ПОЧВОВЕДЕНИЕ. ПОЧВЕННЫЙ ВОЗДУХ

Динамика почвенного воздуха. Сезонная динамика дыхания почв. Динамика воздухозапасов воздухосодержания

Динамика почвенного воздуха определяется совокупностью всех явлений поступления, передвижения и трансформации газов в пределах почвенного профиля, а также взаимодействием газовой фазы с твердой, жидкой и живой фазами почвы. Так как газовая фаза почвы весьма лабильна, динамика почвенного воздуха имеет суточный и сезонный (годовой) ход. Кроме того, почвенный воздух резко откликается на дополнительное поступление влаги в почву. Поэтому в орошаемых почвах наблюдается специфическая динамика содержания и состава почвенного воздуха в связи с режимом орошения.

Сезонная (годовая) динамика определяется годовым ходом атмосферного давления, температур и осадков и тесно связанными с ними вегетационными ритмами развития растительности и микробиологической деятельности. Годовой воздушный режим включает в себя динамику воздухозапасов, воздухопроницаемости, состава почвенного воздуха, растворения и сорбции газов, почвенного дыхания.

Динамика воздухозапасов (воздухосодержания) тесно связана обратной корреляционной связью с динамикой влажности почв, и можно считать, что она является функцией распределения осадков. Динамика воздухопроницаемости определяется также изменениями состояния поверхности почв от пахоты до уборки и следующей пахоты

Сезонная динамика состава почвенного воздуха отражает биологические ритмы. Концентрация диоксида углерода имеет в верхней толще четко выраженный максимум в период наивысшей биологической активности ( 32). В это время происходит насыщение почвенной толщи углекислотой. По мере затухания биологической деятельности происходит отток С02 за пределы почвенного профиля. Концентрации кислорода имеют обратную зависимость.

Этим же закономерностям подчинена и сезонная динамика дыхания почв. Поливы, резко изменяя термодинамические условия почвы, вызывают существенные изменения воздухосодержания и состава воздуха, а также интенсивности дыхания почв.

Поливы дождеванием нормой до 250—300 м3/га вызывают слабые изменения в составе почвенного воздуха. Через 2—3 сут система приходит в состояние динамического равновесия, присущего данному типу почв и растительности в данном сезоне года. Поливы дождеванием нормой 500—600 м3/га (наиболее распространенная норма вегетационных поливов в черноземной зоне) вызывают более существенные сдвиги в составе почвенного воздуха ( 34). При избыточных поливах концентрация С02 достигает более 2,0%, что неблагоприятно для развития воздухолюбивых культур (овощи, плодовые). При этом снижается в 5—10 раз скорость выделения С02 поверхностью почвы, т.е. ассимиляционный аппарат растений работает в дефиците диоксида углерода.

Особенно резко изменяет компонентный состав почвенного воздуха полив дождеванием с нормой около 1000 м3/га в условиях активной вегетационной деятельности на почвах тяжелого механического состава. В этих условиях концентрации 02 уменьшается до 10,0% и ниже, а С02 накапливается до 5—7%. В почве образуются микрозоны анаэробиозиса, и в почвенном воздухе появляются аналитически уловимые концентрации микрогазов: сероводород, метан, этилен, которые являются токсичными.

Кроме того, повышенные концентрации диоксида углерода в прикорневых зонах вызывают снижение интенсивности поглощения воды корневыми волосками, т. е. снижается интенсивность транспирации воды при высоком уровне физического испарения влаги с поверхности почв. Все это уменьшает эффективность поливов и требует разработки мероприятий, направленных на оптимизацию водно-воздушного режима почв при орошении.