1.9. Повітряні властивості і повітряний режим ґрунтів

Важливою складовою частиною ґрунту є газова фаза, абоґрунтове повітря. До складу ґрунтового повітря входить сумішгазів і летких органічних сполук. Наявність у ґрунтових порахнеобхідної кількості повітря є важливою умовою формуванняврожаю рослин. Більшість рослин не може існувати без постійно-го надходження кисню до корінців і видалення вуглекислого газуз ґрунту. Процес обміну ґрунтового повітря з атмосферним на-зивається газообміном, або аерацією. Аерація — важливий фак-тор, що визначає продуктивність ґрунтів.

У ґрунті повітря знаходиться у декількох фізичних станах: влас-не ґрунтове повітря — вільне і защемлене, адсорбовані і розчи-нені гази. Вільне ґрунтове повітря — це суміш газів і летких орга-нічних сполук, що заповнюють некапілярні і капілярні пори ґрунту,швидко пересуваються і обмінюються з приземним шаром ат-мосферного повітря. Защемлене ґрунтове повітря знаходитьсяв порах, що ізольовані з усіх боків водними пробками. Защемле-не повітря нерухоме, практично не приймає участі в газообмініміж ґрунтом і атмосферою. В добре оструктурених суглинковихґрунтах вміст защемленого повітря може досягати 12% від за-гального об'єму ґрунту, що складає майже четверту частину відйого загальної пористості.

Адсорбоване ґрунтове повітря знаходиться на поверхні твер-дої фази ґрунту. Це явище характерне для ґрунтів з важким гра-нулометричним складом. Розчинене ґрунтове повітря — це гази,що містяться в ґрунтовому розчині. Добре розчиняються у водівуглекислий газ, аміак, сірководень. Розчинність кисню порівня-но невелика, проте його наявність у воді забезпечує окисні вла-стивості ґрунтового розчину.

Сукупність усіх явищ надходження повітря в ґрунт, пересуван-ня його у профілі, зміна складу і фізичного стану при взаємодії зтвердою, рідкою та живою фазами ґрунту називається повітря-ним режимом ґрунту.

Повітряний режим ґрунту має добову, сезонну, річну та бага-торічну динаміку і залежить від властивостей ґрунту, погоднихумов, наявності рослинного покриву та агротехніки. Найсприят-ливіший повітряний режим створюється в оструктурених ґрун-тах, що мають пухке складення.

Вільне ґрунтове повітря має певні властивості. Головна з них —висока динамічність. Найбільш динамічними в ґрунтовому повітріє кисень і вуглекислий газ. їх вміст значною мірою залежить відінтенсивності поглинання кисню і виділення вуглекислого газу. Так,вміст вуглекислого газу в ґрунтовому повітрі може бути в десятки,а то й у сотні разів вищий, ніж в атмосферному. Водночас концен-трація кисню може зменшитись з 20,9 до 15-10% і нижче.

Основними споживачами кисню в ґрунті є коріння рослин,аеробні мікроорганізми та ґрунтова фауна. Споживання киснюсупроводжується виділенням приблизно еквівалентної кількостіСО2. При підвищенні температури ґрунту з 5 до 30°С інтенсивністьпоглинання кисню і виділення вуглекислого газу збільшується в10 разів. Улітку ґрунти поглинають і виділяють вуглекислого газув кілька разів більше, ніж рано навесні або пізно восени. Якщо вґрунті немає вільного кисню, то розвиток рослин припиняється.Оптимальні умови для них створюються при вмісті кисню в ґрун-товому повітрі близько 20%.

Виділення вуглекислого газу з ґрунту в приземний шар ат-мосфери називається диханням ґрунту. Вуглекислий газ, якийнадходить з ґрунту, використовується рослинами в процесі фо-тосинтезу. Виділення вуглекислого газу з ґрунту збільшується прийого окультурюванні в результаті активізації біологічних процесівта поліпшенні аерації. Висока концентрація вуглекислого газу вґрунтовому повітрі (понад 2-3%) пригнічує розвиток рослин.

Газообмін між ґрунтом та атмосферою, між окремими йогошарами чи горизонтами характеризується повітряними власти-востями ґрунтів — повітропроникністю та повітроємністю.

Повітропроникність — здатність ґрунту пропускати повітря.Чим краща повітропроникність, тим кращий газообмін, тимбільше в ґрунтовому повітрі кисню і менше вуглекислого газу.Найсприятливіший газообмін відбувається у структурних ґрунтах.Повітропроникність визначається, головним чином, некапілярноюпористістю. В природних умовах вона змінюється в широкихмежах від 0 до 1 л/с і більше.

Повітроємність — об'ємна частка повітря у ґрунті у відсотках.Кількість повітря в ґрунті залежить від його вологості та порис-тості. Чим вища пористість і менша вологість, тим більше повітряв ґрунті.

Суттєве значення для забезпечення нормальної аерації ґрун-ту має некапілярна повітроємність, або пористість аерації. До неївідносяться міжагрегатні пори, тріщини, порожні ходи черв'яківта корінців рослин і камери.

Пористість аерації визначається кількістю повітря, що є вґрунті при певному рівні природного зволоження, за формулою:

Р = Р — Р ,

аер. заг            w'

де — об'ємна вологість ґрунту,%.

Повітряний режим ґрунту регулюють за допомогою агротех-нічних та меліоративних заходів.

Найбільш оптимальний повітряний режим ґрунту створюєть-ся при його окультурюванні. Так, регулювання реакції середови-ща, застосування органічних і мінеральних добрив при наявностідоступної вологи сприяє активізації біологічних процесів тапідвищенню інтенсивності дихання. Найбільше вуглекислого газувиділяється з ґрунту у період інтенсивного росту кореневої івегетативної маси рослин при сприятливих його вологості й тем-пературі.

На ґрунтах важкого гранулометричного складу для поліпшен-ня повітряного режиму проводять глибоку оранку, розпушуванняпідорного шару, щілювання, зрошення науково-обґрунтованиминормами.

Умови аерації ґрунтів оцінюють за складом ґрунтового повітря.Якщо концентрація вуглекислого газу вище 2-3%, а концентра-ція кисню нижче 19-18%, то це зменшує продуктивність багать-ох сільськогосподарських культур. За вимогами до умов аераціїїх можна розмістити у такому порядку: картопля > кукурудза >зернові > багаторічні трави.