Воздушные свойства почв

Наиболее важными воздушными свойствами почв являются воздухоемкость, воздухопроницаемость, аэрация.

Максимальное количество воздуха, которое может быть в почве, выраженное в объемных процентах, называют общей воздухоемкостъю почв (Рв). Ее можно определить по формуле:

Рв = Робщ ̵̵ Рг;

где Робщ — общая пористость почвы, %; Рг — гигроскопическая влажность (в объемных процентах).

Воздухоемкость почв зависит от их гранулометрического состава, сложения, степени окультуренности. В песчаных почвах воздухоемкость находится в пределах 25% и выше, в суглинистых 15-20%, а в глинистых – до 10% от общего объема почвы. В сильноуплотненных почвах, при полевой влагоемкости, может содержаться менее 5% воздуха по объему.

Различают капиллярную и некапиллярную воздухоемкость.

Капиллярная воздухоемкость характеризует количество почвенного воздуха, размещенного в капиллярных порах. Наибольшей капиллярной воздухоемкостью отличаются тяжелые по гранулометрическому составу бесструктурные плотные почвы.

Для обеспечения нормальной аэрации почв наибольшее значение имеет некапиллярная воздухоемкость, или пористость аэрации, — воздухоемкость межагрегатных пор, трещин, ходов червей, корней. Она связана со свободным почвенным воздухом. Некапиллярная воздухоемкость при наименьшей влагоемкости имеет особое значение для аэрации. Если воздухоемкость, при наименьшей влагоемкости, составляет менее 15 %, то аэрация почв недостаточная, чтобы обеспечить благоприятный состав почвенного воздуха. Оптимальные условия для газообмена создаются при содержании воздуха в минеральных почвах 20-25 %, в торфяных — 30-40 %.

Способность почвы пропускать через себя воздух называют воздухопроницаемостью. Это свойство определяет скорость газообмена между почвой и атмосферой. Она зависит от гранулометрического состава почвы, ее структурного состояния. В естественных условиях воздухопроницаемость изменяется в широких пределах — от 0 до 1 л/с и выше.

Процессы обмена почвенного воздуха с атмосферным называют аэрацией или газообменом. Газообмен осуществляется через систему воздухоносных пор почвы, сообщающихся между собой и с атмосферой. Газообмен обусловлен несколькими факторами: диффузией, изменением температуры почвы и барометрического давления, изменением количества влаги в почве под давлением осадков, орошением, испарением, влиянием ветра, изменением уровня грунтовых вод или верховодки.

Поступление в почву влаги с осадками или при орошении вызывает сжатие почвенного воздуха, его выталкивание наружу и засасывание атмосферного воздуха. Изменение температуры почвы и атмосферного давления, ветра и уровня грунтовых вод также вызывает объемные изменения воздуха в почве и, как следствие, влияет на газообмен. Однако ведущим фактором газообмена в почве является диффузия. Это основной механизм переноса газов в почве и газообмена между почвой и атмосферой. Под диффузией понимают перемещение газов в соответствии с их парциальным давлением. Под влиянием диффузии создаются условия для непрерывного поступления O2 в почву и выделения CO2 в атмосферу.

Коэффициент диффузии равен объему газа (в см3), проходящего в секунду через 1 см2 поверхности при мощности слоя 1 см и градиенте концентрации, равном единице.

Коэффициенты диффузии газов в почве и в атмосфере различны. Через почву диффузия газов протекает в 2—20 раз медленнее, чем в атмосфере. Отношение коэффициента диффузии в почве к коэффициенту диффузии в атмосфере меньше единицы.

Дата добавления: 2015-07-14