UniversityAgro.ru » Земледелие » Воздушный режим почв

Воздушный режим почв

Воздушный режим почв — совокупность процессов взаимодействия растений с газами, содержащимися в почве.

Воздух, содержащийся в почве, его состав и газообмен с приземным слоем атмосферы относятся к земным факторам жизни растений.

Значение воздуха в жизни растений

В процессе жизнедеятельности, растения, в противоположность процессу фотосинтеза, дышат, потребляя кислород и выделяя углекислый газ. Благодаря дыханию в растениях происходят окислительные реакции, в которых высвобождается энергия для роста и развития.

В.И. Вернадский отмечал, почва, взятая без газов, не есть почва. Говоря о значении биохимических процессов, о значении почвы в области биосферы, указываем тем самым на главенствующую роль газов в почвенных процессах.

Кислород воздуха необходим для прорастания семян. Семена, помещенные на дно сосуда и покрытые слоем воды, набухают, но не дают проростков. При контакте семян с воздухом, они дружно прорастают.

Надземная часть растений обеспечивается кислородом лучше, чем подземная. Однако иногда в практике земледелия бывает, что растения погибают от его недостатка в приземном слое воздуха. Например, в посевах озимых культур, при выпадении большого количества снега на не замерзшую почву, растения продолжают вегетировать, быстро расходую запасы кислорода под снегом. Так как новые порции кислорода не поступают, это приводит к задыханию озимых, в результате чего происходит выпревание озимых хлебов. Аналогичная ситуация складывается при образовании ледяной корки в посевах озимых.

Корневая система также нуждается в кислороде. Отношение культурных растений к недостатку почвенного воздуха различно. Наиболее требовательны в этом отношении — бобовые, масличные, корне- и клубнеплоды; менее чувствительны — зерновые, за счет частичного снабжения корней кислородом по воздухоносным полостям стеблей. Особенно сильно полости развиты у кукурузы и риса.

Кислород воздуха играет важную роль для почвенных микроорганизмов, разлагающих растительные остатки в почве. Азотфиксирующим бактериям, для нормально жизнедеятельности также нужен азот.

Состав почвенного воздуха

Газообразная фаза почвы состоит из почвенного воздуха и парообразной воды. Доля газообразной фазы сильно зависит от типа и структуры почвы, физико-механических свойств.

Почвенный воздух занимает все поры почвы, свободные от воды. При этом, чем больше пористость и меньше влажность, тем больше воздуха накапливается. Наиболее благоприятно для развития растений содержание воздуха в крупных порах, а воды в мелких и средних.

Для зерновых культур оптимальное содержание воздуха в пахотном слое составляет 15-20% от общей пористости (скважности), для пропашных — 20-30%, для многолетних трав — 17-21%.

Почвенный воздух содержит меньшее количество кислорода и больше углекислого газа, по сравнению с атмосферным (кислород 20,90%, диоксид углерода 0,03%). Хотя их соотношение может существенно колебаться. Оптимальное содержание кислорода в почвенном воздухе 7-12%, углекислого газа — около 1%.

Концентрация кислорода в верхних слоях почвы при хорошей аэрирации близка к атмосферной. В то время, как на тяжелых с плохим газообменом она может снижаться в десятки и сотни раз, до десятых и сотых долей процента. Содержание углекислого газа, напротив, в почвах с плохой аэрацией увеличивается в сотни раз по сравнению с атмосферным воздухом и достигает 20% и более.

При содержании углекислого газа в почве выше 3-5%, а кислорода менее 10%, происходит угнетение растений.

Почвенный газообмен

Почвенный газообмен происходит непрерывно посредством сообщающихся между собой и атмосферой воздухопроницаемых пор. Скорость этого процесса зависит во многом от ряда факторов: колебаний атмосферного давления, температуры, влажности почвы, ветра, растительности, строения и структуры пахотного слоя.

Колебания температур и давления приводят к расширению или сжатию воздуха, что заставляет его перемещаться из зон с повышенным давлением в зоны пониженного давления.

В рыхлых и хорошо оструктуренных почвах с большим количеством крупных пор между агрегатами скорость газообмена высокая, напротив, в заплывших, бесструктурных, покрытых коркой скорость газообмена низкая.

Поступление воды в почву с осадками, при орошении или подъемом грунтовых вод приводит к выталкиванию почвенного воздуха в атмосферы, и, наоборот, при сокращении влаги, происходит втягивание атмосферного воздуха. Выпадающие дожди обеспечивают до 6-8% всего газообмена.

Ветер влияет на газообмен в зависимости от скорости, особенностей макро- и микрорельефа, структуры почвы и техники её обработки. На пористых почвах в отсутствии растительности ветер играет наибольшую роль в газообмене.

Аэрация — процесс газообмена между почвенным воздухом и атмосферным.

Диффузия — процесс перемещения газов в направлении градиента изменения их парциального давления, является главным и непрерывным фактором газообмена воздушного режима. Ввиду того, что концентрация кислорода в почве меньше, а диоксида углерода больше, чем в атмосферном воздухе, то создаются условия диффузии, то есть проникновения кислорода в почву из атмосферы, а углекислого газа — из почвы в атмосферу.

Показатели воздушного режима почв

Воздухоемкость — объем почвы, занятый воздухом при данной влажности. В силу постоянных колебаний влажности и пористости почвы, воздухоемкость также подвержена колебаниям.

Воздухопроницаемость — способность почвы пропускать воздух, является главным условием газообмена почвы и атмосферного воздуха.

Регулирование воздушного режима почв

Основным приемом регулирования воздушного режима является рыхление.

Водопрочная комковатая структуры почвы является условием создания оптимального воздушного режима.

Внесение органических удобрений (навоза, торфа, зеленых удобрений) изменяет состав почвенного воздуха, увеличивая количество углекислого газа в пахотном слое. Например, 20 т навоза, внесенных на 1 га, увеличивают содержание СO2 в почве на 70-140 кг.

В зонах повышенного увлажнения, особенно в весенний период, применяют гребневание для посева картофеля, сои и других культур.

[INSERT_ELEMENTOR id="2859"]

Литература

Основы технологии сельскохозяйственного производства. Земледелие и растениеводство. Под ред. В.С. Никляева. — М.: «Былина», 2000. — 555 с.

Земледелие. Учебник для вузов/Г.И. Баздырев, В.Г. Лошаков, А.И. Пупонин и др. — М.: Издательство «Колос», 2000. — 551 с.