1.9. Повітряні властивості і повітряний режим ґрунтів


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 
105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 
120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 
135 136 137 138 139 140 141 

Загрузка...

Важливою складовою частиною ґрунту є газова фаза, або ґрунтове повітря. До складу ґрунтового повітря входить суміш газів і летких органічних сполук. Наявність у ґрунтових порах необхідної кількості повітря є важливою умовою формування врожаю рослин. Більшість рослин не може існувати без постійно-го надходження кисню до корінців і видалення вуглекислого газу з ґрунту. Процес обміну ґрунтового повітря з атмосферним на-зивається газообміном, або аерацією. Аерація — важливий фак-тор, що визначає продуктивність ґрунтів.

У ґрунті повітря знаходиться у декількох фізичних станах: влас-не ґрунтове повітря — вільне і защемлене, адсорбовані і розчи-нені гази. Вільне ґрунтове повітря — це суміш газів і летких орга-нічних сполук, що заповнюють некапілярні і капілярні пори ґрунту, швидко пересуваються і обмінюються з приземним шаром ат-мосферного повітря. Защемлене ґрунтове повітря знаходиться в порах, що ізольовані з усіх боків водними пробками. Защемле-не повітря нерухоме, практично не приймає участі в газообміні між ґрунтом і атмосферою. В добре оструктурених суглинкових ґрунтах вміст защемленого повітря може досягати 12% від за-гального об’єму ґрунту, що складає майже четверту частину від його загальної пористості.

Адсорбоване ґрунтове повітря знаходиться на поверхні твер-дої фази ґрунту. Це явище характерне для ґрунтів з важким гра-нулометричним складом. Розчинене ґрунтове повітря — це гази, що містяться в ґрунтовому розчині. Добре розчиняються у воді вуглекислий газ, аміак, сірководень. Розчинність кисню порівня-но невелика, проте його наявність у воді забезпечує окисні вла-стивості ґрунтового розчину.

Сукупність усіх явищ надходження повітря в ґрунт, пересуван-ня його у профілі, зміна складу і фізичного стану при взаємодії з твердою, рідкою та живою фазами ґрунту називається повітря-ним режимом ґрунту.

Повітряний режим ґрунту має добову, сезонну, річну та бага-торічну динаміку і залежить від властивостей ґрунту, погодних умов, наявності рослинного покриву та агротехніки. Найсприят-ливіший повітряний режим створюється в оструктурених ґрун-тах, що мають пухке складення.

Землеробство з основами ґрунтознавства і агрохімії

Вільне ґрунтове повітря має певні властивості. Головна з них — висока динамічність. Найбільш динамічними в ґрунтовому повітрі є кисень і вуглекислий газ. Їх вміст значною мірою залежить від інтенсивності поглинання кисню і виділення вуглекислого газу. Так, вміст вуглекислого газу в ґрунтовому повітрі може бути в десятки, а то й у сотні разів вищий, ніж в атмосферному. Водночас концен-трація кисню може зменшитись з 20,9 до 15–10% і нижче.

Основними споживачами кисню в ґрунті є коріння рослин, аеробні мікроорганізми та ґрунтова фауна. Споживання кисню супроводжується виділенням приблизно еквівалентної кількості СО2. При підвищенні температури ґрунту з 5 до 30°С інтенсивність поглинання кисню і виділення вуглекислого газу збільшується в 10 разів. Улітку ґрунти поглинають і виділяють вуглекислого газу в кілька разів більше, ніж рано навесні або пізно восени. Якщо в ґрунті немає вільного кисню, то розвиток рослин припиняється. Оптимальні умови для них створюються при вмісті кисню в ґрун-товому повітрі близько 20%.

Виділення вуглекислого газу з ґрунту в приземний шар ат-мосфери називається диханням ґрунту. Вуглекислий газ, який надходить з ґрунту, використовується рослинами в процесі фо-тосинтезу. Виділення вуглекислого газу з ґрунту збільшується при його окультурюванні в результаті активізації біологічних процесів та поліпшенні аерації. Висока концентрація вуглекислого газу в ґрунтовому повітрі (понад 2–3%) пригнічує розвиток рослин.

Газообмін між ґрунтом та атмосферою, між окремими його шарами чи горизонтами характеризується повітряними власти-востями ґрунтів — повітропроникністю та повітроємністю.

Повітропроникність — здатність ґрунту пропускати повітря. Чим краща повітропроникність, тим кращий газообмін, тим більше в ґрунтовому повітрі кисню і менше вуглекислого газу. Найсприятливіший газообмін відбувається у структурних ґрунтах. Повітропроникність визначається, головним чином, некапілярною пористістю. В природних умовах вона змінюється в широких межах від 0 до 1 л/с і більше.

Повітроємність — об’ємна частка повітря у ґрунті у відсотках. Кількість повітря в ґрунті залежить від його вологості та порис-тості. Чим вища пористість і менша вологість, тим більше повітря в ґрунті.

1. Походження, склад і властивості ґрунтів

Суттєве значення для забезпечення нормальної аерації ґрун-ту має некапілярна повітроємність, або пористість аерації. До неї відносяться міжагрегатні пори, тріщини, порожні ходи черв’яків та корінців рослин і камери.

Пористість аерації визначається кількістю повітря, що є в ґрунті при певному рівні природного зволоження, за формулою:

Р    = Р   — Р,

аер.     заг.      w

де Рw — об’ємна вологість ґрунту,%.

Повітряний режим ґрунту регулюють за допомогою агротех-нічних та меліоративних заходів.

Найбільш оптимальний повітряний режим ґрунту створюєть-ся при його окультурюванні. Так, регулювання реакції середови-ща, застосування органічних і мінеральних добрив при наявності доступної вологи сприяє активізації біологічних процесів та підвищенню інтенсивності дихання. Найбільше вуглекислого газу виділяється з ґрунту у період інтенсивного росту кореневої і вегетативної маси рослин при сприятливих його вологості й тем-пературі.

На ґрунтах важкого гранулометричного складу для поліпшен-ня повітряного режиму проводять глибоку оранку, розпушування підорного шару, щілювання, зрошення науково-обґрунтованими нормами.

Умови аерації ґрунтів оцінюють за складом ґрунтового повітря. Якщо концентрація вуглекислого газу вище 2–3%, а концентра-ція кисню нижче 19–18%, то це зменшує продуктивність багать-ох сільськогосподарських культур. За вимогами до умов аерації їх можна розмістити у такому порядку: картопля > кукурудза > зернові > багаторічні трави.