Реферат воздушные свойства почвы

Воздушные свойства и воздушный режим почв и приемы их регулирования

Понятие о почвенном воздухе и история изучения воздушной фазы почвы. Рассмотрение основных характеристик почвенного воздуха и ознакомление с химическим составом воздушной фазы почвы. Изучение воздушного режима почвы и приемов его регулирования.

Соглашение об использовании материалов сайта

Просим использовать работы, опубликованные на сайте, исключительно в личных целях. Публикация материалов на других сайтах запрещена.
Данная работа (и все другие) доступна для скачивания совершенно бесплатно. Мысленно можете поблагодарить ее автора и коллектив сайта.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Определение понятия и сущности почвы как особого природного тела, тончайшего слоя земной коры. Рассмотрение физико-химических и физических свойства почвы. Анализ влияния на состав и свойства поверхностных, подземных вод, всю гидросферу и атмосферу Земли.

контрольная работа [20,2 K], добавлен 16.11.2014

Рассмотрение плодородия почвы как способности удовлетворять потребности растений в элементах питания и воде. Виды плодородия почв, роль гумуса. Изучение плодородия почв с помощью космических методов. Обзор динамики свойств почвы Чувашской республики.

курсовая работа [32,2 K], добавлен 29.03.2011

Особенности почвы, ее некоторые свойства. Методы воздействия на почвы. Специфика определения свойств почвы. Мелиорация — комплекс приемов по улучшению свойств почвы. Почва для растений защищённого грунта. Основные правила составления плодородного грунта.

реферат [15,6 K], добавлен 29.09.2011

Плодородие как способность почвы удовлетворять потребность растений в элементах питания, воде, воздухе и тепле для нормального роста и развития. Значение правильной обработки почвы в повышении данного параметра, механизмы и приемы, типы и значение.

контрольная работа [32,1 K], добавлен 11.05.2014

Характеристика морфологических элементов и признаков почвы. Типы строения почвенного профиля. Система символов для обозначения генетических горизонтов почв. Влияние химического состава на окраску почв. Классификация почвенных новообразований и включений.

реферат [178,5 K], добавлен 22.12.2013

Источник

Почвенный воздух и воздушный режим почвы

Автор: Пользователь скрыл имя, 14 Февраля 2013 в 23:08, лекция

Краткое описание

Почвенный воздух, или газовая фаза,— важнейшая основная часть почвы, находящаяся в тесном взаимодействии с твердой, жидкой и живой фазами почвы.
Почвенным воздухом называется смесь газов и летучих органических соединений, заполняющих поры почвы, свободные от воды. Наличие достаточного количества воздуха, его благоприятный состав не менее важны в жизни почвы и формировании урожая, чем обеспеченность почвы водой и питательными веществами.
Главные источники газовой фазы почвы — атмосферный воздух и газы, образующиеся в самой почве. С атмосферным воздухом в почву поступает кислород, необходимый для дыхания корней растений, аэробных микроорганизмов, почвенной фауны. В процессе дыхания кислород потребляется с выделением углекислого газа.
Большинство растений не может существовать без непрерывного притока кислорода к корням и вывода углекислого газа из почвы. Если изолировать почву от атмосферного воздуха, то кислород в ней израсходуется полностью через несколько суток. Следовательно, почвенный воздух обеспечивает живые организмы кислородом только при условии постоянного обмена с атмосферным воздухом. Процесс обмена почвенного воздуха с атмосферным называют газообменом или аэрацией.

Оглавление

1. Почвенный воздух.
2. Состав свободного почвенного воздуха
3. Потребление О2 и продуцирование СО2 в почве.
4. Воздушные свойства почвы.
5. Воздушный режим почв и его регулирование

Файлы: 1 файл

воздушный режим почвы..doc

Почвенный воздух и воздушный режим почвы

1. Почвенный воздух.

2. Состав свободного почвенного воздуха

3. Потребление О₂ и продуцирование СО₂ в почве.

4. Воздушные свойства почвы.

5. Воздушный режим почв и его регулирование

1. Почвенный воздух

Почвенный воздух, или газовая фаза,— важнейшая основная часть почвы, находящаяся в тесном взаимодействии с твердой, жидкой и живой фазами почвы.

Почвенным воздухом называется смесь газов и летучих органических соединений, заполняющих поры почвы, свободные от воды. Наличие достаточного количества воздуха, его благоприятный состав не менее важны в жизни почвы и формировании урожая, чем обеспеченность почвы водой и питательными веществами.

Главные источники газовой фазы почвы — атмосферный воздух и газы, образующиеся в самой почве. С атмосферным воздухом в почву поступает кислород, необходимый для дыхания корней растений, аэробных микроорганизмов, почвенной фауны. В процессе дыхания кислород потребляется с выделением углекислого газа.

Большинство растений не может существовать без непрерывного притока кислорода к корням и вывода углекислого газа из почвы. Если изолировать почву от атмосферного воздуха, то кислород в ней израсходуется полностью через несколько суток. Следовательно, почвенный воздух обеспечивает живые организмы кислородом только при условии постоянного обмена с атмосферным воздухом. Процесс обмена почвенного воздуха с атмосферным называют газообменом или аэрацией.

При недостатке кислорода и избытке углекислого газа в почвенном воздухе развитие растений угнетается. Замедляется рост корней, снижается поглощение воды и питательных веществ. Отсутствие кислорода приводит к отмиранию корней и гибели растений. Кроме прямого воздействия на растения, кислородная недостаточность косвенно влияет на продуктивность растений, способствуя развитию восстановительных процессов в почве. Таким образом, аэрация почвы — важнейший фактор, определяющий продуктивность почв. Несмотря на исключительно важную роль газовой фазы в жизни почвы, она слабо изучена. Интерес к ней в условиях интенсивного земледелия значительно повысился, так как на многих почвах при обеспеченности их водой и питательными веществами слабая аэрация становится главным лимитирующим фактором урожайности сельскохозяйственных культур.

Почвенный воздух находится в почве в трех состояниях:

свободном, адсорбированном и растворенном.

Свободный почвенный воздух размещается в некапиллярных и капиллярных порах почвы, обладает подвижностью, способен свободно перемещаться в почве и обмениваться с атмосферным. Наибольшее значение в аэрации почв имеет воздух некапиллярных пор, практически всегда свободных от воды.

В суглинистых и глинистых почвах часть свободного почвенного воздуха при увлажнении изолируется пробками воды и теряет сплошность. Такой воздух называют защемленным. Его значение в аэрации почв невелико. Величина защемленного воздуха составляет в среднем —8 % объема почвы, а в глинистых почвах может быть более 12 %; определяется по разности значений между общей пористостью и полной влагоемкостью, выраженной в объемных процентах.

Адсорбированный почвенный воздух — газы, сорбированные поверхностью твердой фазы почвы. Адсорбция газов сильнее проявляется в почвах тяжелого механического состава, богатых органическим веществом. Газы адсорбируются в зависимости от строения их молекул, дипольного момента в такой последовательности: N₂ кислорода в почве быстро расходуются без их пополнения.

Высокая насыщенность кислородом (6—14 мг/л) почвенного раствора отмечается ранней весной, когда почвы переувлажнены водой, обогащенной кислородом, а расход последнего в почве еще невелик вследствие низкой биологической активности.

2. Состав свободного почвенного воздуха

Свободный почвенный воздух, несмотря на его постоянную связь с атмосферным, характеризуется рядом особенностей.

Состав атмосферного воздуха довольно постоянный, и содержание его основных компонентов изменяется незначительно.

Почвенный воздух отличается динамичностью. Наиболее динамичны в почвенном воздухе 0₂ и СО₂. Их содержание в почвах сильно колеблется в соответствии с интенсивностью потребления кислорода и продуцирования углекислого газа, а также скоростью газообмена между почвой и атмосферой. В почвенном воздухе может содержаться СО₂ в десятки и сотни раз больше, чем в атмосферном воздухе, а концентрация кислорода может снизиться с 20,9 до 15—10 % и ниже.

В пахотных хорошо аэрируемых почвах с благоприятными физическими свойствами содержание СО₂ в почвенном воздухе в течение вегетации растений не превышает 1—2 %, а содержание О₂ не бывает ниже 18 %. При переувлажнении в пахотных почвах тяжелого механического состава содержание СО₂ может достигать 4—6 % и более, а О₂ падать до 17—15 % и ниже. В заболоченных почвах наблюдаются еще более высокие концентрации СО₂ и низкие О₂.

Азот почвенного воздуха мало отличается от атмосферного. Некоторые изменения в содержании азота происходят в результате связывания его клубеньковыми бактериями, проявления денитрификации. В почвенном воздухе обнаруживается и другой характерный продукт денитрификации — закись азота (N₂O).

В почвенном воздухе также в небольшом количестве (1 ∙ 10 -9 — 1 ∙ 10 -12 %) постоянно присутствуют летучие органические соединения различной природы (этилен, метан и др.). С ухудшением аэрации почв в почвенном воздухе этилен накапливается в концентрациях, превышающих уровень токсичности для корней растений (0,00 1 %). В почвенном воздухе заболоченных и болотных почв могут находиться в заметных количествах аммиак, водород, метан.

Почвенный воздух неоднороден по составу и подвижности, что обусловливается разнообразием пор по размеру в почвах. В более крупных порах воздух более подвижен, менее обогащен СО₂, больше содержит О₂.

2. Потребление О₂ и продуцирование СО₂ в почве.

Основными потребителями кислорода в почве являются корни растений, аэробные микроорганизмы и почвенная фауна и лишь незначительная часть его расходуется на чисто химические процессы. Пахотные почвы основных типов почв поглощают при 20 °С от 0,5 до 5 мл и более О₂ на 1 кг сухой почвы за 1 ч.

Количество кислорода, потребляемого растениями, зависит от их биологических особенностей, фазы развития, условий среды (температура, влажность, питательные вещества и т. д.). При увеличении температуры почвы с 5 до 30 °С интенсивность поглощения О₂ и выделения СО₂ возрастает в 10 раз. Летом почвы поглощают и выделяют СО₂ в несколько раз больше, чем ранней весной и поздней осенью.

Кислород поступает в почву из атмосферы диффузионно, с осадками и оросительной водой, по воздухоносным тканям растений. Прямое воздействие кислорода на растения проявляется в актах дыхания. При отсутствии свободного кислорода в почве развитие растений прекращается. Оптимальные условия для них создаются при содержании О₂ в почвенном воздухе около 20 %.

Косвенное влияние кислорода на продуктивность растений выражается в его воздействии на почву. При недостатке О₂ в почве развиваются анаэробные процессы с образованием токсичных для растений соединений, снижается содержание доступных питательных веществ, ухудшаются физические свойства, что в совокупности снижает плодородие почвы и урожай растений. В условиях хорошей обеспеченности кислородом в почве развиваются аэробные процессы и в сочетании с другими факторами возникают лучшие условия для роста растений и их продуктивности.

Углекислый газ обнаруживается в почве главным образом благодаря биологическим процессам. Частично он может поступать в почвенный воздух из грунтовых вод, а также в результате его десорбции из твердой и жидкой фаз почвы. Некоторое количество СО₂ может возникать при превращении бикарбонатов в карбонаты во время испарения почвенных растворов и в процессе воздействия кислот на карбонаты почвы, а также химического окисления органического вещества.

Высокая концентрация СО₂ в почвенном воздухе (более 2—З %) угнетает развитие растений.

Выделение СО₂ из почвы в приземный слой атмосферы принято называть дыханием почвы. Поступающий из почвы СО₂ потребляется растениями в процессе фотосинтеза. Интенсивность дыхания почвы зависит от ее свойств, гидротермических условий, характера растительности, агротехнических мероприятий. Выделение СО₂ почвой усиливается при ее окультуривании в связи с активизацией биологических процессов и улучшением условий аэрации. Таким образом, интенсивность дыхания — важная характеристика газообмен а и активности биологических процессов в почве. По литературным данным, торфяно-глеевые почвы тундры выделяют СО₂ в количестве 0,3 т/га в год, подзолистые почвы хвойных лесов — от 3,5 до 30, бурые и серые лесные почвы — от 20 до 60, степные черноземы — 40—70 т/га в год.

4. Воздушные свойства почвы

Газообмен, или аэрация, осуществляется через воздухоносные поры почвы, сообщающиеся между собой и с атмосферой. К факторам газообмена относятся: диффузия, поступление влаги в почву с осадками или при орошении, изменение температуры почвы и атмосферного давления, влияние ветра, изменение уровня грунтовых вод или верховодки.

Диффузия — перемещение газов в соответствии с их парциальным давлением. Поскольку в почвенном воздухе 0₂ меньше, а СО₂ больше, чем в атмосфере, то под влиянием диффузии создаются условия для непрерывного поступления 0₂ в почву и выделения СО₂ в атмосферу.

Поступление влаги в почву с осадками или при орошении вызывает сжатие почвенного воздуха, его выталкивание наружу и засасывание атмосферного воздуха.

Изменение температуры почвы и атмосферного давления, ветра и уровня грунтовых вод также вызывает объемные изменения воздуха в почве и, как следствие, общий ток его из почвы или в почву.

Все рассмотренные факторы газообмена действуют в природных условиях совместно, однако основным следует признать диффузию.

Необходимая для корней растений аэрация почвы связана с переносом СО₂ и О₂ не только через воздухоносные поры, но и через пленку воды, окружающую корни.

Состояние газообмена определяется воздушными свойствами почв. К воздушным свойствам почв относятся воздухопроницаемость и воздухоемкость.

Воздухопроницаемость — способность почвы пропускать через себя воздух. Она измеряется количеством воздуха в мл, прошедшем под определенным давлением в единицу времени через площадь сечения почвы 1 см 2 при толщин слоя 1 см. Чем полнее выражена воздухопроницаемость, тем лучше газообмен, тем больше в почвенном воздухе О₂ и меньше СО₂.

Воздухопроницаемость зависит от механического состава почвы, ее плотности, влажности, структуры. Воздух в почве передвигается по порам, не заполненным водой и не изолированным друг от друга. Чем крупнее поры аэрации, тем лучше воздухопроницаемость. В структурных почвах, где наряду с капиллярными порами имеется достаточное количество крупных некапиллярных пор, создаются наиболее благоприятные условия для воздухопроницаемости.

Воздухоемкость характеризует содержание воздуха в почве в объемных процентах. Количество воздуха в почве зависит от влажности и пористости почвы. Чем выше пористость и меньше влажность, тем больше воздуха содержится в почве.

Максимальная воздухоемкость характерна для сухих почв и равна общей пористости. Однако в природных условиях почвы всегда содержат то или иное количество воды, поэтому величина воздухоемкости очень динамична.

В воздушно-сухом состоянии воздухоемкость почвы равна разности между общей пористостью и объемом гигроскопической воды. Особое значение имеет воздухоемкость почвы, соответствующая наименьшей влагоемкости и являющаяся аналогом некапиллярной пористости. Если объем пор, занятых воздухом при наименьшей влагоемкости, составляет менее 15 %, то аэрация почв недостаточная, чтобы обеспечить благоприятный состав почвенного воздуха. Оптимальные условия для газообмена создаются при содержании воздуха в минеральных почвах 20—25 %, а в торфяных — 30—40 %.

Источник