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.