Дыхание почвы

Газовый состав свободного почвенного воздуха

В отличие от атмосферы, газовый состав свободного почвенного воздуха не постоянен. Он непрерывно изменяется в связи непрекращающимся взаимодействием между твердой, жидкой, газообразной и живой фазами почвы.

В свободном почвенном воздухе концентрация кислорода иногда снижается более чем в 2 раза, а количество углекислого газа может быть выше в десятки и даже сотни раз по сравнению с атмосферным.

При хорошем газообмене почвенного воздуха с атмосферой даже у почв с высокой биологической активностью чрезмерно высокого накопления диоксида углерода не происходит. Вместе с тем в пере увлажненных почвах тяжелого гранулометрического состава, характеризующихся плохой аэрацией, содержание СО₂ может превышать 6% и более, а количество О₂ опускаться до 15% и ниже. Еще большее содержание СО₂ и меньшее содержание О₂ наблюдается в свободном почвенном воздухе заболоченных почв.

 

Азот, кислород и диоксид углерода, содержащиеся в свободном почвенном воздухе, называются макрогазами.

К микрогазам относятся закись и оксид азота, оксид углерода, предельные и непредельные углеводороды, водород, сероводород, аммиак.

Выделение из почвы в приземный слой атмосферы углекислого газа называется дыханием почвы. Оно характеризуется скоростью выделения СО₂ за единицу времени с единицы поверхности.

Дыхание почвы зависит как от ее аэрации, так и от интенсивности потребления О2 и продуцирования СО2.

Как уже отмечалось, кислород в почве потребляют корни растений, аэробные микроорганизмы и обитающие в ней животные. Небольшая часть его расходуется на химические реакции.

Коэффициент дыхания - отношение выделившегося СО2 к поглощенному О2. У хорошо аэрируемых почв он приближается к единице, а у почв с плохим газообменом — значительно выше ее.

3.2.Роль макрогазов в почвообразовании и развитии растений

 

Азот. Являясь в составе свободного почвенного воздуха преобладающим газом, азот считается одним из наиболее важных элементов, необходимых растениям. Он входит в состав белков, нуклеиновых кислот, ферментов, содержится в хлорофилле, алкалоидах и многих других органических веществах растений, микроорганизмов, почвенной фауны.

В основном азот накапливается и сохраняется в почве в составе органического вещества. Однако часть его в результате процессов минерализации и денитрификации переходит в газообразную форму и в виде молекулярного азота (N₂) и сопутствующих ему микрогазов (NO2, N₂O) теряется из почвы.

Кислород.Поступает в состав почвенного воздуха из атмосферы в результате диффузии. Часть кислорода может попасть в почву с водой или по растительным тканям. Он участвует в дыхании растений, микроорганизмов и почвенной фауны, без него жизнедеятельность многих почвенных организмов прекращается. При содержании в почве менее 2,5—5% кислорода начинают преобладать анаэробные процессы, которые сопровождаются образованием большого количества токсичных соединений, угнетающих развитие растений и почвенной биоты. В целом концентрация О2 в воздушной фазе почв в зависимости от сезонов года может колебаться в пределах от нескольких десятых долей до 21%.

Углекислый газ.Основной источник накопления СО2 в почве — дыхание растений и животных. Часть СО2 может поступать в почву вместе с грунтовыми водами. В атмосфере СО2 содержится значительно меньше, чем в воздушной фазе почвы.