Аэрация почвы
Как уже известно, в почве идёт непрерывный процесс образования углекислоты и уменьшения содержания кислорода. Следовательно, если бы всё образующееся оставалось в почве, сравнительно быстро мог быть израсходован весь кислород из почвенного воздуха и весь объём, ранее занятый кислородом, был бы занят углекислотой.
По данным Л. Ромеля, получившим подтверждение других авторов, для сохранения состава нормального состава почвенного воздуха в слое 0 – 20 см обновление его должно происходить целиком ежечасно. При несоблюдении этого требования будет сокращаться содержание кислорода и нарастать количество углекислоты в почвенном воздухе, что в конечном итоге привело бы к созданию критических условий для всего живого в почве. Однако в природных условиях это явление не наблюдается или имеет место лишь в редких случаях. Причиной этого является непрерывно протекающий другой процесс – отвод из почвы избытка углекислоты и приток кислорода из атмосферного воздуха в почвенный.
Все процессы обмена между почвой и атмосферным воздухом называют аэрацией почвы, которая состоит из воздухообмена и газообмена.
Воздухообмен обуславливается сменой температуры, атмосферного давления, осадками, перемещением воздуха, сменой уровня грунтовых вод и верховодки.
Смена температуры воздуха. Днём почва нагревается и её объём увеличивается. В месте с твёрдой фазой нагревается и почвенный воздух. Но так как воздух при нагревании расширяется значительно больше, чем твёрдая фаза почвы, часть его при этом уходит в атмосферу. Ночью происходит обратный процесс. Интенсивность этого дыхания зависит, прежде всего, от амплитуды колебаний температуры. Как показывают исследования, при колебаниях суточных температур 10˚С, воздухообмен достигает 12%, то есть полный обмен его в этом случае совершается примерно за 8 дней.
С повышением атмосферного давления объём почвенного воздуха уменьшается и в почву поступает свежий атмосферный воздух. Когда атмосферное давление падает, часть воздуха выходит с почвы в атмосферу. В количественном отношении этот фактор имеет небольшое значение, так как смены давления воздуха, как правило, незначительны и не постоянны.
Если в почву поступает вода с осадками или при орошении, то она выдавливает часть воздуха из почвенных пор. После того, как вода просачивается в нижние слои или испаряется, поры освобождаются, и в них поступает свежий атмосферный воздух. Этот фактор обеспечивает полную смену почвенного воздуха в верхних горизонтах, но действует он не постоянно, а периодически, когда выпадают осадки или проводят поливы.
При снижения уровня залегания грунтовых вод в почву поступает атмосферный воздух, а при повышении часть почвенного воздуха выходит (выталкивается) в атмосферу.
На воздухообмен почвы и атмосферы влияет ветер. Он выдувает часть воздуха с почвенных пор и вместо него в почву поступает свежий воздух. Наибольший воздухообмен под влиянием ветра происходит на пористых почвах без растительности.
Газообмен происходит вследствие диффузии газов с почвы в атмосферу и, наоборот, вследствие разницы в их парциальном давлении. Так как почвенный воздух отличается от атмосферного по содержанию углекислого газа и кислорода, то благодаря диффузии с почвы удаляется углекислый газ, а с атмосферы поступает кислород. Интенсивность диффузии изменяется в значительных пределах в зависимости от свободной пористости почвы. По данным И.Б. Ревута, при увеличении пористости от 40 до 60 % диффузия усиливается в 2 раза. Этот фактор газообмена ценный тем, что он действует беспрерывно независимо от смены температуры, давление, выпадение осадков и др.
Следует отметить, что рассмотренные факторы аэрации действуют в природных условиях совместно, вследствие чего проявляется их суммарный эффект.
В целом интенсивность аэрации определяется наличием свободных, не заполненных водой пор в почве. В суглинистых почвах, если поры, через которые совершается газо- и воздухообмен занимают меньше 10 % обьёма почвы, интенсивность аэрации недостаточна, при 10-5 % -– удовлетворительная и при 15-5 % – хорошая.
Источник
Аэрация и воздушные свойства почв
Аэрация, т.е. обмен газами между почвенным воздухом и атмосферой, осуществляется через свободные от воды почвенные поры. Основой аэрации является диффузия, под которой понимают перемещение газов в почвенном воздухе или в атмосфере от участков с высоким парциальным давлением к участкам с более низким давлением. При хорошем контакте почвенного и атмосферного воздуха диффузия газов происходит непрерывно, что объясняется различным газовым составом воздушной фазы почвы и атмосферы. Однако диффузия газов внутри почвы протекает медленнее, чем в атмосферном воздухе.
Нормальный газообмен между почвенным воздухом и атмосферой осуществляется, если объем пор аэрации не ниже 20%. Интенсивность аэрации во многом определяется воздушными свойствами почвы, среди которых наиболее важными являются воздухопроницаемость и воздухоемкость.
Воздухопроницаемость. Это способность почвы пропускать через себя воздух. Воздух проходит через почву по порам, свободным от воды. Воздухопроницаемость зависит от гранулометрического состава почвы, ее структурного состояния и сложения, а в конечном итоге от размера пор аэрации.
Воздухоемкость. Под воздухоемкостью понимают количество воздуха, которое почва может удерживать в своих порах. Как и пористость, воздухоемкость выражается в процентах от объема почвы. Она зависит от размера почвенных пор. Максимальное значение воздухоемкости характерно для сухих почв; по мере увлажнения почвы объем почвенного воздуха уменьшается.
3.3.Воздушный режим почв
Воздушный режим почвы — совокупность происходящих в ней процессов поступления, передвижения, изменения газового состава и физического состояния почвенного воздуха при его взаимодействии с атмосферой, твердой, жидкой и живой фазами почвы. Воздушный режим почв постоянно изменяется. В его изменениях прослеживаются суточная и годовая динамики.
Суточная динамика обусловлена в основном изменениями атмосферного давления, температуры, освещенности и фотосинтеза, которые происходят в течение суток. Она охватывает лишь верхний (50 см) слой почвы. Благодаря ей состав почвенного воздуха может обновиться на 10—15%.
Годовая (сезонная) динамика воздушного режима определяется изменениями атмосферного давления, температуры, количества осадков, интенсивности жизнедеятельности растений, почвенных животных и микроорганизмов в течение года. Она соответствует биологическим ритмам и характеризуется увеличением концентрации СО2 и уменьшением содержания О2 во время интенсивного развития растений. По мере снижения биологической активности СО2 покидает почву, а содержание в ней О2 возрастает.
С точки зрения агрономии наиболее благоприятный воздушный режим наблюдается в рыхлых аморфных почвах с хорошей структурой. В верхних горизонтах этих почв содержание почвенного воздуха во время всей вегетации растений находится на уровне 20—25% от объема почвы. К сожалению, многие почвы такими условиями не обладают. Например, в тяжелых бесструктурных почвах, отличающихся большим количеством капиллярных пор и очень малым количеством крупных некапиллярных пор, даже при оптимальной влажности растения могут страдать от недостатка О2 и избытка СО2.
Воздушный режим можно улучшить лишь с помощью агротехнических и мелиоративных мероприятий.
Агротехнические мероприятия должны быть направлены на улучшение сложения почвы, увеличение общего объема ее пор и пор аэрации. Эффективность газообмена между атмосферой и почвенным воздухом можно оценивать также по содержанию в почве углекислого газа и кислорода.
Считается, что концентрация диоксида углерода более 2—3%, а кислорода менее 19—18% для многих растений неблагоприятна.
Известкование кислых и гипсование щелочных почв, внесение органических и минеральных удобрений, углубление пахотного горизонта, рыхление плужной подошвы, уничтожение почвенной корки, междурядные обработки пропашных культур, посев многолетних трав — вот те агротехнические мероприятия, которые способствуют не только окультуриванию почв, но и оптимизируют их воздушный режим.
Краткий конспект Лекции 7
Водно-физические свойства почв и их регулирование
Вода является одним из важнейших факторов плодородия почвы и урожайности растений, причем в почвенных процессах и в создании агрономически важных свойств почвы она имеет разностороннее значение.
В ряде случаев почва является главным, а во многих случаях и единственным источником воды для произрастающих на ней растений.
Категории почвенной влаги
В зависимости от температуры вода в почве может находиться в трех состояниях: твердом, парообразном и жидком.
Выделяют следующие категории почвенной влаги.
Кристаллизационнаявода. Эта вода входит в состав кристаллических решеток минералов и характеризуется полной неподвижностью и недоступностью для растений.
Связанная вода.Она удерживается в почве за счет сорбции парообразной и жидкой влаги на поверхности ее твердой фазы.
Подразделяется на две формы: прочносвязанную и рыхлосвязанную.
Прочносвязанная вода удерживается на поверхности почвенных частиц и образует вокруг них тонкую пленку, состоящую из двух-трех слоев молекул воды. Эта влага называется гигроскопической. Являясь чрезвычайно прочно связанной с твердой фазой почвы, она неподвижна, совершенно недоступна растениям, не растворяет растворимые в свободной воде вещества, обладает более высокой плотностью и более низкой, чем свободная влага, температурой замерзания.
Рыхлосвязанная вода образуется при соприкосновении почвенных частиц с водой, находящейся в жидком состоянии. Она представляет собой дополнительную водную пленку, расположенную вокруг прочносвязанной влаги.
Толщина пленки достигает нескольких десятков молекул воды, которые могут передвигаться под действием сорбционных сил от одних почвенных частиц к другим.
Свободная влага.Свободной влагой называется влага, которая находится в жидком состоянии и передвигается в почве под действием капиллярных и гравитационных сил. В зависимости от интенсивности проявления этих сил свободная влага также делится на две формы:
капиллярную и гравитационную.
Капиллярная влаганаходится в капиллярных порах и передвигается в них за счет капиллярных сил.
Подразделяется на капиллярно-подпертую и капиллярно-подвешенную.
Капиллярно-подпертая влага формируется при увлажнении почвы грунтовыми водами, которые снизу как бы подпирают влагу, находящуюся над ними в капиллярных порах. При этом слой почвы, заполненный капиллярной влагой и расположенный непосредственно над грунтовыми водами, называется капиллярной каймой.
Капиллярно-подвешенная влага создается из атмосферных осадков или при поливе почвы.
Гравитационная влага.Это вода, которая находится в крупных порах. По этим порам она может передвигаться вниз под действием силы тяжести; доступна для растений и подразделяется
на просачивающуюся воду и
воду водоносных горизонтов.
Просачивающаяся влага — это влага, которая передвигается сверху вниз под действием силы тяжести.
Водные свойства почвы
Водными (водно-физическими, гидрофизическими) свойствами называют совокупность свойств почвы, которые определяют поведение почвенной воды в ее толще. Наиболее важными водными свойствами являются:
водоудерживающая способность почвы,
Водоудерживающая способность почвы
Водоудерживающая способность — способность почвы удерживать содержащуюся в ней воду от стекания под влиянием силы тяжести.
Количественной характеристикой водоудерживающей способности почвы является ее влагоемкость.
Влагоемкость почвы — способность поглощать и удерживать наибольшее количество воды. Выражается в процентах от массы сухой почвы.
Выделяют следующие виды влагоемкости:
максимальную адсорбционную,
максимальную молекулярную,
Источник
Интересное об аэрации почвы: почему необходимо аэрировать почву
Добавить в избранное
Любой вид почвы состоит из 3 фракций: твёрдая, жидкая и газообразная. Качество почвы, её плодородность зависит от правильного соотношения этих фракций. Для чего же нужен воздух в почве, какие функции он выполняет? Он важен для жизнедеятельности корневой системы растений, через которую они не только получают полезные вещества и влагу, а и потребляют кислород.
Аэрация
Для того, чтобы уменьшить плотность грунта, облегчить доступ полезных веществ, влаги и кислорода к корням культур, следует проводить такой агротехнический приём, как аэрация.
Частота проводимой процедуры зависит от таких факторов, как вид почвы, нагрузка на неё.
Какие же существуют способы аэрации почвы? Рассмотрим некоторые из них.
Обработка механическим способом
К таким приёмам относится перепахивание, перекапывание, все варианты глубокого воздействия, направленные на разрыхление слежавшейся земли, насыщение её кислородом.
Когда огород засеян, процедуру можно проводить только между грядками. Злоупотреблять такими методами не стоит, поскольку можно нарушить структуру почвы, а если на больших территориях обработка проводится с помощью сельскохозяйственной техники, то под тяжестью её земля ещё больше уплотняется, тем самым, наоборот, мешая поступлению воздуха.
Профилирование поверхности участка
Этот метод подразумевает создание высоких грядок. Подходит способ для районов, характеризующихся постоянными обильными осадками, где из-за избытка влаги почва испытывает недостаток кислорода. Это явление наиболее характерно для определённых видов грунтов: глинистых, солонцеватых, которые отличаются плотностью и тяжестью. На таких территориях в период затяжных дождей образуется постоянный застой воды.
В таких случаях формирование высоких гребней или грядок поможет избыточной влаге скапливаться между рядами посадок, в то время, как растения будут находиться выше уровня луж, тем самым получая достаточно кислорода для своих корневых систем.
Улучшение структуры почвы
Важной составляющей процесса повышения насыщения кислородом грунта является улучшение его структуры. На маленьких участках можно добиться значительного повышения показателей плодородности путём внесения песка.
На больших территориях применяют другие методы:
- вносят органические подкормки,
- высевают растения-сидераты.
За счёт этих агроприёмов повышается содержание гумуса в почве, что, в свою очередь, помогает достичь хорошей воздухопроницаемости.
Правильный полив растений
Одним из основных способов обеспечения хорошей воздухопроницаемости грунта является оптимальный полив культур на протяжении всего вегетативного периода. Самой распространённой причиной недостатка кислорода в земле является неправильный режим полива, а также излишки влаги.
Поэтому очень важно знать, в каком объёме и как часто необходимо поливать ту или иную культуру, произрастающую на вашем участке.
Насыщение почвы кислородом играет крайне важную роль для её плодородности, а также для жизнедеятельности выращиваемых культур. Как видите, процедуры повышения воздухопроницаемости грунтов на приусадебном участке не являются сверхтрудозатратными, каждый дачник способен с ними справиться.
Источник