Воздух и вода в почве - необходимое условие обеспечения жизни растений

В условиях Нечернозёмной зоны избыточное увлажнение почвы оказывает влияние на её воздушный режим. Чем выше влажность, тем меньше в почве воздуха.

Содержащийся в почвенном воздухе кислород необходим для дыхания корней, жизнедеятельности многих микроорганизмов, а также для окисления некоторых вредных веществ, которые могут образовываться в почве при недостатке кислорода (метан, сероводород, некоторые токсичные органические соединения).

Кислород воздуха является одним из главнейших факторов развития растений. Рост корней растений, поглощение ими воды и питательных веществ и ход их превращения тесно связаны с дыханием корней.

Дыхание – это основа поглощения необходимых развивающемуся растительному организму питательных веществ. Тесная связь поглощения ионов минеральных солей с дыханием тканей растений установлена в многочисленных работах как отечественных, так и зарубежных учёных.

В условиях резного подавления дыхания тканей корней (отсутствие кислорода) наблюдается даже выделение в наружный раствор ранее поглощённых веществ.

Нормальная или достаточная аэрация почвы должна быть непременным условием плодородия почвы, так как растения потребляют только полностью окисленные элементы пищи, образующиеся в результате аэробных процессов.

Состав атмосферного воздуха более или менее постоянен и обнаруживает лишь незначительные колебания. Почвенный воздух непрерывно изменяется. Обычно содержание кислорода в нём значительно меньше, а углекислого газа больше, чем в атмосферном. Основной причиной разницы в составе атмосферного и почвенного воздуха являются биологические процессы, протекающие в почве.

Большое количество кислорода почвенного воздуха расходуется на дыхание корней. Имеющегося в почве запаса кислорода хватает при нормальном дыхании всего на 20-40 часов. Отсутствие кислородного голодания объясняется обновлением состава почвенного воздуха, которое может проходить двумя путями:

а) перемещением всей массы воздуха почвы и обменом его на атмосферный («вентиляция») и

б) диффузией – перемещением отдельных газов.

Утверждения некоторых авторов о передвижении газов по корневым ходам растений маловероятны, тем более что они не подтверждены какими-либо экспериментальными результатами. Конечно, отмершие корни являются прекрасным питательным материалом. Но после его разложения корневые ходы не освобождаются полностью от органического вещества. О какой диффузии газов или порционном обновлении воздуха может быть речь в микро каналах корневых ходов, заполненных разложившимся органическим веществом?

Зависимость скорости диффузии газов в почве от объёма и размера пор, заполненных воздухом, подтверждают многие учёные, основываясь на многочисленных результатах экспериментальной работы. Поэтому любая обработка почвы, увеличивающая порозность (а, следовательно, и воздухоёмкость) при условии, что её влияние сохраняется некоторое время, снижает концентрацию углекислого газа и повышает содержание кислорода в почве. Однако нельзя отрицать положительную роль корней в окультуривании почвы, её структуризации и косвенном улучшении водно-воздушного режима. С другой стороны, углублению корневых систем препятствует, прежде всего неблагоприятный физический режим – избыток влаги и недостаточная аэрация.

В избыточно-увлажнённых почвах диффузия сильно затруднена. При увеличении влажности почвы вода, заполняющая почвенные поры, не только вытесняет из них воздух, но и затрудняет диффузию газов. При возрастающем поступлении воды в почву набухшие коллоиды вызывают изоляцию пор, занятых воздухом, через которые могла бы осуществляться диффузия. В заполненные водой микропоры и в глубину увлажненных агрегатов почвы кислород поступает только диффузным путём через воду, т. е. во много раз медленнее, чем через воздух. В этих условиях кислород в почве может потребляться нацело.

Видео: Выращивание сладкого перца. Советы бывалых огородников

Важнейшими воздушными свойствами почвы являются воздухоёмкость и воздухопроницаемость.

Воздухоёмкость почвы определяется величиной некапиллярных или меж агрегатных пор. Объём воздуха, заключённый в порах, не занятых водой, называют пористостью аэрации.

В бесструктурных почвах она невысока и быстро снижается при их увлажнении. Структурные почвы, вследствие хорошо развитых меж агрегатных промежутков, имеют большую пористость аэрации даже при сильном увлажнении. В культурных почвах содержание воздуха колеблется в пределах 8-36% от общего объёма.

Воздухопроницаемость – свойство почвы пропускать через себя воздух. Она является важным условием нормального газообмена между почвой и атмосферой. Воздухопроницаемость хорошо выражена на лёгких, структурных и нормально увлажнённых почвах. Тяжёлые, бесструктурные и переувлажнённые почвы слабо воздухопроницаемы.

Нельзя полностью согласиться с утверждениями, что «в образуемые корнями полые трубочки легко проходят и долго сохраняются там вода, воздух, углекислый газ, решая проблему водно-воздушного обмена». Для таких смелых утверждений необходимы не только экспериментальные данные, но и знание физики почвы.

Вода, находящаяся в почве, вступает с её твердой фазой в определенные взаимодействия, характер и направленность которых обусловливаются как сорбционными (молекулярное притяжение), менисковыми (капиллярные явления), гравитационными (сила тяжести) силами, так и физическими свойствами почвы. Эти силы и определяют те важнейшие водные свойства почвы, которые оказывают существенное влияние на водный режим почвы, накопление и рациональное использование влаги растениями.

Видео: как правильно выращивать виноград

Влажность почвы – это отношение содержащейся воды к весу абсолютно сухой почвы, выраженное в процентах. Влажность почвы зависит от количества выпадающих осадков, интенсивности потребления воды растениями, температуры воздуха и т. п.

При постепенном высыхании почвы наступает такое состояние, когда в ней остается лишь влага, прочно удерживаемая в почве силами молекулярного притяжения и недоступная для растений. Тогда они начинают увядать. Эта степень увлажнения почвы называется влажностью устойчивого завядания растений. У лёгких почв она составляет 4-6%, у тяжёлых возрастает до 12-14%.

Влагоёмкость – способность почвы удерживать то или иное количество воды. Различают следующие виды влагоёмкости: 1) гигроскопическую- 2) наименьшую, или полевую- 3) капиллярную- 4) полную.

Гигроскопическая влагоёмкость – количество влаги, которое способна абсорбировать из воздуха абсолютно сухая почва на поверхности своих частиц. У большинства минеральных почв она колеблется от 3 до 10%.

Видео: Эписция / episcia

Наименьшая, или полевая влагоёмкость – количество влаги, которое способна удержать почва в полевых условиях при промачивании её сверху и после стекания свободной (гравитационной) воды.

Капиллярная влагоёмкость – количество воды, которое удерживается почвой в капиллярно-подпертом состоянии. Это наблюдается в слое почвы, расположенном непосредственно над зеркалом грунтовых вод.

С увеличением содержания илистых фракций и перегноя влагоёмкость возрастает и наибольшей величины достигает на торфяных почвах. Структурные почвы также имеют более высокую влагоёмкость, чем бесструктурные.

Водопроницаемость – способность почвы впитывать и фильтровать через себя воду. Она зависит от механического состава, содержания перегноя и структурности почв.

Лёгкие почвы обладают высокой водопроницаемостью ввиду большого количества некапиллярных промежутков. Тяжёлые и особенно сильно распыленные почвы отличаются слабой водопроницаемостью.

Таким образом, микроскопические каналы, образованные корнями растений и заполненные разложившимся органическим веществом, не могут способствовать повышению водопроницаемости почв, однако, воздействуя на оструктуривание почвы, могут способствовать некоторому увеличению её влагоёмкости.

В почве вода передвигается не по корневым ходам. Вниз она перемещается под действием силы тяжести (гравитации) через промежутки между структурными комками, а вверх – через сеть почвенных капилляров (отнюдь не вниз и не в стороны) за счёт сил поверхностного натяжения.

Водоподъёмная способность – способность почв втягивать в себя и поднимать воду по капиллярным промежуткам. В песчаных почвах, где капиллярные промежутки широкие, высота капиллярного поднятия редко превышает 0,5-1 м, тогда как на глинистых почвах она может достигать 4-5 м. При высокой капиллярности растения обеспечиваются влагой даже при длительной засухе. Однако капиллярный подъём приводит к непроизводительной потере влаги.

К. Константинов, кандидат с.-х. наук

Источник: http://gazetasadovod.ru