Кауричев И.С., Гречин И.П. (ред.) Почвоведение

Подождите немного. Документ загружается.

где В— запас воды в куб. м на гектар для слоя Н;

а — весовая влажность в процентах;

ОБ — объемный вес в г/см

;

Н — мощность горизонта в см.

Для пересчета запасов воды, вычисленных в м

/га, в мм водного

слоя, необходимо ввести коэффициент 0,1, так как запас воды в 1 мм вод-

ного столба равен запасу в 10 м

воды на гектар.

Запасы воды в почве, учитываемые на протяжении всего вегетацион-

ного периода, позволяют судить о влагообеспеченности сельскохозяй-

ственных растений.

При вычислении запасов воды и составлении годового водного ба-

ланса необходимо правильно определить суммарную мощность почвенно-

грунтовой толщи, к которой относятся расчеты.

Расчетная мощность почвогрунтов прежде всего определяется глуби-

ной проникновения корневой системы. Корни лесных и плодовых много-

летних культур распространяются на глубину 6—10 м, корни некоторых

травянистых многолетников (люцерна, верблюжья колючка и др.)—на

глубину 4—6 м; корни злаковых растений развиваются до 1,5—2 м.

При составлении годового водного баланса необходимо также учи-

тывать глубину залегания грунтовых вод. Принимая во внимание капил-

лярный подъем влаги в тонкопористых почвогрунтах на высоту 4—6 м,

расчеты по водному балансу при залегании уровня грунтовых вод на

5—10 м следует вести на всю эту толщу, то есть до уровня грунтовых

вод. Когда уровень грунтовых вод глубок и нет капиллярного влияния их

на почвенную толщу, мощность последней определяется слоем ежегодно-

го промачивания атмосферными осадками. В этом случае мощность тол-

щи не превышает у черноземов суглинистых 2—2,5 м.

В агрономической практике важно учитывать общий и полезный за-

пасы воды в почве.

Общий запас (ОЗВ) представляет собой суммарное количество воды

на заданную мощность почвы, выраженное в кубических метрах на 1 га

(или в миллиметрах водного столба). Он может быть рассчитан по

формуле:

ОЗВ м

/га = (a^OBi-Hj) + (a

-OB

-H

) Н Ь (а

-ОВ„-Н„),

где а

ОВ

— соответственно весовая влажность, объемный вес

и мощность первого слоя;

, ОВ

, Н

—

то же, второго слоя и т. д.

Полезный запас воды в почве (ПЗВ) —суммарное количество про-

дуктивной, или доступной растениям, влаги в толще почвогрунта.

Чтобы рассчитать полезный запас влаги в почве, нужно вычислить

ОЗВ и запас труднодоступной влаги. Запас труднодоступной влаги в поч-

ве (ЗТВ) вычисляют аналогично общему запасу, но вместо полевой влаж-

ности по тем же горизонтам берут влажность устойчивого завядания рас-

тений (ВЗ):

ЗТВ м

/га = (B3i-OB!-Hi) + (В3

-ОВ

-Н

) -\ Ь (B3n-OB

Разность между ОЗВ и ЗТВ дает количество полезной воды в почве:

ПЗВ == ОЗВ -ЗТВ.

Типы водного режима почв. Водный баланс складывается неодина-

ково для различных почвенно-климатических зон и отдельных участков

местности. В зависимости от соотношения основных статей годового вод-

ного баланса могут наблюдаться несколько типов водного режима почв.

Численное значение годового водного баланса прежде всего определяется

соотношением величины инфильтрации (В

) и количества испаряющейся

из почвы влаги (Е

исп

). Основоположник учения о типах водного режима

почв Г. Н. Высоцкий (1934) выделял три варианта такого соотношения:

160

1) испарение меньше инфильтрации воды в почву

—

промывной тип вод-

ного режима; 2) испарение равно инфильтрации воды в почву

—

непро-

мывной тип водного режима; 3) испарение больше инфильтрации воды

в почву

—

выпотной тип водного режима.

Применительно к различным природным условиям Г. Н. Высоцким

установлены четыре типа водного режима

—

промывной, периодически

промывной, непромывной и выпотной.

Промывной (пермацидный) тип водного режима почв характерен для

местностей, где сумма годовых осадков (О

) больше величины испаряе-

мости. В таких условиях избыток осадков будет проникать в глубокие

слои почвы вплоть до грунтовых вод. Тогда поступление воды из грунто-

вых вод к поверхности почвы (В

) будет меньше количества воды, ин-

фильтрующейся в почву (В

При зависимости В

> В

уравнение годового водного баланса (2)

примет вид:

Ос + В

> Еисп + Е

+ В

- (3)

Для выровненных местностей величины поверхностного натека и

стока очень малы, и ими можно пренебречь. Тогда

> Е

исп

+ Е

т>

и ли °

> 1. (4)

£"исп~г£-т

Отношение количества осадков к испаряемости называется годовым

коэффициентом увлажнения (КУ). Для промывного типа водного режи-

ма КУ>1.

Почвенная толща ежегодно подвергается сквозному промачиванию

до грунтовых вод, так как нисходящие токи преобладают над восходящи-

ми (рис. 23,а).

Промывной тип водного режима характерен для большинства почв

таежно-лесной зоны, влажных субтропических, тропических и некоторых

других типов почв.

Непромывной, или замкнутый (импермацидный), тип водного режи-

ма почв характерен для местностей, где влага, поступающая с осадками,

распределяется только в верхних горизонтах и не достигает уровня грун-

товых вод. Почвенная влага находится как бы в подвешенном положении.

Грунтовые воды залегают в таких местностях глубоко, и их капиллярная

кайма не достигает почвенного слоя, увлажняемого атмосферными осад-

ками. При отсутствии поступления влаги из грунтовых вод в почву и ин-

фильтрации вод до грунтовых вод В

= В

В таком случае уравнение годового водного баланса (2) примет вид:

Ос + В

= Е

исп

+ Е, + В

, (5)

а для выровненных пространств, где В

=Е

исп

+Е

, или

°£ = 1. (6)

Ь'ИСП ~Т~ Е-Т

Уравнение (6) показывает, что вся влага осадков, накопленная

в почве при непромывном типе водного режима, расходуется обратно

в атмосферу в результате транспирации и физического испарения

(рис.

23,6).

Такой тип водного режима характерен для большинства степных

почв (черноземы и др.). В названных типах почв связь между атмосфер-

ной и грунтовой влагой осуществляется через слой с очень низкой влаж-

ностью, поддерживающейся в течение длительного времени на одном

уровне. Этот слой Г. Н. Высоцким назван «мертвым» горизонтом за сте-

пень увлажнения, близкую к влажности устойчивого завядания растений.

Обмен влагой через «мертвый» горизонт происходит путем передвижения

воды в форме пара.

11 Почвоведение

161

Периодически промывной

тип

водного режима характеризуется

че-

редованием ограниченного промачицания пцчвенно-грунтовой толщи

(не-

Промывные условия,)

сквозного промывания

ее

(промывной характер

водного режима). Такой

тип

водного режима характерен

для

серых лес-

ных почв, оподзоленных почв депрессий степной зоны

некоторых

других.

Выпотной (экссудативный)

тип

водного режима отличается преобла-

дающим восходящим потоком влаги

толще почвогрунта. Этот режим

проявляется

при

неглубоком залегании грунтовых

вод (до 5—7 м).

В таких условиях грунтовые воды

по

капиллярам сообщаются

кор-

нецбитаемым слоем

даже

поверхностью почвы. Влага

почвенном

профиле находится

капиллярно подпертом состоянии.

Уравнение годового водного баланса

(1) в

таких условиях приобре-

тает вид:

Ос

исп

"+ Е

"+" В

п>

(7)

так

как

количество инфильтрующейся влаги

(В

)

меньше,

чем

количест-

во воды, поступающей

из

грунтовых

вод (В

), или

>В

(рис. 23,в).

При допущении,

что на

выровненных участках

=0, уравне-

ние

(7)

может быть предстарлено

так:

<1.

(8)

Годовой коэффициент увлажнения

<1.

Выпотной

тип

водного режима характерен

для

гидроморфных солон-

чаков, пойменных, плавневых

некоторых других почв.

Для

таких типов

MepmSbm горизонт

Рис.

23. Схема влагооборота

и водного баланса при различ-

ных типах водного режима (по

А. А. Роде):

—

водный режим промывного

ти-

па: б —водный режим непромыв-

ного типа:

—

водный режим

вы-

иотиого типа;

—

осадки. 2

—

влага,

задержанная кронами; 3

—

поверх-

ностный сток:

—

физическое испа-

рение; 5

—

внугрипочвенный сток;

—

влага, потребляемая растения-

ми (десукция растительным покра-

вом),

—

грунтовый сток, 8

—

испа-

рение

десукция.

162

почв-суммарное испарение больше суммы атмосферных осадков, а дефи-

цит влаги погашается подтоком грунтовых вод.

А. А. Роде (Ш56), развивая учение Г. Н. Высоцкого, к двум призна-

кам, по которым выделяются типы водного режима,

—

величине инфиль-

трации влаги в почву и количеству испарившейся воды из почвы, добавил

источник увлажнения почвы и степень ее увлажнения.

По А. А. Роде, можно выделить шесть типов водного режима почв.

Мерзлотный (криогенный) тип, или режим областей с многолетней

мерзлотой, для которых величина возврата влаги в атмосферу может

быть больше или меньше величины инфильтрации. Характерной чертой

этого типа водного режима является наличие слоя многолетней мерзлоты,

играющего роль водоупора, над которым образуется верховодка. В теп-

лый период и водоупор, и верховодка постепенно опускаются вниз.

Промывной тип, при котором величина возврата влаги в атмосферу

меньше величины инфильтрации.

Периодически промывной тип, для которого величина возврата

влаги в атмосферу в отдельные годы и за многолетний период в целом

меньше величины инфильтрации.

Непрерывный тип, при котором величина возврата влаги в атмос-

феру равна величине инфильтрации.

Выпотной тип, для которого величина возврата влаги в атмосферу

больше величины инфильтрации.

6. Ирригационный тип водного режима характеризуется большей

или меньшей величиной возврата влаги в атмосферу по сравнению с ве-

личиной инфильтрации. В зависимости от числа и норм полива, а также

периодов орошения водный режим поливных почв может изменяться от

глубокопромывного до выпотного.

А. А. Роде (1956 г.) предложил делить основные типы на ряд подти-

пов.

Промывной тип делится на семь подтипов (таежный, полуболотный,

болотный, грунтово-таежный, грунтово-полуболотный, грунтово-болот-

ный, таежный глубокапромывной), периодически промывной

—

на два

подтипа (лесостепной и степной потускулярный); непромывной тип

—

на

два подтипа (степной с мощным сухим горизонтом и степной); выпотной

режим

—

на три подтипа (лугово-степной, луговой и солончаковый).

Регулирование водного режима почв осуществляется комплексом

приемов, направленных на устранение неблагоприятных условий водо-

снабжения растений. Искусственно изменяя приходные и особенно рас-

ходные статьи водного баланса, можно существенно влиять на общие

и полезные запасы воды в почвах и этим способствовать получению вы-

соких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

Регулирование водного режима основывается на учете климатичес-

ких и почвенных условий, а также потребностей выращиваемых культур

в воде.

Для создания оптимальных условий роста и развития культурных

растений необходимо стремиться к уравниванию количества влаги, посту-

пающей в почву, с ее расходом на транспирацию и физическое испарение,

то есть созданию коэффициента увлажнения, близкого к единице. Это

достигается осушением избыточно влажных почв и орошением почв за-

сушливых областей. Норма орошения определяется прежде всего по сум-

марной величине физического испарения и максимальной величине транс-

пирации культивируемых растений. Норма орошения должна быть равна

этой суммарной величине за вычетом весенних запасов влаги в почве

и суммы летних осадков.

Осушительную норму рассчитывают так, чтобы отвести с дренируе-

мой территории ту часть влаги, которая не может быть использована при

возделывании сельскохозяйственных культур. Норму осушения вычисля-

ют по разности между количеством влаги, поступающей в почву, и коли-

чеством воды, расходуемой на транспирацию и физическое испарение.

11*

163

В почвах доступная растениям влага передвигается главным образом

под действием капиллярных сил. Капиллярный подток зависит от меха-

нического состава, агрегатности и плотности сложения почвы. От них за-

висит критическая влажность почвы, то есть такое состояние увлажнения,

при котором влагопроводимость резко уменьшается. В рыхлых макропо-

ристых почвах с плотностью 1—1,2 г/см

критическая влажность, при ко-

торой прекращается капиллярное передвижение от одного горизонта

к другому, составляет около 90—95% полевой влагоемкости; в микро-

структурных почвогрунтах плотностью

1,4—1,6

г/см

критическая влаж-

ность равна 60—70% полевой влагоемкости.

Регулируя плотность пахотного слоя, можно достичь либо сохране-

ния влаги в почве, либо увеличения расхода воды путем физического

испарения.

Восстановление структуры способствует увеличению содержания

в почве подвешенной и подпертой воды, а также количества доступной

растениям влаги.

При регулировании водного режима почв учитываются прежде всего

транспирационные свойства выращиваемых культур.

Установлено, что транспирация в условиях избытка влаги в почве

(выше предела, определяемого по наименьшей влагоемкости) замедляет-

ся из-за недостатка кислорода. В интервале влажности почвы от полевой

влагоемкости до влажности устойчивого завядания растение развивается

нормально, оптимальная транспирация обеспечивает максимальный рост

сельскохозяйственных культур.

При влажности ниже влажности устойчивого завядания транспира-

ция падает из-за недостатка доступной влаги.

Учет транспирационных особенностей культурных растений и поддер-

жание благоприятного уровня увлажнения почвы создают условия для

получения максимальных урожаев. Для использования влаги выше и ни-

же оптимальных пределов необходим подбор растений, приспособленных

к развитию в условиях избытка или недостатка влаги.

В конкретных почвенно-климатических условиях разрабатывают-

ся способы регулирования водного режима почв. Почвы болотного

типа, а также участки почв с близким уровнем залегания грун-

товых вод нуждаются в осушительных мелиорациях

—

устройстве за-

крытого дренажа или использовании открытых дрен для отвода избыточ-

ной влаги.

Улучшению водного режима слабодренированных территорий зоны

избыточного увлажнения способствуют планировка поверхности почвы

и нивелировка микро- и мезопонижений, в которых весной и после летних

дождей наблюдается длительный застой воды.

На почвах с временным избыточным увлажнением для удаления из-

бытка влаги целесообразно с осени делать гребни. В этом случае высокие

гребни способствуют увеличению физического испарения, а по бороздам

•

происходит поверхностный сток воды за пределы поля.

Нормально увлажненные почвы нуждаются не столько в удалении

излишней влаги, сколько в увеличении запасов продуктивной воды.

Все приемы окультуривания почвы (создание глубокого пахотного

горизонта, улучшение агрегатности, увеличение общей скважности, рых-

ление подпахотного слоя и др.) вызывают увеличение ее влагоемкости

и способствуют накоплению больших продуктивных запасов влаги в кор-

необитаемом слое.

В зоне неустойчивого увлажнения регулирование водного режима

направлено на максимальное накопление влаги в почве и на рациональ-

ное использование водных запасов. Одним из наиболее распространенных

способов влагонакопления является задержание снега и талых вод. Для

снегозадержания используются стерня, кулисные растения, валы из снега

и др. Для уменьшения поверхностного стока воды применяются зяблевая

164

вспашка поперек склонов, обвалование, ячеистая обработка почвы и дру-

гие приемы.

Исключительная роль в накоплении почвенной влаги принадлежит

полезащитным лесным полосам.

Эффективному использованию влаги, накопленной в почве, способ-

ствуют многие агротехнические приемы. Поверхностное рыхление почвы

весной, или «закрытие» влаги боронованием, позволяет избежать ненуж-

ных потерь воды в результате физического испарения. Послепосевное при-

катывание почвы вызывает изменение в плотности поверхностного слоя па-

хотного горизонта по сравнению с остальной массой этого горизонта. Соз-

давшаяся разность плотностей почвы вызывает капиллярный подток вла-

ги из нижележащего слоя и способствует конденсации водяных паров

воздуха. В сочетании с увеличением контакта семян с почвенными части-

цами все явления, вызываемые прикатыванием, способствуют прораста-

нию семян и обеспечивают потребность растений в воде в ранневесенний

период.

В засушливых областях основным способом улучшения водного ре-

жима является орошение.

ГЛАВА XI

ВОЗДУШНЫЕ СВОЙСТВА

И ВОЗДУШНЫЙ РЕЖИМ ПОЧВ

Почвенный воздух является важнейшей составной частью

почвы. Первые сведения о его составе были получены еще в 1824 г. фран-

цузским ученым Ж. Буссенго. Важные работы по изучению почвенного

воздуха были выполнены в первой четверти 20 столетия А. Г. Доярен-

ко,

Б. Кином, В. Кэнноном, Э. Расселом и др. За последние 15—20 лет

вновь усилился интерес к изучению этих вопросов, что нашло отраже-

ние в работах как отечественных, так и зарубежных ученых.

ВОЗДУШНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ И СОСТАВ

ПОЧВЕННОГО ВОЗДУХА

Почвенный воздух занимает все поры почвы, не занятые водой,

и, следовательно, количество его зависит от пористости и влажности

почвы. Чем выше пористость и меньше влажность почвы, тем больше

содержится воздуха в ней. Та часть объема почвы, которая занята воз-

духом при данной влажности, называется воздухоемкостью. Так как

влажность и пористость почвы не остаются без изменения, то и воздухо-

емкость также представляет величину динамичную.

Суммарная величина пористости в минеральных почвах и грунтах

варьирует от 25 до 80%, а в торфах и лесных подстилках она может

превышать 90% общего объема почвы. Поэтому воздухоемкость сухих

почв может колебаться в пределах 25—90% объема почвы. Однако

в природных условиях почва всегда содержит влагу и, следовательно,

ее воздухоемкость будет ниже указанных величин.

Очень важным свойством почвы является воздухопроницаемость —

способность почвы пропускать через себя воздух. Воздухопроницаемость

является непременным условием для осуществления газообмена между

почвой и атмосферным воздухом. Чем она полнее выражена, тем лучше

происходит газообмен, тем больше в почвенном воздухе содержится

кислорода и меньше углекислого газа. Передвижение воздуха в почве

происходит по порам, не заполненным водой и не изолированным друг

от друга. Чем крупнее поры аэрации, тем лучше выражена воздухопро-

ницаемость. На структурных почвах, где наряду с капиллярными

порами имеется достаточное количество крупных некапиллярных

пор,

создаются наиболее благоприятные условия для воздухопрони-

цаемости.

В таблице 66 приводится состав атмосферного и почвенного воз-

духа. Как видно из этих данных, основными компонентами атмосфер-

ного воздуха являются азот, кислород, аргон и углекислый газ (дву-

окись углерода). На долю остальных газов приходится лишь 0,01% объ-

ема. Исследования атмосферного воздуха, проведенные на разных

высотах и в разных пунктах земного шара, показали, что он имеет до-

166

ТАБЛИЦА

Состав атмосферного и почвенного воздуха (в объемных процентах)

Газы

Азот (N

)

Кислород (0

)

Аргон (Ai)

Углекислый газ (СОг)

Все остальные (Ne, He, CH

, Kr, N

0, 0

, Хе,

J, Ran др.)

Атмосферный

воздух

78,08

20,95

0,93

0,03

0,04

Почвенный воздух

78,08—80,24*

20,90—0,0

0,03-20,0

* Азот + аргон.

вольно постоянный состав и колебания в содержании основных компо-

нентов его незначительны.

Этого нельзя сказать о почвенном воздухе, в котором по сравнению

с атмосферным меньше содержится кислорода и больше углекислого

газа. Может изменяться в большую или меньшую сторону и содержание

азота, причем уменьшение количества азота может происходить в ре-

зультате связывания его свободноживущими азотфиксирующими мик-

роорганизмами и клубеньковыми бактериями, а увеличение — вслед-

ствие распада белков и денитрификации азотсодержащих веществ под

действием микроорганизмов. Почвенный воздух болотных и заболочен-

ных почв может содержать также заметные количества NH3, CH4, На-

Исследования Н, Г. Холодного (1953) показали, что в составе поч-

венного воздуха постоянно присутствуют в очень небольшом количестве

нелетучие органические соединения (углеводороды жирного и аромати-

ческого ряда, сложные альдегиды, спирты и др.), образующиеся в про-

цессе жизнедеятельности почвенных микроорганизмов. Эти вещества

могут поглощаться корнями, способствуя росту растений и повышению

их жизнедеятельности.

Из всех газов почвенного воздуха наиболее динамичны кислород

и углекислый газ; им принадлежит очень важная роль в жизни почвы

и населяющих ее организмор.

Содержание Ог и С0

в почвенном воздухе может колебаться

в очень широких пределах. В верхних, хорошо аэрируемых горизонтах

почв,

содержание кислорода приближается к его содержанию в атмос-

ферном воздухе, а в почвах с затрудненным газообменом может сни-

жаться до десятых и сотых долей процента. Концентрация углекислого

газа в почвах с плохим газообменом может уведичиваться в сотни раз

по сравнению с его содержанием в атмосфере и достигать 19—20%

и больше (табл. 67).

ТАБЛИЦА а

Содержание 0

и С0

в почвенном воздухе

(в объемных процентах) (Московская область, июль)

Глубина

взятия

пробы,

в см

100

Дерново-подзолистая

почва

, со

20,9

20,8

20,7

20,6

20,4

0,1

0,3

0,5

0,7

Дерново-глеевая

почва

О,

19,3

18,3

2,9

2,2

СОг

1,3

2,5

16,8

19,5

Различная концентрация кислорода и углекислого газа в почвен-

ном ввздухе определяется двумя группами противоположно направлен-

167

ных процессов; с одной стороны, интенсивностью потребления кислоро-

да и продуцирования углекислого газа и, с другой, скоростью газооб-

мена между почвенным и атмосферным воздухом.

ПОТРЕБЛЕНИЕ 0

И ПРОДУЦИРОВАНИЕ С0

В ПОЧВЕ

Почвы, особенно их верхние горизонты, населены огромным коли-

чеством организмов, которые в процессе дыхания непрерывно потреб-

ляют кислород и выделяют углекислый газ. Энергия, образующаяся

при этом, используется для биологических синтезов и других проявле-

ний жизни. Такие важнейшие процессы в растениях, как передвижение

веществ, поглощение минеральных солей, а частично и воды, движение

протоплазмы, прорастание семян и др., осуществляются за счет энергии,

выделяемой при дыхании, с участием свободного (молекулярного) кис-

лорода.

Основными потребителями кислорода в почве являются корни рас-

тений, микроорганизмы и животное население, и лишь незначительная

часть его расходуется на чисто химические процессы окисления.

Количество кислорода, потребляемого растениями (высшими и низ-

шими), 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 ко-

личеству потребляемого ими в процессе дыхания кислорода могут силь-

но отличаться друг от друга. Так, двухдневная культура Aspergillus

niger потребляет кислорода в 50 раз больше, чем семидневные пророст-

ки ячменя. У высших растений максимум потребления кислорода на-

блюдается в период цветения.

Сколько же используется кислорода непосредственно почвой в при-

родных условиях? Об этом можно с некоторым допущением судить по

продуцированию почвой углекислого газа.

Основная масса кислорода в почве расходуется в процессе аэробно-

го дыхания. В оптимальных условиях аэрации дыхательный коэффи-

циент (ДК) близок к единице или равен ей, то есть количество выде-

лившегося углекислого газа эквивалентно количеству поглощенного за

это время кислорода. Следовательно, по количеству выделившегося

С0

можно судить о количестве поглощенного 0

. Однако ДК в зави-

симости от ряда причин (биологические особенности растений, состав

субстрата, температура и влажность почвы) может сильно меняться, ча-

ще всего в большую сторону.

Огромное влияние на величину ДК оказывает содержание в почве

кислорода, при недостатке которого ДК всегда больше единицы (С0

выделяется больше, чем поглощается 0

). Кроме того, следует учесть,

что углекислый газ, выделяющийся из почвы, не всегда полностью со-

ответствует тому количеству С0

, которое продуцируется в данный мо-

мент в почве. Таким образом, для хорошо аэрируемых почв этот метод

расчета величины потребляемого кислорода можно принять с указанны-

ми выше допущениями. Для почв с затрудненным газообменом и пони-

женным содержанием кислорода пользоваться этим методом нельзя.

В этом случае выделение С0

неэквивалентно количеству поглощаемо-

го 0

. При полном анаэробиозисе выделение С0

вообще происходит без

поглощения свободного 0

Нормально аэрируемые почвы, занятые растениями, летом в сред-

нем могут выделять от 2 до 10 л/м

в сутки углекислого газа и потреб-

лять такие же объемы кислорода. Поскольку основная масса корней

и микроорганизмов — главных потребителей кислорода — сосредоточе-

на в верхних (гумусовых или пахотных) горизонтах, то можно допус-

тить,

что именно в этом слое будет происходить наибольшее поглощение

168

кислорода и продуцирование углекислого газа. Если принять, что 80%'

всего количества потребляемого почвой кислорода приходится на пахот-

ный горизонт (0—20 см), то 1 кг почвы при объемном весе 1,4 г/см

мо-

жет потреблять в сутки около

6—29

куб. см Ог.

Результаты лабораторного опыта, приведенные в таблице 68, пока-

зывают, что максимальное количество кислорода используется пахот-

ным слоем и что при низкой температуре поглощение кислорода резко

снижается.

ТАБЛИЦА 68

Поглощение растворенного кислорода дерново-подзолистой почвой

(отношение почвы к воде

: 5, время взаимодействия — сутки)

Генетический горизонт и глубина

взятия образца, в см

0—20

25-35

С 155—165

Поглотилось 0

в сч

на 1 кг сухой почвы

при температуре воды 18°

27,3

6,4

1.4

при температуре воды 2°

2,1

0,0

Углекислый газ образуется в почве главным образом за счет био-

логических процессов. Частично углекислый газ может поступать в поч-

венный воздух из грунтовых вод, а также в результате его десорбции из

твердой и жидкой фаз почвы. Некоторое количество СОг может обра-

зоваться в результате превращения бикарбонатов в карбонаты при ис-

парении почвенных растворов [Са^СОзЬ-^СаСОз +

НгО

СОг]

и в ре-

зультате воздействия кислот на карбонаты почвы, а также вследствие

химического окисления органического вещества.

ГАЗООБМЕН ПОЧВЕННОГО ВОЗДУХА

С АТМОСФЕРНЫМ

Процессы обмена почвенного воздуха с атмосферным называют

аэрацией или газообменом. Газообмен осуществляется через систему

воздухоносных пор почвы, сообщающихся между собой и с атмосфе-

рой. К факторам, вызывающим газообмен, относятся: 1) диффузия;

2) изменение температуры почвы; 3) изменение барометрического дав-

ления; 4) изменение количества влаги в почве под влиянием осадков,

орошения и испарения; 5) влияние ветра; 6) изменение уровня грунто-

вых вод или верховодки.

Диффузия — это процесс перемещения газов в соответствии

с их парциальным давлением. Поскольку в почвенном воздухе концен-

трация кислорода всегда меньше, а углекислого газа больше, чем в ат-

мосфере, то под влиянием диффузии создаются условия для непрерыв-

ного поступления кислорода в почву и выделения СОг в атмосферу.

Изменение температуры и барометрического

давления также обусловливает газообмен, так как при этом проис-

ходит, сжатие или расширение почвенного воздуха. По расчетам

Н. П. Поясова, в период дневного нагревания темно-каштановой почвы

из слоя от поверхности до глубины проникновения суточной температур-

ной волны выталкивается около 1,4% почвенного воздуха, что говорит

о малой эффективности этого фактора газообмена.

Поступление влаги в почву с осадками или при ороше-

нии вызывает сжатие почвенного воздуха, его выталкивание наружу

и засасывание атмосферного воздуха. 'Выпадающие дожди, по подсче-

там Роммеля, могут обеспечить лишь 6—8% всего газообмена. Газооб-

мен происходит и при испарении воды из почвы, когда на место испа-

169