Вопрос 49. Воздушные свойства почв

Почвы – пористые системы, в том или ином количестве присутствует газовая среда. Это наиболее динамичная составная часть почвы. Почвенный воздух является источником кислорода для дыхания корней растений, аэробных микроорганизмов, почвенной фауны.

Почвенный воздух – это смесь газов и летучих соединений, заполняющих поры почвы, свободные от воды. Кислород почвенного воздуха активно участвует в химических реакциях минеральных и органических веществ.

Окисление органического вещества почвы обуславливает круговорот углерода, азота, фосфора, серы и других веществ.

Почвенный воздух содержит СО₂, который используется растениями для фотосинтеза. От всего количества СО₂, идущего на создание урожая, от 40 до 70 % поступает растению из почвы.

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

Свободный почвенный воздух находится в крупных некапиллярных и капиллярных порах почвы, свободно перемещается в них. Он обеспечивает аэрацию и газообмен между почвой и атмосферой.

Защемленный почвенный воздух находится в порах, изолированных водными пробками. В глинистых почвах содержание такого воздуха может достигать 12 % и более. Этот воздух неподвижен, не участвует в газообмене, препятствует фильтрации воды в почве. Вырываясь из пор при защемлении водой, он может разрушать почвенные структуры.

Адсорбированный почвенный воздух – газы и летучие органические соединения, адсорбированные на поверхности почвенных частиц. Чем более дисперсна почва, тем больше в ней адсорбированных газов при данной температуре. Активнее всего почвой поглощаются пары воды, затем аммиак и углекислый газ.

Растворенный почвенный воздух – газы, растворенные в почвенной воде. Растворимость газов возрастает с повышением их концентрации в свободном почвенном воздухе и при понижении температуры. Наиболее хорошо растворяются в аммиак, сероводород, диоксид углерода.

Система почвенного воздуха находится в состоянии подвижного равновесия, она связана с изменением термодинамических условий и биологической активности.

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

Максимальное количество воздуха, которое может быть в почве, выраженное в объёмных процентах, называют общей воздухоемкостью почв.

Она зависит от гранулометрического состава, сложения, оструктуренности почв. Различают капиллярную и некапиллярную воздухоёмкость.

Капиллярная воздухоёмкость характеризует количество почвенного воздуха, размещенного в почвенных порах. Некапиллярная воздухоёмкость, или порозность аэрации, – воздухоёмкость межагрегатных пор, трещин, ходов червей, корней. Она связана со свободным почвенным воздухом, имеет особое значение для аэрации.

Способность почвы пропускать через себя воздух называют воздухопроницаемостью. Это свойство определяет скорость газообмена между почвой и атмосферой. 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, которые сообщаются между собой и с атмосферой. Он зависит от изменения температуры почвы, количества влаги, орошения, испарения, давления, уровня грунтовых вод.

Поступление в почву влаги с осадками или при орошении вызывает сжатие почвенного воздуха, его выталкивание наружу и засасывание атмосферного воздуха. Наиболее важным фактором в перемещении воздуха почвы является диффузия. Под диффузией понимают перемещение газов в соответствии с их парциальным давлением. Под её влиянием создаются условия для непрерывного поступления О₂ в почву и выделения СО₂ в атмосферу.