ВОЗДУШНЫЙ РЕЗКИМ ПОЧВЫ

ВОЗДУШНЫЙ РЕЗКИМ ПОЧВЫ, ход изменений содержания и состава воздуха в почве за определённый период времени. Обычно почвенный воздух (газообразная фаза почвы) заполняет все промежутки в почве, не занятые водой; кроме того, нек-рое количество его растворено в почвенной влаге и поглощено коллоидальной частью почвы (см. Адсорбция, Коллоиды почвы).

Хим. состав почвенного воздуха непостоянен и зависит от интенсивности газообмена между почвой и атмосферой, наличия и характера растительного покрова и деятельности микроорганизмов в почве. В связи с тем, что корни р-ний и почвенные микроорганизмы выделяют углекислоту и потребляют кислород, почвенный воздух отличается от атмосферного большим содержанием углекислоты и пониженным - кислорода. В пахотном' слое воздух обычно содержит от 0,15 до 2% углекислоты и 18 - 20% кислорода (атмосферный воздух содержит углекислоты 0,03% и кислорода 21%). Однако при затруднённом газообмене (на заболоченных почвах, в глубоких почвенных слоях, в зимний период, а также при заплывании почвы) понижение содержания кислорода и увеличение углекислоты в почвенном воздухе бывают гораздо значительнее.

В. р. п. имеет существенное значение при возделывании с.-х. р-ний. Корни и др. подземные органы р-ний (клубни, луковицы, корневища и др.) нуждаются в свободном кислороде для дыхания. При недостатке кислорода корни большинства с.-х. р-ний приостанавливают своё развитие и могут частично отмирать, что приводит к нарушению нормального процесса развития р-ний (отставание в росте, ухудшение плодоношения, понижение урожайности), а иногда и к их гибели.

Кислород нужен и для жизнедеятельности бактерий (аэробных), разлагающих мёртвые растительные остатки в почве вплоть до их минерализации, в частности, до накопления минерального азота (см. Азот, Нитрификация), а также для деятельности бактерий, усваивающих свободный азот (см. Азотобактер, Клубеньковые бактерии). Микробиологические процессы при недостатке кислорода (анаэробные) приводят к замедленному разложению мёртвых растительных остатков, с частичным накоплением полуразложившихся органических остатков, образованием неокисленных соединений (метан, сероводород и др.) и преобладанием реакций восстановления (напр., окисные соединения железа переходят в закисные). В результате ухудшения, В. р. п. р-ния страдают не только от прямого недостатка кислорода, но и от ухудшения снабжения их минеральной пищей, в частности, азотной.

Р-ния неодинаково относятся к ухудшению В. р. п. Напр., особенно чувствительны в этом смысле картофель, свёкла и нек-рые др., тогда как рис (см.) хорошо развивается на сплошь затопляемых участках.

Содержание воздуха в почве зависит от того, какая часть всего объёма почвы приходится на её твёрдую, жидкую и газообразную фазы, или, иными словами, от количества и размеров почвенных пор (скважность, порозность) и от степени заполнения их водой. Т. к. обычно водою заполнены только более тонкие (капиллярные) поры, а из крупных (некапиллярных) пор вода быстро рассасывается в тонкие поры или стекает вниз, то объём некапиллярных пор, выраженный в % от всего объёма почвы, называют её воздухоёмкостью. Воздухоёмкость почвы возрастает с разрыхлением её и с увеличением размеров структурных отдельностей - комочков (см. Структура почвы), из к-рых она состоит. Одновременно с воздухоёмкостью возрастает и воздухопроницаемость почвы (её способность пропускать через себя воздух). При наличии в почве только капиллярных пор (что характерно для бесструктурной почвы), в ней, при полном её увлажнении, не остаётся места для воздуха. Вода и воздух в такой почве являются антагонистами (В. Р. Вильяме). Напротив, на почвах структурнокомковатых влага задерживается внутри комков, а воздух занимает, гл. обр., промежутки между ними. Так. обр., только в структурнокомковатой почве обеспечиваются условия для одновременного снабжения р-ний водой и пищей.

Важнейший фактор В. р. п. - газообмен между почвой и атмосферой - зависит в первую очередь от рыхлокомковатой структуры почвы (особенно её поверхностного слоя). На структурных почвах, обладающих высокой воздухопроницаемостью и воздухоёмкостью, состав газообразной фазы постоянно обновляется за счёт атмосферного воздуха (аэрация почвы). Помимо этих свойств почвы, интенсивность газообмена между почвой и атмосферой зависит: 1) от колебаний атмосферного давления (с увеличением его усиливается поступление в почву атмосферного воздуха); 2) периодического нагрева и охлаждения почвы (при нагреве днём воздух в почве расширяется и частично выходит из неё, при охлаждении ночью он, наоборот, уменьшается в объёме, в результате чего атмосферный воздух втягивается в почву); 3) поступления в почву воды (при таянии снега, выпадении дождя, орошении), вытесняющей почвенный воздух в атмосферу (по мере высыхания почвы в неё поступает атмосферный воздух; кроме того, с осадками в почву поступает растворённый в них кислород); 4) газовой диффузии между почвенным и атмосферным воздухом, тем более интенсивной, чем значительнее разница между ними по хим. составу; 5) ветра в припочвенном слое (на участках, свободных от растительности или с редкой растительностью). При интенсивном газообмене между почвой и атмосферой устраняется возможность слишком сильного обогащения почвенного воздуха углекислотой и обеднения его кислородом. В то же время выделяющаяся из почвы углекислота поступает в припочвенный слой атмосферы, в к-ром располагаются листья травянистых р-ний. Тем самым улучшаются условия для фотосинтеза (см.), а следовательно, для прироста массы р-ний и накопления ими углеводов и др. органических соединений. Затруднённый газообмен между почвой и атмосферой (напр., при образовании почвенной корки, при асфальтировании почвы вблизи деревьев и пр.) приводит к накоплению в почвенном воздухе углекислоты и обеднению его кислородом. Это вызывает недостаток кислорода для дыхания корней р-ний и ухудшает снабжение их элементами пищи, в результате чего ослабляется рост, урожаи снижаются, а иногда р-ния даже гибнут.

Устойчивый, благоприятный В. р. п. достигается в почвах с прочной комковатой структурой, создаваемой введением травопольных севооборотов и правильной обработкой почвы. В случае образования почвенной корки, её следует немедленно разрыхлять. На посевах пропашных, в плодовых садах и пр. почва должна поддерживаться в рыхлом состоянии. Запашка органических удобрений также способствует улучшению воздушного режима.

Для улучшения воздушного режима более глубоких слоёв почвы, на тяжёлых почвах применяют рыхление подпахотного слоя почвоуглубителями (см. Углубление пахотного слоя) и дренаж (см.).

При растворении воздуха в почвенной влаге, отдельные газы, составляющие его, растворяются самостоятельно. В частности, напр., при понижении температуры почвенной воды повышается растворимость кислорода и особенно углекислоты в ней; повышение темп-ры, напротив, понижает растворимость указанных газов. Увеличение содержания растворённой углекислоты в почвенной влаге повышает растворяющую способность последней по отношению к ряду плохо растворимых соединений (нек-рые формы фосфатов, углекислый кальций и др.). Интенсивность поглощения воздуха твёрдыми частицами почвы носит различный характер. В сухой почве, полностью или частично лишённой гигроскопической влаги (см. Водный режим почвы), происходит физ. поглощение молекул газов (входящих в состав почвенного воздуха) поверхностным слоем мельчайших почвенных частиц. Наиболее интенсивно поглощается аммиак, затем (в порядке убывающей последовательности) углекислота, кислород, азот, водород. При быстром увлажнении сухой почвы (напр., при её затоплении) происходит быстрое вытеснение воздуха, поглощённого твёрдыми почвенными частицами; освобождающийся воздух разрывает почвенные агрегаты, вызывая распад их и заплывание почвы. Указанное явление служит одной из причин того, что при медленном насыщении почвы влагой (напр., при поливе её по бороздам) почвенная структура в меньшей мере разрушается, чем при полном затоплении (полив напуском). В последнем случае почвенный воздух нередко зажимается в тонких капиллярных порах, где создаёт повышенное давление, что также может приводить к разрыву структурных отдельностей. Помимо физ. поглощения коллоидальной частью почвы газов из почвенного воздуха, последние (напр., аммиак) могут также химически связываться теми или другими хим. соединениями, входящими в состав жидкой и твёрдой фаз почвы.

Н. Соколов

Литература: Вильямс В., Основы земледелия, 6 изд., М., 1948; его же, Почвоведение (Земледелие с основами почвоведения), 5 И8Д., М., 1947.

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 1 (А - Е)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1949, с. 620