Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Почвоведение и география почв

Глава 12. ПОЧВЕННЫЙ РАСТВОР И ПОЧВЕННЫЙ ВОЗДУХ

 

глазовская

М.А. Глазовская

 

Смотрите также:

 

Почва и почвообразование

 

Почвоведение. Типы почв

почвы

 

Фитоценология - геоботаника

 

Химия почвы

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Происхождение жизни

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 

Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Минералогия

минералы

 

Земледелие. Агрохимия почвы

 

Справочник агронома

 

Происхождение растений

растения

 

Ботаника

 

Биология

 

Эволюция биосферы

 

Земледелие

 

зелёные растения

 

Геоботаника

 

Биографии биологов, почвоведов

Биографии почвоведов

 

Эволюция

 

 

Почвенный воздух, формирование газового состава

 

Поры и пустоты почвенной массы, не заполненные водой, заняты почвенным воздухом — газовой фазой почв. Несмотря на постоянную связь и газообмен с атмосферой, почвенный воздух несколько отличается от атмосферного по относительному содержанию входящих в его состав компонентов. Благодаря биологическим и биохимическим процессам в почве почвенный воздух по сравнению с атмосферным несколько обеднен кислородом и значительно обогащен углекислотой. Микроорганизмы потребляют значительное количество кислорода и продуцируют углекислоту. Некоторые микроорганизмы, разлагая углеводы, образуют углекислоту и метан по реакции: С6Н1206^С02 + ЗСН4. Чем обильнее и активнее микробное население почвы, тем больше потребляется кислорода и выделяется углекислоты.

 

Опыты Н. П. Поясова на дерново-подзолистых почвах осенью показали, что за 48 ч при отсутствии газообмена с атмосферой в почвенном воздухе накапливается 4,2% углекислоты, а кислорода остается 13,5% (вместо 29,9%, содержащихся в атмосфере). Интенсивность потребления кислорода и образования углекислоты зависят от температуры и влажности. Они не остаются постоянными ни в течение суток, ни в течение лета. Большое значение в потреблении кислорода и накоплении углекислоты в почвенном воздухе имеет и высшая растительность. В процессе дыхания корней расходуется кислород и выделяется углекислота, поэтому содержание ее в почвенном воздухе вблизи корней выше, чем в остальном объеме.

 

В почве, таким образом, идет непрерывный процесс образования углекислоты и потребления кислорода. Последний расходуется также и на процессы окисления некоторых первичных минералов, содержащих двухвалентные железо и серу. Поэтому содержание углекислоты в почвенном воздухе всегда выше, чем в атмосферном: в атмосфере концентрации СОг составляет 0,03%, в почвенном воздухе — 0,2—0,5% и часто увеличивается до 1%, а в тяжелых по механическому составу почвах при переувлажнении их и заболачивании возрастает до 10%. Содержание кислорода в почвенном воздухе составляет 19—20%- При содержании 10—12% кислорода в почвенном воздухе растения при 18° С развиваются еще нормально, при более высокой температуре — плохо: чем выше температура, тем больше требуется кислорода для нормального роста растений. При падении содержания кислорода в заболоченных почвах до 1 % рост корней замедляется, поглощение воды и питательных веществ ослабевает, прекращается рост надземных частей.

 

Углекислота и кислород в почвенном воздухе являются, таким образом, антагонистами, и главный лимитирующий фактор жизни растений не избыток углекислоты, а сопутствующий ему недостаток в почвенном воздухе кислорода.

 

Имеются доказательства непосредственного поглощения корнями растений углекислоты почвенного воздуха. Установлено, что часть углекислоты, поглощаемая корнями, составляет заметную долю в общем количестве поглощаемого зелеными растениями углекислого газа.

 

В некоторых почвах, развивающихся при затрудненном доступе кислорода воздуха, в почвенном воздухе накапливаются газообразные продукты разложения органических остатков: аммиак, сероводород, фосфористый водород, светильный газ.

 

В почвенном воздухе обычно присутствуют летучие органические соединения — продукты жизнедеятельности некоторых анаэробных микроорганизмов. Значение их в почвах очень велико. Они непосредственно усваиваются аэробными микроорганизмами и корнями растений. В почвенном воздухе также содержатся водяные пары в количестве, близком к полному при данной температуре насыщению воздуха влагой.

 

Процессы обмена почвенного воздуха и его составляющих с приземной атмосферой объединяются понятием аэрация почвы. К факторам, регулирующим скорость направления и объем воздухообмена, относятся: 1) изменение температуры почвы и атмосферы; 2) изменение влажности почвы; 3) изменение барометрического давления; 4) действие ветра.

 

Снижение температуры сопровождается сжатием газов, а повышение— их расширением. Поэтому при понижении температуры почвы в нее из атмосферы поступают новые порции воздуха; при нагревании почвы и расширении газов идет обратный ток воздуха из почвы в атмосферу. Эти процессы имеют суточный ритм. Они следуют суточному ходу изменения температуры почвы и охватывают лишь верхние горизонты, где колебания температуры наиболее значительны.

 

Поступление в почву воды и заполнение пор сопровождается вытеснением из почвы воздуха. При просыхании почвы в освободившиеся поры устремляется воздух атмосферы. Изменение влажности имеет большое значение в процессах воздухообмена орошаемых и периодически затопляемых почв.

 

Понижение или повышение барометрического давления также приводит к смене направления воздушного потока из почвы в атмосферу и из атмосферы в почву. Однако он имеет значение лишь при существенных перепадах давления.

 

Некоторую роль в воздухообмене играет ветер, так как он может изменять у земной поверхности градиент атмосферного давления. Обновление почвенного воздуха зависит от густоты растительного покрова (в той или иной степени предохраняющего поверхность почв от непосредственного воздействия ветра).

 

Рассмотренные факторы воздухообмена, хотя и играют определенную роль в замене всей массы почвенного воздуха, все же их значение менее значительно, чем процессов газообмена между почвенным воздухом и атмосферой, возникающих вследствие диффузии газов. Диффузия газов, как известно, — это процесс перемещения молекул газа или пара в направлении убывания концентрации или парциального давления. Количество газа, которое продиффундиру- ет со стороны более высокого парциального давления в направлении более низкого

Разность парциальных давлений кислорода и углекислоты в атмосферном и почвенном воздухе — главная причина газообмена. Из почвы в атмосферу диффундирует углекислота, а из атмосферы в почву—кислород. Скорость диффузии углекислоты в атмосферу изучалась Б. Кином, Н. П, Поясовым, И. Б. Ревутом и др. Установлено, что на скорость процесса влияют градиент концентрации, пористость почвы и ее влажность ().

 

Выделение углекислоты в атмосферу, из почв, имеющих одну и ту же пористость, увеличивается йрямо пропорционально градиенту концентрации, от единиц до первых десятков литров на квадратный метр С02 в день. При одном и том же градиенте концентрации, но увеличении пористости почв выделение углекислоты также увеличивается и в значительно большей степени, чем это следует из коэффициента пропорциональности: при увеличении пористости в три раза (от 20 до 60%) количество выделяющейся углекислоты увеличивается более чем в 9 раз.

 

Коэффициент диффузии углекислоты зависит также от содержания в почвах влаги и свободной пористости ().

 

Для извлечения из почвы проб почвенного воздуха и последующего анализа их на содержание углекислоты и кислорода сконструированы специальные иглы-буры. Агрофизическим институтом сконструирован специальный газоанализатор.

 

В полевой обстановке для изучения газообмена между почвой и припочвенными слоями воздуха над почвой устанавливаются небольшие стеклянные коробки или баллоны, края которых врезают в почвенную толщу. Через определенные промежутки времени из баллонов берут пробы воздуха для анализов.

 

 

 

К содержанию книги: МАРИЯ АЛЬФРЕДОВНА ГЛАЗОВСКАЯ - Общее почвоведение и география почв

 

 

Последние добавления:

 

Сукачёв: Фитоценология - геоботаника

 

Сукачёв. БОЛОТОВЕДЕНИЕ И ПАЛЕОБОТАНИКА

 

Перельман. ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТА

 

Жизнь в почве  Агрохимик и биохимик Д.Н. Прянишников

 

 Костычев. ПОЧВОВЕДЕНИЕ 

 

Полынов. КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ

 

Тюрюканов. Биогеоценология. Биосфера. Почвы

 

Почвоведение - биология почвы

 

Происхождение и эволюция растений