Газовая фаза почв или почвенный воздух — это смесь газообразных веществ, занимающая поровые пространства почвы и находящаяся в свободном, водорастворенном или адсорбированном состоянии. Почвенный воздух формируется:
· путем заполнения поровых пространств воздухом из приземного слоя атмосферы;
· в результате диффузионных процессов, как следствие различия парциальных давлений отдельных газов почвенной газовой фазы и атмосферы;
· как продукт почвенных биохимических и химических процессов, включая дыхание почвенных организмов, корней растений и т.д.
Газы почвенного воздуха находятся в нескольких физических состояниях: собственно почвенный воздух — свободный и защемленный, адсорбированные и растворенные газы.
Свободный почвенный воздух — это смесь газов и летучих органических соединений, свободно перемещающихся по системам почвенных поровых пространств, сообщающихся с воздухом атмосферы. Его объем в воздушно сухой почве соответствует ее порозности. При увлажнении почвы количество воздуха уменьшается пропорционально насыщению влагой.
Защемленный почвенный воздух - воздух, находящийся в порах, со всех сторон изолированных водными пробками. Чем более тонкодисперсна почвенная масса и компактней ее упаковка, тем большее количество защемленного воздуха она может иметь. В суглинистых почвах содержание защемленного воздуха достигает более 12% от общего объема почвы или более четвертой части всего ее порово-го пространства. Защемленный воздух неподвижен, практически не участвует в газообмене между почвой и атмосферой, существенно препятствует фильтрации воды в почве, может вызывать разрушение почвенной структуры при колебаниях температуры, атмосферного давления, влажности.
Адсорбированный почвенный воздух — газы и летучие органические соединения, адсорбированные почвенными частицами на их поверхности. Чем меньше размер частиц, слагающих почву, тем больше содержит она адсорбированных газов при данной температуре. Количество сорбированного воздуха также зависит от оструктуренности, минералогического состава почв, содержания органического вещества, влажности.
Растворенный воздух — газы, растворенные в почвенной воде (табл. 2). При полной влагоемкости почвы газовая фаза присутствует только в растворенном состоянии. Растворенный воздух ограниченно участвует в аэрации почвы, так как диффузия газов в водной среде затруднена. Однако растворенные газы играют большую роль в обеспечении физиологических потребностей растений, микроорганизмов, почвенной фауны, а также в физико-химических и химических процессах в почвах.