Поиск

Углекислота в почве
28.10.2015

Если источником кислорода почвенного воздуха является главным образом поступление его из атмосферы, то углекислота почвенного воздуха обязана своим происхождением чисто почвенным процессам. Более того, углекислота атмосферы генетически связана с почвой. Непрерывно текущие почвенные процессы пополняют запасы углекислоты в атмосфере, где она расходуется зелеными растениями на создание органического вещества.
Углекислота играет громадную геохимическую роль в почвообразовании и выветривании: с ней связано разрушение первичных минералов,, повышение растворимости и миграция карбонатов и фосфатов.
Большая часть углекислоты почвенного воздуха образуется в результате работы почвенных макро- и микроорганизмов, в процессе разложения и окисления органического вещества. До одной трети углекислоты в почве выделяется корнями высших растений. He исключен приток углекислоты с газами ювенильного и вадозного происхождения из более глубоких горизонтов земной коры. В почвах, развитых на известковых породах, углекислота может быть продуктом разрушения углекислого кальция почвенными кислотами.
Биологическое значение углекислоты почвенного воздуха сложно и разнообразно. Избыток углекислоты в почвенном воздухе (1% и более) угнетает прорастание семян и развитие корней. Даже при последующем удалении углекислоты ее временный избыток сказывается в замедленном развитии прорастающих семян. С другой стороны, непрерывное поступление углекислоты из почвы в приземный слой воздуха на поле, несомненно, благоприятно сказывается на развитии растений и на фотосинтезе. Современная средняя концентрация углекислоты в атмосферном воздухе, равная 0,03%, не вполне достаточна для потенциально возможной биологической продуктивности зеленого листа. Искусственное повышение концентрации углекислоты в приземном воздухе повышает урожай растительной массы на 30—50—100%. Исключительно высокая эффективность навозных удобрений и травосеяния, по-видимому, в известной степени обязана последующему увеличению выделения углекислоты почвой и улучшению углекислого питания растений. Искусственное повышение концентрации углекислоты в воздухе оказалось эффективным в условиях парников, теплиц и оранжерей, но на полях это пока еще не применяется.
Бесспорно, что без непрерывного поступления углекислоты из почвы в приземный слой воздуха существующие запасы углекислоты в нем исчерпались бы весьма скоро (по Нейбергу — через 35 лет). Фишер утверждает, что углекислота, потребляемая растениями, на 90% синтезирована в почве и лишь 10% ее имеет атмосферное происхождение. Поля люцерны ежедневно расходуют всю углекислоту в 25-метровой толще приземного слоя воздуха.
Закономерности содержания и динамики углекислоты в почвенном воздухе противоположны закономерностям содержания и динамики кислорода. Максимальное содержание углекислоты в почвенном воздухе отмечается не в верхних горизонтах почвы, а в глубоких. Так, по данным Н.П. Ремезова, на глубине 90—180 см концентрация углекислоты в почвенном воздухе в течение года составляет 8—12%, а в отдельные сезоны года на глубине 180 см достигает 14% и более (рис. 90), В верхнем 30-сантиметровом слое в холодное время года содержание CO2 составляет 0—1%, а в теплое время (с мая по октябрь) — 1—2%.

Углекислота в почве

В почвах, богатых свежим органическим веществом, содержание углекислоты в теплое время года иногда повышается до 3—7—9%. Черноземные почвы выделяют углекислоты 2—4—6 кг в течение суток. В табл. 100 приводятся данные В.Б. Мацкевич, иллюстрирующие динамику углекислоты в почвенном воздухе мощных черноземов Курской области. Здесь обнаруживается та же тенденция: содержание CO2 в почвенном воздухе на глубине 75—150 см в 1,5—2 раза выше, чем в верхних 30—50 см. В теплое время года концентрация углекислоты в почвенном воздухе удваивается по сравнению с весной и зимой. Это связано с усилением биологической активности организмов в почве.
Углекислота в почве

Общепринято, что количество выделяемой почвой углекислоты характеризует микробиологическую активность почвы. При низких температурах, когда микробиологическая деятельность в почвах подавлена, образование углекислоты замедляется. Высокая кислотность почв также подавляет образование углекислоты в почвах. Известкование кислых почв повышает образование углекислоты в несколько раз.
Стоклаза предложил измерять уровень плодородия почв количеством продуцируемой углекислоты. Пo его данным, за 200 дней вегетационного периода различные почвы продуцируют следующее количество углекислоты (м/га):
Углекислота в почве

Надо иметь в виду, что многие приемы земледелия способствуют увеличению содержания углекислоты в почве: органические удобрения, травосеяние, уплотнение катками и др. Конечно, нельзя сводить плодородие почвы только к характеристике продукции углекислоты. Однако известная связь между биологией, продуктивностью углекислоты и продукцией растительной массы, несомненно, имеется.
Активируя жизнедеятельность почвенных микроорганизмов с помощью аэрации, поддерживая и обновляя запасы органического вещества в почвах путем правильного травосеяния, сидерации и внесения органических удобрений, можно управлять динамикой углекислоты в почвах и приземном слое воздуха, повышая концентрацию CO2 до величин, необходимых для производства максимальных урожаев сельскохозяйственных растений.