5.3 Воздушные свойства почвы

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 фотосинтезе. 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.

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

Защемленныйпочвенный 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.

Адсорбированныйпочвенный 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.

5.3.1 Состав свободного почвенного воздуха

Первые сведения о составе свободного почвенного воздуха были получены ещё в 1824 г. Сведения пополнились в начале XXв.

Состав атмосферного и почвенного воздуха (в объёмных %)

Таблица 3 - Состав атмосферного и почвенного воздуха

Химический компонент	Атмосферный воздух	Почвенный воздух
Азот (N2) Кислород (О2) Аргон (Ar) Диоксид углерода (CO2) Все остальные (пары Н2О, СН4и др.)	78,08 20,95 0,93 0,03 0,01	78,08– 80,24 20,90– 0,01 – 0,03–20,0 –

Атмосферный воздух имеет относительно постоянный состав, чего не бывает с почвенным воздухом (табл. 3). Содержание азота зависит от деятельности микроорганизмов. В заболоченных и болотных почвах заметно содержание NH₃,CH₄,H₂,H₂S.

В составе почвенного воздуха постоянно присутствуют летучие органические вещества, которые выделяются микроорганизмами. Это могут быть углеводороды, спирты, сложные альдегиды. Эти вещества могут поглощаться корнями растений.

Чаще других газов почвы изменяется содержание О₂иCO₂. ВыделениеCO₂из почвы в приземный слой атмосферы называютдыханием почвы. Отношение содержания диоксида углерода к содержанию кислорода называюткоэффициентомдыхания. Для почв с плохим газообменом это отношение больше единицы. В таких почвах идут анаэробные процессы. Часть СО₂может связываться химически, образуются гидрокарбонаты. В щелочных почвах этот процесс протекает интенсивно. СО₂ может выделиться не только за счет деятельности живых существ, но и воздействия кислот на карбонаты, превращении гидрокарбонатов в карбонаты.