Почвенного воздух, его состав и значение

В почве, как в любой пористой системе, в том или ином количестве присутствует воздух (газовая среда). Это важнейшая, наиболее динамичная составная часть почвы находится в тесном взаимодействии с твердой, жидкой и живой фазами почвы.

Почвенный воздух является источником кислорода для дыхания корней растений, аэробных микроорганизмов и почвенной фауны.

Кислород почвенного воздуха активно участвует в химических реакциях минеральных и органических веществ. Одни химические элементы, окисляясь, переходят в труднорастворимые формы (железо, марганец), а другие приобретают большую растворимость (сера, хром, ванадий), замедляя или ускоряя миграцию химических элементов. Окисление органического вещества почвы обусловливает круговорот углерода, азота, фосфора, серы и других биологически важных химических элементов.

Почвенный воздух является источником диоксида углерода для растений, используемый в фотосинтезе. От всего количества CO₂, идущего на создание урожая, от 38 до 72 % поступает растению из почвы.

Почвенный воздух находится в почве в трех состояниях: свободном, адсорбированном и растворимом.

Свободный почвенный воздух, находясь в крупных некапиллярных и капиллярных порах почвы, свободно перемещается в ней, обеспечивает аэрацию почв и газообмен между почвой и атмосферой.

Защемленный почвенный воздух – это воздух, находящийся в порах, со всех сторон изолированный водными пробками. В среднем объем защемленного воздуха колеблется от 5 до 8%, достигая своего максимума (12%) в глинистых почвах. Защемленный воздух неподвижен, практически не участвует в газообмене, препятствует фильтрации воды в почве. Вырываясь из пор при защемлении водой, защемленный воздух может вызвать разрушение почвенной структуры.

Адсорбированный почвенный воздух – это газы, адсорбированные на поверхности почвенных частиц. Чем меньше размер почвенных частиц и чем больше в почве гумуса, тем больше содержит она адсорбированных газов при данной температуре. Газы в зависимости от их свойств адсорбируются в такой последовательности: N₂ < O₂ < CO₂ < NH₃. Более активно, чем газы, частицы почвы поглощают пары воды.

Растворенный почвенный воздух – это газы, растворенные в почвенной влаге. Растворимость газов в почвенной влаге возрастает с повышением их концентрации в свободном почвенном воздухе, а также с понижением температуры почвы. Наиболее хорошо растворяются в воде аммиак, сероводород, диоксид углерода.

Потребность в кислороде корней растений удовлетворяется преимущественно за счет свободного почвенного воздуха, участвующего постоянно в газообмене между почвой и атмосферой.

В отличие от атмосферы газовый состав почвенного воздуха непрерывно изменяется.

Атмосферный воздух содержит 78,08% азота; 20,95% кислорода; 0,93% аргона и 0,03% углекислого газа.

Атмосферный воздух имеет относительно постоянный состав, чего нельзя сказать о почвенном воздухе. В почвенном воздухе концентрация кислорода снижается более, чем в 2 раза, а количество углекислого газа может быть выше в десятки и даже в сотни раз (CO₂ от 0,1до 15%). Это зависит от интенсивности жизнедеятельности растений и почвенных микроорганизмов, корней растений, темпов окисления органического вещества, скорости газообмена между почвенным воздухом и атмосферой. Если почва с хорошей аэрацией, то содержание в ней углекислого газа находится в пределах 1%. В переувлажненных почвах тяжелого гранулометрического состава, то есть с плохой аэрацией, содержание углекислого газа может подниматься до 6% и более, а количество кислорода снижаться до 15% и ниже. В заболоченных почвах содержание углекислого газа еще больше и меньше кислорода. Содержание азота в почвенном воздухе (78-80%) почти не отличается от содержания в атмосфере. Кроме азота, в почвенном воздухе встречается закись (N₂О) и окись (NО) азота, образующиеся в результате процессов денитрификации (процесс восстановления нитратного азота до газообразных форм). Это ведет к потере азота из почвы, что нежелательно для сельскохозяйственных растений. В болотных и заболоченных почвах почвенный воздух может содержать заметные количества NH₃, CH₄, H₂, H₂S, образующиеся в результате анаэробного разложения органического вещества.

В составе почвенного воздуха постоянно присутствуют летучие органические соединения, образующиеся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов. Среди этих соединений могут быть углеводороды, спирты, сложные альдегиды. Эти вещества могут поглощаться корнями, способствуя росту растений и повышению их жизнедеятельности.

Выделение CO₂ из почвы в приземный слой атмосферы принято называть дыханием почвы. В условиях хорошей аэрации кислорода поглощается почвой больше, чем выделяется углекислоты. Отношение содержания выделившегося углекислого газа к содержанию кислорода называется коэффициентом дыхания. Для почв с плохим газообменом коэффициент дыхания больше 1, а у хорошо аэрируемых почв он близок к 1.

Дата добавления: 2015-07-14