Дифференциальная порозность (пористость) почв

Экологическое значение плотности почвы

Плотность почвы влияет не только на ее продуктивность. Она обусловливает формирование объемов порового пространства, в которых живут, функционируют почвенные микроорганизмы, почвенная биота. Поэтому если изменить объемы пор, изменится и почвенная биота, и почва будет функционировать иначе. Иначе будут проявляться экологические функции почв.

Рассмотрим данные одного опыта, проведенного в Германии, где исследовали фотосинтез, дыхание растений кукурузы с помощью изотопа ¹⁴С на почве разной степени уплотненности. Контролирова­ли также и потери углерода в различных вариантах опыта. Результаты этого опыта приведены в табл. 1.3.

Данные табл. 1.3 свидетельствуют: увеличение плотности от 1.2 до 1.6 г/см³ приводит не только к уменьшению потребления ¹⁴С из атмосферы от 2311 до 1207 мг/сосуд, но и к увеличению выделения СО₂ от 18 до 29%. Это в конечном итоге повлияет на рост потерь в виде углекислого газа, а это уже область глобальных экологических функций почв - выделение газов, ответственных за «парниковый эффект». Пример доказывает, что уплотнение почвы вызывает не только одно следствие в виде замедления роста растений, но и, как это всегда и бывает в природе, множество других последствий, нередко проявляющихся не сразу, неявно, накопительно. Для того чтобы их обнаружить, нужны специальные почвенно-физические исследова­ния. Это на данный момент одно из перспективных направлений ис­следований, выясняющих многосторонние последствия изменения лишь одного почвенного свойства, а также возможности предсказа­ния и управления этими последствиями (в частности, и на выделе­ние/потребление СО₂, на глобальные экологические эффекты).

Формирование корневой системы, потребление и потери углерода в зависимости от плотности и пористости почв (Шеин, 2005)

Показатель	Плотность (г/см^3)	порозность (%, в скобках) почвы
	1.2(54)	1.3(50)	1.4(46)	1.5(43)	1.6 (39)
Средняя длина корней, мм	9.4	9.7	8.0	7.8	7.4
Средний диаметр, мм	0.22	0.25	0.27	0.28	0.26
Общая длина корней, мм
Потребление ^14С из атмосферы, м г/сосуд
^14С в стеблях, %
^14С в корнях, %
^14С в почве, %
^14С потери в форме СО2) %
Затраты ^|4С ассимилянта на метр корней	4.3	5.9	6.1	9.0	7.2

До сих пор рассматривались реальные и оптимальные величины порозности почвы. Но вполне очевидно, что поровое пространство может функционировать различно, если поры тонкие или крупные, даже если порозность почв и одинакова. Поэтому когда мы говорим о порозности почвы, следует иметь в виду две основные ее характеристики: (1) объем порового пространства и (2) диаметр преобладающих пор. Соответственно диаметр пор может также характеризовать поры по их функциям. Крупные поры с большим диамет­ром будут в основном проводить влагу, средние поры за счет капиллярных сил будут сохранять основной запас влаги для растений, а вот тонкие поры будут также содержать влагу, недоступную для растений. В этих порах будут сосредоточены почвенные микро­организмы, вещества, являющиеся источником питания для растений.

Можно предположить, что макропоры - это в основном межагрегатная порозность, а мезо- и микропоры - внутриагрегатная. Это справедливо для хорошо оструклурен-ных почв, когда явно выделяются почвенные агрегаты. Однако такое соответствие наблюдается далеко не всегда. Макропоры могут быть пред­ставлены биопорами (ходами червей, корней растений и пр.). И эти мак­ропоры могут быть ответственны за специфический почвенный пере­нос - практически моментальный «проскок» веществ внутри почвы.

Дата добавления: 2014-01-07