Поиск

Показатели воздушно-физических свойств почвы
28.10.2015

Воздушно-физические свойства почв могут быть охарактеризованы рядом показателей: воздухоемкостыо, аэрацией, воздухопроницаемостью и пр.
Общая воздухоемкость. Общей воздухоемкостыо почвы называют максимально возможное количество воздуха, выраженное в объемных процентах, которое содержится в воздушно-сухой почве. Величина общей воздухоемкости приближается к величине порозности сухих почв, за вычетом объема, занятого гигроскопической водой и поглощенным воздухом.
Воздухоемкость наиболее высока в сухих структурных, рыхлых почвах, а также в почвах легкого супесчано-песчаного механического состава. Вспашка и рыхление повышают воздухоемкость почв. В почвах тяжелоглинистых, бесструктурных, плотных, находящихся в залежи или под целиной, воздухоемкость меньше. При средней влажности почв содержание воздуха в верхнем горизонте равно примерно 23—28% объема.
В табл. 93 приведены данные А.А. Шмука об относительном содержании воздуха в кубанских черноземах в летнее время.
Как можно видеть, максимальное содержание воздуха характерно для полей, находящихся под паром и пропашными культурами.
Содержание воздуха в почвах, как и его состав, подвержено сильным сезонным изменениям. При максимальном просыхании почв воздух, естественно, занимает весь свободный объем почвы, достигая 400—640 см3/л. Нижние горизонты почв, особенно гидроморфных, содержат воздуха значительно меньше (в 2—3—4 раза!), чем верхние.

Показатели воздушно-физических свойств почвы

Капиллярная воздухоемкость. Капиллярная воздухоемкость представляет собой способность почвы размещать и удерживать в сухом состоянии воздух в капиллярных порах малого диаметра. Чем выше капиллярная воздухоемкость, тем меньше подвижность воздуха в почвах, тем больше затруднен газообмен между почвой и атмосферой. Величина капиллярной воздухоемкости приближается к величине капиллярной влаго-емкости почвы и составляет в среднем несколько более половины общей скважности.
Некапиллярная воздухоемкость. Крупные полости, поры и ходы в толще почвенных горизонтов, образующие некапиллярную скважность, имеют особо большое значение для воздушного режима почв. При капиллярном насыщении почвенных горизонтов влагой объем, занимаемый некапиллярной скважностью, окажется свободным от воды и будет заполнен воздухом.
Некапиллярной воздухоемкостыо, таким образом, называется способность почвы при капиллярном насыщении водой содержать определенный объем свободного воздуха. Чем больше доля некапиллярной скважности в составе общей скважности почв, тем выше некапиллярная воздухоемкость почв.
Соотношение между некапиллярной и капиллярной воздухоемкостью является весьма важным показателем воздушно-физических свойств почвы. Структурные почвы всегда имеют известную величину некапиллярной скважности, которая даже при большой влажности почв, будучи свободной от воды, окажется заполненной почвенным воздухом и обеспечит необходимую степень проветривания почвы.
Аэрация почв. Аэрацией почв называется величина фактического содержания воздуха в почве, выраженная в объемных процентах. Величина аэрации почв характеризует разность между порозностью (общей скважностью) и влажностью почв. Чем выше влажность почвы, тем меньше аэрация, так как тем большая часть объема почвы будет занята влагой. Максимальной степени аэрация достигает при воздушно-сухом состоянии почв, а минимальной — при близких грунтовых водах, поверхностном заболачивании или затоплении почв, а также в условиях водоносных горизонтов, насыщенных почвенно-грунтовыми водами.
Аэрация почв может существенно изменяться в результате мелиоративных и агротехнических мероприятий: горизонтального и вертикального дренажа, орошения, плантажной обработки и глубокого рыхления почв.
Судя по данным советских и зарубежных исследователей, различные растения в неодинаковой степени нуждаются в воздухе. Менее требовательны травы (оптимум для суданки 6—10%), зерновые хлеба (10—15%).
Воздухопроницаемость почв. Воздухопроницаемостью почв называется их способность пропускать в единицу времени через единицу объема определенный объем воздуха. Общепринятой методики изучения воздухопроницаемости еще нет, однако есть ряд методов, позволяющих исследовать воздухопроницаемость почв. Эти методы основаны на пропускании воздуха через определенный объем почв под давлением или при вакууме. Воздухопроницаемость почв сильно уменьшается с глубин 2— 5 см и особенно в подпахотных горизонтах.
Воздухопроницаемость структурных рыхлых культурных почв значительно выше, чем воздухопроницаемость плотных бесструктурных глинистых. Она достигает максимальных размеров в сухих почвах и быстро снижается при увлажнении. Чем выше величина некапиллярной воздухоемкости, тем выше воздухопроницаемость почв как в сухом, так и во влажном состоянии.
О значении структуры и влажности почв для их воздухопроницаемости можно судить по данным табл. 94. Воздухопроницаемость возрастает с увеличением диаметра структурных отдельностей. Вместе с тем воздухопроницаемость резко уменьшается по мере возрастания влажности структурных агрегатов.
Показатели воздушно-физических свойств почвы

Особенно неустойчива воздухопроницаемость структурных агрегатов с диаметром меньше 0,5 мм. При значительной влажности такие структурные агрегаты практически полностью теряют воздухопроницаемость. И только фракции агрегатов крупнее 1 мм сохраняют или немного снижают воздухопроводимость.
Таким образом, простое осушение или орошение, производимое без учета физического состояния почв и без работ по их окультуриванию и оструктуриванию, может быть недостаточным для повышения урожаев сельскохозяйственных культур.
Б.А. Кин на основании анализа данных различных исследователей пришел к выводу, что для нормальной аэрации почвы и сохранения среднего состава ее воздуха необходимо, чтобы в течение каждого часа в пахотном слое (0—20 см) происходил полный обмен воздуха.