ВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВЫ И МЕТОДЫ ЕГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Почвенный воздух и его значение для растений и почвы

Почва — трехфазная система, и в пространстве между частицами ее твердой фазы находятся вода и воздух, причем масса этих фаз сильно различается. Масса воздушной фракции невелика: 5—6 т в метровом слое почвы на гектаре, в то время как воды — 1500—4000 т, а твердой фазы — 10 000—15 000 т. Но роль ее в жизни растений и почвы велика, и поэтому в почве обязательно должно находиться определенное количество воздуха. Он поступает в почву из атмосферы в процессе воздухообмена, а также образуется в ней в результате микробиологических и химических процессов.

Показателем содержания в почве воздуха является порозность аэрации, или просто аэрация почвы. Она равна общей порозности за вычетом объема, занятого водой (рис. 3.14).

Рис. 3.14. Общая порозность (пористость) почвы

На пахотных почвах она колеблется, по данным почвоведов, от 8 до 36% и должна быть не менее 15% (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Аэрация почвы, %

Аэрация — величина переменная. Чем больше общая и некапиллярная пористость и меньше влажность почвы, тем аэрация выше; напротив, с увеличением плотности и влажности почвы она уменьшается. Достаточная аэрация необходима для поддержания нормального состава почвенного воздуха. Для почвенного плодородия наибольшее значение имеют такие компоненты, как 0₂, С0₂ и водяной пар. Кислород почвенного воздуха необходим для дыхания корней, прорастания семян, жизнедеятельности аэробных микроорганизмов, а также протекания в почве окислительных процессов. При падении содержания до 1—2% корни растений замедляют свой рост, а также начинают отнимать кислород у растворенных в воде окисных соединений, превращая их в токсичные для растений закисные соединения и вызывая их самоотравление.

Важное значение имеет такой компонент почвенного воздуха, как оксид углерода С0₂, который постоянно образуется в почве в результате различных биохимических процессов. Оттуда он поступает в атмосферу и используется для фотосинтеза растениями. Без этого уже через сутки растения поглотили бы всю углекислоту из приземного слоя атмосферы (10—20 м) и наступило бы углеродное голодание растений, так как до 90% потребляемой растениями углекислоты — почвенного происхождения. Но если увеличение концентрации С0₂ в приземном слое воздуха — процесс положительный, то при значительной (более 1%) концентрации в почве он оказывает токсичное влияние на рост корней и почвенные микроорганизмы.

Важным компонентом почвенного воздуха является также и водяной пар. Он играет заметную роль в процессах передвижения почвенной влаги, а при конденсации переходит в капельно-жидкую форму, усвояемую растениями.

Таким образом, для поддержания благоприятного воздушного режима необходим постоянный воздухообмен между почвой и атмосферой, что происходит за счет двух процессов — конвекции и диффузии.

Конвекция — передвижение всей воздушной массы в целом из почвы в атмосферу и наоборот (рис. 3.16).

Рис. 3.16. Процесс конвекции почвенного воздуха

Факторы, влияющие на воздушную конвекцию:

• 1) изменение температуры почвы (днем почва нагревается, содержащийся в ней воздух расширяется и поступает в атмосферу — «выдох», ночью, когда она остывает и почвенный воздух сжимается, происходит «вдох»);
• 2) осадки, полив — вода вытесняет воздух из почвы и, напротив, при ее иссушении атмосферный воздух поступает в почву;
• 3) ветер, который вентилирует почву;
• 4) изменение атмосферного давления (при его увеличении воздух из атмосферы поступает в почву и наоборот).

Диффузия — передвижение отдельных компонентов воздуха из-за изменения их концентрации в атмосферном и почвенном воздухе (рис. 3.17).

Рис. 3.17. Диффузия между почвой и атмосферой

Так как концентрация С0₂ в почве всегда выше, он постоянно поступает из нее в атмосферу, где его меньше. Напротив, 0₂ поступает из атмосферы в почву, где его меньше. Водяной пар может передвигаться в обе стороны, в зависимости от того, где его в данный момент больше.