Воздушные свойства почвы (Формы почвенного воздуха. Состав почвенного воздуха. Воздухоемкость. Воздухопроницаемость. Экологическая значимость почвенного воздуха).
Формы почвенного воздуха
Свободный почвенный воздух – это смесь газов и летучих органических соединений, которые свободно перемещаются системой почвенных пор и соединяются с воздухом атмосферы.
Сжатый почвенный воздух – находится в порах и со всех сторон изолирован водными пленками. Неподвижный, не принимает участия в газообмене между почвой и атмосферой, препятствует фильтрации воды в почве, может вызывать разрушение почвенной структуры при колебании температуры, давления, влажности.
Адсорбированный почвенный воздух – газы и летучие органические соединения, адсорбированные почвенными частицами на их поверхности.
Растворенный почвенный воздух – газы, растворенные в почвенной воде. Играют большую роль в обеспечении физиологических потребностей растений, микроорганизмов, почвенной фауны, а также в физико-химических процессах, которые протекают в почве.
С
остав
Почвенный воздух представляет собой смесь газообразных компонентов, заполняющих свободное поровое пространство в почве и находящихся в постоянном взаимодействии друг с другом, а также с жидкой и твёрдой фазами почвы. Основные компоненты почвенного воздуха — азот, кислород, аргон, углекислый газ и пары воды. В переувлажнённых почвах в составе почвенного воздуха в значительных количествах содержатся газы H2S, Н2, СН4. Из всех газов почвенного воздуха наиболее динамичны кислород (O2) и углекислый газ (CO2). Это объясняется непрерывным поступлением кислорода, необходимого для дыхания почвенной фауны и флоры, и образованием углекислоты как следствие процессов окисления органического вещества почвы и активной жизнедеятельности почвенных организмов.
Воздухопроницаемость
Воздухопроницаемость — это способность почвы пропускать через себя воздух, измеряемая количеством воздуха, прошедшим под давлением через почву за единицу времени. Она зависит от механического состава, плотности, структуры и некапиллярной пористости почвы. Воздух перемещается по порам, не заполненным водой, и чем крупнее поры, тем лучше воздухопроницаемость. Структурные почвы с некапиллярными порами обеспечивают лучшую воздухопроницаемость по сравнению с бесструктурными. Газообмен снижается при образовании почвенной корки. Чем лучше воздухопроницаемость, тем лучше газообмен и, соответственно, больше O2 и меньше CO2 в почвенном воздухе.
Воздухоёмкость
Воздухоёмкость — это способность почвы содержать в себе определённое количество воздуха, выражаемая в объёмных процентах. Она зависит от влажности и пористости: чем выше пористость и меньше влажность, тем больше воздуха в почве. Максимальная воздухоёмкость характерна для сухих почв и равна общей пористости, но в природных условиях величина воздухоёмкости динамична из-за наличия воды. Существует капиллярная воздухоёмкость — способность почвы удерживать воздух в капиллярных порах малого диаметра (чем она выше, тем хуже газообмен), и некапиллярная воздухоёмкость — способность почвы содержать свободный воздух при капиллярном насыщении водой. Соотношение капиллярной и некапиллярной воздухоёмкости является важным показателем воздушно-физических свойств почвы.
Экологическая значимость почвенного воздуха
Обеспечение дыхания микроорганизмов почвы и корней растений. Оптимальное содержание кислорода в почвенном воздухе (около 20%) развивает аэробные процессы и создаёт благоприятные условия для произрастания растений. Недостаток кислорода ослабляет дыхание и обмен веществ, а при отсутствии в почве свободного кислорода прекращается развитие растений.
Влияние на плодородие почвы и урожай. Чем быстрее и полнее обменивается почвенный воздух с атмосферным, тем благоприятнее создаются условия для жизни культурных растений, а также для биохимических почвенных процессов.
Поддержание процессов самоочищения. Чем больше кислорода в почвенном воздухе, тем лучше идут в почве эти процессы.
Участие в глобальном цикле углерода. Почвенное дыхание обеспечивает непрерывное взаимодействие и обмен газообразными веществами между атмосферой, океаном и континентами.