0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Воздушный режим почв

Воздушный режим почв

Почвенный воздух — один из факторов жизни растений. Кислород воздуха необходим для прорастания семян, дыхания корней растений, почвенных микроорганизмов. Он участвует в реакциях окисления минеральных и органических веществ. При окислении органического вещества почвы происходит круговорот углерода, азота, фосфора и других элементов питания. При недостатке кислорода ослабляются дыхание, обмен веществ, а при отсутствии в почве свободного кислорода прекращается развитие растений. Косвенное влияние недостатка кислорода в почве связано с понижением окислительно-восстановительного потенциала, развитием анаэробных процессов, образованием токсичных для растений соединений, снижением доступных питательных веществ, ухудшением физических свойств почвы. Все это в конечном итоге способствует снижению плодородия почвы и урожая растений.

Состав почвенного воздуха отличается от атмосферного. В атмосферном воздухе содержание азота составляет 78 % (к объему), кислорода — 21, диоксида углерода — 0,03, в почвенном — соответственно 78. 80, 5. 20, 0,1.„15,0 % (по Н. П. Ремезову). Как видно из приведенных данных, в почвенном воздухе по сравнению с атмосферным меньше кислорода и больше диоксида углерода. Если состав атмосферного воздуха довольно постоянный, то содержание кислорода и диоксида углерода в почвенном воздухе может сильно колебаться.

Оптимальное содержание кислорода в почвенном воздухе около 20 %. При такой обеспеченности кислородом в почве развиваются аэробные процессы и создаются благоприятные условия для произрастания растений.

Второй важный компонент почвенного воздуха — диоксид углерода. Высокое содержание его в почве отрицательно действует на семена, корни и урожай растений. Однако С02 необходим для фотосинтеза. Установлено, что от 38 до 72 % диоксида углерода поступает в растения из почвенного воздуха при «дыхании» почвы.

Количество воздуха в почве и его состав зависят от ее воздухоемкости и воздухопроницаемости, а также от пористости и влажности, так как почвенный воздух занимает все поры, в которых нет воды.

Воздухоемкость — это способность почвы содержать в себе определенное количество воздуха. Она зависит от пористости и влажности почвы. Чем выше пористость и меньше влажность почвы, тем больше воздухоемкость. На воздухоемкость влияют гранулометрический состав и структура почвы. Чем структурнее почва, тем больше в ней крупных некапиллярных пор, свободных от воды, а следовательно, выше ее влагоемкость. В распыленных бесструктурных почвах мало воздуха. Нормальная аэрация почв обеспечивается в том случае, если воздухоемкость превышает 15 % объема почвы.

Воздухопроницаемость — способность почвы пропускать через себя воздух. Чем полнее она выражена, тем лучше происходит газообмен, тем больше в почвенном воздухе содержится кислорода и меньше диоксида углерода. Воздухопроницаемость зависит от гранулометрического состава почвы, ее оструктуренности, объема пор между агрегатами.

Газообмен почвенного воздуха с атмосферным (аэрация) происходит через систему воздухоносных пор под действием диффузии барометрического давления, изменения температуры почвы, уровня грунтовых вод, количества влаги в почве (зависит от атмосферных осадков, орошения и испарения), а также под действием ветра.

Диффузия обусловлена тем, что в почвенном воздухе концентрация кислорода всегда меньше, а диоксида углерода больше, чем в атмосфере. При этом кислород непрерывно поступает в почву, а СО2 выделяется в атмосферу.

Изменение температуры и барометрического давления вызывает сжатие или расширение почвенного воздуха, а следовательно, и газообмен.

Изменение количества влаги в почве и уровня фунтовых вод способствует газообмену, так как влага атмосферных осадков вытесняет почвенный воздух, а испарение воды из почвы и повышение уровня грунтовых вод вызывают всасывание атмосферного воздуха.

Влияние ветра на газообмен сильнее проявляется на пористых почвах, на которых отсутствует растительность.

Перечисленные факторы действуют на газообмен совместно, однако главным фактором поступления кислорода в почву и удаления диоксида углерода из нее считается диффузия.

Динамика кислорода и СО2 почвенного воздуха зависит от типа почвы, ее физических и биологических свойств, химического состава, времени года, погодных условий, а также от использования земель. В обрабатываемой почве состав воздуха обусловлен агротехникой и фазой развития возделываемой культуры. От содержания влаги в почве и температуры зависят биологические и биохимические процессы, а следовательно, интенсивность потребления кислорода и продуцирование диоксида углерода. Огромное количество почвенных организмов в процессе дыхания потребляют кислород и выделяют СО2. Основные потребители кислорода в почве — корневые системы растения, микроорганизмы и почвенные животные. Потребление кислорода высшими и низшими растениями зависит от их биологических особенностей и возраста, а также от температуры и влажности среды и других причин. При увеличении температуры с 5 до 30 °С интенсивность поглощения кислорода и выделения диоксида углерода возрастает в 10 раз. Динамика этих газов в почве сильно подвержена сезонным колебаниям, так как смена времен года сопровождается резким изменением температуры и влажности. Летом потребление кислорода и выделение СО2 в несколько раз больше, чем ранней весной и поздней осенью.

Читайте так же:
Регулировка оборотов двигателя на дэу матиз

Регулировать воздушный режим почв можно с помощью агротехнических и мелиоративных приемов. Большое значение имеют такие мероприятия по обеспечению нормального газообмена, как разрушение почвенной корки и поддержание поверхности почвы в рыхлом состоянии, а также приемы обработки почвы, направленные на увеличение некапиллярной скважности, повышающей воздухопроницаемость почвы, и др.

В производственных условиях после полива или дождей почва расплывается, а после высыхания на ее поверхности образуется плотная корка. Если эту корку не разрушить, то проростки семян не выйдут на поверхность и погибнут от недостатка воздуха. Рыхление междурядий способствует повышению аэрации и обеспечивает значительную прибавку урожая.

Улучшение воздушного режима особенно необходимо там, где распространены почвы с избыточным увлажнением. Продуктивность угодий на болотных и заболоченных почвах ограничена плохой аэрацией и недостатком кислорода. Поэтому воздушный режим этих почв регулируют с помощью осушения.

Как регулируют воздушный режим почвы

Вы здесь: ЧАСТЬ 1. ОБЩЕЕ ПОЧВОВЕДЕНИЕ Глава 8. ПОЧВЕННЫЙ ВОЗДУХ

Глава 8. ПОЧВЕННЫЙ ВОЗДУХ

Воздушная фаза почвы – важная и наиболее динамичная составная часть почвы, находящаяся в тесной взаимосвязи с остальными фазами. Почвенным воздухом называется смесь газов и летучих органических соединений, заполняющих почвенные поры, поэтому почвенный воздух является конкурентом почвенного раствора. Количество и состав почвенного воздуха оказывают большое влияние на развитие и жизнедеятельность растений и микроорганизмов, растворимость химических соединений и их миграцию в профиле, на интенсивность почвенных процессов.

§1. Состав почвенного воздуха

Количество воздуха в почве и его состав зависят от ее воздухоемкости и воздухопроницаемости, а также от пористости и влажности, так как почвенный воздух занимает все поры, в которых нет воды. При одной и той же влажности в структурных почвах, обладающих некапиллярной пористостью, воздуха больше, чем в бесструктурных. Дополнительное насыщение почвы водой влечет за собой вытеснение из нее воздуха. Воздушный режим наиболее благоприятен в структурных и рыхлых почвах.

Главными источниками газовой фазы являются атмосферный воздух и газы, образующиеся в самой почве. Химический состав почвенного воздуха тесно связан с атмосферным, так как идет постоянный газообмен, но количественный показатель составляющих газов отличается, что обусловлено и физическими свойствами самой почвы. Чем более пористая почва, тем ближе составы почвенного и атмосферного воздуха. В результате дыхания микроорганизмов и корней растений почвенный воздух обычно намного богаче углекислым газом и беднее кислородом (табл. 12).

Если состав атмосферного воздуха в целом постоянный, то содержание кислорода и углекислого газа в почвенном воздухе может сильно колебаться.

Состав атмосферного и почвенного воздуха

В пахотных хорошо аэрируемых почвах с благоприятными физическими свойствами содержание и СО2 в течение вегетации растений не превышает 1 – 2 %, а содержание О2 не бывает ниже 18 %. При переувлажнении в тяжелых пахотных почвах содержание СО2 может достигать 4 – 6 % и более, а О2 падать до 17 – 15 % и ниже. В заболоченных почвах наблюдаются еще более высокие концентрации СО2 и низкие О2. Оптимальное содержание О2 и СО2 в почвенном воздухе соответственно 20 % и 1 %. При такой обеспеченности кислородом в почве развиваются аэробные процессы и создаются благоприятные условия для произрастания растений. Для пропашных культур (овощные и др.) желательно минимальное содержание О2 не ниже 17 %, зерновых – не ниже 14 % (овес хорошо растет и при 10 % О2). Основными потребителями кислорода в почве являются корни растений, аэробные микроорганизмы и почвенная фауна и лишь незначительная часть его расходуется на химические процессы. Недостаток кислорода ослабляет дыхание, обмен веществ, а при отсутствии в почве свободного кислорода прекращается развитие растений. Влияние недостатка кислорода в почве связано с увеличением концентрации СО2,понижением окислительно-восстановительного потенциала, развитием анаэробных (восстановительных) процессов, образованием токсичных для растений соединений (СН4, Н2S, С2Н4), снижением доступных питательных веществ, ухудшением физических свойств почвы. Все это в конечном итоге снижает плодородие почвы и урожай растений. Таким образом, СО2 и О2 являются антагонистами в почве.

Второй важный компонент почвенного воздуха – углекислый газ, который обнаруживается в почве главным образом благодаря биологическим процессам. Частично он может поступать из грунтовых вод, а также в результате его десорбции из твердой и жидкой фаз почвы. Некоторое количество СО2 может возникать при превращении бикарбонатов в карбонаты во время испарения почвенных растворов и в процессе воздействия кислот на карбонаты почвы, а также химического окисления органического вещества. Высокое содержание его в почве (> 3 %) отрицательно действует на семена, угнетает развитие растений и снижает урожай. Однако СО2 необходим для фотосинтеза (установлено, что 38 – 72 % СО2 доставляется растению из почвенного воздуха). Есть мнение, что 90 % СО2 атмосферного воздуха имеет почвенное происхождение.

Читайте так же:
Регулировка рычага кпп на ланосе

В почвенном воздухе, кроме макрогазов (N2, СО2, О2), часто встречаются Н2, Н2S, СН4, NH3, предельные и непредельные углеводороды, эфиры, фосфористый водород, образующиеся в результате анаэробного разложения органического вещества и их новообразования, трансформацией в почве удобрений, гербицидов, продуктов техногенного загрязнения. Их концентрации очень малы, но этого может быть достаточно для снижения биологической активности почв.

§2. Газообмен почвенного воздуха, воздушные свойства и воздушный режим почвы. Регулирование воздушного режима почв

Между почвенным и атмосферным воздухом происходит постоянный газообмен (аэрация). Если бы его не было, то состав почвенного воздуха мог бы настолько ухудшиться, что стал бы совершенно непригодным для развития растений. Поэтому чем быстрее и полнее обменивается почвенный воздух с атмосферным, тем благоприятнее создаются в почве условия для жизни культурных растений, а также для биохимических почвенных процессов. Газообмен имеет огромное значение и для развития надземных частей растений, так как органическую массу они строят благодаря ассимиляции углекислого газа воздуха. Содержание же его в воздухе иногда бывает недостаточным для интенсивного развития растений, поэтому чем лучше развит газообмен в почве, чем больше насыщается приземный слой воздуха СО2, тем благоприятнее условия для роста растений.

Газообмен почвенного воздуха с атмосферным происходит через систему воздухоносных (некапиллярных) пор под действием диффузии, изменения температуры почвы, атмосферного давления, уровня грунтовых вод, изменения количества влаги в почве (зависящее от атмосферных осадков, орошения и испарения), ветра. Глубина газообмена около 50 см.

Главная роль в газообмене принадлежит механизму диффузии – перемещению газов в соответствии с их парциальным давлением. Поскольку в почвенном воздухе О2 меньше, а СО2 больше, чем в атмосфере, то под влиянием диффузии создаются условия для непрерывного поступления О2 в почву и выделения СО2 в атмосферу.

Изменение температуры, барометрического давления и ветра вызывают объемные изменения воздуха (сжатие или расширение), а следовательно, и общий ток его из почвы или в почву. Изменение количества влаги в почве и уровня грунтовых вод способствует газообмену, так как влага осадков вытесняет почвенный воздух, а испарение воды из почвы вызывает поступление атмосферного воздуха на ее место.

Состояние газообмена определяется воздушными свойствами почв. К воздушным свойствам почв относятся воздухопроницаемость и воздухоемкость.

Воздухопроницаемость – способность почвы пропускать через себя воздух. Она измеряется количеством воздуха в мл, прошедшим под определенным давлением в единицу времени через площадь сечения почвы 1 см 2 при толщине слоя 1 см. Чем полнее выражена воздухопроницаемость, тем лучше газообмен, тем больше в почвенном воздухе О2и меньше СО2.

Воздухопроницаемость зависит от механического состава почвы, ее плотности, структуры и некапиллярной порозности. Воздух в почве передвигается по порам, не заполненным водой и не изолированным друг от друга, чем они крупнее, тем лучше воздухопроницаемость. В структурных почвах, где наряду с капиллярными порами имеется достаточное количество крупных некапиллярных пор, создаются наиболее благоприятные условия для воздухопроницаемости, при одной лишь капиллярной пористости, свойственной бесструктурным почвам, диффузия воздуха тормозится. Снижает газообмен также образующаяся на поверхности почв корка.

Воздухоемкость – это способность почвы содержать в себе определенное количество воздуха, выражается в объемных процентах. Зависит от влажности и пористости почвы: чем выше пористость и меньше влажность, тем больше воздуха содержится в почве.

Максимальная воздухоемкость характерна для сухих почв и равна общей пористости. Однако в природных условиях почвы всегда содержат то или иное количество воды, поэтому величина воздухоемкости очень динамична.

В воздушно-сухом состоянии воздухоемкость (РВ) почвы представляет разность между общей пористостью и объемом гигроскопической воды:

где Робщ – общая порозность почвы (%), РГ – объем гигроскопической влаги (%).

В естественных условия количество пор, занятых воздухом (пористость аэрации, РАЭР), определяют по формуле:

где РW – объем пор, занятых водой (%), определяется по формуле:

где dV – объемная плотность в г/см 3 , W – влажность почвы (%).

Нормальная аэрация почв обеспечивается, если величина воздухоемкости превышает 15 % объема почвы. Оптимальные условия для газообмена создаются при содержании воздуха в минеральных почвах 20 – 25 %, а в торфяных – 30 – 40 %.

Воздушным режимом почв называют совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, передвижения его в профиле почвы, изменения состава и физического состояния при взаимодействии с твердой, жидкой и живой фазами почвы, а также газообмен почвенного воздуха с атмосферным.

Воздушный режим почв подвержен суточной, сезонной, годовой изменчивости и находится в прямой зависимости от свойств почв (физических, химических, физико-химических, биологических), погодных условий, характера растительности, возделываемой культуры, агротехники.

Важным показателем воздушного режима почв является динамика СО2 и О2 в почвенном воздухе. Пахотные почвы основных типов почв поглощают при 20 °С от 0,5 до 5 мл и более О2 на 1 кг сухой почвы за 1 ч. Основные потребители кислорода и продуценты углекислого газа в почве – корни растений, микроорганизмы и почвенные животные. Потребление кислорода высшими и низшими растениями зависит от их биологических особенностей и возраста, а также от температуры и влажности среды и др. При увеличении температуры с 5 до 30 °С интенсивность поглощения О2 и выделения СО2 возрастает в 10 раз.

Читайте так же:
Стенд для регулировки света фар ома

Выделение СО2 из почвы в приземный слой атмосферы принято называть «дыханием» почвы. Интенсивность дыхания почвы зависит от ее свойств, гидротермических условий, характера растительности, агротехнических мероприятий и является важной характеристикой газообмена и активности биологических процессов в почве. Выделение СО2 почвой усиливается при ее окультуривании в связи с активизацией биологических процессов и улучшением условий аэрации. Торфяно-глеевые почвы тундры выделяют СО2 в количестве 0,3 т/га в год, подзолистые почвы хвойных лесов – от 3,5 до 30, бурые и серые лесные почвы – от 20 до 60, степные черноземы – 40 – 70 т/га в год.

Динамика этих газов в почве сильно подвержена сезонным колебаниям, так как смена времен года сопровождается резким изменением температуры и влажности. Летом потребление кислорода и выделение углекислого газа в несколько раз больше, чем ранней весной и поздней осенью.

Наиболее благоприятно воздушный режим складывается в структурных почвах, обладающих рыхлым сложением, способных быстро проводить и перераспределять поступающие в них воду и воздух. В улучшении воздушного режима нуждаются многие почвы, особенно с постоянным или временным избыточным увлажнением.

Регулирование воздушного режима почв достигается агротехническими и мелиоративными приемами. Применяются такие мероприятия по обеспечению нормального газообмена, как разрушение почвенной корки и поддержание поверхности почвы в рыхлом состоянии путем глубокой вспашки, боронования, культивации, рыхления междурядий в период вегетации. Воздушный режим в заболоченных и периодически переувлажненных почвах регулируют осушением.

Благоприятный водно-воздушный режим почвы — залог успеха в сельском хозяйстве

Около 80% успеха в выращивании сельскохозяйственных культур зависит от наличия нужного количества воды в почве для питания растений. Известно, что дефицит или избыток влаги губительно сказывается на росте и развитии многих культур. Современные технологии орошения и осушения, используемые в хозяйствах, позволяют улучшить состояние полей и добиться в дальнейшем высоких урожаев. О возможных проблемах при проведении полевых работ и наиболее эффективных методах регулирования водно-воздушного режима почвы – планировке и дренаже – рассказывает Дмитрий Шуляк, генеральный директор ООО «Виннеръ». Компания специализируется на выпуске мелиоративной техники.

Во время дождя или орошения вода впитывается в почву и остается в порах на уровне характерного для определенной местности водяного горизонта. По мере насыщения почвы избыток воды может скапливаться на поверхности поля в так называемых водяных блюдцах, что приводит к негативным последствиям в процессе выращивания сельскохозяйственных культур.

1. Заболачивание. Вода насыщает почву и держится в ней на всем уровне почвенного горизонта, а избыток образует водяные блюдца на поверхности поля в местах углублений.

2. В почве наблюдается дефицит кислорода, который крайне необходим для развития растений.

3. За счет водяных блюдец почва прогревается неравномерно, ухудшается ее структура.

4. Появляются проблемы с проведением сельхоз работ.

5. В некоторых случаях возможно образование водяной эрозии.

6. Из-за недостатка кислорода слабо развивается корневая система растений, нет дружности всходов.

7. Меняются агрономические сроки за счет неравномерного созревания почвы.

8. Из-за влажной среды растения подвержены заболеваниям.

9. Увеличиваются расходы на обработку и средства защиты растений, а также затраты на ремонт техники.

10. Нарушаются графики обработки полей и использования техники.

Это далеко не все проблемы, которые могут быть связаны с избытком воды, одновременно необходимой и губительной для растений. Поэтому очень важно регулировать водно-воздушный режим почвы, используя методы планировки и дренажа.

Планировка поверхности поля – это современная технология выравнивания поверхности поля с помощью скреперов-планировщиков оснащенных системой нивелирования. Суть метода заключается в определении мест срезки и отсыпки и проведения работ по срезке грунта в местах возвышения и отсыпки его в места понижения. Планировка позволяет избежать в дальнейшем образования на полях водяных блюдец, способствует своевременному насыщению растений оптимальным количеством влаги.

Cоздать ровную поверхность поля помогают скрепер-планировщик Арган 5.0, выпускаемый компанией «Виннеръ», и система нивелирования от компании Trimble.

После проведения топографической съемки и создания 3D-модели определяется карта выемки и отсыпки, данный проект загружается в монитор системы управления скрепер-планировщиком Арган 5.0 почвы (FMX-1000 или TMX-2050), а затем скрепер-планировщик в автоматическом режиме регулирует высоту среза с минимальным участием механизатора. Данная система позволяет также сделать дренажный анализ поля. Определить с высокой точностью потери по тем местам, которые вымокают, определить участки уплотнения и дефицита элементов питания.

Читайте так же:
Регулировка топливной системы дизельных двигателей

Дренаж – это метод осушения земель при помощи подземных искусственных водотоков – дрен. Активно воздействуя на водный режим, осушение земель, влияет на воздушный, тепловой и пищевой режимы почвы.

Суть данного способа осушения заключается в создании в поле подземной коллекторно-дренажной сети, через которую впоследствии уходит избыток воды с осушаемой территории. Коллекторно-дренажная сеть в поле, в зависимости от условий, может выполнять свои функции от 5–7 лет для нового вида кротового дренажа с укреплением крото-дрен специальным раствором. Дрены могут выполнять в засушливых районах функцию накопителей влаги в зимний период, если их направление уложено правильно.

Кротовый дренаж выполняется с помощью кротователя, также выпускаемого компанией «Виннеръ», и системы дренажа Trimble. На сегодняшний день это наиболее оптимальный и доступный для сельскохозяйственных предприятий вариант.

Правильное устройство дренажа – залог превосходного урожая и высокой степени удерживания питательных веществ почвой.

Дополнительное использование программ WM-Drain от компании Trimble дает возможность смоделировать водоразделы и направления водопроводов, спроектировать дренажную сеть в соответствии с характеристиками поля конкретного хозяйства.

Технология WM-DrainTM автоматически вносит изменения и в подачу, и в высоту ножа кротователя, гарантируя, что дрена будет проложена точно, как на смоделированном проекте.

Преимущества построения дренажа в хозяйствах

Высокие показатели урожайности

Дренаж повышает продуктивные показатели сельскохозяйственных культур. Результаты более чем 127 дренажных экспериментов показали увеличение урожайности кукурузы на 37%, люцерны на 42%, сои на 29%.

Максимальный прогрев и сокращение рисков уплотнения почвы

Дренированные поля имеют экологические преимущества – почвы прогреваются до 15 градусов, при этом поверхность испарения уменьшается. Кроме того, дренаж быстрее осушает почву и уменьшает риск уплотнения на мокрой земле.

Мощная глубокая корневая система растений

Дренаж способствует пропусканию воздуха в водяные каналы, улучшая развитие корневой системы растений и проникновения корней в глубокие слои почвы, что позволяет растениям извлекать больше питательных веществ.

Создание благоприятной среды для почвенных микроорганизмов

Дренаж почвы создает оптимальные условия для полезной почвенной микрофлоры и дождевых червей. Эти аэробные организмы имеют жизненно важное значение для роста растений и оказывают помощь в подаче азота и серы корням.

Благодаря ускоренному выходу излишней влаги и аэрации почва прогревается быстрее, что позволяет провести обработку почвы и весенне-полевые работы раньше положенных сроков.

Дренаж позволяет растениям укрепить корневую систему, повысить урожайность даже в самые засушливые периоды.

Дренаж способствует усилению аэрационных свойств почвы и очищению от опасных токсичных веществ и болезнетворных организмов.

Продолжительный срок эксплуатации

Срок эксплуатации дренажа 150 лет, кротового дренажа 5–7 лет.

Снижение затрат на сушку

Дренаж позволяет культурам расти и созревать быстрее, а также сокращает время, необходимое для сушки осенью.

Снижение затрат на ремонт сельхозмашин

Дренаж позволяет фермерам повысить качество полевых работ с минимальными затратами на ремонт или приобретение дополнительной техники.

Эффективный метод борьбы с засолением почвы

Дренаж уменьшает уровень грунтовых вод, что значительно снижает риск засоления почвы.

Таким образом, использование в ходе полевых работ новейших технологий планировки и дренажа способствует правильному регулированию водно-воздушного режима почвы, эффективному контролю уровня грунтовых вод, оптимизации сроков посадки сельскохозяйственных культур и повышению их урожайности.

Почвенный воздух и воздушный режим почв

Почвенный воздух, или газовая фаза, — важнейшая составная часть почвы, находящаяся в тесном взаимодействии с твёрдой, жидкой и живой фазами почвы. Почвенным воздухом называется смесь газов и летучих органических соединений, заполняющих поры почвы, свободные от воды. Наличие достаточного количества воздуха, его благоприятный состав не менее важен в жизни почвы и формировании урожая, чем обеспеченность почв водой и питательными веществами. Большинство растений не может существовать без непрерывного притока О2 к корням и вывода СО2 из почвы. Процесс обмена почвенного воздуха с атмосферным называется газообменом или аэрацией.

Почвенный воздух находится в почве в трёх состояниях: свободном, адсорбированном и растворённом. Если состав атмосферного воздуха довольно постоянный, то почвенный воздух отличается динамичностью. Наиболее динамичны в почвенном воздухе О2 и СО2. Содержание СО2 в почвенном воздухе может быть в десятки и сотни раз больше, чем в атмосферном. Высокая концентрация СО2 в почвенном воздухе (более 2-3%) угнетает развитие растений. Почвенный воздух неоднороден по составу. Кроме О2, СО2 в нем содержится N, закись азота (N2O), в небольшом количестве постоянно присутствуют летучие органические соединения (этилен, метан и др.). В заболоченных почвах могут находиться NH3, H и CH4.

Основными потребителями О2 в почве являются корни растений, аэробные микроорганизмы и почвенная фауна и лишь незначительная часть его расходуется на чисто химические процессы. Углекислый газ в почве обнаруживается главным образом благодаря биологическим процессам, а также может поступать в почвенный воздух из грунтовых вод, при превращении бикарбонатов в карбонаты, воздействия кислот на карбонаты и при химическом окислении органического вещества.

Читайте так же:
Как регулируют автомат защиты

Выделение СО2 из почвы в приземный слой атмосферы называют дыханием почвы. Интенсивность дыхания – важная характеристика газообмена и активности биологических процессов в почве. Она зависит от состава почвы, характера растительности, гидротермических условий и агротехнических приёмов.

Торфяно-глеевые почвы тундры выделяют СО2 в количестве 0.3 т/га в год, подзолистые почвы хвойных лесов – 3.5-30, бурые и серые лесные почвы – 20-60, степные чернозёмы – 40-70 т/га в год.

Состояние газообмена определяется воздушными свойствами – воздухопроницаемость и воздухоёмкость. Они зависят от гранулометрического состава почвы, её пористости, плотности, влажности и структурного состояния. Оптимальные условия для газообмена создаются при содержании воздуха в минеральных почвах 20-25%, а в торфяных – 30-40%.

Совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, передвижения его в профиле почвы, изменения состава и физического состояния при взаимодействии с твёрдой, жидкой и живой фазами почвы, а также газообмен почвенного воздуха с атмосферным называют воздушным режимом почв.

Воздушный режим почв подвержен суточной, сезонной, годовой и многолетней изменчивости и находится в прямой зависимости от физических, химических, физико-химических и биологических свойств почв, погодных условий, характера растительности, возделываемой культуры и агротехники. Наиболее благоприятный воздушный режим складывается в структурных почвах.

Пути регулирования водно-воздушного режима почв Для регулирования водного режима почв осуществляют комплекс процессов, направленных на устранение неблагоприятных условий водоснабжения растений. Искусственно изменяя приходные и особенно расходные статьи водного баланса, можно существенно влиять на общие и полезные запасы воды в почвах и этим способствовать повышению продуктивности растений.В конкретных почвенно – климатических условиях способы регулирования водного режима почв имеют свои особенности.

а) Улучшению водного режима слабодренированных территорий зоны достаточного и избыточного увлажнения способствуют планировка почвы и нивелировка микро- и макро-понижений, в которых весной и после летних осадков наблюдается длительный застой воды.

б) На почвах с временным избыточным увлажнением для удаления избытка влаги целесообразно с осени делать гребни, способствующие увеличению физического испарения, а по бороздам между ними происходит поверхностный сток воды за пределы поля.

в) Почвы болотного типа, а также минеральные заболоченные нуждаются в осушительных мелиорациях – для отвода избыточной влаги.

Регулирование водного режима почв во влажной зоне с большим количеством годовых осадков не ограничивается осушительной направленностью. Эффективное средство улучшения влагообеспеченности растений в Нечерноземье – двустороннее регулирование влаги (отвод – орошение).

Все приемы окультуривания почвы – создание глубокого пахотного слоя, улучшение структурного состояния, увеличение общей пористости, рыхление пахотного горизонта и др. повышают влагоёмкость и способствуют накоплению и сохранению продуктивных запасов влаги в почве.

г) В зоне неустойчивого увлажнения и засушливых районах регулирование водного режима направлено на максимальное накопление влаги в почве и на рациональное её использование.

Способы влагонакопления:

1. Снегозадержание и задержка талых вод – для этого используют стерню, кулисные пары, валы из снега и др., зяблевая вспашка, вспашка поперёк склона, обвалование, щелевание, полосное размещение культур и др. приёмы.

2. Посадка лесных полос – наиболее эффективны ажурные и продувные лесные полосы.

3. Введение чистых и особенно чёрных паров.

4. Агротехнические приёмы – ранневесеннее боронование зяби, послепосевное прикатывание, культивация междурядий.

5. Внесение минеральных и органических удобрений способствует более экономному расходованию влаги на создание единицы урожая.

6. Мульчирование почвы — для сохранения влаги.

7. Орошение – в пустынно-степной зоне, улучшение водно-физических свойств почв и структурного состояния.

Воздушный режим почвы регулируют с помощью агротехнических и мелиоративных мероприятий. Приёмы по регулированию водного режима одновременно служат приёмами по поддержанию воздушного оптимального режима почв.

Контрольные вопросы:

1. Перечислите роль и формы воды в почве.

2. Какие выделяют категории воды в почве? Назовите почвенно-гидрологические константы.

3. Что такое НВ, охарактеризуйте ее и расскажите почему она имеет большое значение в почвоведении и для растений?

4. Охарактеризуйте водные свойства почвы.

5. Отчего зависит водоподъемная способность почв?

6 Что называется влажностью завядания?

7. Какая влага называется продуктивной?

8. В каком интервале влажности находится (заключена) продуктивная влага?

9. Назовите основные приходные и расходные статьи водного баланса почвы. Перечислите типы водного режима почв.

10. Какие применяют мероприятия по регулированию водно-возушного режима в различных природных зонах.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.003 с) .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector