Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
1. Состав почвенного воздуха. Потребление О2 и продуцирование СО2 в почве
Почвенный воздух – важнейшая составная часть почвы, один из факторов жизни растений. Он является источником кислорода для дыхания корней растений, аэробных микроорганизмов и почвенной фауны.
В табл. 3 приводится состав атмосферного и почвенного воздуха. Как видно из этих данных, основными компонентами атмосферного воздуха являются азот, кислород, аргон и углекислый газ (двуокись углерода). На долю остальных газов приходится всего лишь 0,01 объема.
Таблица 3
Состав атмосферного и почвенного воздуха (в объемных единицах)
|
Газы |
Атмосферный воздух |
Почвенный воздух |
|
Азот (N2) |
78,08 |
78,08–80,24* |
|
Кислород (О2) |
20,95 |
20,9–0,0 |
|
Аргон (Ar) |
0,93 |
– |
|
Углекислый газ (СО2) |
0,03 |
0,03–20,0 |
|
Все остальные (пары Н2О, СН4 и др.) |
0,01 |
– |
Примечание. *Азот + аргон.
Из всех газов почвенного воздуха наиболее динамичны кислород и углекислый газ; им принадлежит очень важная роль в жизни почвы и населяющих ее организмов.
Различная концентрация кислорода и углекислого газа в почвенном воздухе определяется двумя группами противоположно направленных процессов: с одной стороны, интенсивностью потребления кислорода и продуцирования углекислого газа, и с другой – скоростью газообмена между почвенным и атмосферным воздухом.
Основными потребителями кислорода в почве являются корни растений, микророорганизмы и животные, и лишь незначительная часть его расходуется на чисто химические процессы окисления.
Количество кислорода, потребляемого растениями (высшими и низшими), зависит от биологических особенностей организма, возраста, условий среды (температура, влажность, наличие питательных веществ и т.д.) и других причин. При этом отдельные группы организмов по количеству потребляемого ими в процессе дыхания кислорода могут сильно отличаться друг от друга. Основная масса кислорода в почве расходуется в процессе аэробного дыхания. В оптимальных условиях аэрации дыхательный коэффициент (ДК) близок к единице или равен ей, т.е. количество выделившегося углекислого газа эквивалентно количеству поглощенного за это время кислорода. Следовательно, по количеству выделившегося СО2 мощно судить о количестве поглощенного О2. Однако ДК в зависимости от ряда причин (биологические особенности растений, состав органического вещества, температура и влажность почвы, содержание в почве кислорода) может сильно меняться.
Углекислый газ образуется в почве главным образом за счет биологических процессов. Частично углекислый газ может поступать в почвенный воздух из грунтовых вод, а также в результате его десорбции из твердой и жидкой фаз почвы. Некоторое количество СО2 может образоваться вследствие превращения бикарбонатов в карбонаты при испарении почвенных растворов [Са(НСО3)2 = СаСО3 + Н2О + СО2] и в результате воздействия кислот на карбонаты почвы, а также вследствие химического окисления органического вещества.