Исследование влияния мульчи древесных опилок на тепловой режим почвы методами имитационного моделирования

Abstract

Improving technologies of gardening and park management is an important task, the solution of which allows to increase effi ciency carrying out works, and reduce costs for improvement and greening of urban urbanized territories. The peculiarities of Eastern Siberia are rather severe climatic conditions, sharply limiting the duration of the growing season, characterized not only by low temperatures, but also by their sharp changes in the form of night frosts. Activities aimed at stabilizing the temperature balance of the soil are very useful and allow to increase the season of active activities on greening and improvement of territories. The paper studies the effect of soil mulching with a layer of sawdust on soil temperature indicators in case of a temperature drop to –3 °С (imitation of night frosts). The mode of non-stationary teleexchange with periodic heating (the mode of solar activity during the day) was simulated. Based on the use of solid-state simulation methods in the Elcut software package. The results of modeling the soil cooling process show that the presence of a mulching layer of sawdust slows down the rate of temperature decrease. It was found that even a minimum thickness of a sawdust layer of 0,5 cm does not allow the soil temperature to decrease below the critical value of +3 °С in 10 hours. The dependence of the soil temperature on the thickness of the sawdust mulch layer was obtained. The obtained data allow increasing the effi ciency of landscaping work, and can be used to justify measures to improve the germination and survival rate of plants in conditions of possible temperature decrease in the form of frost.

Совершенствование технологий садово-паркового хозяйства является важной задачей, решение которой позволяет снизить издержки и повысить эффективность проведения работ по благоустройству и озеленению городских урбанизированных территорий. Особенностями Восточной Сибири являются достаточно суровые климатические условия, резко ограничивающие продолжительность вегетационного сезона, характеризующиеся не только низкими температурами, но и наличием их резких перепадов в виде ночных заморозков. Мероприятия, направленные на стабилизацию температурного баланса почвы, весьма полезны и позволяют увеличить сезон активной деятельности по озеленению и облагораживанию территорий. В работе исследовано влияние мульчирования почвы слоем древесных опилок на показатели температуры почвы в случае понижения температуры до –3 °С (имитация ночных заморозков). Имитировался режим нестационарного теплообмена с периодическим обогревом (режим солнечной активности днем) на основе применения методов твердотельного имитационного моделирования в пакете программ Elcut. По результатам моделирования процесса охлаждения почвы видно, что наличие мульчирующего слоя древесных опилок замедляет темпы снижения температуры. Установлено, что даже минимальная толщина слоя опилок в 0,5 см не дает снизиться температуре почвы ниже критической величины +3 °С за 10 ч. Получена зависимость температуры почвы от толщины слоя мульчи из древесных опилок. Полученные данные позволяют повысить эффективность работ по озеленению территорий, могут быть использованы для обоснования мероприятий по улучшению всхожести и приживаемости растений в условиях возможного возникновения понижения температур в виде заморозков.