Лекция по «Теме 4» Информационные функции почв

Модуль 1. Биогеоценотические функции почв

Функция сигнала для сезонных и других биологических процессов

Данная функция контролируется в первую очередь периодически изменяющимися параметрами почвы – её тепловым, водным, пищевым и солевым режимом. Ведущим фактором пробуждения роста корней в ельнике черничнике-зеленомошнике северной тайги является температура почв. На холодных затапливаемых талыми водами почвах рост ели задерживался на 20 дней, несмотря на то что температура воздуха благоприятствовала вегетации. В холодные годы период роста корней сокращался. Уменьшалась их биомасса на 8-15 %.

В умеренных широтах почва контролирует развитие и других растений, например лиственницы на огромных просторах Сибири. Температура почв как фактор регулирующий некоторые процессы зависит от теплоёмкости и теплопроводности почв, запасов тепла (холода), влажности, температуры воздуха, потока радиации и отражающей способности почвы, интенсивности излучения в ночные часы и др. Данные параметры в многом определяются основными свойствами почвы.Теплоёмкость в зависимости от мехсостава может различаться в пять раз, а в зависимости от влажности – в 15 раз (Чудновский, 99).

В летнее время почва холоднее воздуха, Т в ризосфере в период активной вегетации на 2-5 градусов ниже Т воздуха. Севернее 60 параллели не поднимается выше 12-14 градусов. Существуют также затухающие изменения Т почв. На болотах суточный ход 15-25 см, годовой до глубины 3-3,5 м. Т.О. наиболее важно для глубоко живущих организмов.
Не менее существенна роль и других почвенных факторов, регулирующих сезонное развитие и активность живых организмов, связанных с почвой. Хорошо известно, что в районах недостаточного увлажнения смена фаз развития многих растений в годовом цикле определяется прежде всего динамикой водного режима почв. Ярким примером может служить ускоренное сезонное развитие эфемеров и эфемероидов, обусловленное непродолжительностью периода обеспеченности почв влагой аридных ландшафтов. Развитие яиц насекомых в почве зависит от влажности. Например, у саранчовых начинается только после увеличения влажности выше мёртвого запаса в слое в котором отложены кубышки.

Примером влияния годовой динамики пищевого режима почв на сезонные изменения в развитии биоценозов могут служить колебания численности м/о почв в зависимости от поступления в неё растительного опада (сезонные вспышки численности).
Таким образом, проявление рассматриваемой почвенной функции многогранны и существенны. Данная функция может иметь отношение к самым различным явлениям, протекающим в биоценозах.

Регуляция численности, состава и структуры биоценозов

Одна из важных форм проявления данной функции – воздействие почвенных факторов на формирование конкретной консортивной структуры биоценозов. Многими исследователями доказано, что в консортивных связях различных организмов примат принадлежит в целом высшим растениям. Пространственное же распределение этих растений и особенно их корневых систем в значительной мере определяется реальной динамикой свойств и режимов почвы.

Показано, что в пределах любого типа биоценоза с корнями каждого вида растений связаны специфические комплексы почвообитающих организмов: грибы, ризосферные актерии, фитофаги – нематоды, насекомые и др. Эта приуроченность к корневым системам почвенных организмов особенно наглядна в аридных условиях, где корни локализуются на участках почвы с большим содержанием влаги. Интересно отметить, что в моховой тундре, с иным гидротермическим режимом, имеет место обратная зависимость: гуще заселены участки между подушками мхов (Гиляров, 68).

Отмечают также связь расселения беспозвоночных с отдельными свойствами почв: дифференциация хилопод, пауков, дождевых червей зависит от массы подстилки; проволочников, моллюсков от рН.

Влияние почвы на состав биоценозов известно давно. Важной формой его проявления оказывается воздействие почвы на развитие попадающих в неё семян. Из массы семян, как правило, прорастает лишь часть, что в значительной мере зависит от водно-воздушного, температурного и пищевого режимов почвы, рН, содержания и соотношения в ней метаболитов.

В связи с широким освоением земель и внесением удобрений многие почвы претерпели существенные изменения, что в той или иной фоме сказывается на рассматриваемой функции: термофилы м/о на окультуренных почвах северных широт! Целинные земли обычно отличаются весьма малыми их содержаниями, однако при внесении навоза или компостов может наблюдаться вспышка их численности, причём не редко парадоксально – больше на севере чем на юге, где теплее, но удобрений вносят мало!

Пусковой механизм некоторых сукцессий

Данная функция проявляется в изменении биоценозов в результате засоления или заболачивания почв, и др., которое вызывает стадийное преобразование почвы как среды обитания, порождающее соответствующие сукцессии. В музее Землеведения МГУ наглядна показана последовательная смена елового леса сосново-сфагновым болотным комплексом. По мере нарастания заболоченности почвы наблюдается закономерная смена фитоценозов. В результате имеет место следующий ряд: Ельник кисличник – черничник – долгомошник – сфагновый – сосняк сфагновый – сфагновое болото.

Отмечаются и другие формы проявления данной функции: деятельность почвенных фитофагов может выступать как фактор, определяющий сукцессии растительного покрова (Гиляров М.С., 68). В степи в результате деятельности корневых вредителей некоторые растения погибают, а освободившееся место тут же заселяется другими видами, данной ассоциации. В результате имеет место постоянная смена мелких фитоценотических комплексов в пределах одного биогеоценоза, обеспечивающих его стабильность.

Кроме того, деятельность почвенных фитофагов может вызывать и сукцессии травянистых растительных ассоциаций в целом. Например: сукцессии на лугах Смоленской области, описанные М.Р. Якушевым, 1941. Уничтожение личинками Phyllopertha norticola оказалось первопричиной разрастания мохового покрова и способствовало заболачиванию участка.

«Память» биогеоценоза (ландшафта)

Одна из фундаментальных информационных функций, согласно Арманду Д.Л. – «память ландшафта». Ещё В.В. Докучаев говорил, что «почва – зеркало ландшафта». И в том и в другом случае речь идёт о способности почвы фиксировать коротко- или долгопериодические воздействия факторов почвообразования в виде конкретных почвенных свойств или самого генетического облика данной почвы. Д.И. Берманд и С.С. Трофимов (1974) рассматривают почву как память, в которой зафиксирована программа возможностей функционирования связанных с почвой биоценозов, так как процессы и свойства почвы представляют, по их мнению, механизм, возникший в результате адаптации биоценозов к окружающей среде. Иными словами речь идёт не только о «зеркале» (фиксации почвенным свойством конкретного процесса), но и об обратной связи (реликтовые карбонаты повышают рН современной почвы, являются источником кальция, препятствуя полной смене фитоценоза).

Концепция В.О. Таргульяна и И.А. Соколова (1975) о двуединой природе почвы. Почвенное тело состоит из почвы-памяти и почвы-момента. «Память» - комплекс устойчивых свойств и признаков, возникающих в ходе всей истории её развития, «момент» - совокупность наиболее изменчивых процессов и свойств почвы в момент наблюдения.

Из всех компонентов ландшафта почва обладает наиболее выраженной способностью к отражению факторов географической среды и записывает, хранит в своём генетическом профиле наибольшее количество информации. Благодаря почва-памяти происходит накопление и хранение информации о длительных отрезках в развитии географической среды, а с помощью почво-момента происходит быстрое отражение сиюминутных изменений среды.

В данной концепции важное место занимает вопрос скорости, полноты отражения профилем изменения ландшафта. Поскольку разные свойства и компоненты отражают факторы и процессы с разной скоростью, удобнее всего пользоваться понятием «характерное время» (Арманд, Таргульян, 1974). Под характерным временем какого-либо природного объекта или его отдельных компонентов понимается время которое необходимо для того, чтобы данный объект и его составляющие развивающиеся под влиянием определённых факторов среды. Пришли в равновесие с этими факторами.

Поглотительной способностью почвы называется свойство задерживать или поглощать различные вещества, взаимодействующие и соприкасающиеся с ее твердой фазой. Почва способна задерживать или поглощать газы, различные соединения из растворов, минеральные или органические частицы, микроорганизмы и суспензии. Почвой энергично поглощаются и сохраняются главные элементы питания растений – K, N, Ca, Mg, P.

Механическая поглотительная способность – свойство почвы механически задерживать взвешенные в воде вещества, обусловлена механическим составом, структурой, сложением, пористостью и капиллярностью почвы. Почва как фильтр, способна закреплять фильтрующиеся через нее частицы в зависимости от их размеров, диаметров капиллярных и расположения их. Эта способность используется при заилении песчаных почв и очистке бытовых и технических сточных вод. Физическая поглотительная способность – свойство почвы поглощать из раствора молекулы электролитов, продукты гидролитического расщепления солей слабых кислот и сильных оснований, а также коллоиды при их коагуляции. При физическом поглощении происходит аполярная адсорбция (сгущение молекул на поверхности раздела двух фаз – твердой и жидкой, твердой и газообразной), определяемая наличием ненасыщенной энергии на поверхности почвенных частиц. Эта энергия тем больше, чем тоньше механический состав почвы. Поэтому физическая поглотительная способность выше у суглинистых почв и слабее у песчаных. Физическое поглощение защищает водорастворимые соединения от вымывания. Такое поглощение нередко сопровождается коагуляцией коллоидных веществ под воздействием электролитов, что также предохраняет от вымывания водорастворимые соединения. Вот почему химическими мелиорациями можно способствовать коагуляции коллоидов и противодействовать пептизации их.

Химическая поглотительная способность – свойство почвы удерживать ионы в результате образования нерастворимых или труднорастворимых солей. Она заключается в выпадении из почвенных растворов осадков и закрепления их в почве. При взаимодействии растворимых и среднерастворимых солей возникают труднорастворимые соли, которые и присоединяются к твердой фазе почвы.

Например:

Na₂СО₃+СаSO = СаСО₃+Na₂SO₄;

3CаSO₄+2Na₃РО₄= Са(РО₄)₂+ 3Na₂SO₄.

Легкорастворимые соли, например, Na₂SO₄, уносятся из сферы взаимодействия. Химическое поглощение происходит в том случае, если анион раствора дает нерастворимое соединение с ионами, находящимися на поверхности твердых частиц почвы. Физико-химическая, или обменная, поглотительная способность – свойство почвы обменивать некоторую часть катионов и в меньшей степени анионов из соприкасающихся растворов. Здесь наблюдается физическое и химическое поглощение. Происходит эквивалентный обмен катиононами. Катионы из раствора переходят в слой компенсирующих ионов мицелл почвенных коллоидов, а катионы из слоя компенсирующих ионов – в раствор. Изменяя искусственно реакцию почвенных растворов, можно направленно воздействовать на емкость поглощения, а из необменного состояния катионы перевести в обменные. Перевод в необменное состояние катионов совершается при периодическом высушивании почвы, что объясняется старением и частичной кристаллизацией гелей коллоидов.

Биологическая поглотительная способность связана с жизнедеятельностью организмов почвы (главным образом микрофлоры), которые усваивают и закрепляют в своем теле различные вещества, а при отмирании обогащают ими почву. Растворимые соединения, поступающие из раствора, а также вещества, ассимилируемые организмами из твердой и газообразной фазы почвы, переходят в нерастворимую форму в теле организмов. Благодаря такому поглощению в почве аккумулируются необходимые для растений элементы зольного и азотного питания. Это избирательная поглотительная способность по отношению к элементам питания растений. Особенно большое значение имеет для улучшения бедных питательными веществами легкопромываемых почв. Почва задерживает бактерии и адсорбирует их как физическая среда. Это свойство более выражено у суглинистых и меньше у песчаных почв. Адсорбирующая способность почв различна по отношению к разным видам бактерий. Поглотительная способность почв сильнее проявляется в условиях оптимальной влажности почв, когда накапливается перегной и элементы пищи растений и повышается плодородие почв.

Химические свойства почвы определяются процессами, происходящими в основном между ее твердой и жидкой фазами. По закону действующих масс в почве образуются и поступают в раствор различные вещества, в ней устанавливается подвижное равновесие между твердой частью и почвенным раствором. При уменьшении концентрации такого раствора часть веществ поступает в него из твердой фазы почвы и, наоборот, при увеличении концентрации часть веществ выпадает из раствора, присоединяясь к твердой фазе почвы.

В почвенной воде растворимы различные соли и кислоты, которые представляют так называемый почвенный раствор. Он образуется в процессе почвообразования в течение длительного времени в результате движения воды в почве и смачивания ее. Соли растворяются под действием кислот, коалинизации, окислительно-восстановительных процессов, гидролиза веществ и т.д. Почвенный раствор по составу и концентрации определяется взаимодействием почвы, воды и организмов, которое состоит в растворении минеральных и органических веществ, пептизации, коагуляции и обмене ионами растворов с почвенными коллоидами. Реакция почвенного раствора создается при взаимодействии почвы с водой или растворами солей, характеризуется концентрацией водородных и гидроксильных ионов. Реакция может быть кислой, щелочной или нейтральной. В последнем случае концентрация ионов Н+ и ОН- одинакова. Реакция почвенного раствора выражается символом рН – десятичным логарифмом с обратным знаком, показывающим степень концентрации Н в почвенном растворе, или количеством Н-иона в листе раствора. Различают активную (актуальную) и потенциальную кислотность. Активная кислотность возникает за счет слабых кислот (главным образом углекислоты, органических кислот), а также кислых солей и минеральных кислот, особенно H₂SO₄. Эта кислотность обнаруживается действием воды на почву, поглощающий коллоидный комплекс которой не насыщен основаниями.

Способность почвенной суспензии противостоять изменению ее активной реакции (рН) при внесении в почву кислот или щелочей называется буферным действием. В следствие буферности почва обладает относительно устойчивой реакцией почвенного раствора. Буферное действие присуще твердой фазе почвы и зависит от ее химического, коллоидного и механического состава.

Физические свойства почвы разделяются на основные (объемный и удельный вес, пористость, пластичность, липкость, связность, твердость, спелость) и функциональные (водные, воздушные и тепловые). К последним относят способность поглощать (впитывать) выпадающие осадки или оросительную воду, пропускать, сохранять или удерживать ее, подавать из глубоких горизонтов к поверхности, снабжать ею растения и т.д. Вода значительно изменяет физические, химические, тепловые и воздушные свойства почвы. Физические свойства почвы, тесно связанные с другими ее свойствами, изменяются в соответствии с ходом почвообразования, а с изменением свойств изменяется и почвообразование.

Существуют понятия объемного и удельного веса. Объемный вес – вес единицы объема абсолютно сухой почвы в естественном сложении (с порами), или вес в граммах 1 см³ сухой почвы. Он определяется взвешиванием образца с ненарушенным строем, взятого в строго определенном объеме. Удельный вес – вес в граммах 1 см³ твердой массы почвы без пор. Удельным весом почвы называют отношение веса твердой ее фазы определенного объема к весу воды при 40^оС в том же объеме.

Суммарный объем пор между частицами твердой фазы (объем всех промежутков), выраженный отношением объема пор к объему почвы называется пористостью, или скважностью. В отличие от пористого сложения почвы или от пористости горных пород или других тел, скважность почвы нередко называют порозностью.

Размер пор, форма и сочетание их весьма разнообразны, так как они являются производными от случайного расположения полидисперсных частиц механического состава – элементарных почвенных частиц, микроагрегатов и структурных отдельностей, крайне различных по размерам, форме и характеру их поверхностей. Эти промежутки по форме и размерам сильно изменяются во времени в зависимости от происходящих в почве физико-механических и биологических процессов. Вследствие частичной или полной закупорки некоторые поры исчезают, другие возникают вновь. В почвах возможна уплотненная укладка, если промежутки первого порядка будут заняты частицами или агрегатами, диаметр которых отвечает размерам пор.

Пластичностью почвы называется способность ее в определенном интервале влажности под воздействием внешних сил изменять свою форму с сохранением новой приданной формы (способность к формованию и лепке). Это свойство обуславливается образованием гидротированных плотных оболочек вокруг мельчайших частичек почвы. Наибольшую пластичность имеют так называемые жирные, или тяжелые, глины, состоящие из тонких чешуйчатых частичек, сложенных в форме плотных штабелей. Липкость (клейкость) – способность почвы во влажном состоянии прилипать к вводимым в нее предметам или соприкасающимся с нею. Она зависит от влажности, механического и химического состава и других свойств почвы. Начинает проявляться в структурной почве при ее влажности 60–70% и в бесструктурной – при 40–60% полной влагоемкости. Затем липкость возрастает до степени влажности, соответствующей нижнему пределу текучести, а при последующем повышении влажности липкость уменьшается и при переходе почвы в текущее состояние исчезает. Липкость определяется количеством влаги, соответствующим моменту, когда почвенная масса при некоторой наименьшей влажности начинает прилипать. Связность – это свойство взаимного сцепления или притягивающего действия между почвенными частицами, которое измеряется силой, удерживающей частицы одну около другой. Оно обуславливается проявлением адсорбции, когезии, цементирующим действием различных веществ (глина, перегной, известь), степенью увлажнения почвы и другими факторами.

Твердостью (плотностью) почвы называется способность ее оказывать сопротивление проникновению в нее твердых режущих тел род давлением. Твердость в поле обычно устанавливают визуально, различая следующие степени плотности почвы:

а) рыхлая – осыпается со стенок разреза от прикосновения ножа, легко проникающего в почву;

б) рыхловатая – осыпается меньше предыдущей, почвенный разрез без затруднения копается лопатой, нож хорошо проникает в почву;

в) уплотненная (плотноватая) – удовлетворительно режется лопатой и ножом, нож с трудом входит в почву;

г) твердая – с трудом режется лопатой; стенки разреза очень плотные, нож с трудом входит в почву;

д) очень твердая – слабо поддается действию лопаты. Нож лишь оставляет черту, не проникая в почву. Эта степень твердости характерна для иллювиальных горизонтов сильносолонцеватых почв, солонцов и в ряде случаев подзолов (ортштейны, ортзанды) и пр.

Почвенная корка и плужная подошва. На поверхности суглинистой и глинистой почвы после увлажнения очень часто образуется заплывший верхний слой пахотного горизонта, изрезанный вертикальными трещинами, называемый почвенной коркой. Она, увеличивая потери влаги из пашни, снижает полевую всхожесть, ухудшает условия роста и развития растений и понижает урожай всех культур. Ниже границ пахотного горизонта суглинистой и глинистой почвы (Ап) нередко наблюдается уплотненный подпахотный горизонт, называемый плужной, или пахотной подошвой. Для ее уничтожения необходимо менять глубину вспашки и разрушать подошву почвоуглубителем, известкованием кислых и гипсованием щелочных почв и пр.

Вода в почве является одним из основных факторов почвообразования и одним из главнейших условий плодородия. В мелиоративном отношении особенно важное значение вода приобретает как физическая система, находящаяся в сложных взаимоотношениях с твердой и газообразной фазой почвы и растением. Недостаток воды в почве губительно отражается на урожае. Лишь при необходимом для нормального роста и развития растений содержании жидкой воды и элементов питания в почве при благоприятных воздушных и термических условиях можно получить высокий урожай. Основной источник воды в почве – выпадающие осадки, каждый миллиметр которых на гектаре составляет 10м³, или 10т воды.

На Земле непрерывно совершается круговорот воды. Это постоянно протекающий геофизический процесс, включающий следующие звенья:

а) испарение воды с поверхности мирового океана;

б) перенос паров воздушными потоками в атмосфере;

в) образование облаков и выпадение осадков над океаном и сушей;

г) движение воды на поверхности Земли и в недрах ее (аккумуляция осадков, сток, инфильтрация, испарение).

Содержание воды в почве определяется климатическими условиями зоны и водоудерживающей способность почвы. Роль почвы во внешнем влагообороте и внутреннем влагообмене повышается в результате ее окультуривания, когда заметно увеличиваются влажность, водопроницаемость и влагоемкость, но сокращаются поверхностный сток и бесполезное испарение.

Рассмотрим понятие влажности почвы. Содержание воды в почве колеблется в пределах от сильного иссушения (физиологической сухости) до полного насыщения и переувлажнения. Количество воды, находящейся в данный момент в почве и выраженное в весовых или объемных процентах по отношению к абсолютной сухой почве, называется влажностью почвы. Зная влажность почвы, нетрудно определить запас почвенной влаги. Одна и та же почва может быть неодинаково увлажнена на разных глубинах и в отдельных участках почвенного разреза. Увлажненность почвы зависит от физических свойств ее, водопроницаемости, влагоемкости, капиллярности, удельной поверхности и других условий увлажнения. Изменение влажности почв и создание благоприятных условий увлажнения в течение вегетационного периода достигаются приемами агротехники. Каждая почва имеет свою динамику влажности, меняющуюся по генетическим горизонтам. Различают влажность абсолютную, характеризующуюся валовым (абсолютным) количеством влаги в почве в данной точке на данный момент, выраженном в процентах от веса или объема почвы, и влажность относительную, исчисляемую в процентах от пористости (полной влагоемкости). Влажность почвы определяется разными методами.

Рассмотрим понятие влагоемкости почв. Влагоемкость (влагоудержание) – свойство почвы поглощать и удерживать то максимальное количество воды, которое в данное время соответствует воздействию на нее сил и условиям внешней среды. Это свойство зависит от состояния увлажненности, пористости, температуры почвы, концентрации и состава почвенных растворов, степени окультуренности, а также от других факторов и условий почвообразования. Чем выше температура почвы и воздуха, тем меньше влагоемкость, за исключением почв, обогащенных перегноем. Влагоемкость меняется по генетическим горизонтам и высоте почвенной колонны. В почвенной колонне как бы заключена водная колонна, форма которой зависит от высоты столба почвенного грунта над зеркалом и от условия увлажнения с поверхности. Форма такой колонны будет соответствовать природной зоне. Эти колонны в природных условиях меняются по сезонам года, а также от погодных условий и колебания влажности почвы. Водная колонна изменяется, приближаясь к оптимальной, в условиях окультуривания и мелиорации почвы.

Различаются следующие виды влагоемкости:

а) полная (ПВ);

б) максимальная адсорбционная (МАВ);

в) капиллярная (КВ);

г) наименьшая полевая (НВ) и предельная полевая влагоемкость (ППВ).

Все виды влагоемкости меняются с развитием почвы в природе и еще более – в производственных условиях. Даже одна обработка (рыхление спелой почвы) может улучшить ее водные свойства, увеличивая полевую влагоемкость. А внесение в почву минеральных и органических удобрений или других влагоемких веществ может на длительное время улучшить водные свойства или влагоемкость. Это достигается заделкой в почву навоза, торфа, компоста и других влагоемких веществ. Мелиорирующее действие может оказывать внесение в почву влагоудерживающих высокопористых влагоемких веществ типа перлитов, вермикулита, керамзита.

3.2.7 Воздушные и тепловые свойства и режимы почв

Воздушные и тепловые свойства почвы. В почве содержится воздух, состав которого отличается от атмосферного большим количеством углекислого газа, меньшим количеством кислорода. При недостатке воздуха в почве замедляется прорастание семян, ненормально развивается корневая система, подавляется микробиологическая деятельность. Содержание воздуха в почве (ее воздухоемкость) зависит от скважности почвы и относительного количества пор, занятых водой.

Важно, чтобы непрерывно шел интенсивный обмен воздуха между почвой и атмосферой (аэрация), чтобы воздух, более богатый кислородом, поступал в почву, а бедный кислородом удалялся из нее.

Различные почвы имеют неодинаковые тепловые свойства. Почвы темноцветные быстрее прогреваются солнцем, чем светлоокрашенные. Почвы с меньшим содержанием воды скорее прогреваются весной, переувлажненные почвы медленно прогреваются и охлаждаются.

В практике земледелия имеет значение теплопроводность почв. Почвы, бедные органическим веществом, отличаются высокой теплопроводностью, а почвы с большим содержанием его, например торфяные, - низкой.

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 и многолетней изменчивости и находится в прямой зависимости от свойств почв (физических, химических, физико-химических, биологических), погодных условий, характера растительности, возделываемой культуры, агротехники.

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.

Регулируют воздушный режим с помощью агротехнических и мелиоративных мероприятий. На заболоченных почвах агротехнические мероприятия можно применить только после коренной их мелиорации – осушения. Необходимость улучшения аэрации почв выявляют на основании изучения основных показателей воздушного режима: содержания или запаса почвенного воздуха, воздухопроницаемости, скорости диффузии газов, дыхания почвы, состава почвенного воздуха. Все эти показатели тесно взаимосвязаны, однако каждый в отдельности не полно характеризует условия аэрации. В настоящее время оценка состояния воздушного режима по указанным параметрам нуждается в уточнении с учетом свойств конкретных почв и потребности в аэрации различных культур.

Содержание воздуха в легких почвах (песчаных и супесчаных), а также в суглинистых и глинистых, обладающих агрономически ценной структурой, поддерживается в верхних горизонтах в течение вегетации растений на достаточно высоком уровне (20 – 25% объема почвы). В бесструктурных почвах тяжелого механического состава содержание почвенного воздуха зависит от состояния уплотнения и увлажнения почвы. Даже при оптимальной влажности в таких почвах растения могут страдать от недостатка О₂ и избытка СО₂. при влажности, равной НВ, содержание воздуха в указанных почвах падает ниже критической величины (менее 15% объема почвы).

Большой вред приносит почвенная корка, образующаяся на бесструктурных почвах. Она обладает значительной плотностью и низкой пористостью. Согласно данным Н.П. Поясова, почвенная корка уже при влажности 17% (22,2% объема почвы) препятствует нормальной аэрации.

Значение пор аэрации для осуществления газообмена изменяется в зависимости от свойств почв и их температурного режима. Так, благоприятный состав почвенного воздуха, когда содержание СО₂ не превышает 2 – 3%, а концентрация кислорода не падает ниже 19 – 18%, поддерживается в суглинистых дерново-подзолистых почвах при содержании воздуха более 20% объема почвы, если температура почвы превышает 15^оС. При температуре почвы 10 – 15^оС условия аэрации обеспечиваются при более низком содержании воздуха – 15 – 20% объема почвы.

В перегнойно-торфяных почвах для нормального газообмена минимальная величина пор аэрации составляет 35% объема почвы при температуре свыше 15^оС, а при температуре 10 – 15^оС – 30% объема почвы.

Все приемы обработки почвы, улучшающие ее сложение, увеличивающие общий объем пор и пор аэрации, усиливают интенсивность газообмена, уменьшают концентрацию СО₂, увеличивают содержание О₂ в почве. Улучшение аэрации почв обработками будет тем продолжительнее, чем лучше структурное состояние почвы. Поэтому все мероприятия по окультуриванию почв имеют большое значение в улучшении воздушного режима.

С общим объемом пор и их размером связана скорость прохождения через почву воздуха и отдельных газов. Если в почве господствует капиллярная пористость, то воздухопроницаемость после обильного увлажнения практически отсутствует.

Воздухопроницаемость суглинистых и глинистых почв зависит, прежде всего, от содержания в почве крупных (более 0,5 – 1 мм) водопрочных агрегатов, обеспечивающих необходимый объем некапиллярных пор.

Согласно исследованиям Н.Ф. Добрякова, по воздухопроницаемости можно судить о состоянии структуры и, следовательно, о способности.

Дата добавления: 2014-01-05