Воздушные свойства и режимы

когезия усадка водный почвенный Значение почвенного воздуха. Помимо влаги, во всякой почве всегда содержится то или иное количество воздуха, заполняющего свободные от воды почвенные поры. Кроме того, в почве содержится воздух адсорбированный — сгущенный на поверхности почвенных частиц, а также воздух, растворенный в почвенной воде.

О количестве воздуха в почве может дать представление табл. 14.

Содержание воздуха в различных почвах весьма варьирует и в значительной степени зависит от почвенного типа, структуры, культурного состояния, порозности, степени влажности и многих других условий.

Значение воздуха в почве огромно: воздух (О2, СО2, N2) не только является важным фактором выветривания минеральной части почвы, но и необходимым условием развития биологических процессов.

Многими опытами установлено, что кислород воздуха в почве необходим прежде всего для дыхания корней растений. Поэтому нормальное развитие растений возможно только в условиях достаточного доступа воздуха в почву. При недостаточном же проникновении воздуха в почву растения угнетаются, замедляют рост, а иногда и совсем погибают.

Существенное значение имеет почвенный воздух также для жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, интенсивная жизнедеятельность которых протекает только при наличии в почве кислорода воздуха. При отсутствии доступа воздуха деятельность аэробных бактерий прекращается, а в связи с этим прекращается, следовательно, и образование в почве необходимых для растений питательных веществ. Помимо того, в анаэробных условиях, как уже отмечалось выше, неизбежно возникают восстановительные процессы, в результате которых в почве могут накапливаться различного рода вредные для растений закисные соединения.

Таким образом, при недостаточном доступе воздуха в почву растения могут страдать не только от недостатка кислорода и пищи, но одновременно и от наличия в почве вредных соединений.

Почвенный воздух всегда несколько отличается по своему составу от атмосферного. В результате процессов дыхания микроорганизмов и корневых систем растений, а также разложения органических соединений почвенный воздух обычно намного богаче углекислотой и соответственно беднее кислородом.

Как видно из приведенных данных, содержание СО2 в почвенном воздухе во много раз больше, чем в атмосфере. Помимо наличия значительного количества СО2, в почвенном воздухе содержатся пары воды, а в заболоченных почвах и такие газы, как аммиак, водород, сероводород, метан и фосфористый водород, образующиеся в результате развития анаэробного процесса разложения мертвого органического вещества.

Наиболее существенным компонентом почвенного воздуха является углекислый газ. Содержание углекислого газа в почвенном воздухе подвержено значительным колебаниям: заметно больше его обнаруживается весной и летом и меньше — осенью и зимой.

Количество углекислого газа в почве резко меняется в зависимости от жизнедеятельности почвенной микрофлоры, состава и типа почв, от погодных условий и других факторов. Чем богаче почва перегноем, тем интенсивнее идет выделение углекислого газа.

По данным В. Н. Макарова, количество выделяемого почвой углекислого газа в течение суток достигает 400—600 кг на гектар.

По данным Н. А. Красильникова, период наиболее интенсивного выделения СО2 в почве совпадает с максимальным развитием прикорневой микрофлоры. Максимум выделения СО2 теснейшим образом связывается также с наибольшим развитием корневой системы в данной фазе развития растений (В. Н. Макаров).

Весьма динамично и содержание О2 в почвенном воздухе. При этом количество кислорода в почве находится в обратной зависимости от содержания углекислого газа и других газов, образующихся в почвенной толще: чем больше содержится СО2, тем меньше обнаруживается кислорода.

Условия газообмена между почвой и атмосферой. Так как почвенный воздух занимает свободные, не заполненные водой промежутки, то общее количество содержащегося в той или иной почве воздуха всегда зависит от скважности и степени влажности почвы. При одной и той же влажности в почвах, обладающих высокой некапиллярной скважностью, всегда будет находиться воздуха больше, чем в почвах бесструктурных, распыленных, и, с другой стороны, всякое добавочное насыщение почвы водой неизбежно влечет за собой вытеснение из нее воздуха. Таким образом, воздушный режим почвы находится в самой тесной и непосредственной связи с водными свойствами.

Большое значение для растений имеет не только количество имеющегося в почве воздуха, но и скорость его обмена с атмосферой. Чем быстрее и полнее обменивается почвенный воздух с атмосферным, тем благоприятнее создаются в почве условия для жизни культурных растений, а также и для биохимических почвенных процессов.

Следует отметить, что газообмен, кроме того, имеет огромное значение и для развития надземных частей растений. Растения, как известно, значительную часть органической массы строят за счет ассимиляции углекислого газа воздуха. Содержание же СО2 в воздухе часто бывает недостаточным для интенсивного развития растений. Повышение концентрации углекислого газа в атмосфере способствует повышению урожая.

В то же время любая почва во много раз богаче углекислым газом, чем воздух. Таким образом, она является практически безграничным источником питания растений углекислым газом, и, действительно, в приземном слое воздуха, как показывают многие наблюдения, может содержаться до 10% и более углекислого газа вследствие поступления его из почвы. Поэтому чем лучше развит газообмен в почве, чем больше насыщается приземный слой атмосферы углекислым газом, тем благоприятнее создается обстановка для роста сельскохозяйственных культур.

Естественный газообмен в почве совершается под воздействием изменений температуры почвы, вызывающих расширение и сжатие почвенного воздуха, под влиянием ветра, усиливающего этот процесс, под воздействием изменений барометрических давлений, под влиянием выпадающих осадков и их испарений и в значительной мере под влиянием диффузии, т. е. медленного, но постоянного перемешивания газов.

Важнейшим фактором, от которого зависит скорость газообмена в почве, является ее скважность. При наличии некапиллярной скважности почвы обмен почвенного воздуха с атмосферным совершается быстро; при капиллярной же скважности процесс диффузии в сильной степени тормозится и проходит медленно.

Особенно отрицательное значение в этом отношении имеет способность бесструктурных почв к заплыванию: образующаяся на их поверхности корка весьма затрудняет газообмен.

Большое значение для газообмена почвенного воздуха имеет также состояние уплотненности почвы: чем рыхлее почва, тем больше содержится в ней воздуха и тем быстрее совершается процесс диффузии, и, наоборот, в почвах уплотненных процесс аэрации почвы затруднен.

Пути воздействия на воздушный режим почв. Создание в почвах благоприятного воздушного режима является весьма существенной предпосылкой для получения высокого урожая. В этом отношении в практике используются различные приемы — глубокая вспашка, боронование, культивация и др.

Непосредственное улучшение воздушного режима в период вегетации растений достигается уничтожением почвенной корки на полях по мере ее появления, а на участках пропашных культур — периодическим рыхлением междурядий.

В комплексе мероприятий по улучшению аэрации почв большое значение имеет обогащение почв достаточным количеством органических удобрений и создание некапиллярной скважности, усиливающей газообмен в почве.

Регулирование воздушного режима в заболоченных и периодически переувлажняемых почвах достигается различными способами мелиорации.