Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
3. Динамика О2 и СО2 почвенного воздуха. Роль О2 и СО2 в почвенных процессах и продуктивности растений
Содержание О2 и СО2 в почвенном воздухе непостоянно и зависит от типа почвы, ее свойств (физических, химических, биологических), от времени года и погодных условий и от вида угодий (пашня, лес, луг). На пашне состав воздуха зависит от возделываемой культуры и применяемой агротехники.
В почвах нормального увлажнения содержание кислорода, как правило, уменьшается от верхних горизонтов к нижним, количество же углекислого газа, наоборот, в этом направлении увеличивается. Содержание О2 и СО2 в почвенном воздухе тесно связано с наличием растительности, ее составом. Так, при наличии растительности на пахотных угодьях в составе почвенного воздуха меньше содержится О2 и больше СО2, чем на паровом поле.
Особенно большое влияние на состав почвенного воздуха оказывает влага и температура почвы. С увеличением влажности уменьшается воздухоемкость, нарушается система воздухоносных пор, а следовательно, ухудшаются условия газообмена. Кроме того, от содержания влаги в почве и температуры зависит напряженность биологических и биохимических процессов и в связи с этим интенсивность потребления кислорода и продуцирования углекислого газа. При оптимальной влажности с повышением температуры содержание углекислого газа в почвенном воздухе увеличивается, а кислорода – уменьшается. В летний период при высокой температуре и влажности, близкой к влажности завядания, наблюдаются самые низкие концентрации углекислого газа и самые высокие – кислорода.
В годовой цикле динамики кислорода и углекислого газа в почвенном воздухе минимальное содержание О2 и максимальное может приходиться или на теплый, или на холодный период года, в зависимости от состояния газообмена. Так, в почвах степной и полупустынной зон самая высокая концентрация СО2, по наблюдениям В.Б. Мацкевича, была летом, а осенью и зимой почвенно-грунтовая толща освобождалась от ранее накопленных запасов углекислого газа. На дерново-подзолистых почвах таежно-лесной зоны как под полевыми культурами, так и под лесом в отдельные годы почвенный воздух за зимний период не только не освобождался от накопленного летом углекислого газа, но и еще более обогащался им. Удаление СО2 происходило или весной, или летом при подсыхании почвогрунтов и создании благоприятного газообмена в верхних и нижних горизонтах. Если почва в зиму уходила слабо увлажненной, с достаточной пористостью аэрации и, следовательно, с хорошим газообменом во всех горизонтах, то почвенный воздух освобождался от ранее накопленного углекислого газа и в весенне-зимний период.
Таким образом, наблюдения за динамикой О2 и СО2 в газовой фазе почв показывают, что она многофакторна и сложна.