

Достаточно часто после окончания зимнего сезона на фасадах и цоколях загородных домов появляются трещины, перекашиваются дверные коробки или появляются щели в оконных рамах. Причиной этих неприятностей в большинстве случаев является подвижка оснований фундаментов, вызванная силами морозного пучения грунта, которые возникают в результате увеличения объема грунта при его замерзании.

Практически все грунты (кроме скальных) могут подвергаться морозному пучению, но в наибольшей степени этот недостаток присущ глинистым грунтам (суглинки, глины, супеси, мелкие и пылеватые пески), а также пескам, содержащим пылевато-глинистые частицы. По сравнению с крупными и средними песками, эти частицы очень хорошо связывают воду. При замерзании насыщенная водой масса значительно увеличивается в объеме, начинает давить на находящиеся в грунте конструкции и выталкивать их из земли.

Деформации морозного пучения — результат воздействия на конструкцию так называемых нормальных и касательных сил. Первые возникают под подошвой фундамента в результате замерзания и увеличения объема пучинистого грунта, вторые — из-за вертикального смещения грунта, примерзшего к боковым поверхностям фундамента или к стенам подвала. Кроме того, увеличившийся в объеме замерзший грунт начинает давить перпендикулярно поверхности стен подвалов, вызывая деформацию фундаментов в горизонтальном направлении.

В Подмосковье 80% всех грунтов относится к категории пучинистых, а глубина их промерзания в зимнее время может достигать 1,4 м. Поэтому защита фундаментов, труб, проложенных под землей, площадок, покрытых асфальтом или плитками, а также подъездов к гаражам от деформаций, вызванных силами морозного пучения, является насущной необходимостью.

Для уменьшения воздействия сил морозного пучения на подземные конструкции при строительстве и ремонте дома рекомендуется выполнить мероприятия, которые представлены к талице ниже

Утепление фундамента дома снаружи и изнутри

Приняв решение утеплять или не утеплять фундамент, появляется новый — какой из способов утепления фундамента наиболее эффективный. В каких случаях следует или нет применять наружное либо внутреннее утепление. Откуда берется морозное пучение?

Морозное пучение грунта. Изотерма.

Явление морозного пучение складывается из наличия обязательных 3 факторов:

  • Содержание большой фракции ила (морозо-восприимчивого грунта) не менее 5 %
  • Влагонасыщение почвы более 80 %
  • Наличие отрицательных температур

Удаляя один из факторов влияния, мы исключаем промерзание грунта и устраняем морозное пучение. Полезно понимать, что действие сил морозного пучения перпендикулярно плоскости промерзания грунта.Целесообразно добиваться минимизации (исключения) сразу нескольких факторов — влияние отрицательных температур (теплоизоляция) и уменьшение насыщенности грунта влагой (дренаж).

Теплоизоляция со всех сторон, по методу FPSF, исключает попадание отрицательных температур под фундамент, что позволяет исключить влияние вертикальной составляющей сил морозного пучения.

 

 

 

Тепловые потоки вокруг утепленного фундамента

За более чем 50 лет, свыше 1 млн. домов в Норвегии, Швеции и Финляндии построены с применением теплоизоляции мелко-заглубленных фундаментов, в том числе плит, значительно выше нормативной глубины промерзания грунта, такая технология — FPSF (frost-protected shallow foundation) — признана стандартом строительства. С 2000 года Международный Жилищный кодекс (IRC) признал метод FPSF предписывающим для строительства отапливаемых зданий

5 причин утеплять фундамент только снаружи:

  • Защищаемся от проникновения внешнего холода внутрь дома
  • Фундамент всегда остается теплым (если говорить о доме с постоянным проживанием), внутри конструкции отсутствуют значительные перепады температур
  • Отодвигаем точку росы дальше за пределы конструкции — исключаем намокание (избыточная влажность)
  • Защищаемся от появления плесени и грибка в помещениях
  • Снижаем вероятность досрочного уменьшения срока службы дома.

 

Утепление снаружи, помимо защиты от внешнего холода, исключает промерзание конструкции фундамента и внутренних перепадов температур, что позволяет вынести точку росы дальше за пределы конструкции, тем самым минимизировав накопление влаги в бетоне и проникновения ее в жилые помещения, что может стать причиной появления грибка и плесени.

При замерзании влага значительно расширяется и это может стать причиной постепенного разрушения фундамента, что негативно скажется на надежности и долговечности дома,

Следует заметить, что накопление влаги в любом материале еще больше снижает его теплозащитные свойства.

5 причин не утеплять фундамент изнутри:

  • Промерзание конструкции фундамента
  • Температурные перепады и образование влаги
  • Вероятность появления плесени и грибка
  • Повышения степени воздействия разрушающих факторов
  • Присутствие составляющей теплопотерь из фундамента в грунт

 

Следует признаться не всегда возможно утеплить фундамент снаружи, это как правило выполнимо только на стадии строительства фундамента. А если дом уже построен и эксплуатируется, то экономически целесообразно сделать утепление изнутри, это касается только домов с цокольным этажом. Особенность утепления фундамента изнутри состоит в том, что это приведет к уменьшению полезной площади помещения цокольного этажа. Эффект в этом будет, мы отодвинем точку росы дальше от внутренней стены конструкции.

Вывод из всего вышесказанного один — утепление фундамента имеет максимальный эффект при наружном исполнении. При определенных обстоятельствах это позволит сэкономить не только на стоимости устройства фундамента дома, но и выиграть в надежности, долговечности и энергоэффективности.

Для наших заказчиков мы рекомендуем именно внешнее утепление.

Возможно, Вам будет интересно

Особенности утепления фундамента экструзионным пенополистиролом

Мастер-класс по работе с ЭППС при утеплении различных типов фундаментов.

В рамках проекта «ДОМ ЗА ГОД» с FORUMHOUSE строится современный энергоэффективный коттедж на фундаменте УШП. Один из важных этапов монтажа данного вида фундамента – это правильное утепление. Как утеплялся фундамент на нашем доме, можно увидеть в истории проекта.

Цель этой статьи — выйти за рамки данного проекта и рассказать от лица специалистов основные правила для работы с материалом, которые смогут пригодиться каждому.

При возведении данного типа фундамента использовался экструзионный пенополистирол (ЭППС). В формате мастер-класса профессиональные строители расскажут, как выбрать и как правильно работать с экструзионным пенополистиролом при утеплении различных типов фундаментов. А именно:

  • Почему нужно утеплять фундамент.
  • На что обратить внимание при выборе материала для утепления фундамента.
  • Как правильно закреплять экструзионный пенополистирол на фундаменте.
  • Какой инструмент необходим для работы.

Для чего требуется утеплять фундамент

Фундаментом называется подземная часть сооружения, передающая нагрузку от вышележащих конструкций на подготовленное грунтовое основание. Фундаменты бывают следующих типов:

  • Плитные, неглубокого заложения, имеющие пространственное армирование. Это придаёт конструкции жесткость и позволяет ей без внутренней деформации воспринимать нагрузки, возникающие при неравномерном перемещении грунта.

  • Ленточные — заложенные ниже глубины промерзания, и т.н. МЗЛФ — мелкозаглубленный ленточный фундамент, с глубиной заложения подошвы выше расчётной отметки сезонного промерзания грунта.

  • УШП. Утеплённая Шведская Плита. Данный фундамент представляет собой монолитную бетонную плиту, смонтированную на основании, утеплённом экструзионном пенополистиролом. В фундамент интегрирована система водяного напольного отопления и все инженерные коммуникации.

Этот тип фундамента считается наиболее технологичным и энергоэффективным. В одной системе объединены фундамент и низкотемпературная система отопления, исключающая образование локальных перегретых зон и дающая комфортное лучистое тепло. Кроме этого, фундамент не подвержен воздействию сил морозного пучения, т.к. выполнены противопучинистые мероприятия. А именно — сделана выемка пучинистого грунта и замена его на непучинистый (песок или щебень), смонтирована дренажная система, утеплена отмостка и основание плиты.


Через фундамент происходит до 20% теплопотерь от общей величины теплопотерь здания.
Когут АндрейТехнический специалист компании ТехноНИКОЛЬ

Для достижения максимальной энергоэффективности здания необходимо создать замкнутый утеплённый контур. Это значит, что, помимо основных конструкций, таких как: стены, крыша и цоколь, необходимо теплоизолировать и фундамент.

В некоторых случаях достаточно утеплить пол и цоколь, но при организации эксплуатируемого подвального помещения теплоизоляция стенок фундамента является обязательным условием для достижения необходимого уровня комфорта и снижения теплопотерь.

В мелкозаглубленных ленточных и плитных фундаментах теплоизоляция позволяет снизить влияние морозного пучения. Пучение грунта образуется вследствие замерзания воды, находящейся в грунте, и ее последующем расширении. Различные грунты имеют разную степень пучинистости. Например, пески хорошо пропускают через себя воду, и она в них не задерживается. Глина, наоборот, не дает воде уходить, а за счет наличия большого количества мелких пор имеет высокий капиллярный подсос влаги. Неправильное проектирование на пучинистых грунтах может привести к серьезным последствиям, вплоть до разрушения фундамента. Если оставить фундамент неутепленным, тепловой поток будет уходить вниз и прогревать грунт, защищая его от промерзания. Однако дом может отапливаться не постоянно, и в этом случае грунт пучинится. Теплоизоляция фундамента и отмостки – одна из мер борьбы с морозным пучением.

Базовые принципы выбора теплоизоляции для утепления фундамента

Итак, резюмируя всё вышесказанное, делаем вывод: фундамент нужно утеплять. Для этого подходит не всякий утеплитель, а только материал, способный работать в агрессивных условиях внешней среды. Т.е. теплоизоляция, заложенная на «неизвлекаемость», должна быть влагоустойчивой, иметь долгий срок службы, в течение которого она не потеряет своих теплоизолирующих свойств, и обладать прочностью, достаточной, чтобы выдержать нагрузку от вышележащих конструкций.


Когут Андрей

Экструзионный пенополистирол (ЭППС) имеет низкий коэффициент теплопроводности 0.028 Вт/(м*°С) и минимальный коэффициент водопоглощения 0.2% по объему. Утеплитель не впитывает воду, химически стоек и не подвержен гниению. Прочность на сжатие при 2% линейной деформации – не менее 150 кПа (~ 15 т/кв. м) и выше. Срок службы в грунтах – не менее 50 лет.


Высокая прочность на сжатие позволяет применять ЭППС в нагружаемых конструкциях (фундаментах) и обеспечивает стабильность толщины теплоизоляции под нагрузкой.

Толщина слоя теплоизоляции должна приниматься, исходя из расчётов, на основании нескольких условий:

  • Назначение здания (жилое, административное, промышленное и т.д. ).
  • Утеплитель должен обеспечивать требуемое сопротивление теплопередачи для данного типа здания.
  • Не должно происходить сезонное влагонакопление в конструкции.

Расчет толщины теплоизоляции для фундамента производится по методике, изложенной в СП50.13330.2012 «Тепловая защита зданий». Для различных регионов толщина теплоизоляции может различаться, в зависимости от климатических условий. Также надо учитывать, что увеличение толщины теплоизоляции повышает энергоэффективность здания и, следовательно, приводит к снижению расходов на отопление.

Выбирая технические характеристики теплоизоляции, руководствуемся следующими принципами:

  • При теплоизоляции ленточного фундамента, когда утепляется только вертикальная стенка, не требуется повышенная прочность материала, т.к. в этом случае ЭППС воспринимает нагрузки только от грунта обратной засыпки. Поэтому для мелкозаглубленных фундаментов подойдут марки экструзионного пенополистирола с прочностью на сжатие (при 10% линейной деформации) 150-250 кПа.
  • При укладке плит ЭППС под подошву фундамента или под плиту, нагрузки на него существенно увеличиваются, соответственно, повышаются требования к его прочности. В данном случае рекомендуется использовать теплоизоляционные плиты, с прочностью на сжатие 250 – 400 кПа.
  • Специально для УШП разработан материал с прочностью на сжатие при 10% деформации 400 кПа и увеличенными размерами плит, для повышения скорости монтажа. Кроме этого, увеличенные размеры плит позволяют сократить количество швов и, соответственно, увеличить однородность слоя.
  • Нюансы монтажа экструзионного пенополистирола при утеплении фундамента

    Утепление фундамента ЭППС, в зависимости от его конструкции, следует разбить на ряд последовательных шагов:

    • Подготовка основания. При утеплении ЭППС ленточного фундамента стенки должны быть ровными, очищенными от грязи и наслоений бетона. При необходимости удаляем неровности и замазываем раковины, сколы и т.д. цементно-песчаным раствором.


    • Клей-пена наносится полосой, толщиной примерно в 3 см по всему периметру плиты, а также одной полосой по центру утеплителя.

    • Отступ полоски клей-пены от края плиты – не менее 2 см.

    • Перед монтажом плиты выжидаем 5-10 минуты и только затем приклеиваем её к фундаментной стене.

    • Зазоры между плитами (если они превышают 2 мм) запениваем.

    • Если предусмотрена механическая фиксация теплоизоляции, то количество дюбелей рассчитываем так — для крепления 1 кв. м теплоизоляции на центральной части фундамента требуется 5 шт. крепежа. ЭППС на угловых частях фундамента закрепляем из расчёта: 6-8 дюбелей на 1 кв. м.

    • При утеплении подошвы ленточного фундамента или монолитного плитного ЭППС укладывается свободно на подготовленное основание (как правило, на уплотненную песчаную подушку). В этом случае достаточно запенить швы клей-пеной и, при необходимости, скрепить между собой соседние плиты теплоизоляции. Для этого можно использовать гвоздевую пластину.

    Плиты экструзионного пенополистирола можно распилить обычной ножовкой по дереву или специальной пилой для теплоизоляции, которая имеет волнообразную форму зубьев.
    Когут Андрей

    В зависимости от типа фундамента существуют различные способы фиксации экструзионного пенополистирола. Если необходимо утеплить вертикальную часть фундамента, на которой уже сделан гидроизоляционный слой, фиксировать плиты на дюбеля категорически запрещается. В месте установки дюбеля неизбежно появится протечка, что приведет к подтоплению подвального помещения и к ускоренному разрушению самого фундамента.

    В данном случае могут применяться специальные крепежи, которые представляют собой шип с зубцами для фиксации в материале и плоскую площадку с приклеивающим слоем.

    Совместно с подобным крепежом производится приклейка на клей-пену для пенополистирола либо на специальную приклеивающую мастику, которая не содержит растворителей. При необходимости швы герметизируются монтажной или клей-пеной.

    Раскладка плит ЭППС при возведении УШП производится так. Первый слой укладываем на подготовленное основание – уплотненную песчаную подушку – с разбежкой швов относительно соседних плит. В качестве боковых элементов выступают «L» — блоки, представляющие собой две плиты ЭППС, соединенные перпендикулярно друг другу.

    Как правило, такие элементы изготавливаются за счет установки опалубки, но можно использовать готовые элементы, не требующие использования опалубки. Такие «L»- блоки могут изготавливаться в заводских условиях, а можно собрать самостоятельно на месте проведения работ. Для этого разработан специальный угловой крепеж, который состоит из уголков и шурупов, и который монтируется на расстоянии в 300 мм друг от друга. Все элементы углового крепежа изготовлены из высокопрочного полиамида, что исключает образование мостиков холода.

    Подведение итогов

    Помимо повышения энергоэффективности фундамента, утепление ЭППС увеличивает срок его службы, ведь гидроизоляция надёжно защищена прочным материалом от различных механических воздействий. Выбрав вариант несъёмной опалубки из экструзионного пенополистирола, можно значительно ускорить и упростить все работы по строительству фундамента, т.к. отпадет необходимость в сборке и дальнейшей разборке деревянной опалубки, а значит — экономятся время и средства застройщика.

    Теги утепление фундамента выбор фундамента подготовка основания УШП ЭППС экструзионный пенополистирол Поделиться Комментарии (0)Ошибка!

    Зимние циклы замораживания-оттаивания почвы приводят к снижению микробной биомассы почвы и активности, не компенсируемой потеплением почвы https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2017.09.026Получение прав и содержание

    Основные моменты

    Зимние и летние температуры во многих экосистемах повышаются из-за сезонного снежного покрова.

    Эффекты потепления почвы в сочетании с зимними циклами замерзания-оттаивания почвы неизвестны.

    Само по себе потепление почвы не стимулировало микробную биомассу или активность почвы.

    Зимнее замораживание-оттаивание почвы снижало активность экзоферментов, что не компенсировалось потеплением.

    Зимнее промерзание-оттаивание почв может частично смягчить последствия повышения температуры воздуха.

    Abstract

    Температура воздуха повышается, а зимний снежный покров становится все тоньше во многих высокоширотных и высокогорных экосистемах по всему миру. Предыдущие исследования показывают, что потепление почвы ускоряет метаболизм микробов и стимулирует круговорот углерода (C) и азота (N) в почве.И наоборот, уборка снега зимой для имитации потери снежного покрова приводит к усилению промерзания почвы и снижению микробной биомассы почвы, активности экзоферментов и круговорота азота. Эксперимент по изменению климата в разные сезоны (CCASE), расположенный в экспериментальном лесу Хаббард-Брук, штат Нью-Хэмпшир (США), предназначен для оценки комбинированного воздействия потепления почвы в период вегетации и увеличения частоты зимних циклов замораживания-оттаивания почвы на северную лесную экосистему. Почвы собирали из CCASE в течение двух лет (2014 и 2015) и измеряли размеры извлекаемых пулов C и N, а также микробную биомассу, экзоферменты и потенциальную чистую минерализацию азота и микробное дыхание. Само по себе потепление почвы не стимулировало микробную активность ни в какое время отбора проб. Экстрагируемые аминокислоты N и органический C, активность протеолитической и кислой фосфатазы и микробное дыхание были снижены за счет сочетания потепления в период вегетации и циклов зимнего замораживания-оттаивания почвы в период после таяния снега через листья деревьев весной. Снижение микробной активности также совпало с сокращением азота микробной биомассы на 85% в то время. Циклы потепления в период вегетации и зимнего замораживания-оттаивания почвы также привели к двукратному снижению активности фенолоксидазы и снижению активности пероксидазы на 20%, и это снижение продолжалось в бесснежное время года.Результаты этого исследования показывают, что положительная обратная связь между потеплением и скоростью круговорота углерода и азота в почве в течение следующих 100 лет будет частично смягчена увеличением частоты зимних циклов замораживания-оттаивания почвы, которые снижают микробную биомассу и уровень микробной активности почвы. .

    Ключевые слова

    Цикл замораживания-оттаивания почвы

    Экзоферменты

    Опытный лес ручья Хаббарда

    Потепление почвы

    Микробная биомасса

    Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

    Просмотреть полный текст

    © 2017 Elsevier Ltd.Все права защищены.

    Рекомендуемые статьи

    Ссылки на статьи

    Циклы потепления в период вегетации и зимнего замораживания-оттаивания снижают способность поглощения азота корнями и увеличивают азот почвенного раствора в северной лесной экосистеме

  • Averill C, Finzi A (2011) Увеличение использования растениями органических азот с высотой отражается в скорости поглощения азота и дельта15N экосистемы. Экология 92: 883–891

    Статья Google Scholar

  • Бай Э, Ли С., Сюй В. и др. (2013) Метаанализ экспериментальных эффектов потепления на земные бассейны азота и их динамику.Новый Фитол. 199: 441–451. https://doi. org/10.1111/nph.12252

    Артикул Google Scholar

  • Бейли А.С., Хорнбек Дж. У., Кэмпбелл Дж. Л., Игар С. (2003) Гидрометеорологическая база данных по экспериментальному лесу у ручья Хаббард: 1955–2000. Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Северо-восточная исследовательская станция, Newtown Square

    Книга Google Scholar

  • Барджетт Р.Д., Моммер Л., Де Фрис Ф.Т. (2014) Уход в подполье: корневые черты как движущие силы экосистемных процессов.Тенденции Ecol Evol 29: 692–699. https://doi.org/10.1016/j.tree.2014.10.006

    Артикул Google Scholar

  • BassiriRad H (2000) Кинетика поглощения питательных веществ корнями: реакция на глобальные изменения. New Phytol 147: 155–169

    Артикул Google Scholar

  • BassiriRad H (2015) Последствия осаждения атмосферного азота в наземных экосистемах: старые вопросы, новые перспективы. Oecologia 177: 1–3. https://doi.org/10.1007/s00442-014-3116-2

    Артикул Google Scholar

  • BassiriRad H, Thomas RB, Reynolds JF, Strain BR (1996) Дифференциальные реакции кинетики поглощения корнями NH 4+ и NO 3- на концентрацию обогащенного атмосферного CO 2 в выращиваемой в поле долине сосны . Среда растительной клетки 19: 367–371

    Статья Google Scholar

  • Бинкли Д. (1984) Мешки из ионообменной смолы: факторы, влияющие на оценки доступности азота.Soil Sci Soc Am J 48: 1181–1184. https://doi.org/10.2136/sssaj1984.03615995004800050046x

    Артикул Google Scholar

  • Браун П.Дж., ДеГаетано А.Т. (2011) Парадокс снижения температуры поверхности почвы зимой в потепляющем северо-востоке США. Agric For Meteorol 151: 947–956

    Статья Google Scholar

  • Burakowski EA, Wake CP, Braswell B, Brown DP (2008) Тенденции зимнего климата на северо-востоке США: 1965–2005. Журнал Geophys Res Atmos 113: 1–12. https://doi.org/10.1029/2008JD009870

    Артикул Google Scholar

  • Батлер С.М., Мелилло Дж. М., Джонсон Дж. Э. и др. (2012) Потепление почвы изменяет круговорот азота в лесах Новой Англии: последствия для функции и структуры экосистемы. Oecologia 168: 819–828. https://doi.org/10.1007/s00442-011-2133-7

    Артикул Google Scholar

  • Кэмпбелл Дж. Л., Оллингер С. В., Флерчингер Г. Н. и др. (2010) Прошлые и прогнозируемые будущие изменения снежного покрова и промерзания почвы в экспериментальном лесу Хаббард-Брук, Нью-Гэмпшир, США.Гидрольный процесс 24: 2465–2480. https://doi.org/10.1002/hyp.7666

    Google Scholar

  • Campbell JL, Socci AM, Templer PH (2014) Повышенное вымывание азота после замерзания почвы связано с уменьшением поглощения корнями в северных лиственных лесах. Glob Change Biol 20: 2663–2673. https://doi.org/10.1111/gcb.12532

    Артикул Google Scholar

  • Кларксон Д., Хоппер М., Джонс Л. (1986) Влияние температуры корня на поглощение азота и относительный размер корневой системы у Lolium perenne .I. Растворы, содержащие как NH 4+ , так и NO 3-. Среда растительной клетки 9: 535–545. https://doi.org/10.1111/j.1365-3040.1986.tb01585.x

    Google Scholar

  • Кливитт Н.Л., Фэи Т.Дж., Гроффман П.М. и др. (2008) Влияние промерзания почвы на тонкие корни в северном лиственном лесу. Can J For Res 38: 82–91. https://doi.org/10.1139/X07-133

    Артикул Google Scholar

  • Комерфорд Д.П., Шаберг П.Г., Темплер П.Х. и др. (2013) Влияние экспериментальной уборки снега на физиологию корней и кроны деревьев сахарного клена в северном лиственном лесу. Oecologia 171: 261–269. https://doi.org/10.1007/s00442-012-2393-x

    Артикул Google Scholar

  • Contosta AR, Adolph A, Burchsted D et al (2016) Более длинное весеннее окно: роль зимнего холода и снежного покрова в возникновении весенних переходов и задержек. Glob Change Biol 23: 1610–1625. https://doi.org/10.1111/gcb.13517

    Артикул Google Scholar

  • Decker KLM, Wang D, Waite C, Scherbatskoy T. (2003) Влияние уборки снега и температуры окружающего воздуха на температуру лесных почв в Северном Вермонте.Soil Sci Soc Am J 67: 1234. https://doi.org/10.2136/sssaj2003.1234

    Артикул Google Scholar

  • Дейкстра Ф.А., Ченг В. (2008) Повышенная влажность почвы увеличивает поглощение азота растениями и содержание 15N в биомассе растений. Почва растений 302: 263–271. https://doi.org/10.1007/s11104-007-9477-0

    Артикул Google Scholar

  • Доан Т.А., Хорват В.Р. (2003) Спектрофотометрическое определение нитратов с одним реагентом.Anal Lett 36: 2713–2722. https://doi.org/10.1081/AL-120024647

    Артикул Google Scholar

  • Дуран Дж., Морзе Дж. Л., Гроффман П.М. и др. (2016) Изменение климата снижает запасы азота и уровень минерализации в северных лиственных лесах. Экосфера 7: e01251. https://doi.org/10.1002/ecs2.1251

    Артикул Google Scholar

  • Epstein E, Schmid WE, Rains DW (1963) Значение и техника краткосрочных экспериментов по поглощению растворенных веществ тканями растений.Physiol растительных клеток 4: 79–84

    Статья Google Scholar

  • Finzi AC, Berthrong ST (2005) Поглощение аминокислот микробами и деревьями в трех лесах с умеренно-холодным климатом. Экология 86: 3345–3353. https://doi.org/10.1890/04-1460

    Артикул Google Scholar

  • Фитцхью Р., Дрисколл С., Гроффман П.М., Тирни Дж. (2001) Влияние нарушения промерзания почвы на азот, фосфор и углеродный химический состав почвенного раствора в северной экосистеме лиственных пород.Биогеохимия 56: 215–238

    Статья Google Scholar

  • Галлет-Будынек А., Брзостек Э., Роджерс В.Л. и др. (2009) Неповрежденное поглощение аминокислот лиственными и хвойными деревьями северных стран. Oecologia 160: 129–138. https://doi.org/10.1007/s00442-009-1284-2

    Артикул Google Scholar

  • Гесслер А., Шнайдер С., Фон Сенгбуш Д. и др. (1998) Полевые и лабораторные эксперименты по чистому поглощению нитратов и аммония корнями ели ( Picea abies ) и бука ( Fagus sylvatica ). Новый Фитол 138: 275–285. https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.1998.00107.x

    Артикул Google Scholar

  • Glass AD (1989) Минеральное питание растений. Введение в текущие концепции. Jones and Bartlett Publishers Inc., Берлингтон

    Google Scholar

  • Гроффман П.М., Рустад Л.Е., Темплер П.Х. и др. (2012) Долгосрочные комплексные исследования показывают сложные и неожиданные последствия изменения климата в северных лиственных лесах.Биология 62: 1056–1066. https://doi.org/10.1525/bio.2012.62.12.7

    Артикул Google Scholar

  • Харди Дж. П., Гроффман П. М., Фитцхью Р. Д. и др. (2001) Изменение глубины снежного покрова и его влияние на морозостойкость почвы и динамику воды в северном лиственном лесу. Биогеохимия 56: 151–174

    Статья Google Scholar

  • Hayhoe K, Wake CP, Huntington TG et al (2007) Прошлые и будущие изменения климата и гидрологических показателей на северо-востоке США. Clim Dyn 28: 381–407. https://doi.org/10.1007/s00382-006-0187-8

    Артикул Google Scholar

  • Генри ХЭЛ (2008) Изменение климата и динамика промерзания почвы: исторические тенденции и прогнозируемые изменения. Смена климата 87: 421–434. https://doi.org/10.1007/s10584-007-9322-8

    Артикул Google Scholar

  • Hothorn T, Bretz F, Westfall P (2008) Одновременный вывод в общих параметрических моделях.Biom J 50: 346–363

    Статья Google Scholar

  • Кузяков Ю., Сюй Х (2013) Конкуренция между корнями и микроорганизмами за азот: механизмы и экологическая значимость. Новый Фитол 198: 656–669. https://doi.org/10.1111/nph.12235

    Артикул Google Scholar

  • Леффлер А.Дж., Джеймс Дж. Дж., Монако Т.А. (2013) Температура и функциональные особенности влияют на различия в способности поглощать азот между аборигенными и инвазивными травами.Oecologia 171: 51–60. https://doi.org/10.1007/s00442-012-2399-4

    Артикул Google Scholar

  • Li W, Wu J, Bai E et al (2016) Реакция динамики наземного азота на изменение снежного покрова: метаанализ экспериментальных манипуляций. Почва Биол Биохим 100: 51–58. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2016.05.018

    Артикул Google Scholar

  • Likens GE (2013) Биогеохимия лесной экосистемы.Спрингер, Нью-Йорк

    Бронировать Google Scholar

  • Лукаш М.С., Эйссенстат Д.М., Джослин Д.Д. и др. (2007) Оценка поглощения питательных веществ корнями зрелых деревьев в полевых условиях: проблемы и возможности. Деревья 21: 593–603. https://doi.org/10.1007/s00468-007-0160-0

    Артикул Google Scholar

  • Мацнер Э., Боркен В. (2008) Увеличивают ли замораживания-оттаивания потери углерода и азота из почв различных экосистем? Обзор.Eur J Soil Sci 59: 274–284. https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.2007.00992.x

    Артикул Google Scholar

  • McCormack ML, Lavely E, Ma Z (2014) Тонкокорневые и микоризные признаки помогают объяснить экосистемные процессы и реакцию на глобальные изменения. Новый Фитол. 204: 455–458. https://doi.org/10.1111/nph.13023

    Артикул Google Scholar

  • Näsholm T, Kielland K, Ganeteg U (2009) Поглощение органического азота растениями.New Phytol 182: 31–48

    Артикул Google Scholar

  • Pilon CE, Cote B, Fyles JW (1994) Влияние уборки снега на водный потенциал листьев, влажность почвы, питательный статус листьев и почвы и активность пероксидазы листьев сахарного клена. Почва для растений 162: 81–88. https://doi.org/10.1007/BF01416092

    Артикул Google Scholar

  • Пинейро Дж., Бейтс Д., Деброй С. и др. (2016) НЛМЭ: линейные и нелинейные модели смешанных эффектов.В: R packag, версия 3.1-128

  • Пурмохтариан А., Дрисколл К.Т., Кэмпбелл Дж.Л., Хейхо К., Стоунер АМК (2016) Влияние метода масштабирования климата и данных наблюдений на смоделированные экологические реакции. Ecol Appl 26: 1321–1337

    Статья Google Scholar

  • R Core Team (2014) R: язык и среда для статистических вычислений. R Фонд статистических вычислений. Вена. http: //www.R-project.org /

  • Ренненберг Х., Данненманн М. (2015) Азотное питание деревьев в лесах умеренного пояса — значение доступности азота в педосфере и атмосфере. Леса 6: 2820–2835. https://doi.org/10.3390/f6082820

    Артикул Google Scholar

  • Ренненберг Х. , Данненманн М., Гесслер А. и др. (2009) Баланс азота в лесных почвах: ограничение питания растений в условиях стресса, связанного с изменением климата.Биол растений 11: 4–23. https://doi.org/10.1111/j.1438-8677.2009.00241.x

    Артикул Google Scholar

  • Ricard J, Tobiasson W, Greatorex A (1976) Морозомер, собранный на месте. Техническая записка. Лаборатория исследований и разработки холодных регионов

  • Рустад Л. Е., Кэмпбелл Дж. Л., Марион Г. М. и др. (2001) Мета-анализ реакции дыхания почвы, минерализации чистого азота и роста надземных растений на экспериментальное потепление экосистемы.Oecologia 126: 543–562. https://doi.org/10.1007/s004420000544

    Артикул Google Scholar

  • Сандерс-ДеМотт Р., Темплер PH (2017) А как насчет зимы? Интеграция недостающего сезона в эксперименты по изменению климата в сезонно заснеженных экосистемах. Методы Ecol Evol 8: 1183–1191. https://doi.org/10.1111/2041-210X.12780

    Артикул Google Scholar

  • Шаберг П., Хеннон П., Д’амор Д., Хоули Г. (2008) Влияние искусственного снежного покрова на устойчивость к холоду и морозостойкость саженцев желтого кедра.Glob Change Biol 14: 1–12. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2008.01577.x

    Артикул Google Scholar

  • Sims GK, Ellsworth TR, Mulvaney RL (1995) Определение неорганического азота в воде и почвенных экстрактах на микромасштабах. Commun Soil Sci Plant Anal 26: 303–316. https://doi.org/10.1080/00103629509369298

    Артикул Google Scholar

  • Смердон Дж. Э., Поллак Х. Н., Чермак В. и др. (2004) Связь температуры воздуха и земли и подповерхностное распространение годовых сигналов температуры. Журнал Geophys Res D 109: 1–10. https://doi.org/10.1029/2004JD005056

    Артикул Google Scholar

  • Smithwick EAH, Eissenstat DM, Lovett GM et al (2013) Корневой стресс и осаждение азота: последствия и приоритеты исследований. Новый Фитол 197: 712–719. https://doi.org/10.1111/nph.12081

    Артикул Google Scholar

  • Smithwick EAH, Lucash MS, McCormack ML, Sivandran G (2014) Улучшение представления корней в земных моделях.Ecol Model 291: 193–204. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2014.07.023

    Артикул Google Scholar

  • Socci AM, Templer PH (2011) Временные закономерности поглощения неорганического азота зрелыми деревьями сахарного клена ( Acer saccharum Marsh.) И красной ели ( Picea rubens Sarg.) С использованием двух общих подходов. Завод Ecol Diver 4: 141–152

    Артикул Google Scholar

  • Соренсен П.О., Темплер П.Х., Финци А.К. (2016) Контрастное влияние зимнего снежного покрова и заморозков почвы на микробную биомассу и активность ферментов в период вегетации в двух смешанных лиственных лесах.Биогеохимия 128: 141–154. https://doi.org/10.1007/s10533-016-0199-3

    Артикул Google Scholar

  • Соренсен П.О., Финци А.К., Гиассон М.А., Рейнманн А.Б., Сандерс-ДеМотт Р., Темплер П.Х. (2018) Зимние циклы замораживания-оттаивания почвы приводят к сокращению микробной биомассы и активности почвы, не компенсируемым потеплением почвы. Почва Биол Биохим 116: 39–47. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2017.09.026

    Артикул Google Scholar

  • Templer PH, Lovett GM, Weathers KC et al (2005) Влияние древесных пород на удержание азота в лесах в горах Катскилл, Нью-Йорк, США. Экосистемы 8: 1–16. https://doi.org/10.1007/s10021-004-0230-8

    Артикул Google Scholar

  • Templer PH, Reinmann AB, Sanders-DeMott R et al (2017) Эксперимент по сезонному изменению климата (CCASE): новый метод моделирования будущего климата в сезонно заснеженных экосистемах. PLoS ONE 12: e0171928. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0171928

    Артикул Google Scholar

  • Тирни Г.Л., Фэи Т.Дж., Гроффман П.М. и др. (2001) Замерзание почвы изменяет тонкую динамику корней в северных лиственных лесах.Биогеохимия 56: 175–190. https://doi.org/10.1023/A:1013072519889

    Артикул Google Scholar

  • VanCleve K, Oechel WC, Hom JL (1990) Реакция экосистем черной ели ( Piceamariana ) на изменение температуры почвы во внутренних районах Аляски. Can J For Res 20: 1530–1535. https://doi.org/10.1017/CBO9781107415324.004

    Артикул Google Scholar

  • Витаусек П.М., Райнерс В.А. (1975) Последовательность экосистем и сохранение питательных веществ: гипотеза.Биология 25: 376–381. https://doi.org/10.2307/1297148

    Артикул Google Scholar

  • Warren CR (2009) Почему температура влияет на относительную скорость поглощения нитрата, аммония и глицина: тест с Eucalyptus pauciflora . Почва Биол Биохим 41: 778–784. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2009.01.012

    Артикул Google Scholar

  • Winter TC, Buso DC, Shattuck PC et al (2008) Влияние геологии террас на движение грунтовых вод и на взаимодействие грунтовых и поверхностных вод на склоне горы возле озера Зеркало, Нью-Гэмпшир, США. Гидрольный процесс 22: 21–32. https://doi.org/10.1002/hyp.6593

    Артикул Google Scholar

  • Изменение климата и динамика промерзания почвы: исторические тенденции и прогнозируемые изменения

  • Бонд-Ламберти Б., Ван С., Гауэр С.Т. (2005) Пространственно-временные измерения и моделирование температур почвы бореальных лесов на уровне древостоев. Agric. Для Meteorol 131: 27–40

    Статья Google Scholar

  • Brooks PD, Williams MW (1999) Снежный покров контролирует круговорот и экспорт азота в сезонно заснеженных водосборах.Hydrol Process 13: 2177–2190

    Статья Google Scholar

  • Brooks PD, Williams MW, Schmidt SK (1998) Динамика неорганического азота и микробной биомассы до и во время весеннего таяния снегов. Биогеохимия 43: 1–15

    Статья. Google Scholar

  • Chang C, Hao X (2001) Источник выбросов N 2 O из почвы во время замерзания и оттаивания. Фитон-Энн Рей Бот А 41: 49–60

    Google Scholar

  • Чапин Ф.С., Штурм М., Серрез М.С., Макфадден Дж. П., Ки Дж. Р., Ллойд А. Х., Макгуайр А. Д., Рупп Т. С., Линдж А. Х., Шимель Дж. П., Берингер Дж., Чапман В. Л., Эпштейн Х. Э., Ойскирхен Е. С., Хинзман Л. Д., Цзя G, Ping CL, Tape KD, Thompson CDC, Walker DA, Welker JM (2005) Роль изменений земной поверхности в арктическом летнем потеплении.Наука 310: 657–660

    Статья Google Scholar

  • Чен Й, Тессье С., Макензи А.Ф., Лавердьер М.Р. (1995) Выбросы закиси азота из сельскохозяйственной почвы, подверженной различным циклам замораживания-оттаивания. Agric Ecosyst Environ 55: 123–128

    Статья Google Scholar

  • Decker KLM, Wang D, Waite C, Scherbatskoy T. (2003) Влияние уборки снега и температуры окружающего воздуха на температуру лесных почв в северном Вермонте. Soil Sci Soc Am J 67: 1234–1243

    Статья Google Scholar

  • Deluca TH, Keeney DR, McCarty GW (1992) Влияние замораживания-оттаивания на минерализацию почвы и азота. Biol Fert Soils 14: 116–120

    Статья Google Scholar

  • Феррик М.Г., Гатто Л.В. (2005) Количественная оценка влияния цикла замораживания – оттаивания на эрозию почвы: лабораторные эксперименты. Earth Surf Proc Land 30: 1305–1326

    Статья Google Scholar

  • Фитцхью Р.Д., Дрисколл К.Т., Гроффман П.М., Тирни Г.Л., Фэи Т.Дж., Харди Дж.П. (2001) Влияние промерзания почвы, нарушения химического состава почвенного раствора на азот, фосфор и углерод в северной экосистеме лиственных пород.Биогеохимия 56: 215–238

    Статья Google Scholar

  • Гроффман П.М., Дрисколл К.Т., Фэи Т.Дж. , Харди Дж.П., Фитцхью Р.Д., Тирни Г.Л. (2001) Более холодные почвы в более теплом мире: исследование манипуляции со снегом в экосистеме северных лесов твердых пород. Биогеохимия 56: 135–150

    Статья. Google Scholar

  • Гроган П., Мичелсен А., Амбус П., Джонассон С. (2004) Влияние режима замораживания – таяния на динамику углерода и азота в мезокомах субарктических пустошей тундры.Soil Biol Biochem 36: 641–654

    Статья Google Scholar

  • Харрис М.М., Саффорд Л.О. (1996) Влияние сезона и четырех видов деревьев на содержание растворимого углерода в свежей и разлагающейся подстилке лесов умеренного пояса. Почвоведение 161: 130–135

    Статья Google Scholar

  • Herrmann A, Witter E (2002) Источники углерода и азота, способствующие увеличению минерализации во время циклов замерзания-оттаивания в почвах. Soil Biol Biochem 34: 1495–1505

    Статья Google Scholar

  • Хобби С.Е., Чапин Ф.С. (1996) Зимнее регулирование динамики углерода и азота в подстилке тундры. Биогеохимия 35: 327–338

    Статья Google Scholar

  • Houghton JT, Ding Y, Griggs DJ, Noguer M, van der Linden PJ, Xiaosu D (2001) Изменение климата 2001: научная основа. Вклад Рабочей группы I в Третий оценочный доклад Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК).Cambridge University Press, Кембридж, Англия

    Google Scholar

  • IPCC (2001) Изменение климата 2001: научная основа. Техническое резюме. IPCC, Женева, Швейцария

  • Isard SA, Schaetzl RJ (1998) Влияние зимних погодных условий на промерзание почвы в южном Мичигане. Phys Geogr 19: 71–94

    Google Scholar

  • Johnson LC, Shaver GR, Cades DH, Rastetter E, Nadelhoffer K, Giblin A, Laundre J, Stanley A (2000) Взаимодействие углерода и питательных веществ растений контролирует обмен CO 2 в экосистемах влажных осоковых тундр Аляски. Экология 81: 453–469

    Google Scholar

  • Kato T, Hirota M, Tang Y, Cui X, Li Y, Zhao X, Oikawa T. (2005) Сильная температурная зависимость и отсутствие фотосинтеза мха зимой CO 2 Поток для луга Kobresia на Qinghai –Тибетское плато. Soil Biol Biochem 37: 1966–1969

    Статья Google Scholar

  • Каттенберг А., Джорджи Ф., Грассл Х., Мил Г.А., Митчелл Дж. Ф. Б., Стоуфер Р. Дж., Токиока Т., Уивер А. Дж., Уигли Т. М.Л. (1996) Климатическая модель — прогнозы будущего климата.В: Houghton JT, Meirho Filho LG, Callander BA, Harris N, Kattenberg A, Maskell K (eds) Наука об изменении климата. Cambridge University Press, Кембридж, стр. 285–357

    Google Scholar

  • Ларсен К.С., Джонассон С., Мичелсен А. (2002) Повторяющиеся циклы замораживания – оттаивания и их влияние на биологические процессы в двух типах арктических экосистем. Appl Soil Ecol 21: 187–195

    Артикул Google Scholar

  • Липсон Д.А., Монсон Р.К. (1998) Конкуренция между растениями и микробами за почвенные аминокислоты в альпийской тундре: эффекты замораживания – оттаивания и сухого – повторного увлажнения.Oecologia 113: 406–414

    Статья Google Scholar

  • Липсон Д.А., Шмидт С.К. (2004) Сезонные изменения бактериального сообщества альпийских почв в Скалистых горах Колорадо. Appl Environ Microb 70: 2867–2879

    Артикул Google Scholar

  • Липсон Д.А., Шадт К.В., Шмидт С.К. (2002) Изменения в структуре и функционировании микробного сообщества почвы на альпийском сухом лугу после весеннего таяния снега.Microb Ecol 43: 307–314

    Артикул Google Scholar

  • Меллик Д.Р., Сеппельт Р.Д. (1992) Потеря растворимых углеводов и изменения температуры замерзания антарктических мохообразных после выщелачивания и повторных циклов замораживания-оттаивания. Antarct Sci 4: 399–404

    Статья Google Scholar

  • Майклсон Г.Дж., Пинг К.Л. (2003) Органический углерод почвы и дыхание CO 2 при отрицательной температуре в почвах арктической Аляски.J Geophys Res Atmos 108: Art8164

    Google Scholar

  • Mikan CJ, Schimel JP, Doyle AP (2002) Температурный контроль микробного дыхания в почвах арктических тундр выше и ниже точки замерзания. Soil Biol Biochem 34: 1785–1795

    Статья Google Scholar

  • Монсон Р.К., Липсон Д.А., Бернс С.П., Turnipseed AA, Delany AC, Williams MW, Schmidt SK (2006) Дыхание почвы в зимних лесах контролируется климатом и составом микробного сообщества.Nature 439: 711–714

    Статья Google Scholar

  • Muller C, Martin M, Stevens RJ, Laughlin RJ, Kammann C, Ottow JCG, Jager HJ (2002) Процессы, приводящие к выбросам N 2 O в лугопастбищную почву во время замерзания и оттаивания. Soil Biol Biochem 34: 1325–1331

    Статья Google Scholar

  • Озтас Т., Файторбай Ф. (2003) Влияние процессов замерзания и оттаивания на агрегативную устойчивость почвы.Катена 52: 1–8

    Статья Google Scholar

  • Приеме А., Кристенсен С. (2001) Природные возмущения, циклы сушки – повторного увлажнения и замораживания – оттаивания, а также выбросы закиси азота, диоксида углерода и метана из сельскохозяйственных органических почв. Soil Biol Biochem 33: 2083–2091

    Статья Google Scholar

  • Шадт К.В., Мартин А.П., Липсон Д.А., Шмидт С.К. (2003) Сезонная динамика ранее неизвестных линий грибов в тундровых почвах.Science 301: 1359–1361

    Статья Google Scholar

  • Schimel JP, Clein JS (1996) Реакция микробов на циклы замораживания-оттаивания в тундровых и таежных почвах. Soil Biol Biochem 28: 1061–1066

    Статья Google Scholar

  • Schimel JP, Mikan C (2005) Изменение использования микробного субстрата в почвах арктической тундры посредством цикла замораживания – оттаивания. Soil Biol Biochem 37: 1411–1418

    Статья Google Scholar

  • Schimel JP, Kielland K, Chapin FS (1996) Доступность питательных веществ и их потребление растениями тундры.В: Reynolds JF, Tenhunen JD (eds) Функция ландшафта: последствия для реакции экосистемы на нарушение. Пример арктической тундры. Springer, Berlin, pp. 203–221

    Google Scholar

  • Шмидт С.К., Липсон Д.А. (2004) Рост микробов под снегом: влияние на доступность питательных веществ и аллелохимических веществ в почвах умеренного пояса. Растительная почва 259: 1–7

    Статья Google Scholar

  • Sharratt BS (1993) Замерзание – оттаивание и зимняя температура сельскохозяйственных почв во внутренних районах Аляски. Cold Reg Sci Technol 22: 105–111

    Статья Google Scholar

  • Sharratt BS (2002) Высота стерни кукурузы и размещение пожнивных остатков в кукурузном поясе на севере США, часть 1. Физические условия почвы в зимний период. Resil Tillage Res 64: 243–252

    Статья Google Scholar

  • Sjursen H, Michelsen A, Holmstrup M (2005) Влияние циклов замораживания-оттаивания на микроартропод и доступность питательных веществ в субарктической почве.Appl Soil Ecol 28: 79–93

    Артикул Google Scholar

  • Six J, Bossuyt H, Degryse S, Denef K (2004) История исследований связи между (микро) агрегатами, почвенной биотой и динамикой почвенного органического вещества. Почвенная обработка почвы Res 79: 7–31

    Статья Google Scholar

  • Skogland T, Lomeland S, Goksøyr J (1988) Респираторный взрыв после замораживания и оттаивания почвы: эксперименты с почвенными бактериями. Soil Biol Biochem 20: 851–856

    Статья Google Scholar

  • SOILTEMP (1978) Руководство по стандартам и получению данных о температуре почвы, 2-е изд. Окружающая среда Канады, Метеорологическая служба Канады

  • Сулкава П., Хухта В. (2003) Влияние сильных морозов и циклов замораживания-оттаивания на сообщества разлагателей и минерализацию азота в почве бореальных лесов. Appl Soil Ecol 22: 225–239 ​​

    Артикул Google Scholar

  • Vas MDR, Эдвардс AC, Shand CA, Cresser MS (1994) Изменения химического состава почвенного раствора и экстрагируемого уксусной кислотой P после различных типов эпизодов замораживания-оттаивания.Eur J Soil Sci 45: 353–359

    Статья Google Scholar

  • Ван, Флорида, Беттани Дж. Р. (1993) Влияние замораживания-оттаивания и наводнений на потерю растворимого органического углерода и двуокиси углерода из почвы. J Environ Qual 22: 709–714

    Статья Google Scholar

  • Вей М., Карлссон П.С. (2002) Низкая зимняя температура почвы влияет на способность усваивания питательных веществ летом и скорость роста саженцев горной березы в субарктике, шведская Лапландия.Arct Antarct Alp Res 34: 434–439

    Статья Google Scholar

  • Янаи Ю., Тойота К., Окадзаки М. (2004) Влияние последовательных циклов замораживания-оттаивания почвы на микробную биомассу почвы и потенциал разложения органических веществ в почвах. Soil Sci Plant Nutr 50: 821–829

    Google Scholar

  • Zheng XQ, Flerchinger GN (2001) Проникновение в промерзающие и оттаивающие почвы при различных полевых обработках.J Дренаж иррига E-ASCE 127: 176–182

    Артикул Google Scholar

  • Зимов С.А., Шур ЕАГ, Чапин Ф. С. (2007) Вечная мерзлота и глобальный углеродный бюджет. Наука 312: 1612–1613

    Статья Google Scholar

  • Циклы потепления во время вегетационного периода и зимнего замораживания / оттаивания почвы увеличивают транспирацию в северных лиственных лесах

    .2020 Ноябрь; 101 (11): e03173. DOI: 10.1002 / ecy.3173. Epub 2020 22 сен.

    Принадлежности Расширять

    Принадлежности

    • 1 Департамент биологии Бостонского университета, 5 Cummington Mall, Бостон, Массачусетс, 02215, США.
    • 2 Департамент Земли и окружающей среды, Бостонский университет, 685 Содружество Авеню, Бостон, Массачусетс, 02215, США.

    Элемент в буфере обмена

    Джейми Л. Харрисон и др. Экология. 2020 ноя.

    Показать детали Показать варианты

    Показать варианты

    Формат АннотацияPubMedPMID

    . 2020 Ноябрь; 101 (11): e03173. DOI: 10.1002 / ecy. 3173. Epub 2020 22 сен.

    Принадлежности

    • 1 Департамент биологии Бостонского университета, 5 Cummington Mall, Бостон, Массачусетс, 02215, США.
    • 2 Департамент Земли и окружающей среды, Бостонский университет, 685 Содружество Авеню, Бостон, Массачусетс, 02215, США.

    Элемент в буфере обмена

    Опции CiteDisplay

    Показать варианты

    Формат АннотацияPubMedPMID

    Абстрактный

    Климатические модели прогнозируют более высокие температуры вегетационного периода и уменьшение глубины и продолжительности зимнего снежного покрова во многих северных умеренных экосистемах в течение следующего столетия. По прогнозам, меньший размер снежного покрова вызовет более частые циклы замерзания / оттаивания почвы зимой в северных лиственных лесах северо-востока Соединенных Штатов. Мы измерили комбинированное влияние более теплых температур почвы в период вегетации и увеличения зимних циклов замораживания / оттаивания на скорость фотосинтеза на уровне листьев и транспирацию (сокодвижение) деревьев красного клена (Acer rubrum) в северном лиственном лесу в точке изменения климата. Эксперимент «Сезоны» в экспериментальном лесу Хаббард-Брук в Нью-Гэмпшире.Температура почвы была на 5 ° C выше температуры окружающей среды в течение вегетационного периода, а зимой были вызваны циклы замораживания / оттаивания почвы, имитирующие прогнозируемые изменения температуры почвы в течение следующего столетия. По сравнению с контрольными участками, потепление почвы в период вегетации увеличило скорость фотосинтеза на уровне листьев на 85,32 ± 4,33%, но этот рост полностью компенсировался циклами замораживания / оттаивания почвы зимой, что свидетельствует о том, что увеличение количества циклов замораживания / оттаивания зимой превышает следующие 100 лет уменьшат влияние потепления на прирост углерода на уровне листьев. Потепление почвы в период вегетации увеличивало скорость транспирации на килопаскаль дефицита давления пара (ДПД) до 727,39 ± 0,28%, даже когда деревья подвергались повышенной частоте циклов замораживания / оттаивания почвы предыдущей зимой, что могло повлиять на региональные гидрология в будущем. Используя климатические прогнозы, уменьшенные в масштабе Проекта взаимного сравнения связанных моделей, мы прогнозируем повышение уровня транспирации в течение всего сезона в этих лесах в течение следующего столетия на 42-61%. Мы также прогнозируем 52-77 дополнительных дней, когда суточная температура воздуха будет выше долгосрочного среднесуточного максимума в течение вегетационного периода у ручья Хаббард.Вместе эти результаты показывают, что прогнозируемые изменения климата как в течение вегетационного периода, так и зимой, вероятно, вызовут более высокие скорости поглощения воды и не повлияют на скорость поглощения углерода на уровне листьев деревьями с потенциальными последствиями для экосистемы для гидрологии и круговорота углерода. в северных лиственных лесах.

    Ключевые слова: гидрология; снег; промерзание почвы; утепление почвы; вода; зимний климат.

    © 2020 Экологическое общество Америки.

    Похожие статьи

    • Эксперимент по изменению климата в разные сезоны (CCASE): новый метод моделирования будущего климата в сезонно заснеженных экосистемах.

      Templer PH, Reinmann AB, Sanders-DeMott R, Sorensen PO, Juice SM, Bowles F, Sofen LE, Harrison JL, Halm I, Rustad L, Martin ME, Grant N.Templer PH, et al. PLoS One. 2017 16 февраля; 12 (2): e0171928. DOI: 10.1371 / journal.pone.0171928. Электронная коллекция 2017. PLoS One. 2017 г. PMID: 28207766 Бесплатная статья PMC.

    • Снижается рост деревьев северных лесов после уменьшения снежного покрова и промерзания почвы.

      Райнманн А.Б., Сассер-младший, Демария EMC, Темплер PH. Рейнманн А.Б. и др. Glob Chang Biol. 2019 Февраль; 25 (2): 420-430.DOI: 10.1111 / gcb.14420. Epub 2018 30 ноя. Glob Chang Biol. 2019. PMID: 30506555

    • Почвенные микробы — компромисс между биогеохимическим циклом и признаками стрессоустойчивости в ответ на круглогодичное изменение климата.

      Гарсиа М.О., Темплер П.Х., Соренсен П.О., Сандерс-ДеМотт Р., Гроффман П.М., Бхатнагар Дж.М. Гарсия МО и др. Front Microbiol. 2020 13 мая; 11: 616. DOI: 10.3389 / fmicb.2020.00616. Электронная коллекция 2020. Front Microbiol. 2020. PMID: 32477275 Бесплатная статья PMC.

    • Влияние на функцию арктических экосистем в краткосрочной и долгосрочной перспективе.

      Callaghan TV, Björn LO, Chernov Y, Chapin T, Christensen TR, Huntley B, Ims RA, Johansson M, Jolly D, Jonasson S, Matveyeva N, Panikov N, Oechel W., Shaver G. Каллаган ТВ и др.Ambio. 2004 ноя; 33 (7): 448-58. DOI: 10.1579 / 0044-7447-33.7.448. Ambio. 2004 г. PMID: 15573572 Обзор.

    • Зимуют насекомые в условиях меняющегося климата.

      Бэйл Дж.С., Хейворд С.А. Бэйл Дж. С. и др. J Exp Biol. 15 марта 2010 г .; 213 (6): 980-94. DOI: 10.1242 / jeb.037911. J Exp Biol. 2010 г. PMID: 201

      Обзор.

    использованная литература

    Цитированная литература
      1. Абер, Дж. Д., С. В. Оллингер, К. А. Федерер, П. Б. Райх, М. Л. Гоулден, Д. В. Киклайтер, Дж. М. Мелилло и Р. Г. Латроп. 1995. Прогнозирование воздействия изменения климата на объем воды и производство лесов на северо-востоке США. Климатические исследования 5: 207-222.
      1. Аллен, К. Д. и др. 2010. Глобальный обзор засухи и гибели деревьев, вызванной жарой, выявляет новые риски изменения климата для лесов.Экология и управление лесами 259: 660-684.
      1. Аллен, К., Д. Бреширс и Н. Макдауэлл. 2015. О недооценке глобальной уязвимости к гибели деревьев и вымиранию лесов в результате более жаркой засухи в антропоцене. Экосфера 6: 1-55.
      1. Аткин, О. К., И. Шеруотер, Т. Pons. 2006. Высокий потенциал термической акклиматизации фотосинтеза и дыхания у двух низинных видов подорожника в отличие от альпийского аналога. Биология глобальных изменений 12: 500-515.
      1. Бейли А.С., Дж. У. Хорнбек, Дж. Л. Кэмпбелл и К. Игар. 2003. Гидрометеорологическая база данных по экспериментальному лесу у ручья Хаббард: 1955-2000. Страница 305 в общих технических отчетах NE-305. U.S. Министерство сельского хозяйства, Лесная служба, Северо-Восточная исследовательская станция, Ньютаун-сквер, Пенсильвания, США.

    Показать все 70 ссылок

    Типы публикаций

    • Поддержка исследований, Правительство США, Non-P.H.S.
    [Икс]

    цитировать

    Копировать

    Формат: AMA APA ГНД NLM

    Защита от замерзания: основы, практика и экономика

    Защита от замерзания: основы, практика и экономика — Том 1



    Введение

    В этой главе представлена ​​информация о важных аспектах методы защиты от замерзания без сложных уравнений и концепций. Более подробная информация представлена ​​в следующих главах. Ссылки не включены в этой главе, чтобы уменьшить ее размер и упростить чтение.

    Чувствительность культур и критическая температурах

    Заморозки посевов вызваны не низкими температурами, а в основном из-за внеклеточного (т.е. не внутри клеток) образования льда внутри растений ткань, которая вытягивает воду и обезвоживает клетки и вызывает повреждение клетки. После холодных периодов растения, как правило, укрепляются от обморожения и они теряют твердость после оттепели.Комбинация этих и других факторы определяют температуру, при которой лед образуется внутри растительной ткани и при возникновении повреждений. Количество повреждений от мороза увеличивается с повышением температуры. падает, и температура, соответствующая определенному уровню повреждения, называется «критическая температура» или «критическая температура повреждения», и ей дается условное обозначение T c . Как правило, наиболее критические температуры определяется в исследованиях камеры роста путем охлаждения с фиксированной скоростью до заданная температура, которая поддерживается в течение 30 минут. Тогда процент повреждение зафиксировано.

    Категории по морозостойкости овощей и др. садовые растения приведены в таблицах 4.1 и 4.2. Для агрономических и других полевые культуры, диапазоны критических температур повреждения приведены в таблице 4.5. Критические значения температуры приведены для миндаля (таблица 4.6), других лиственных пород. древесные культуры и виноградная лоза (Таблица 4.7 и 4.8), мелкоплодные лозы, киви и клубника (таблица 4.9) и цитрусовые (таблица 4.10). В большинстве этих таблиц T 10 и T 90 значения представлены, где T 10 и T 90 — температуры, при которых 10 процентов и 90 процентов товарной продукции растениеводства, вероятно, будет поврежден. Как правило, T 10 и T 90 температура повышается со временем после начала развития почек до стадия мелких орехов или плодов, когда посевы наиболее чувствительны к замораживанию. Значение T 90 довольно низкое в начале роста, но оно увеличивается быстрее, чем T 10 и мало разница между T 10 и T 90 при посеве самый чувствительный. Значения T c для лиственных садов и виноградники различаются в зависимости от фенологической стадии (Таблицы 4.6-4.8). Фотографии, показывающие общие фенологические стадии многих из этих культур можно найти на Интернет, в том числе такие сайты, как Fruit.prosser.wsu.edu/frsttables.htm или www.msue.msu.edu/vanburen/crittemp.htm. Хотя T c значениями предоставить некоторую информацию о том, когда запускать и останавливать активную защиту от замерзания методы, их следует использовать с осторожностью. Как правило, T c Значения представляют температуру бутонов, цветов или мелких плодов, если известно уровень повреждений не наблюдался. Однако измерить чувствительность сложно. ткани растений, и эти температуры могут отличаться от температуры воздуха, что обычно измеряют производители. За исключением крупных фруктов (например, апельсинов), температура бутонов, цветов и мелких плодов обычно ниже температуры воздуха, поэтому методы активной защиты следует запускать и останавливать при более высокой температуре. температуры, чем указано в таблицах в главе 4. Для крупных плодов, например цитрусовые, вечерняя температура воздуха часто опускается быстрее, чем у фруктов температура, поэтому обогреватели или ветряные машины могут быть запущены, когда температура воздуха находится на уровне или немного ниже температуры T c T c Значения в главе 4 содержат указания по времени активности методы защиты, но значения следует использовать с осторожностью из-за других такие факторы, как разница между температурой растений и воздухом; степень закаливание; и концентрация активных ледяных зародышей (INA) бактерии.

    Пассивная защита

    Пассивная защита включает в себя реализованные методы перед морозной ночью, чтобы избежать необходимости в активной защите. Главный пассивные методы:

    • сайт выбор;

    • управление холодным воздухом дренаж;

    • выбор завода;

    • кроны деревьев;

    • питательные вещества для растений управление;

    • правильная обрезка;

    • растительных покровов;

    • избегая почвы выращивание;

    • орошение;

    • снятие крышки посевы;

    • почвенные покровы;

    • покраска багажника и обертки

    • для борьбы с бактериями; и

    • дата посадки для однолетних посевы.

    Пассивные методы обычно менее затратны, чем активные. и часто преимуществ достаточно, чтобы исключить необходимость в активных защита.

    Выбор сайта и менеджмент

    Производители обычно знают, что некоторые пятна более подвержены повреждение мороза, чем другие. Первый шаг в выборе участка для новой посадки — поговорить с местным населением о том, какие культуры и сорта подходят для площадь. Местные производители и консультанты по распространению растений часто хорошо разбираются в какие места могут быть проблематичными.Как правило, низкие места в местных топография имеет более низкие температуры и, следовательно, больший ущерб. Однако ущерб может иногда встречаются на одном участке посевной площади, а не на другом, без очевидные топографические различия. В некоторых случаях это может быть связано с различия в типе почвы, которые могут повлиять на теплопроводность и накопление тепла в почва.

    Сухие песчаные почвы лучше переносят тепло, чем сухая тяжелая глина почвы, и обе передают и хранят тепло лучше, чем органические (торфяные) почвы.Когда влажность близка к полевой (то есть через день или два после тщательного увлажнение почвы), почвы имеют условия, наиболее благоприятные для жары передача и хранение. Однако органические почвы имеют плохую теплоотдачу и хранение. независимо от содержания воды. При выборе сайта в регионе, подверженном заморозки, избегать посадки на органических почвах.

    Холодный воздух плотнее теплого, поэтому он течет вниз и накапливается в низинах, как вода во время наводнения (рис.6.4). Следовательно, один следует избегать посадки в низинных, холодных местах, за исключением случаев адекватной рентабельности методы активной защиты включены в долгосрочную стратегию управления. Это важно как в региональном, так и в фермерском масштабе. Например, на региональном дно долин у рек обычно холоднее, чем склоны выше. Эти места также можно определить по топографическим картам, собрав данные о температуре, а также путем определения мест, где в первую очередь формируются низкоуровневые наземные туманы.В низких местах ночи обычно более холодные, когда небо чистое и дует ветер. слабый, в течение всего года. Соответственно, измерения температуры для идентификации Холодные пятна можно делать в любое время года.

    Посадка лиственных культур на склонах, обращенных к солнцу задерживает весеннее цветение и часто обеспечивает защиту. Субтропические деревья — это лучше всего высаживать на склонах, обращенных к солнцу, где почва и урожай могут получать и хранить больше прямой энергии от солнечного света.

    Дренаж холодного воздуха

    Деревья, кусты, насыпи земли, стога сена и заборы иногда используется для регулирования воздушного потока вокруг сельскохозяйственных угодий и надлежащего размещение может повлиять на вероятность повреждения от мороза. Тщательное изучение топографические карты часто могут предотвратить серьезные проблемы, связанные с заморозками. Также использование дымовых шашек или других дымообразующих устройств для изучения нисходящего потока холодный воздух ночью может быть информативным. Эти исследования нужно проводить по ночам. с радиационно-морозостойкими характеристиками, но не обязательно при температуре ниже нуля.После того, как станет известна схема отвода холодного воздуха, необходимо правильно размещение препятствий отвода может обеспечить высокую степень защита.

    Если урожай уже существует в холодном месте, есть несколько методы управления, которые могут помочь снизить вероятность повреждения от мороза. Любой препятствия, препятствующие оттоку холодного воздуха от сельскохозяйственных культур по склону, должны быть удаленный. Этими препятствиями могут быть живые изгороди, заборы, тюки сена или плотный растительность, расположенная на склоне поля.Планировка земли может иногда улучшают отвод холодного воздуха через растение, чтобы поступающий холодный воздух продолжает проходить через урожай. Ряды в садах и виноградниках должны быть ориентированным на естественный отвод холодного воздуха из растений. Тем не менее преимущества ориентации рядков сельскохозяйственных культур для улучшения дренажа холодного воздуха должны быть уравновешивают недостатки из-за большей эрозии и других неудобств. Стерня травы и растений на участках, расположенных выше по склону, может сделать воздух холоднее и улучшит отвод холодного воздуха в урожай.Температура воздуха измеряется в пределах виноградники и цитрусовые сады с растительными остатками или травяным покровом, как правило колеблется от 0 ° C до 0,5 ° C холоднее, чем виноградники и цитрусовые сады с оголенной почвой, в зависимости от почвенных условий и погоды. Без присутствует урожай, различия, вероятно, будут больше. Следовательно, обнажив подъем почвы вверх от сельскохозяйственных культур обычно приводит к повышению температуры воздуха над Подъем почвы и меньшая вероятность попадания холодного воздуха в урожай.

    Селекция растений

    Важно выбирать растения, которые цветут поздно, чтобы уменьшить вероятность повреждения из-за замерзания, а также выбрать растения, которые больше устойчив к замерзанию. Например, лиственные фруктовые деревья и виноградные лозы обычно не повреждаются морозом ствол, ветви или спящие почки, но они получают повреждения по мере развития цветов и мелких плодов или орехов. Выбор лиственные растения, у которых позднее распускание почек и цветение обеспечивают хорошее защиты, потому что вероятность и риск повреждения от мороза быстро снижается в весна.Среди цитрусовых выбирайте более устойчивые сорта. Например, лимоны — это наименее устойчивы к морозам, за ними следуют лайм, грейпфрут, танжело и апельсины, которые наиболее терпимы. Также известно, что тройчатый подвой апельсина улучшить морозостойкость цитрусовых по сравнению с другими подвоями.

    Для однолетних полевых и пропашных культур, определение даты посева что сводит к минимуму возможность отрицательной температуры. В некоторых Например, полевые и пропашные культуры не высаживаются непосредственно на открытом воздухе, а высаживают в защищенных условиях и пересаживают в поле после опасности замораживания прошло.Несколько прикладных программ Excel по вероятности и риски включены в эту книгу, и их использование обсуждается в и глава о рисках. Если невозможно избежать отрицательных температур, выберите культуры. сажать исходя из их переносимости отрицательных температур.

    Навес

    В Южной Калифорнии выращивают промежуточные посадки цитрусовых. и финиковые пальмы, отчасти потому, что финиковые пальмы защищают растения от мороза. цитрусовые деревья. Поскольку у фиников также есть товарный продукт, это эффективный метод защиты от замерзания без необходимости экономические потери.В Алабаме некоторые производители пересаживают сосны небольшими Посадки мандаринов Сацума и сосны усиливают длинноволновую нисходящую волну. радиации и обеспечивают защиту мандаринам. Теневые деревья используются для защитить кофейные растения от повреждений морозом в Бразилии.

    Питание растений менеджмент

    Нездоровые деревья более восприимчивы к морозам и удобрение улучшает здоровье растений. Кроме того, деревья, которые неправильно удобренные, как правило, теряют листья раньше осенью и зацветают раньше родник, повышающий восприимчивость к морозам.Тем не менее взаимосвязь между конкретными питательными веществами и повышенной сопротивляемостью неясна, и в литературе много противоречий и частичных толкований. В общие азотные и фосфорные удобрения перед морозами стимулируют рост и увеличивает восприимчивость к морозам. Для усиления закаливания растений, Избегайте внесения азотных удобрений в конце лета или в начале осени. Однако фосфор также важен для деления клеток и, следовательно, важен для восстановления тканей после замораживания.Калий обладает благоприятным влияет на регуляцию воды и фотосинтез у растений. Однако исследователи делятся о пользе калия для защиты от замерзания.

    Борьба с вредителями

    Применение пестицидных масел для цитрусовых увеличивают повреждение от мороза, и следует избегать нанесения незадолго до мороза время года.

    Правильная обрезка

    Для виноградных лоз рекомендуется поздняя обрезка для задержки роста и цветение.Двойная обрезка часто бывает полезной, потому что ресурсная древесина все еще остается доступны для производства после сильных морозов. Обрезка нижних ветвей сначала лозы, а затем возвращение к обрезке более высоких ветвей — хорошая практика потому что нижние ветви более подвержены повреждениям. Обрезка виноградной лозы, чтобы поднять фрукты, расположенные выше над землей, обеспечивают защиту, потому что температура во время морозные ночи обычно увеличиваются с высотой. Поздняя обрезка цитрусовых приводит к большей физиологической активности в период зимних морозов.Цитрусовые обрезку следует завершить задолго до наступления морозов. Например, серьезный повреждение было отмечено у цитрусовых, которые были выращены в октябре, когда заморозки произошло в декабре. Если лиственные деревья выращиваются в достаточно благоприятном климате холод, чтобы вызвать повреждение спящих почек, тогда деревья не следует обрезать. В противном случае обрезку лиственных деревьев можно проводить в период покоя с небольшими затратами. проблемы.

    Растительные покровы

    Растительные покровы теплее ясного неба и, следовательно, увеличивают нисходящее длинноволновое излучение ночью в дополнение к уменьшению конвекционные тепловые потери в воздух.Съемные соломенные покрытия и синтетические материалы обычно используются. Из-за затрат на рабочую силу этот метод в основном используется на небольших посадках невысоких растений, не требующих прочного каркаса. Иногда проблемы с заболеванием возникают из-за недостаточной вентиляции. Тканые и спанбонд полипропиленовые пластмассы иногда используются для защиты дорогостоящих посевы. Степень защиты варьируется от 1 ° C до 5 ° C, в зависимости от толщины пластика. Белый пластик иногда используют в детской. подвой, но не для плодовых и овощных культур.Частичное покрытие виноградных лоз черный полиэтилен увеличивает температуру воздуха рядом с листва на целых 1,5 ° C. Однако прозрачный пластик обычно больше эффективный.

    Избегать почвы обработка

    Обработка почвы создает воздушные пространства в почве, и это должно следует избегать в морозные периоды. Воздух — плохой проводник тепла и низкая удельная теплоемкость, почвы с большим количеством воздушных пространств будут склонны к переносят и хранят меньше тепла.Если почва обрабатывается, уплотнение и полив почва улучшит теплопередачу и хранение.

    Орошение

    Когда почвы сухие, появляется больше воздушных пространств, которые препятствуют теплопередача и хранение. Поэтому в засушливые годы улучшается защита от замерзания. за счет увлажнения сухих почв. Цель состоит в том, чтобы поддерживать влажность почвы вблизи поля. емкость, которая обычно представляет собой содержание воды от 1 до 3 дней после тщательного смачивание. Нет необходимости глубоко увлажнять почву, потому что большую часть ежедневного передача тепла и накопление происходит в верхних 30 см.Увлажнение почвы будет частым делает его темнее и увеличивает поглощение солнечного излучения. Однако когда поверхность мокрая, тогда испарение также увеличивается и потери энергии на испарение, как правило, уравновешивает преимущества лучшего излучения абсорбция. Лучше всего увлажнять сухую почву до наступления заморозков, поэтому что солнце может согреть почву.

    Удаление покровных культур

    Для пассивной защиты от замерзания лучше все удалить растительность (покровные культуры) из садов и виноградников.Удаление покровных культур увеличивает поглощение излучения почвой, что улучшает передачу энергии и хранение. Также известно, что покровные культуры содержат более высокие концентрации бактерии, обладающие активностью образования льда (INA), чем многие садовые и виноградные культуры, поэтому наличие растительности на полах фруктовых садов и виноградников увеличивает количество бактерий INA концентрация на урожае и, следовательно, возможность повреждения заморозками.

    Как правило, скашивание, культивация и опрыскивание гербицидами методы удаления растительности на полу.По возможности покровную культуру следует скошен достаточно рано, чтобы остатки разложились или срезанная растительность следует удалить. Для травы выше примерно 5 см разница небольшая. температура поверхности пола в саду, но температура поверхности увеличивается по мере того, как купол становится короче, до максимальной минимальной температуры поверхности для голых почва. Минимальная разница температур поверхности пола в саду составляет 2 ° C. были зарегистрированы между голой почвой и травой высотой 5 см.Однако воздух разница температур может быть менее 2 ° C. Выращивание должно нужно сделать до наступления морозов, а почву следует утрамбовать и орошается после выращивания для улучшения теплопередачи и хранения. В наиболее эффективным методом является использование гербицидов для уничтожения напольной растительности или сохранения вниз по росту. Опять же, это нужно делать заблаговременно до морозов. период.

    Почвенные чехлы

    Пластиковые чехлы часто используются для утепления почвы и увеличения защита.Прозрачный пластик согревает почву больше, чем черный пластик, и намокает. почва перед нанесением пластика еще больше повышает эффективность. Иногда вегетативная мульча используется во время покоя древесных культур, чтобы предотвратить повреждение к корням из-за промерзания и пучения почвы; однако вегетативная мульча уменьшает передача тепла в почву и, следовательно, повышение морозостойкости садовых культур после распускания почек. В общем, вегетативная мульча рекомендуется только для в местах, где существует проблема промерзания и пучения почвы.Для нелистных сады, обрезка краев деревьев позволяет лучше переносить радиацию на почва под деревьями и может улучшить защиту.

    Покраска ствола и обертывание

    Кора лиственных деревьев иногда трескается, когда есть большие колебания температуры от теплого дня до морозной ночи. Картина стволы с внутренней латексной краской на водной основе белого цвета, разбавленной 50 процентов воды поздней осенью при температуре воздуха выше 10 ° C уменьшит эту проблему. Белая краска, изоляция и другие покрытия известны повысить морозостойкость персикового дерева. Краска или покрытия снизить высокие камбиальные температуры в конце зимы из-за дневной радиации, что повышает морозостойкость. Обертывание стволов деревьев изоляцией (т. Е. Материалами содержащие воздушные пространства, препятствующие теплопередаче) защитят молодые деревья от повреждение от мороза и возможная смерть. Решающим фактором является использование изоляции, которая не впитывает воду и стволы следует обернуть с поверхности земли. как можно выше.Изоляционные обертки из стекловолокна и полиуретана с более высокой сопротивление теплопередаче обеспечивает лучшую защиту коммерчески доступные упаковки. Обычно повязки на ствол снимают через 3-4 года. Сообщалось, что обертывание молодых стволов цитрусовых деревьев мешками с водой лучшая защита, чем стекловолокно или пенополиуретан. Главный недостаток Обертывание ствола увеличивает вероятность проблем с болезнями, поэтому союзы почек должно быть не менее 15 см над землей. Применение фунгицидных опрыскивателей до обертывание помогает уменьшить проблемы с болезнями.

    Борьба с бактериями

    Для того, чтобы произошло замерзание, в основном происходит образование льда. инициируется присутствием бактерий INA. Чем выше концентрация INA бактерий, тем больше вероятность образования льда. После формирования он затем размножается внутри растений через отверстия на поверхности в ткани растений. Обычно пестициды (соединения меди) используются для уничтожения бактерий или конкурентные бактерии, не связанные с ледяной нуклеацией (NINA), применяются для конкуренции с и снизить концентрацию бактерий INA.Однако эта защита от замерзания метод не получил широкого распространения; для получения дополнительной информации см. главу 6.

    Активная защита

    Методы активной защиты включают

    • обогреватели;

    • ветряные машины;

    • вертолетов;

    • оросители;

    • поверхностное орошение;

    • пеноизоляция; и

    • комбинаций методы

    Все методы и комбинации выполняются в морозную ночь, чтобы смягчают воздействие отрицательных температур. Стоимость каждого метода варьируется. в зависимости от наличия и цен в регионе, но некоторые образцы затрат основаны на цены в США приведены в таблице 7.1. В некоторых случаях предусмотрена защита от замерзания. метод имеет несколько применений (например, дождеватели также могут использоваться для орошения) и выгоды от других видов использования необходимо вычесть из общей стоимости на справедливо оцените преимущества с точки зрения защиты от замерзания.

    Нагреватели

    Нагреватели обеспечивают дополнительное тепло для замены энергии убытки.Как правило, обогреватели либо повышают температуру металлических предметов (например, дымовые обогреватели) или работать как открытый огонь. Если к урожаю добавлено достаточно тепла объем так, чтобы все потери энергии были восполнены, температура не будет падение до разрушительного уровня. Однако системы, как правило, неэффективны (т. Е. большая часть выходной энергии теряется в небе), поэтому правильный дизайн и управление необходимо. Разработав систему для использования большего количества обогревателей меньшего размера которые управляются должным образом, можно повысить эффективность до уровня, при котором урожай защищен от большинства радиационных морозов.Однако когда есть инверсия небольшая или отсутствует и дует ветер, обогреватели могут не обеспечивать адекватная защита.

    Энергия, необходимая для компенсации потерь на радиационный мороз ночью находится в диапазоне от 10 до 50 Вт м -2 , тогда как выход энергии из подогреватели находится в пределах от 140 до 280 Вт м -2 , в зависимости от топлива, скорость горения и количество нагревателей. Сто стековых обогревателей на гектар сжигание 2,85 л / ч -1 топлива с энергоемкостью 37.9 МДж литр -1 будет производить приблизительно 360 Вт · м -2 . Сеть выгода зависит от погодных условий, но можно ожидать около 1 ° C повышение средней температуры воздуха от земли примерно до 3 м, с несколько более высокие температуры, измеренные на высоте 1,5 м. Однако прямое излучение от обогревателей приносит дополнительную пользу растениям в пределах видимости обогреватели. Поскольку выходная мощность намного больше, чем потери энергии от незащищенный урожай, большая часть энергии, вырабатываемой нагревателями, теряется и не способствуют согреванию воздуха или растений.Если бы система отопления была идеальной спроектирован и сумел восполнить потерю энергии из-за объема воздуха под инверсионный слой с небольшой потерей конвективного тепла в небо или без нее, тогда потребность в выходной энергии будет близка к потребности в энергии, необходимой для предотвратить повреждение мороза, и нагрев будет эффективным. Для достижения наилучшего эффективности, увеличьте количество нагревателей и уменьшите температуру обогреватели. Однако это часто бывает сложно сделать из-за оборудования. затраты, труд и т. д.Если инверсия температуры слабая или пожары слишком сильные. большой и горячий, нагретый воздух поднимается слишком высоко, и энергия теряется в воздухе выше урожай, тем самым снижая продуктивность. Современные обогреватели имеют больший контроль над температура выбрасываемых газов для снижения потерь плавучести и повышения эффективности. Наиболее эффективные системы имеют небольшое пламя над дымовой трубой и отсутствие дыма. Эксплуатация нагревателей при слишком высокой температуре также сокращает срок службы обогреватели. Подогреватели жидкого и газового топлива обычно вырабатывают энергию на близком расстоянии. в два раза больше, чем у твердотопливных подогревателей.Когда есть сильная инверсия (т.е. низкий потолок) отапливаемый объем меньше, а обогреватели эффективнее при повышении температуры, если огонь не слишком большой (т.е. температура газов, выходящих из дымового нагревателя, должна быть около 635 ° C), чтобы нагретый воздух поднимается медленно. Работа нагревателя менее эффективна при слабой инверсии (т. Е. высокие потолки), потому что есть больший объем для обогрева. Больше мороза происходит повреждение краев, и необходимо больше нагревателей по краям, чтобы избежать это повреждение. В прошлом было широко распространено мнение, что дым полезен для защита от замерзания. Однако дым не помогает и загрязняет окружающей среды, и этого следует избегать.

    Распределение нагревателя должно быть относительно равномерным с большим количеством обогреватели на бордюрах, особенно с наветренной стороны и в низких холодных местах. Границы должны иметь минимум один обогреватель на два дерева на внешнем краю и внутри Первая строка.

    На подветренной границе рекомендуется один обогреватель на два дерева. также внутри второго ряда.Обогреватели на бордюрах, особенно с наветренной стороны, должны сначала зажгите, а затем осветите каждый четвертый ряд в саду (или каждый второй ряд при необходимости). Затем следите за температурой и зажигайте еще ряды обогреватели по мере необходимости. Обогреватели дороги в эксплуатации, поэтому они обычно используется в сочетании с ветряными машинами или в качестве пограничного тепла в сочетании с оросителями. См. Главу 7 для получения дополнительной информации о нагревателе. управление.

    Использование жидкотопливных подогревателей уменьшилось, так как цены на нефть и обеспокоенность по поводу загрязнения воздуха возросла.Жидкостные подогреватели требуют значительных трудозатраты на размещение, заправку и уборку в дополнение к капитальным затратам на обогреватели и топливо. Обратите внимание, что изолированные небольшие сады требуют большего количества обогревателей. чем большие сады или сады, окруженные другими охраняемыми садами.

    Рекомендации по топливу для осветительных обогревателей различаются по соотношению 1: 1 масло к бензину [бензину] до 8: 5 масло к бензину [бензину]. Ведра или буксируемые трактором цистерны, позволяющие заправлять две линии горелок одновременно используются для доливки нагревателей после заморозков.Когда прямо используется подогрев, для минимизации расхода топлива защита срабатывает сразу до достижения критических температур повреждения. Температура должна быть измерена в экране Стивенсона, в морозильном укрытии для фруктов или в жаберном щите, предотвращающем выдержка термометра в ясное небо.

    Трудозатраты на заправку жидкотопливных подогревателей высокие, поэтому централизованные системы распределения, использующие природный газ, жидкий пропан или жидкое топливо под давлением стало более популярным.В более сложных системах зажигание, скорость горения и закрытие также автоматизированы, в дополнение к распределение топлива. Капитальные затраты на установку централизованных систем высоки, но эксплуатационные расходы низкие. Пропановые нагреватели требуют меньше чистки и скорость горения легче контролировать, чем нагреватели, работающие на жидком топливе. Поскольку скорость горения меньше, требуется больше нагревателей (например, обычно около 100 на гектар дымовых обогревателей и около 153 гектаров пропановых обогревателей), но защита лучше, потому что чем больше нагревателей при меньшей скорости горения, тем больше эффективный.В тяжелых условиях бак подачи пропана может иногда замерзать. вверх, поэтому следует установить испаритель, чтобы предотвратить выход газопровода замораживание.

    Отношение излучения к общей выделенной энергии составляет 40 процентов. для сжигания твердого топлива по сравнению с 25% для сжигания жидкого топлива, поэтому твердое топливо более эффективно нагревает растения, особенно в ветреную погоду. условия. Основным недостатком твердого топлива является выделение энергии. уменьшается по мере использования топлива, поэтому выделение энергии становится ограниченным, когда это нужно больше всего.Еще один недостаток — твердое топливо трудно воспламеняется. поэтому их нужно начинать рано. Их также трудно потушить, поэтому топливо часто тратится впустую.

    Ветряные машины

    Ветровые машины обычно используют только 5-10 процентов топлива, потребляемого системой защиты мазутного подогревателя. Тем не менее начальные инвестиции высоки (например, около 20 000 долларов на машину). Ветровые машины обычно имеют более низкие требования к рабочей силе и эксплуатационные расходы, чем другие методы; особенно электрические ветряные машины.

    Большинство ветряных машин (или вентиляторов) выдувают воздух почти горизонтально, чтобы смешайте более теплый воздух наверху при инверсии температуры с более холодным воздухом рядом с поверхность. Они также разрушают микромасштабные пограничные слои на поверхности растений, который улучшает ощутимую теплопередачу от воздуха к растениям. Тем не мение, прежде чем вкладывать деньги в ветряные машины, обязательно выясните, есть ли инверсии между Высота 2,0 и 10 м — минимум 1,5 ° C или больше в самые морозы. ночи.

    Когда установлены электрические ветряные машины, производитель обычно требуется для оплаты «резервных» сборов энергетической компании, которые покрывают стоимость установки и обслуживания линии.Плата за резервное копирование оплачивается независимо от того, используются ветряные машины или нет. Ветряные машины внутреннего сгорания больше экономически эффективны, но требуют больше труда. Шум от ветряных машин большой проблема для производителей, выращивающих урожай вблизи городов и поселков, и это должно быть учитывается при выборе метода защиты от замерзания. Обычно один большой ветер на каждые 4,0-4,5 га необходима машина с источником мощности от 65 до 75 кВт. В влияние на температуру уменьшается примерно как обратный квадрат расстояние от башни, поэтому некоторое перекрытие защитных зон усилит защита.

    Ветряки обычно состоят из стальной башни с большим вращающийся двухлопастный вентилятор (диаметром от 3 до 6 м) в верхней части, установленный на оси наклонен примерно на 7 ° вниз от горизонтали в направлении башни. Обычно высота вентиляторов составляет около 10-11 м, и они вращаются примерно на 590-600 об. / Мин. Есть еще ветряки с четырехлопастными вентиляторами. Когда фанат работает, он всасывает воздух сверху и толкает его под небольшим углом вниз к башне и земле.Вентилятор также выдувает холодный воздух у поверхности вверх, и теплый воздух вверху и холодный воздух внизу смешиваются. В то же время что вентилятор работает, он вращается вокруг башни примерно с одним оборотом каждые три-пять минут. Уровень предоставляемой защиты зависит от незащищенная инверсионная сила. В целом повышение температуры на 2,0 м. высота, создаваемая вентиляторами, составляет около 30 процентов от силы инверсии от 2 м до 10 м в Q незащищенной культуре.Ветряные машины обычно запускается, когда температура воздуха достигает около 0 ° C. Ветер не рекомендуется использовать машины при ветре более 2,5 м. с -1 (8 км. ч -1 ) или при наличии переохлажденного тумана, который может привести к серьезному повреждению вентилятора, если лопасти обледенят.

    Вентиляторы, которые вертикально сбрасывают теплый воздух сверху, имеют обычно были неэффективными, и они могут повредить растения возле башни. Ветер машины, которые дуют вертикально вверх, доступны в продаже, и есть Были некоторые испытания машин.Однако опубликованных исследований не было. отчеты, найденные при подготовке этой книги.

    Вертолеты

    Вертолеты перемещают теплый воздух с высоты при температуре инверсия к более холодной поверхности. Площадь, покрываемая одним вертолетом, зависит от от размеров и веса вертолета, а также от погодных условий. Оцененный Площадь покрытия одним вертолетом колеблется от 22 до 44 га. Рекомендации по частоте прохождения варьируются от 30 до 60 минут, в зависимости от погодные условия.Слишком долгое ожидание между проходами позволяет растениям переохлаждение и волнение проезжающего вертолета могут вызвать неоднородные образование льда и привести к серьезным повреждениям. Происходит гетерогенное зародышеобразование льда. при переохлаждении воды (т.е. при температуре ниже 0 ° C) и посторонних материя или волнение вызывают образование льда. В случае вертолетов волнение может вызвать образование льда, если проходы слишком редки и растение температура ткани становится слишком низкой.

    Оптимальная высота полета обычно составляет от 20 до 30 м. скорость полета от 8 до 40 км ч -1 . Пилоты часто загружают вертолет опрыскивать баки с водой для увеличения веса и увеличения тяги. Под тяжелым заморозки с высокой инверсией, один вертолет может летать над другим для усиления нисходящая теплопередача. Подсветка термостата в верхней части Навес используются, чтобы помочь пилотам увидеть, где требуются пропуски. По бокам холмы, теплопередача распространяется вниз по склону после достижения поверхности, поэтому на верхней стороне растения обычно обеспечивает лучшую защиту.Рейсы остановился, когда температура воздуха с наветренной стороны от урожая поднялась выше критическая температура повреждения.

    Спринклеры

    Энергопотребление оросителей значительно меньше которые используются для защиты от замерзания с обогревателями, поэтому эксплуатационные расходы низкие по сравнению с обогревателями. Кроме того, потребность в рабочей силе меньше, чем для других методы, и это относительно не загрязняет окружающую среду. Основные недостатки использования спринклеры — это высокая стоимость установки и требуется большое количество воды.Во многих случаях ограниченная доступность воды ограничивает использование спринклеров. В других случаях чрезмерное использование может привести к переувлажнению почвы, что может вызвать корневые проблемы, а также препятствуют выращиванию и другому управлению. Питательный выщелачивание (в основном азота) является проблемой, когда использование спринклерных частый.

    Секрет защиты от обычного перенапряжения разбрызгиватели должны часто повторно поливать воду в достаточном количестве, чтобы предотвратить слишком низкое падение температуры тканей растения между импульсами вода.Идея невращающихся оросителей, предназначенных для того, чтобы непрерывно поливайте воду с более низкой нормой расхода, но с целью достижения меньшего площадь поверхности. Идея обычных дождевателей, устанавливаемых под растение, состоит в том, чтобы применять поливайте с частотой и нормой внесения, которые сохраняют поверхность земли температура около 0 ° C. Это увеличивает длинноволновое излучение и ощутимое тепло. перенос на растения относительно незащищенного урожая. Для подкормки микропринклеры, которые применяют меньше воды, чем обычные спринклеры, цель держать только землю под растениями при температуре около 0 ° C, чтобы концентрировать и усиливать излучение и явную теплопередачу вверх в растения.

    Обычное превышение завода дождеватели

    Дождевание над растениями используется для защиты низкорослых растений. посевы и лиственные плодовые деревья с прочными ветвями лесов, которые не ломаются под тяжестью ледяной нагрузки. Он редко используется на субтропических деревьях (например, цитрусовые), за исключением молодых лимонов, которые более гибкие. Даже во время адвекции заморозки, опрыскивание растений обеспечивает отличную защиту от замерзания вплоть до -7 ° C, если нормы внесения достаточны и униформа.В ветреную погоду или когда температура воздуха падает настолько, что норма расхода недостаточна для подачи большего количества тепла, чем теряется испарение, метод может нанести больший ущерб, чем незащищенный обрезать. Недостатком этого метода является то, что спринклерный ороситель может серьезно повредить система выходит из строя, метод требует больших затрат воды, ледяная нагрузка может вызвать повреждение ветвей и заболевание корней могут быть проблемой в плохо дренированных почвы.

    Требования к норме внесения для оросителей с надуванием различаются. для обычных вращающихся, регулируемых оросителей или спринклеров небольшого объема.В виде пока на растениях есть смесь жидкого льда, с которой капает вода. сосульки, покрытые оболочкой части растения будут защищены. Однако если неадекватный используется интенсивность осадков или если скорость вращения оросителей слишком велика. медленно, вся вода может замерзнуть, а температура покрытых льдом растений может опускаться до более низких температур, чем незащищенные растения.

    Обычные спринклерные системы, устанавливаемые над заводом, используют стандартные ударные дождеватели для полного увлажнения растений и почвы сельскохозяйственных культур.Более крупные растения имеют большая площадь поверхности, поэтому для высоких растений требуется более высокая норма расхода, чем для для невысоких растений. Чтобы разбрызгиватели с избыточным количеством растений были эффективны, части растения необходимо покрыть водой и повторно смачивать каждые 30-60 секунд. Более длинное вращение ставки требуют более высоких норм внесения. Кроме того, более крупным растениям требуется больше воды. для покрытия растений. См. Таблицу 2.1 для руководящих указаний по нормам внесения для различные растения.

    Важно избегать равномерности распределения дождевателей. недостаточное покрытие, которое может привести к повреждению.Если известно, что холодный воздух дрейфует в определенном направлении, увеличивая плотность оросителей на подветренной стороне урожай или даже в открытом поле с наветренной стороны от урожая могут улучшить защиту. В большинстве случаев оросительные головки следует устанавливать на высоте 30 см или выше. верхняя часть навеса, чтобы растения не блокировали распыление. На мороз защиты, часто используются специально разработанные пружины, которые защищены ограждение для предотвращения обледенения головок. Чистые фильтры необходимы, чтобы быть уверенным что система работает правильно, особенно когда вода в реке или лагуне использовал.

    ТАБЛИЦА 2.1
    Нормы внесения для верхнего дождевателя защита высокорослых (фруктовые и виноградные) и низкорослых (полевые и пропашные) посевов в зависимости от от минимальной температуры и скорости вращения, для скорости ветра от 0 до 2,5 м с -1

    МИНИМАЛЬНАЯ ТЕМПЕРАТУРА

    ВЫСОКИЕ КУЛЬТУРЫ

    КОРОТКИЕ КУЛЬТУРЫ

    ° С

    30 с вращение мм ч -1

    60 с вращение мм ч -1

    30 с вращение мм ч -1

    60 с вращение мм ч -1

    -2.0

    2,5

    3,2

    1,8

    2,3

    -4,0

    3,8

    4,5

    3,0

    3,5

    -6,0

    5.1

    5,8

    4,2

    4,7

    ПРИМЕЧАНИЕ: Норма внесения составляет около 0,5 мм. h -1 ниже для ветра и примерно на 0,5 мм h -1 выше для ветра скорости около 2,5 м с -1 . Нормы «короткого урожая» охватывают поля и рядки. посевы с навесами, размером с клубнику. Более высокие полевые и пропашные культуры (например, картофель и помидоры) требуют промежуточных норм внесения.

    Запуск и остановка оросителей

    Спринклеры с избыточным количеством растений следует запускать, когда температура выше критической ( T c ) температуры. Запуск, когда температура по влажному термометру достигает 0 ° C, менее опасен и может быть благоразумным, если нет проблем с нехваткой воды, переувлажнением или обледенением загрузка. Даже если на растения светит солнце и температура воздуха выше 0 ° C, разбрызгиватели нельзя выключать, если не температура, измеренная с наветренной стороны от урожая, превышает критическое значение температура.Если переувлажнение почвы или нехватка воды не проблема, позволяя температуре смоченного термометра немного превышать 0 ° C перед включением отключение спринклеров добавляет дополнительную меру безопасности.

    Температуру смоченного термометра можно измерить непосредственно с помощью психрометром (рис. 3.9) или по точке росы и по воздуху. температуры. Измерения температуры по влажному термометру описаны в главе 3. A простое и недорогое измерение точки росы выполняется с помощью термометра, блестящая банка, вода, соль и лед (рис.7.11). Сначала налейте немного подсоленной воды в блестящая банка. Затем начните добавлять в банку кубики льда, помешивая смесь. с термометром. Следите за внешней стороной банки, чтобы увидеть, когда конденсируется вода. или отложения льда на поверхности. Сразу считайте температуру термометра когда образуется вода или лед. Посветив фонариком (карманным фонариком) на банку поверхность поможет вам увидеть воду или лед и прочитать термометр. В очень холодных и сухих условиях может потребоваться больше соли и льда, чтобы добраться до температура льда или точка росы.Есть небольшая разница между ледяной точкой и температуры точки росы (объяснено в главе 3), но для оценки спринклера при запуске и остановке температуры воздуха есть незначительная ошибка, если предположить, что они равный.

    ТАБЛИЦА 2.2
    Диапазон минимального пускового и остановочного воздуха температуры (° C) для защиты от замерзания с помощью спринклеров в зависимости от температура по влажному термометру и точка росы (° C)

    ТЕМПЕРАТУРА ТОЧКИ РОСЫ

    ТЕМПЕРАТУРА СМАЗКИ (° C)

    ° С

    -3.0

    -2,5

    -2,0

    -1,5

    -1,0

    -0,5

    0,0

    0.0













    0,0

    0.0

    -1,0









    -1,0

    -0,9

    -0.2

    -0,1

    0,6

    0,7

    -2,0





    -2,0

    -1.8

    -1,2

    -0,8

    -0,4

    -0,2

    0,4

    0,6

    1,2

    1.4

    -3,0

    -3,0

    -2,7

    -2,2

    -1,9

    -1,4

    -1,1

    -0.6

    -0,3

    0,2

    0,5

    1,0

    1,3

    1,8

    2,1

    -4.0

    -2,5

    -2,1

    -1,7

    -1,4

    -0,9

    -0,6

    -0,1

    0.2

    0,7

    1,0

    1,5

    1,8

    2,3

    2,6

    -5,0

    -2.0

    -1,6

    -1,2

    -0,8

    -0,4

    0,0

    0,4

    0,8

    1.2

    1,6

    2,0

    2,4

    2,8

    3,2

    -6,0

    -1,5

    -1.1

    -0,7

    -0,3

    0,1

    0,5

    0,9

    1,4

    1,7

    2.1

    2,5

    2,9

    3,3

    3,7

    -7,0

    -1,1

    -0,6

    -0.3

    0,2

    0,5

    1,0

    1,3

    1,8

    2,1

    2,6

    2.9

    3,4

    3,7

    4,2

    -8,0

    -0,7

    -0,2

    0,1

    0.6

    0,9

    1,4

    1,7

    2,2

    2,5

    3,0

    3,3

    3.8

    4,1

    4,8

    -9,0

    -0,3

    0,3

    0,5

    1,1

    1.3

    1,9

    2,1

    2,7

    2,9

    3,5

    3,7

    4,3

    4.5

    5,1

    -10,0

    0,1

    0,7

    0,8

    1,5

    1,6

    2.3

    2,4

    3,1

    3,2

    3,9

    4,0

    4,7

    4,9

    5.6

    ПРИМЕЧАНИЕ. Выберите температуру по влажному термометру выше (выше, чем) критическая температура повреждения вашего урожая и найдите соответствующий столбец. Затем выберите строку с правильной температурой точки росы. и прочтите соответствующую температуру воздуха в таблице, чтобы включить спринклеры включены или выключены. Используйте более низкие температуры воздуха на низких высотах (0-500 м). и повышаются до более высоких температур на больших высотах (1500-2000 м).

    После измерения температуры точки росы запуск и останов температуры воздуха находятся с использованием критической ( T c ) температуры для вашей культуры, температуры точки росы и Таблицы 2.2. Для более точного информацию см. в таблицах 7.5 и 7.6 и в соответствующем обсуждении в главе 7.

    Нормы внесения дождеванием

    Требуемая норма расхода для полива растений с обычными оросителями зависит от скорости вращения, скорости ветра и незащищенная минимальная температура.В таблице 2.1 представлены наиболее часто используемые приложения. ставки для высоких и низкорослых культур. Как для высоких, так и для коротких культур приложение темпы увеличиваются со скоростью ветра, и они выше для более медленного вращения ставки.

    Если есть прозрачная смесь жидкого льда, покрывающая растения и вода капает со льда, то нормы внесения достаточны, чтобы предотвратить повреждение. Если вся вода замерзла и приобрела молочно-белый цвет как изморозь, тогда норма расхода слишком мала для погодных условий.Если нормы внесения недостаточны для покрытия всей листвы, тогда это может привести к повреждению недостаточно увлажненных частей растения. Под ветрено, условия сильного испарения, несоответствующие нормы внесения могут привести к увеличению повреждения, чем если бы спринклеры не использовались.

    Целевые оросители над посевами

    Использование микропринклеров с направленным надуванием было изучено как метод снижения нормы внесения для спринклеров с чрезмерным количеством растений, но установка затраты высоки, и этот метод не получил широкого распространения среди производителей, за исключением тем, у кого проблемы с водным дефицитом.Целевые оросители распыляют воду непосредственно на растения, с минимальным попаданием воды между растениями ряды. Большим преимуществом использования спринклеров направленного действия является то, что обычные оросители часто имеют норму внесения от 3,8 до 4,6 мм h -1 , тогда как спринклеры целевого назначения обычно имеют норму внесения от 2,8 до 3,1 мм. h -1 . В ветреную погоду из-за неравномерного нанесения целевые нормы расхода дождевателя выше 3.1 мм h -1 может быть необходимо для защиты посевов. В одном исследовании по использованию целевых оросителей более виноградных лоз, экономия воды составила 80 процентов по сравнению с обычными оросители.

    При испытаниях на сельскохозяйственных предприятиях система малого объема применялась приблизительно 140 литров мин. -1 га -1 , по сравнению с производителем обычная система применения от 515 до 560 литров мин -1 га -1 виноградной лозе во время двух радиационных морозов.Во-первых год, незащищенная минимальная температура составляла -3,9 ° C, но никакой разницы в нагрузка на посевы или вес обрезки наблюдались между целевым и обычные системы. На второй год за одну ночь наблюдалась -5,8 ° C. и некоторые из головок ударных оросителей замерзли и перестали вращаться. Мороз потери от повреждений были одинаковыми как в обычном, так и в спринклерном оросителе малого объема блоки. Гровер указал на важность ориентации невращающегося оросительные головки для равномерного покрытия виноградных рядов.Следовательно, потребность в рабочей силе высока. Также было важно запускать и останавливать спринклеры, когда температура по влажному термометру была выше 0 ° C.

    Дождеватели над покрытыми посевами

    Обрызгивание покрытых культур в теплицах и рамах обеспечивает значительную защиту. Уровни защиты от 2,4 ° C до 4,5 ° C при норме расхода 7,3 мм в час -1 над застекленными растениями. Посыпка 10 мм h -1 на пластик теплицы во время заморозков наблюдались, чтобы поддерживать температуру внутри к 7.На 1 ° C выше, чем снаружи. Энергопотребление составляло около 20 процентов от энергия, использованная в идентичной пластиковой теплице, нагретой до такой же разница температур.

    Под дерево обыкновенное оросители

    дождеватели под дерево обычно используются для защиты от замерзания лиственных древесных культур в регионах, где минимальные температуры не слишком низкая и требуется лишь несколько степеней защиты. Помимо нижнего стоимость монтажа и эксплуатации, также можно использовать систему для полива, с меньшим количеством проблем с болезнями и более низкой стоимостью, поэтому он имеет несколько преимуществ по сравнению с дождевателями с чрезмерным количеством растений.Поломка конечностей из-за ледовой нагрузки, кислорода почвы нехватка и отказ спринклерной системы — меньшая проблема из-за недостаточного роста растений. спринклерные системы, имеющие меньшую норму внесения (от 2,0 до 3,0 мм h -1 ) требования.

    После запуска спринклеры должны работать непрерывно. без секвенирования. Если подача воды ограничена, поливайте наиболее морозостойкие районы или районы с наветренной стороны от незащищенных садов. Хорошая однородность нанесения улучшает защиту.Перемещаемые вручную спринклерные системы не должны останавливаться и переехал морозной ночью. Однако в условиях мягкого мороза ( T n > -2,0 ° C), чтобы покрыть большую площадь спринклера строки могут быть размещены в каждой второй строке, а не в каждой строке. От умеренного до сильные морозы, возможно, потребуется более близкое расстояние между дождевальными линиями.

    Несколько исследователей обнаружили, что покровные культуры полезны для защита при использовании дождевателей под деревом для защиты от замерзания.Этот Рекомендация частично основана на том, что наличие покровной культуры обеспечивает большую площадь поверхности для замерзания воды и, следовательно, больше тепла будет вышел. Рекомендация также частично основана на том, что высота смесь жидкого льда и, следовательно, высота, на которой температура поверхности поддерживается при 0 ° C, ближе к почкам, цветам, фруктам или орехи, которые охраняются. Сложность получения покровной культуры заключается в том, что хотя может быть дополнительная защита, если и когда система используется, также более вероятно, что активная защита потребуется, если покровная культура настоящее время.Там, где водные и энергетические ресурсы ограничены, а заморозки случаются нечасто, было бы разумнее удалить покровные культуры и уменьшить потребность в активных защита. В климате с обычными морозами и достаточными ресурсами для работы дождевателей под посевами, тогда поддержание покровных культур может улучшить защита. Однако потребление энергии и воды увеличится.

    Подземные микропринклеры

    В последние годы подрастительные микропринклеры стали становятся все более популярными среди производителей для орошения и проявляют интерес к их использованию для последовала защита от замерзания.Большую защиту обеспечивает покрытие большего размера. участок с полной спринклерной системой; однако при использовании микропринклеров вода размещается под растениями, где радиация и конвекция более полезны чем вода, помещенная между рядами культур. Однако, если вы распределите такое же количество воды на большей площади, лед, вероятно, остынет больше, чем если бы вода сосредоточены на меньшей площади. Опять же, лучшая практика — обеспечить достаточное количество воды, чтобы покрыть как можно большую площадь, и убедитесь, что есть смесь жидкого льда на поверхности в наиболее вероятных наихудших условиях происходить.

    Капельное орошение

    Иногда системы капельного орошения используется для защиты от замерзания с различными результатами. Любая польза от применения воды происходит в основном из-за замерзания воды на поверхности, которая выделяет скрытое тепло. Однако, если скорость испарения высока, возможно, что больше энергии может быть теряется на испарение воды, чем получается в процессе замораживания. Из-за большое разнообразие компонентов системы и норм внесения, трудно сделать обобщения об эффективности систем с малым объемом.Следует знать что эксплуатация маломощной системы в условиях мороза может привести к повреждению система орошения при сильных морозах. Нагрев воды уменьшит шансы на повреждение и обеспечивают большую защиту. Однако нагрев может не производиться. экономически эффективным.

    Подземные оросители с подогревом вода

    Некоторые исследователи предположили, что замерзание воды на поверхность для высвобождения скрытой теплоты плавления обеспечивает мало ощутимого тепла для воздуха.Из-за низкой траектории распыления под растения испарение снижается по сравнению с системами с избыточным количеством растений, а предварительный подогрев воды может обеспечить некоторую польза для дождевателей под растения. Применяя воду, нагретую до 70 ° C, с сообщалось, что под дождевателями в цитрусовом саду повышается температура в среднем на 1–2 ° C. Где доступна недорогая энергия или вода ограничена, или и то, и другое, используя экономичную систему отопления для подогрева воды до около 50 ° C рекомендуется для снижения требуемых норм расхода.Однако те же преимущества можно получить, увеличив норму внесения. от 2,0 мм h -1 до 2,6 мм h -1 , поэтому увеличение норма внесения может быть более рентабельной, если вода не ограничение.

    Поверхностное орошение

    Паводковое орошение

    В этом методе вода подается на поле и нагревается от вода попадает в воздух при охлаждении. Однако эффективность снижается по мере того, как вода со временем остывает.Частичное или полное погружение толерантных растений допускается. возможный; однако болезнь и удушье корня иногда являются проблемой. В Метод лучше всего подходит для низкорослых деревьев и виноградных культур в условиях радиации. заморозки.

    Из-за относительно низкой стоимости паводкового орошения, экономические выгоды от его использования высоки, и метод обычно используется во многих странах. Может быть достигнута степень защиты до 3-4 ° C этим методом, если орошение проводится до наступления заморозков.Глубина вода для применения зависит от баланса энергии в ночное время и воды температура. В таблице 2.3 приведена оценка глубины применения в зависимости от функции. максимальной температуры воды в день, предшествующий морозу.

    ТАБЛИЦА 2.3
    Глубина ( d ) в миллиметрах паводка поливная вода для защиты от замерзания, соответствующая максимальному температура воды (T wx ) в ° C накануне заморозков ночь

    T wx (° C)

    35

    30

    25

    20

    15

    10

    d (мм)

    42

    50

    60

    74

    100

    150

    Полив по бороздам

    Полив по бороздам обычно используется для защиты от замерзания и основные концепции аналогичны паводковому орошению.Борозды лучше всего работают, когда формируется вдоль капельной линии рядов цитрусовых деревьев, где воздух нагревается бороздами вода переходит вверх в листву, которая нуждается в защите, а не под деревьями, где воздух обычно теплее, или посередине между ряды, где воздух поднимается, не задевая деревья. Борозды должны быть порядка 0,5 м шириной, примерно половина ширины обращена к небу и половина под юбками под елку. Для лиственных деревьев вода должна течь под деревьями. где теплый воздух будет подниматься вверх к теплым бутонам, цветам, фруктам или орехам.Борозды должны быть под деревьями и шириной от 1,0 до 1,5 м, но не должны выходите за пределы капельной линии.

    Полив по бороздам следует начинать достаточно рано, чтобы вода достигает конца поля до того, как температура воздуха упадет ниже критическая температура повреждения. Скорость потока зависит от нескольких факторов, но он должен быть достаточно высоким, чтобы минимизировать образование льда на бороздах. Холодно сточные воды не должны использоваться повторно. Нагревать воду полезно, но это может быть или не быть рентабельным, в зависимости от капитала, энергии и рабочей силы расходы.

    Пенопласт

    Было показано, что применение пенопласта увеличивает минимальная температура на листовой поверхности низкорослых культур на целых 10 ° C над незащищенными культурами. Однако широкого распространения метод не получил. производителями из-за стоимости материалов и рабочей силы, а также проблем с покрытие больших площадей в короткие сроки из-за неточности прогнозов заморозков. Когда нанесенный, пена предотвращает потери радиации от растений и улавливает энергию ведется вверх от почвы.Защита лучше всего в первую ночь, и это уменьшается со временем, потому что пена также блокирует энергию для обогрева растений и почва в течение дня, и со временем она разрушается. Смешивание воздуха и жидкости материалы в правильной пропорции для создания множества маленьких пузырей — вот секрет генерирующая пена с низкой теплопроводностью. Более подробная информация о использование пенопласта описано в главе, посвященной активной защите. методы.

    Комбинированные методы

    Подземные оросители и ветряные машины машины

    Допускается использование подкормочных оросителей с малыми углами траектории в сочетании с ветряными машинами для защиты от замерзания.Добавление ветра машины могут потенциально повысить защиту до 2 ° C по сравнению с только дождеватели под растения, в зависимости от конструкции системы и погодных условий. Помимо тепла, выделяемого каплями воды, вылетающими из оросители опускаются на землю, замерзающая вода на земле выделяет скрытое тепло и согревает воздух у поверхности. В то время как этот нагретый воздух естественным образом переносит по всему урожаю использование ветряных машин с дождевателями улучшит передача тепла и водяного пара в перемешанном слое воздуху и растениям.Обычно производители сначала запускают более дешевые дождеватели, а затем включают ветряные машины, если требуется дополнительная защита. В отличие от использования обогревателей с ветром спринклерные головки возле ветряной машины можно оставить работающими. Поскольку использование ветряных машин искусственно увеличивает скорость ветра, скорость испарения выше, и нельзя использовать ветряные машины, если спринклеры намочите растения.

    Поверхностное орошение и ветер машины

    Комбинация ветряных машин и поверхностного орошения широко практикуется в Калифорнии и других регионах США, особенно в цитрусовые сады.Фермеры обычно начинают с поверхностной воды и включают позже ветряные машины для дополнительной защиты при необходимости. Как с подрастением оросители, ветряные машины облегчают перенос в воздух и деревья тепло и водяной пар выделяются из воды в смешанном слое.

    Комбинация обогревателей и ветра машины

    Комбинация ветряных машин и обогревателей улучшает морозостойкость защита одним из методов (например, ветряная машина с 50 нагревателями на гектар примерно равно 133 обогревателям на гектар).Типичный Комбинированная система включает ветряную машину мощностью 74,5 кВт с примерно 37 равномерно расположенными стеками обогревателей на гектар, без обогревателей в пределах 30 м от ветряной машины. Так как вентилятор и обогреватель втягивают холодный воздух у земли на внешний край защищаемой зоны, разместив больше обогревателей на внешнем крае согревает приток холодного воздуха. Один обогреватель на каждые два дерева по внешнему краю и внутри первого ряда рекомендуется. Нагреватели могут быть широко разнесены в пределах зоны воздействия каждой ветряной машины.Так же должен быть один обогреватель на каждые два дерева во втором ряду с наветренной стороны урожая. В сначала должны быть запущены ветряные машины, а обогреватели зажжены, если температура продолжает падать.

    Спринклеры и обогреватели

    Хотя исследовательской литературы по использованию спринклеры и обогреватели в сочетании, метод был использован. Это было сообщил, что фермер использовал круглые металлические снегоходы, установленные горизонтально на полюс около 1.5 м над каждым нагревателем, чтобы вода не погасила обогреватель. Вначале запускались обогреватели и запускались спринклеры, если температура воздуха упала слишком низко. Эта комбинация уменьшила скопление льда на растения, а в некоторые ночи и дождеватели не требовались.

    Прогнозирование и мониторинг

    Прогнозирование минимальной температуры и как температура может измениться в течение ночи, полезно для защиты от замерзания, потому что это помогает производителям решать, нужна ли защита и когда запускать свои системы.Первый проконсультируйтесь с местными метеорологическими службами, чтобы узнать, доступны ли прогнозы. Погода сервисы имеют доступ к значительно большему объему информации и используют синоптические и / или мезомасштабные модели для предоставления региональных прогнозов. Местный (микромасштаб) прогнозы обычно недоступны, если они не предоставлены частным прогнозом Сервисы. Следовательно, модель эмпирического прогноза «FFST.xls», которую легко откалиброван для местных условий, включен в эту книгу. Модель использует исторические записи температуры воздуха и точки росы за два часа после захода солнца и наблюдаемые минимальные температуры для разработки коэффициентов регрессии для конкретных участков необходимо для точного прогнозирования минимальной температуры в течение определенного периода года.Эта модель будет работать только во время морозов радиационного типа в участки с ограниченным отводом холодного воздуха. Процедура построения регрессии коэффициенты и как использовать программу FFST.xls описаны в главе 5.

    Другая прикладная программа — FTrend.xls — включена в эта книга для оценки тенденции температуры, начиная с двух часов после захода солнца до достижения прогнозируемой минимальной температуры на восходе солнца на следующее утро. Если вводится температура точки росы через два часа после захода солнца, FTrend.xls также вычисляет тренд температуры по влажному термометру в ночное время. Мокрая лампочка Температурный тренд полезен, чтобы определить, когда запускать и останавливать оросители. FTrend.xls объясняется в главе 5.

    Вероятность и риск

    Вероятность и риск повреждения являются важным фактором принятие решений по защите от замерзания. Некоторые аспекты вероятности и риска и компьютерные приложения представлены в главе 1 тома II.

    Экономическая оценка защиты методы

    Глава 2 Тома II обсуждает экономику различных методы защиты от замерзания и представлена ​​прикладная программа, помогающая оценить экономичность всех основных методов защиты.

    Соответствующие технологии

    Хотя в этой книге представлена ​​информация о наиболее известных методы защиты от замерзания, подходит ли метод, зависит от много факторов. Глава 8 обсуждает, какие методы используются в настоящее время, и обсуждает какие технологии уместны в странах с ограниченными ресурсами.


    Agronomy eUpdate 25 февраля 2021 г .: выпуск 841

    доля Твитнуть Электронное письмо


    Недавние холода в Канзасе и окружающих штатах вызвали некоторый интерес к взаимосвязи между температурой воздуха и температурой почвы.В некоторых районах Канзаса температура воздуха ниже нуля подряд наблюдалась более 240 часов подряд. Несмотря на низкие температуры воздуха до -30 ° F, минимальная недельная температура почвы на высоте 2 дюймов в Канзасе оставалась от 15 до 32 ° F (рис. 1). Эта разница между температурами почвы и воздуха сложна и обусловлена ​​взаимодействием множества факторов.


    Рисунок 1 . Минимальные еженедельные температуры почвы на глубине 2 дюйма, зафиксированные Kansas Mesonet (mesonet.ksu.edu/agriculture/soiltemp).


    Свойства почвы, контролирующие изменения температуры почвы

    Существует множество взаимодействующих факторов, которые контролируют колебания температуры почвы. Электропроводность — это преобладающий способ передачи тепла в почвах. Проводимость — это то, как нагревается ручка сковороды на плите. Электропроводность во многом определяется двумя другими свойствами почвы: теплоемкостью и теплопроводностью . Проще говоря, теплоемкость — это количество энергии, необходимое для повышения температуры вещества (например,г. вода или частицы почвы) на 1 градус Цельсия. Частицы почвы обладают низкой теплоемкостью, а теплоемкость воды относительно высока. Это означает, что сухие почвы легче нагреваются или охлаждаются, чем более влажные. Сухие почвы также склонны к большим колебаниям температуры по сравнению с более влажными почвами. Почвы разной текстуры (песчаные или глинистые) имеют одинаковую теплоемкость в сухом состоянии, но из-за сильного влияния текстуры почвы на запасы воды в почве существует сильное косвенное влияние класса текстуры почвы на теплоемкость через его влияние на почву. статус влажности.Короче говоря, почвенная вода является основным фактором регулирования теплоемкости.

    Возможно, менее очевидным фактором, способствующим относительно теплым температурам почвы по сравнению с низкими температурами воздуха, является тепловой поток из более глубоких слоев почвы. Во время этого длительного периода холода тепло из глубины профиля, вероятно, проводилось вверх, обратно к поверхностному слою. Это явление во многом обусловлено теплопроводностью почвы. Теплопроводность почвы представляет собой способность почвы проводить (или перемещать) тепло.Как и теплоемкость, теплопроводность сильно зависит от влажности почвы. Сухая почва менее проводящая, чем влажная.

    Растительный покров, растительные остатки и снежный покров

    Kansas Mesonet фокусируется на получении измерений температуры почвы с использованием стандартизированного подхода, включая выбор места, датчики, глубину зондирования и процедуры установки. В результате все датчики расположены под естественным травяным покровом и скашиваются дважды в год. За некоторыми исключениями, например, там, где практически невозможно создать травяной покров, все датчики температуры почвы расположены примерно в восьми футах к югу от главной метеостанции.

    При аналогичных условиях влажности почвы датчики под обнаженной почвой обычно показывают более высокие температуры почвы в дневное время и более низкие температуры в ночное время, что приводит к большим колебаниям температуры по сравнению с датчиками под травяным покровом или растительным покровом. Кроме того, ровный слой снега может защитить землю от холода. Снег — один из лучших изоляционных материалов в природе, поскольку он содержит большую часть воздушного пространства, которое создает высокое сопротивление тепловому потоку.

    Изучение пожнивных остатков было проведено недалеко от Москвы, штат Канзас, в 2009-2010 годах аспирантом Ником Айде, и оно кратко представлено на Рисунке 2. Остатки кукурузы либо оставались на поле (сохранялись), либо измельчались, сгребались и упаковывались в тюки (удалялись). Измерения температуры почвы производились на глубине 2 дюйма, тип почвы — мелкосуглинистый супесок Bigbow. Следует отметить, что значения влажности почвы между сохраненными и удаленными участками отличались друг от друга только 8 дней из 120. Другими словами, влажность почвы была примерно одинаковой (данные не показаны).Кроме того, состав почвы и содержание органического вещества почвы были одинаковыми на всех участках. Вывод из данных, показанных на Рисунке 2, заключается в том, что растительные остатки помогли изолировать почву от колебаний температуры воздуха. После удаления остатков почва зимой остывала и нагревалась.

    Рисунок 2. Растительные остатки изолируют почву от колебаний температуры воздуха. Там, где есть растительные остатки, почва остывает и нагревается медленнее.Данные, собранные на глубине 5 см (2 дюйма) в мелкосуглинистой почве Bigbow под Москвой, штат Канзас, зимой 2009-2010 гг. Ником Айде, аспирантом кафедры агрономии.


    Историческая перспектива резкого похолодания в феврале 2021 г.

    Канзасу повезло, что у него есть база данных температуры почвы до 1987 года для двенадцати метеостанций. В контексте последних 30 с лишним лет недавнее похолодание установило новые рекордные минимумы за последние три дня (13, 14 и 15 февраля).И Колби (рис. 3), и Hutchinson 10SW (рис. 4) испытали аналогичные условия из-за широкомасштабного характера этого явления. Средняя температура почвы Колби во второй половине декабря и большей части января колеблется около отметки нуля. Это результат вышеупомянутых условий, делающих 32 ° F таким трудным порогом для преодоления. Средняя температура почвы по Хатчинсону чуть выше точки замерзания. Кроме того, все тридцать лет ни одна из станций не находилась под травой. Кое-где в начале 1990-х годов были либо голая почва, либо редкий травяной покров.Следовательно, многие из самых низких значений в этой климатологии могут иметь холодный уклон. Это подтверждает, насколько сильными были недавние низкие температуры почвы и насколько редкими были вспышки холода по сравнению с недавней историей.


    Рис. 3. Климатические данные (дневные максимальные, минимальные и средние двухдюймовые температуры почвы) на мезонете Колби с 1987 года по сравнению с текущим, 2021 годом.


    Рисунок 4.Климатические данные (дневные максимальные, минимальные и средние двухдюймовые температуры почвы) на мезонете Hutchinson 10SW с 1987 года по сравнению с текущим, 2021 годом.

    И в Хатчинсоне, и в Колби повышение температуры и солнечной радиации в конце февраля и начале марта дает начало нормальной тенденции к более теплым условиям. К этому времени в следующем месяце условия начинают приближаться к отметке 50 ° F в южном Канзасе, и окно посадки начинает открываться. К счастью, прогнозы прогнозируют повышение температуры в марте, что должно помочь избежать еще одного катастрофического похолодания.

    Обязательно следите за температурой почвы по мере приближения весны и мыслей о посеве яровых пропашных культур. Вы можете получить доступ к странице температуры почвы в Mesonet по адресу: https://mesonet.k-state.edu/agriculture/soiltemp/

    .

    Артикул:

    Ihde, Николас. 2011. Влияние удаления остатков на качество почвы на юго-западе Канзаса. РС. Тезис. Канзасский государственный университет. http://hdl.handle.net/2097/8755

    Кристофер «Чип» Редмонд — Канзасская Mesonet
    christopherredmond @ ksu.edu

    Мэри Кнапп — Библиотека метеорологических данных
    [email protected]

    ДеАнн Пресли, специалист по почвопользованию
    [email protected]

    Андрес Патриньяни — Процессы почвенных вод, Департамент агрономии
    [email protected]

    Теги: почва влажность почвы температура почвы растительные остатки температуры замерзания

    Ответы микробных сообществ почвы на циклы замораживания-оттаивания в лесах умеренного пояса Китая | Экологические процессы

  • Ade LJ, Hu L, Zi HB, Wang CT, Lerdau M, Dong SK (2018) Влияние снежного покрова на почвенные бактерии альпийских лугов на Цинхай-Тибетском плато Китая.Катена 164: 13–22. https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.01.004

    CAS Статья Google Scholar

  • Agnelli A, Ascher J, Corti G, Ceccherini MT, Nannipieri P, Pietramellara G (2004) Распределение микробных сообществ в профиле лесной почвы, исследованное с помощью микробной биомассы, почвенного дыхания и DGGE общей и внеклеточной ДНК. Почвенная биол. Биохим. 36 (5): 859–868. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2004.02.004

    CAS Статья Google Scholar

  • Эллисон В.Дж., Кондрон Л.М., Пельтцер Д.А., Ричардсон С.Дж., Тернер Б.Л. (2007) Изменения активности ферментов и микробного состава почвы по градиентам углерода и питательных веществ в хронопоследовательности Франца-Иосифа, Новая Зеландия.Soil Biol Biochem 39 (7): 1770–1781. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2007.02.006

    CAS Статья Google Scholar

  • Allison SD, LeBauer DS, Ofrecio MR, Reyes R, Ta A-M, Tran TM (2009) Низкие уровни добавления азота стимулируют разложение бореальными лесными грибами. Почвенная биология и биохимия 41 (2): 293–302. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2008.10.032

    CAS Статья Google Scholar

  • Барнард Р.Л., Осборн, Калифорния, Файерстоун М.К. (2013) Ответы почвенных бактериальных и грибных сообществ на сильное высыхание и повторное заболачивание.ISME J 7 (11): 2229–2241. https://doi.org/10.1038/ismej.2013.104

    CAS Статья Google Scholar

  • Бехманн М.Э., Клейнман П.Я., Шарпли А.Н., Сапорито Л.С. (2005) Влияние замораживания-оттаивания на потерю фосфора в стоках с навозных и уловистых почв. J Environ Qual 34 (6): 2301–2309. https://doi.org/10.2134/jeq2004.0415

    CAS Статья Google Scholar

  • Блум А.Дж., Чапин Ф.С., Муни Х.А. (1985) Ограничение ресурсов в растениях — экономическая аналогия.Annu Rev Ecol Syst 16 (1): 363–392. https://doi.org/10.1146/annurev.es.16.110185.002051

    Статья Google Scholar

  • Bouskill NJ, Lim HC, Borglin S, Salve R, Wood TE, Silver WL, Brodie EL (2013) Предварительное воздействие засухи повышает устойчивость бактериальных сообществ почв тропических лесов к продолжительной засухе. ISME J 7 (2): 384–394. https://doi.org/10.1038/ismej.2012.113

    CAS Статья Google Scholar

  • Brookes PC, Powlson DS, Jenkinson DS (1982) Измерение фосфора микробной биомассы в почве.Почвенная биология, биохимия 14 (4): 319–329. https://doi.org/10.1016/0038-0717(82)-3

    CAS Статья Google Scholar

  • Brookes PC, Landman A, Pruden G, Jenkinson DS (1985) Фумигация хлороформом и выброс почвенного азота: метод быстрой прямой экстракции для измерения азота микробной биомассы в почве. Soil Biol Biochem 17 (6): 837–842. https://doi.org/10.1016/0038-0717(85)

    -0

    CAS Статья Google Scholar

  • Buée M, Reich M, Murat C, Morin E, Nilsson RH, Uroz S, Martin F (2009) 454 Пиросеквенирование лесных почв показывает неожиданно высокое разнообразие грибов.Новый Фитол. 184 (2): 449–456. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2009.03003.x

    CAS Статья Google Scholar

  • Bünemann EK, Oberson A, Liebisch F, Keller F, Annaheim KE, Huguenin-Elie O, Frossard E (2012) Быстрая иммобилизация микробного фосфора доминирует над валовыми потоками фосфора в лугопастбищных почвах с низкой доступностью неорганического фосфора. Почвенная биология и биохимия 51 (3): 84–95. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2012.04.012

    CAS Статья Google Scholar

  • Campbell JL, Socci AM, Templer PH (2014) Повышенное вымывание азота после замерзания почвы связано с уменьшением поглощения корнями в северных лиственных лесах.Биол глобальных изменений 20 (8): 2663–2673. https://doi.org/10.1111/gcb.12532

    Статья Google Scholar

  • Caporaso JG, Lauber CL, Walters WA, Berg-Lyons D, Lozupone CA, Turnbaugh PJ, Fierer N, Knight R (2011) Глобальные паттерны разнообразия 16S рРНК на глубине миллионов последовательностей на образец. Proc Natl Acad Sci USA 108 (S1): 4516–4522. https://doi.org/10.1073/pnas.1000080107

    Статья Google Scholar

  • Cavicchioli R, Ripple WJ, Timmis KN, Azam F, Bakken LR, Baylis M, Behrenfeld MJ, Boetius A, Boyd PW, Classen AT, Crowther TW, Danovaro R, Foreman CM, Huisman J, Hutchins DA, Jansson JK, Карл Д.М., Коскелла Б., Велч DBM, Мартини Дж.Б.Х., Моран М.А., Сирота В.Дж., Рей Д.С., Ремаис СП, Рич В.И., Сингх Б.К., Стейн Л.Й., Стюарт Ф.Дж., Салливан М.Б., ван Оппен М.Дж., Уивер С.К., Уэбб Е.А. , Вебстер Н.С. (2019) Предупреждение ученых человечеству: микроорганизмы и изменение климата.Nat Rev Microbiol 17 (9): 569–586. https://doi.org/10.1038/s41579-019-0222-5

    CAS Статья Google Scholar

  • Chai YJ, Zeng XB, E SZ, Bai LY, Su SM, Huang T, (2014) Влияние замораживания-оттаивания на совокупную стабильность и коэффициенты обогащения органическим углеродом и азотом в совокупных фракциях. Управление использованием почвы 30 (4): 507–516. https://doi.org/10.1111/sum.12153

    Статья Google Scholar

  • Chen Y, Liu F, Kang L, Zhang D, Kou D, Mao C, Qin S, Zhang Q, Yang Y (2021) Крупномасштабные доказательства микробной реакции и связанного с ней выброса углерода после таяния вечной мерзлоты.Биол глобальных изменений 27 (14): 3218–3229. https://doi.org/10.1111/gcb.15487

    Статья Google Scholar

  • Chodak M, Gołębiewski M, Morawska-Płoskonka J, Kuduk K, Niklińska M (2015) Химические свойства почвы влияют на реакцию лесных почвенных бактерий на стресс засухи и повторного заболачивания. Ann Microbiol 65 (3): 1627–1637. https://doi.org/10.1007/s13213-014-1002-0

    CAS Статья Google Scholar

  • Cline LC, Hobbie SE, Madritch MD, Buyarski CR, Tilman D, Cavender-Bares JM (2018) Доступность ресурсов лежит в основе взаимосвязи между растительным и грибным разнообразием в экосистеме пастбищ.Экология 99 (1): 204–216. https://doi.org/10.1002/ecy.2075

    Статья Google Scholar

  • де Скалли С.З., Махаланян Т.П., Фроссард А., Хогг И.Д., Коуэн Д.А. (2016) Сообщества антарктических микробов функционально избыточны, адаптированы и устойчивы к краткосрочным температурным возмущениям. Почва Биол Биохим 103: 160–170. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2016.08.013

    CAS Статья Google Scholar

  • Deforest JL (2009) Влияние времени, температуры хранения и возраста субстрата на потенциальную активность ферментов в кислых лесных почвах с использованием MUB-связанных субстратов и L-DOPA.Почвенная биология, биохимия 41 (6): 1180–1186. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2009.02.029

    CAS Статья Google Scholar

  • Эдгар Р.К. (2013) UPARSE: высокоточные последовательности OTU из считываний микробных ампликонов. Нат Методы 10 (10): 996–998. https://doi.org/10.1038/nmeth.2604

    CAS Статья Google Scholar

  • Edgar RC, Haas BJ, Clemente JC, Quince C, Knight R (2011) UCHIME улучшает чувствительность и скорость обнаружения химер.Биоинформатика 27 (16): 2194–2200. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btr381

    CAS Статья Google Scholar

  • Эдвардс К.А., МакКаллох Дж., Кершоу Г.П., Джеффрис Р.Л. (2006) Динамика микробов и питательных веществ в почве на влажном лугу из арктической осоки в конце зимы и в начале весны. Soil Biol Biochem 38 (9): 2843–2851. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2006.04.042

    CAS Статья Google Scholar

  • Elliott ET (1986) Агрегатная структура и углерод, азот и фосфор в естественных и культурных почвах.Soil Sci Soc Am J 50 (3): 627–633. https://doi.org/10.2136/sssaj1986.03615995005000030017x

    Статья Google Scholar

  • Эрнакович Ю.Г., Валленштейн М.Д. (2015) Особенности микробного сообщества вечной мерзлоты и функциональное разнообразие указывают на низкую активность при температурах оттаивания in situ. Почва Биол Биохим 87: 78–89. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2015.04.009

    CAS Статья Google Scholar

  • Фен Х, Нильсен Л.Л., Симпсон М.Дж. (2007) Реакция почвенного органического вещества и микроорганизмов на циклы замораживания-оттаивания.Soil Biol Biochem 39 (8): 2027–2037. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2007.03.003

    CAS Статья Google Scholar

  • Фирер Н., Брэдфорд М.А., Джексон Р.Б. (2007) К экологической классификации почвенных бактерий. Экология 88 (6): 1354–1364. https://doi.org/10.1890/05-1839

    Статья Google Scholar

  • Фирер Н., Лаубер К.Л., Рамирес К.С., Заневельд Дж., Брэдфорд М.А., Найт Р. (2012) Сравнительный метагеномный, филогенетический и физиологический анализ микробных сообществ почвы в градиентах азота.ISME J 6 (5): 1007–1017. https://doi.org/10.1038/ismej.2011.159

    CAS Статья Google Scholar

  • Фитцхью Р.Д., Дрисколл К.Т., Гроффман П.М., Тирни Г.Л., Фэи Т.Дж., Харди Дж.П. (2001) Влияние нарушения промерзания почвы на химический состав азота, фосфора и углерода в почвенном растворе в северной экосистеме лиственных пород. Биогеохимия 56 (2): 215–238. https://doi.org/10.1023/a:1013076609950

    CAS Статья Google Scholar

  • Джордж С.Ф., Фирер Н., Леви Дж. С., Адамс Б. (2021) Антарктические водные пути: реакция микробного сообщества на изменение влажности, pH и солености почвы.Front Microbiol 12: 616730. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.616730

    Статья Google Scholar

  • German DP, Weintraub MN, Grandy AS, Lauber CL, Rinkes ZL, Allison SD (2011) Оптимизация методов гидролитических и окислительных ферментов для исследований экосистем. Почвенная биология и биохимия 43 (7): 1387–1397. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2011.03.017

    CAS Статья Google Scholar

  • Goldfarb KC, Karaoz U, Hanson CA, Santee CA, Bradford MA, Treseder KK, Wallenstein MD, Brodie EL (2011) Дифференциальная реакция роста таксонов почвенных бактерий на углеродные субстраты различной химической устойчивости.Фронтальный микробиол 2 (94): 00094. https://doi.org/10.3389/fmicb.2011.00094

    Статья Google Scholar

  • Гроган П., Мичелсен А., Амбус П., Джонассон С. (2004) Влияние режима замораживания-таяния на динамику углерода и азота в мезокосмах субарктических пустошей тундры. Почвенная биол. Биохим. 36 (4): 641–654. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2003.12.007

    CAS Статья Google Scholar

  • Guhr A, Borken W, Spohn M, Matzner E (2015) Перераспределение воды в почве сапротрофным грибком усиливает минерализацию углерода.Proc Natl Acad Sci USA 112 (47): 14647–14651. https://doi.org/10.1073/pnas.1514435112

    CAS Статья Google Scholar

  • Хэй М., Руск Дж., Ильстедт У., Оквист М., Боат Э., Лаудон Х. (2011) Влияние почвенного мороза на рост, состав и дыхание сообщества почвенных микробов-разлагателей. Почвенная биология и биохимия 43 (10): 2069–2077. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2011.06.005

    CAS Статья Google Scholar

  • Herrmann A, Witter E (2002) Источники углерода и азота, способствующие увеличению минерализации во время циклов замораживания-оттаивания в почвах.Почва Биол Биохим 34 (10): 1495–1505. https://doi.org/10.1016/s0038-0717(02)00121-9

    CAS Статья Google Scholar

  • Янссон Дж. К., Хофмокель К. С. (2020) Микробиомы почвы и изменение климата. Nat Rev Microbiol 18 (1): 35–46. https://doi.org/10.1038/s41579-019-0265-7

    CAS Статья Google Scholar

  • Джеффрис Р.Л., Уокер Н.А., Эдвардс К.А., Дайнти Дж. (2010) Связано ли снижение микробной биомассы почвы в конце зимы с изменениями физического состояния холодных почв? Почвенная биология и биохимия 42 (2): 129–135.https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2009.10.008

    CAS Статья Google Scholar

  • Jiang N, Juan Y, Tian L, Chen X, Sun W, Chen L (2018) Модификация состава растворенных форм азота, процессов трансформации азота и разнообразия бактериальных сообществ в результате замораживания-оттаивания в почвах умеренного пояса . Pedobiologia 71: 41–49. https://doi.org/10.1016/j.pedobi.2018.08.004

    Статья Google Scholar

  • Joergensen RG (1996) Метод фумигации-экстракции для оценки микробной биомассы почвы: калибровка значения k EC .Soil Biol Biochem 28 (1): 25–31. https://doi.org/10.1016/0038-0717(95)00102-6

    CAS Статья Google Scholar

  • Копонен Х.Т., Яаккола Т., Кейнянен-Тойвола М.М., Кайпайнен С., Туомайнен Дж., Сервомаа К., Мартикайнен П.Дж. (2006) Сообщества микробов, биомасса и деятельность в почвах, подверженных влиянию циклов замерзания и оттаивания. Soil Biol Biochem 38 (7): 1861–1871. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2005.12.010

    CAS Статья Google Scholar

  • Kvaernø SH, Øygarden L (2006) Влияние циклов замораживания-оттаивания и влажности почвы на совокупную стабильность трех почв в Норвегии.Катена 67 (3): 175–182. https://doi.org/10.1016/j.catena.2006.03.011

    Статья Google Scholar

  • Ларсен К.С., Джонассон С., Мичелсен А. (2002) Повторяющиеся циклы замораживания-оттаивания и их влияние на биологические процессы в двух типах арктических экосистем. Appl Soil Ecol 21 (3): 187–195. https://doi.org/10.1016/s0929-1393(02)00093-8

    Статья Google Scholar

  • Leff JW, Wieder WR, Taylor PG, Townsend AR, Nemergut DR, Grandy AS, Cleveland CC (2012) Экспериментальные манипуляции с опадом подстилки приводят к большим и быстрым изменениям в круговороте углерода почвы во влажных тропических лесах.Биол глобальных изменений 18 (9): 2969–2979. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2012.02749.x

    Статья Google Scholar

  • Лефф Дж. У., Джонс С. Е., Пробер С. М., Барберан А., Борер Е. Т., Фирн Дж. Л., Харпол В. С., Хобби С. Е., Хофмокель К.С., Кнопс Дж. C, Стивенс CJ, Fierer N (2015) Последовательная реакция почвенных микробных сообществ на повышенное поступление питательных веществ на лугах по всему миру.Proc Natl Acad Sci USA 112 (35): 10967–10972. https://doi.org/10.1073/pnas.1508382112

    CAS Статья Google Scholar

  • Li H, Zhang Y, Yang S, Wang Z, Feng X, Liu H, Jiang Y (2019) Вариации таксономических профилей и предполагаемых функций почвенных бактерий в ответ на заделку соломы в сочетании с азотными удобрениями в течение вегетационного периода кукурузы . Agr Ecosyst Environ 283: 106578. https://doi.org/10.1016/j.agee.2019.106578

    CAS Статья Google Scholar

  • Липсон Д.А., Шмидт С.К., Монсон Р.К. (2000) Доступность углерода и температура контролируют снижение микробной биомассы альпийской почвы после таяния снега.Почвенная биология и биохимия 32 (4): 441–448. https://doi.org/10.1016/s0038-0717(99)00068-1

    CAS Статья Google Scholar

  • Лю М., Фэн Ф, Цай Т., Тан С. (2020) Реакция сообщества почвенных микробов по-разному на частоту и силу замораживания-оттаивания в лесу Larix gmelinii в горах Дасинъань, Китай. Фронтальный микробиол 11: 01164. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.01164

    Статья Google Scholar

  • Louca S, Parfrey LW, Doebeli M (2016) Функция разделения и таксономия в микробиоме глобального океана.Science 353 (6305): 1272–1277. https://doi.org/10.1126/science.aaf4507

    CAS Статья Google Scholar

  • Mikan CJ, Schimel JP, Doyle AP (2002) Температурный контроль микробного дыхания в почвах арктических тундр выше и ниже точки замерзания. Почвенная биология и биохимия 34 (11): 1785–1795. https://doi.org/10.1016/S0038-0717(02)00168-2

    CAS Статья Google Scholar

  • Monteux S, Weedon JT, Blume-Werry G, Gavazov K, Jassey VEJ, Johansson M, Keuper F, Olid C, Dorrepaal E (2018) Долгосрочное воздействие таяния вечной мерзлоты in situ на бактериальные сообщества и потенциальное аэробное дыхание .ISME J 12 (9): 2129–2141. https://doi.org/10.1038/s41396-018-0176-z

    CAS Статья Google Scholar

  • Мурхед Д.Л., Синсабо Р.Л. (2006) Теоретическая модель разложения подстилки и микробного взаимодействия. Ecol Monogr 76 (2): 151–174. https://doi.org/10.1890/0012-9615(2006)076[0151:atmold impression2.0.co;2

    Статья Google Scholar

  • Mooshammer M, Hofhansl F, Frank AH, Wanek W, Hämmerle I, Leitner S, Schnecker J, Wild B, Watzka M, Keiblinger KM, Zechmeister-Boltenstern S, Richter A (2017) Разделение микробного углерода и азота и круговорот фосфора в ответ на экстремальные температурные явления.Научная защита 3 (5): e1602781. https://doi.org/10.1126/sciadv.1602781

    CAS Статья Google Scholar

  • Мерфи Дж., Райли Дж. П. (1962) Модифицированный метод одного раствора для определения фосфатов в природных водах. Анальный Чим Acta 27: 31–36. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(00)88444-5

    CAS Статья Google Scholar

  • Muyzer G, Waal ECD, Uitterlinden AG (1993) Профилирование сложных микробных популяций с помощью анализа денатурирующего градиентного гель-электрофореза генов, амплифицированных с помощью полимеразной цепной реакции, кодирующих 16S рРНК.Appl Environ Microb 59 (3): 695–700. https://doi.org/10.1128/aem.59.3.695-700.1993

    CAS Статья Google Scholar

  • Нгуен Н.Х., Сонг З., Бейтс С.Т., Бранко С., Тедерсоо Л., Менке Дж., Шиллинг Дж. С., Кеннеди П. Г. (2016) FUNGuild: открытый инструмент аннотации для анализа наборов данных грибкового сообщества по экологической гильдии. Fungal Ecol 20: 241–248. https://doi.org/10.1016/j.funeco.2015.06.006

    Статья Google Scholar

  • О’Брайен С.Л., Гиббонс С.М., Оуэнс С.М., Хэмптон-Марселл Дж., Джонстон Э.Р., Джастроу Дж. Д., Гилберт Дж. А., Мейер Ф., Антонопулос Д. А. (2016) Пространственный масштаб определяет закономерности в разнообразии почвенных бактерий.Environ Microbiol 18 (6): 2039–2051. https://doi.org/10.1111/1462-2920.13231

    Статья Google Scholar

  • Olsen SR, Cole CV, Watanabe FS, Dean LA (1954) Оценка доступного фосфора в почвах путем экстракции бикарбонатом натрия. Циркуляр USDA 939: 1–19

  • Öquist MG, Sparrman T., Klemedtsson L, Drotz SH, Grip H, Schleucher J, Nilsson M (2009) Наличие воды контролирует реакцию микробов на температуру в мерзлой почве. CO 2 производство.Биология глобальных изменений 15 (11): 2715–2722. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2009.01898.x

  • Peng X, Wang W (2016) Стехиометрия активности внеклеточных ферментов почвы вдоль климатического разреза на лугах умеренного климата на севере Китая. Почва Биол Биохим 98: 74–84. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2016.04.008

    CAS Статья Google Scholar

  • Perez-Mon C, Frey B, Frossard A (2020) Функциональные и структурные реакции прокариотических и грибных сообществ арктических и альпийских почв при циклах замораживания-оттаивания с разной частотой.Front Microbiol 11: 00982. https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.00982

    Статья Google Scholar

  • Quast C, Pruesse E, Yilmaz P, Gerken J, Schweer T, Yarza P, Peplies J, Glöckner FO (2013) Проект базы данных генов рибосомной РНК SILVA: улучшенная обработка данных и веб-инструменты. Нуклеиновые кислоты Res 41 (D1): 590–596. https://doi.org/10.1093/nar/gks1219

    CAS Статья Google Scholar

  • Ren J, Song C, Hou A, Song Y, Zhu X, Cagle GA (2018) Изменения в сообществах почвенных бактерий и архей во время циклов замораживания-оттаивания в сезонных замороженных болотах, Северо-Восточный Китай.Sci Total Environ 625: 782–791. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.12.309

    CAS Статья Google Scholar

  • Риск N, Снайдер Д., Вагнер-Риддл С. (2013) Механизмы, приводящие к усилению потоков закиси азота в почве, вызванного циклами замораживания-оттаивания. Can J Soil Sci 93 (4): 401–414. https://doi.org/10.4141/cjss2012-071

    CAS Статья Google Scholar

  • Ривкина Е.М., Фридманн Е.И., Маккей С.П., Гиличинский Д.А. (2000) Метаболическая активность вечномерзлых бактерий ниже точки замерзания.Appl Environ Microb 66 ​​(8): 3230–3233. https://doi.org/10.1128/AEM.66.8.3230-3233.2000

    CAS Статья Google Scholar

  • Saiya-Cork KR, Sinsabaugh RL, Zak DR (2002) Влияние длительного отложения азота на активность внеклеточных ферментов в лесной почве Acer saccharum . Почвенная биология и биохимия 34 (9): 1309–1315. https://doi.org/10.1016/s0038-0717(02)00074-3

    CAS Статья Google Scholar

  • Sawicka JE, Robador A, Hubert C, Jørgensen BB, Brüchert V (2010) Влияние циклов замораживания-оттаивания на анаэробные микробные процессы в арктической приливной иловой равнине.ISME J 4 (4): 585–594. https://doi.org/10.1038/ismej.2009.140

    CAS Статья Google Scholar

  • Schimel JP, Mikan C (2005) Изменение использования микробного субстрата в почвах арктических тундр посредством цикла замораживания-оттаивания. Почва Биол Биохим 37 (8): 1411–1418. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2004.12.011

    CAS Статья Google Scholar

  • Schimel JP, Weintraub MN (2003) Влияние активности экзофермента на микробный углерод и ограничение азота в почве: теоретическая модель.Почвенная биология, биохимия, 35 (4): 549–563. https://doi.org/10.1016/s0038-0717(03)00015-4

    CAS Статья Google Scholar

  • Скотт Дж. Т., Кондрон Л. М. (2003) Динамика и наличие фосфора в ризосфере лесопастбищной системы умеренного пояса. Biol Fert Soils 39 (2): 65–73. https://doi.org/10.1007/s00374-003-0678-2

    CAS Статья Google Scholar

  • Sinsabaugh RL, Hill BH, Shah JJF (2009) Экоэнзиматическая стехиометрия поглощения микробных органических питательных веществ в почве и отложениях.Nature 462 (7274): 795–798. https://doi.org/10.1038/nature08632

    CAS Статья Google Scholar

  • Sjursen H, Michelsen A, Holmstrup M (2005) Влияние циклов замораживания-оттаивания на микроартропод и доступность питательных веществ в субарктической почве. Appl Soil Ecol 28 (1): 79–93. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2004.06.003

    Статья Google Scholar

  • Song Y, Zou Y, Wang G, Yu X (2017) Изменение цикла углерода и азота в почве из-за эффекта замораживания-оттаивания: метаанализ.Почва Биол Биохим 109: 35–49. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2017.01.020

    CAS Статья Google Scholar

  • Соренсен П.О., Финци А.С., Гиассон М.-А, Рейнманн А.Б., Сандерс-ДеМотт Р., Темплер П.Х. (2018) Зимние циклы замерзания-оттаивания почвы приводят к сокращению микробной биомассы и активности почвы, не компенсируемой потеплением почвы. Почва Биол Биохим 116: 39–47. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2017.09.026

    CAS Статья Google Scholar

  • Стефан Г., Корнелия Б., Йорг Р., Майкл Б. (2014) Доступность воды в почве сильно меняет состав сообщества почвенных протистов.Pedobiologia 57 (4–6): 205–213. https://doi.org/10.1016/j.pedobi.2014.10.001

    Статья Google Scholar

  • Su M, Kleineidam K, Schloter M (2010) Влияние различного качества подстилки на количество генов, участвующих в нитрификации и денитрификации после замораживания и оттаивания пахотной почвы. Biol Fert Soils 46 (5): 537–541. https://doi.org/10.1007/s00374-010-0449-9

    Статья Google Scholar

  • Sun R, Dsouza M, Gilbert JA, Guo X, Wang D, Guo Z, Ni Y, Chu H (2016) На состав грибного сообщества в почвах, подвергающихся длительному химическому удобрению, больше всего влияет тип органических удобрений. иметь значение.Environ Microbiol 18 (12): 5137–5150. https://doi.org/10.1111/1462-2920.13512

    CAS Статья Google Scholar

  • Supramaniam Y, Chong C-W, Silvaraj S, Tan IK-P (2016) Влияние краткосрочных колебаний температуры и содержания воды на бактериальное сообщество в тропической почве. Appl Soil Ecol 107: 279–289. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2016.07.003

    Статья Google Scholar

  • Tierney GL, Fahey TJ, Groffman PM, Hardy JP, Fitzhugh RD, Driscoll CT (2001) Замораживание почвы изменяет тонкую динамику корней в северных лиственных лесах.Биогеохимия 56 (2): 175–190. https://doi.org/10.1023/a:1013072519889

    CAS Статья Google Scholar

  • Тихонова Е.Н., Менько Е.В., Уланова Р.В., Ли Х., Кравченко И.К., (2020) Влияние температуры на таксономическую структуру почвенных бактериальных сообществ при разложении подстилки. Микробиология 88 (6): 781–785. https://doi.org/10.1134/s002626171

    95

    CAS Статья Google Scholar

  • Treseder KK, Allen EB, Egerton-Warburton LM, Hart MM, Klironomos JN, Maherali H, Tedersoo L (2018) Арбускулярные микоризные грибы как медиаторы реакции экосистемы на отложение азота: основанная на признаках прогностическая основа.J Ecol 106 (2): 480–489. https://doi.org/10.1111/1365-2745.12919

    CAS Статья Google Scholar

  • Turlapati SA, Minocha R, Bhiravarasa PS, Tisa LS, Thomas WK, Minocha SC (2013) Хронические N-измененные почвы демонстрируют измененную структуру бактериального сообщества в Гарвардском лесу, Массачусетс, США. FEMS Microbiol Ecol 83 (2): 478–493. https://doi.org/10.1111/1574-6941.12009

    CAS Статья Google Scholar

  • van Bochove E, Prevost D, Pelletier F (2000) Влияние замораживания-оттаивания и структуры почвы на закись азота, образующуюся в глинистой почве.Soil Sci Soc Am J 64 (5): 1638–1643. https://doi.org/10.2136/sssaj2000.6451638x

    Статья Google Scholar

  • Вимеркати Л., де Мескита КПБ, Шмидт С.К. (2020) Ограниченная реакция местных микробов на пульсации воды и питательных веществ в высокогорных почвах Атакамы: последствия для холодно-сухих пределов жизни на Земле. Микроорганизмы 8 (7): 1061. https://doi.org/10.3390/microorganisms8071061

    CAS Статья Google Scholar

  • Ван К., Гаррити GM, Тидье Дж. М., Коул Дж. Р. (2007) Наивный байесовский классификатор для быстрого отнесения последовательностей рРНК к новой бактериальной таксономии.Appl Environ Microb 73 (16): 5264–5267. https://doi.org/10.1128/AEM.00062-07

    CAS Статья Google Scholar

  • Wang W, Shu X, Zhang Q, Guénon R (2015) Влияние циклов замораживания-оттаивания на баланс питательных веществ в почве, инфильтрацию и стабильность цианобактериальных почвенных корок в северном Китае. Почва растений 386 (1–2): 263–272. https://doi.org/10.1007/s11104-014-2263-x

    CAS Статья Google Scholar

  • Уоринг Б.Г., Вайнтрауб С.Р., Синсабо Р.Л. (2014) Экоэнзиматическая стехиометрия усвоения питательных веществ микробами в тропических почвах.Биогеохимия 117 (1): 101–113. https://doi.org/10.1007/s10533-013-9849-x

    CAS Статья Google Scholar

  • Weidner S, Koller R, Latz E, Kowalchuk G, Bonkowski M, Scheu S, Jousset A (2015) Разнообразие бактерий усиливает обратную связь между растением и почвой на основе питательных веществ. Функционал Ecol 29 (10): 1341–1349. https://doi.org/10.1111/1365-2435.12445

    Статья Google Scholar

  • Xu YB, Cai ZC (2007) Характеристики денитрификации субтропических почв в Китае, подверженные влиянию исходного материала почвы и землепользования.Eur J Soil Sci 58 (6): 1293–1303. https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.2007.00923.x

    CAS Статья Google Scholar

  • Янаи Ю., Тойота К., Окадзаки М. (2004) Влияние последовательных циклов замораживания-оттаивания почвы на микробную биомассу почвы и потенциал разложения органических веществ в почвах. Soil Sci Plant Nutr 50 (6): 821–829. https://doi.org/10.1080/00380768.2004.10408542

    Статья Google Scholar

  • Yang Y, Dou Y, Huang Y, An S (2017) Связь между грибным разнообразием почвы и свойствами растений и почвы на Лессовом плато.Front Microbiol 8: 02198. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.02198

    Статья Google Scholar

  • Yang KJ, Peng CH, Penuelas J, Kardol P, Li ZJ, Zhang L, Ni XY, Yue K, Tan B, Yin R, Xu ZF (2019) Немедленное и переходящее воздействие усиленного промерзания почвы на дыхание почвы и микробная активность ельника. Почва Биол Биохим 135: 51–59. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2019.04.012

    CAS Статья Google Scholar

  • Ян В, Цай А, Ван Дж, Ло И, Ченг Х, Ан S (2020) Экзотический Spartina alterniflora Loisel.Вторжение значительно сдвигает бактериальные сообщества почвы с последовательным градиентом солончаков в восточном Китае. Почва для растений 449 (1): 97–115. https://doi.org/10.1007/s11104-020-04470-y

    CAS Статья Google Scholar

  • Ерго Э., Ковальчук Г.А. (2008) Ответы антарктических почвенных микробных сообществ и связанные с ними функции на температуру и частоту цикла замораживания-оттаивания. Environ Microbiol 10 (9): 2223–2235. https: // doi.org / 10.1111 / j.1462-2920.2008.01644.x

    Статья Google Scholar

  • Yu X, Zhang Y, Zhao H, Lu X, Wang G (2010) Влияние замораживания-таяния на сорбцию / десорбцию растворенного органического углерода в заболоченных почвах. Chinese Geogr Sci 20 (3): 209–217. https://doi.org/10.1007/s11769-010-0209-7

    Статья Google Scholar

  • Цзэн Дж., Лю Х, Сун Л., Линь Икс, Чжан Х, Шен С., Чу Х (2016) Азотные удобрения напрямую влияют на разнообразие почвенных бактерий и косвенно влияют на состав бактериального сообщества.Почва Биол Биохим 92: 41–49. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2015.09.018

    CAS Статья Google Scholar

  • Zgadzaj R, Garrido-Oter R, Jensen DB, Koprivova A, Schulze-Lefert P, Radutoiu S (2016) Симбиоз корневых клубеньков у Lotus japonicus способствует формированию отличительных ризосферных, корневых и клубеньковых бактериальных сообществ. Proc Natl Acad Sci USA 113 (49): 7996–8005. https://doi.org/10.1073/pnas.1616564113

    CAS Статья Google Scholar

  • Zhang H, Tang J, Liang S (2017) Влияние снежного покрова и мульчирования соломы на микроорганизмы в рисовой почве зимой.Appl Soil Ecol 119: 339–344. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.05.023

    Статья Google Scholar

  • Zhou W, Chen H, Zhou L, Lewis BJ, Ye Y, Tian J, Li G, Dai L (2011) Влияние замораживания-оттаивания на минерализацию азота в растительных почвах четырех ландшафтных зон горы Чанбайшань.