5. Воздушный режим почв и его регулирование.
Воздушным режимом почв называют совокупность всех явлении поступления воздуха в почву, передвижение его в профиле почвы, изменение состава и физического состояния при взаимодействии с твердой, жидкой и живой фазами почвы, а также газообмен почвенного воздуха с атмосферным.
Воздушный режим подвергается суточным, сезонным, годовым и многолетним изменениям и прямо зависит от свойств почвы, метеорологических условий, биологических особенностей возделываемой культуры, характера растительности и агротехнических приемов обработки почвы.
Наиболее благоприятный воздушный режим складывается в структурных почвах с оптимальным строением пахотного слоя, обладающих рыхлым сложением, способных быстро пропускать и перераспределять поступающие в них воду и воздух.
При благоприятном воздушном режиме создаются оптимальные условия для проникновения в почву кислорода и выделения углекислого газа, жизнедеятельности почвенных организмов и разложения органического вещества, хода окислительно-восстановительных процессов и дыхания корней.
В улучшении воздушного режима нуждаются многие почвы, особенно с избыточным увлажнением и чрезмерным уплотнением. Воздушный режим регулируется с помощью агротехнических и мелиоративных мероприятий.
На почвах с избыточным увлажнением агротехнические мероприятия по регулированию воздушного режима можно применять только после коренного изменения водного режима — осушения.
Необходимость регулирования обусловливается изучением основных показателей воздушного режима, таких как содержание, состав почвенного воздуха, воздухопроницаемость, дыхание почвы.
Оптимальным считается содержание почвенного воздуха в течение вегетации растений на уровне 20-25 % от объема почвы. Поэтому все мероприятия по регулированию воздушного режима в первую очередь должны быть направлены на улучшение именно этого показателя.
В результате чрезмерного уплотнения даже при оптимальной влажности, содержание воздуха в указанных почвах достигает критической величины — менее 15 % от объема почвы.
Большое препятствие проникновению воздуха в почву оказывает почвенная корка, образующаяся на бесструктурных почвах.
Условия аэрации зависят также от температурного режима почв. Так, при температуре почвы, не превышающей +15°С, неплохие условия аэрации обеспечиваются при содержании воздуха 15-20 % от общего объема почвы, а с повышением температуры до 20°С оно должно быть уже выше 20 %.
Все приемы обработки почвы, улучшающие ее сложение, усиливают интенсивность газообмена, уменьшают концентрацию СО2 и увеличивают содержание О2., в почве.
Характерным показателем воздушного режима почвы является воздухопроницаемость и интенсивность дыхания почвы. Воздухопроницаемостью отличаются хорошо оструктуренные, с высоким содержанием водопрочных агрегатов (более 0,5-1 мм) почвы. При хорошем структурном состоянии воздухопроницаемость через 60 мин после обильного увлажнения должна составлять 60 мл/мин и более, при среднем — 40-60 мл/мин, а в бесструктурной почве — не более 20 мл/мин.
Величина дыхания почвы колеблется от 0,5 до 10 кг/га на 1 м 2 в зависимости от свойств почвы, интенсивности микробиологических процессов, характера растительности и развития корневой системы. Наиболее активное выделение углекислого газа приходится на период максимального прироста корневой и надземной массы растений при благоприятной влажности, температуре.
Воздушный режим почв тесно взаимосвязан с водным и оптимизируется при окультуривании почв. Применение органических удобрений, регулирование реакции почвенной среды и водного режима активизируют микробиологические процессы в почвах и повышают интенсивность их дыхания.
Источник
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.
Навигация
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.
Источник
Воздушный режим почв
Воздушный режим почв — это изменение состава и концентрации почвенного воздуха в профиле почвы во времени (за определенный промежуток времени).
Для нормальной жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, протекания биохимических и химических реакций, создающих питательную среду в почвенных растворах, развития корневой системы растений требуется активный газообмен (аэрация почв), в котором важную роль играют кислород и углекислый газ.
Воздушный режим почв характеризуется обычно суточной, сезонной, годовой и многолетней динамикой O2 и СO2. Динамика CO2 и O2 связана с жизнедеятельностью почвенных животных, микроорганизмов и растений, а также газообменом почвы с атмосферным воздухом.
Газообмен в почве осуществляется по порам аэрации в результате диффузии O2 в почву и CO2 из почвы. Процесс выделения CO2 и потребления O2 почвой называется почвенным дыханием.
Микроорганизмам принадлежит главная роль в почвенном дыхании.
На долю корней растений приходится только около 1/3 общего потока CO2 из почвы. Суточная и сезонная динамика эмиссии CO2 с поверхности почвы показана на рисунке ниже.
Интенсивность дыхания почвы в течение суток связана, как правило, с ходом температуры почвы и биологической активностью микроорганизмов. Характерны дневные и вечерние максимумы выделения CO2 почвой.
Увеличение влажности почвы приводит к уменьшению ее пористости и аэрации, а значит, снижению доступа кислорода для дыхания почвенных микроорганизмов и протекания реакций, а также сокращению выделения углекислого газа в атмосферу.
Чем больше зона аэрации и интенсивнее газообмен в почве, тем лучше условия для развития корневой системы древесной растительности, а, значит, для продуктивности древостоя.
В течение сезона наибольшая интенсивность дыхания почвы наблюдается в середине лета, а наименьшая — зимой при снежном покрове. Максимальное значение дыхания — более 1 г/(м 2 ⋅ч) — отмечено в периоды поступления в теплую влажную почву свежего растительного субстрата (опад, органические удобрения).
Сезонная динамика CO2 активно проявляется в верхней толще почвы. В ней сосредоточены основные биогенные источники и в наибольшей степени изменяются температура и влажность.
Величина суммарной эмиссии (выделения) из почвы CO2 за год зависит главным образом от продолжительности вегетационного периода и рассчитывается в тоннах углерода с одного гектара в год — 1 т С/(га год). Минимальная среднегодовая эмиссия CO2 наблюдается в почвах тундры — 0,3—0,7 т С/(га год), максимальная — в чернозёмах — 6—8 т С/(га год). Подзолистые почвы выделяют в среднем 1,5—3,0 т С/(га год).
Газы непрерывно образуются в почвах в результате микробиологической деятельности, биохимических и химических процессов, выполняющих исключительно важную роль в регулировании состава и концентрации газов в атмосфере.
Относительный вклад почв в глобальную эмиссию и поглощение газов (по А.В. Смагину, 2005)
Помимо углекислого газа и кислорода в газообмене участвуют метан и оксид азота, эмиссия которых из почвы в атмосферу вносит свой вклад в процессы, вызывающие глобальное потепление.
Источник