24.3. Повітря

У проміжках ґрунту містяться повітря, яке проникає з атмос-фери, а також гази, що утворюються в ґрунті під час біохімічнихпроцесів. Повітря в ґрунті займає всі проміжки, які не зайнятіводою, деяка кількість його розчинена в ґрунтовій волозі і погли-нута колоїдами ґрунту.

Ґрунтове повітря за хімічним складом відрізняється від атмос-ферного. В ньому міститься (у процентах до об'єму): азоту —78,08, кисню — 20,95, вуглекислого газу — 0,03. Крім того, у ґрун-товому повітрі в менших кількостях містяться аргон, гелій, водень,озон, радон. До складу ґрунтового повітря входить водяна пара,кількість якої мало змінюється (від 0 до 4%). Поблизу деякихпромислових підприємств у ґрунтовому повітрі є шкідливі домі-шки — сірчистий газ, хлор, сірководень тощо.

Найважливішими компонентами повітря для життя рослин імікроорганізмів є кисень та вуглекислий газ. Біологічні процесив ґрунті, як правило, пов'язані з витратою кисню і виділеннямвуглекислого газу. Тому ґрунтове повітря від атмосферного від-різняється меншим вмістом кисню і більшою концентрацією вуг-лекислого газу. Вміст кисню в ґрунтовому повітрі становитьвід 20 до 11%.

Вуглекислого газу в повітрі орного шару ґрунту міститься від0,1 до 1%, але найчастіше — 0,8%. Після внесення свіжих орга-нічних добрив вміст вуглекислого газу підвищується до 2, інодідо 7-8%. У деяких випадках під час анаеробного розкладанняорганічних речовин і при недостатньому газообміні в ґрунтовомуповітрі міститься сірководень та метан.

Потреба сільськогосподарських культур у молекулярномукисні для проростання насіння виникає відразу після його посіву.

При тривалому перебуванні в перезволоженому ґрунті насінняпогано проростає, загниває його зародковий корінець.

Якщо газообмін між ґрунтовим та атмосферним повітрям невідбувається, увесь кисень у ґрунті витрачається протягом двохдіб. Максимальне використання кисню коренями рослин спос-терігається у період їх цвітіння. На цей період припадає макси-мальне накопичення вуглекислого газу в ґрунті під посівами жита,пшениці, гороху, буряків, картоплі, конюшини тощо. За нестачікисню в ґрунті корені рослин відмирають внаслідок дії розчин-них у воді окислених сполук ґрунту. Так, нітрати можуть віднов-люватись на нітрити не лише під впливом мікроорганізмів, а йкоренів рослин. При цьому в ґрунті накопичуються відновленісполуки і різко порушується процес живлення рослин.

На нестачу кисню в ґрунті рослини реагують неоднаково,наприклад, злакові менше, ніж бобові. Більш чутливі до нестачікисню картопля, ячмінь, люпин, менш чутливі — гречка, рис. Не-зважаючи на відносно більшу стійкість злакових рослин до не-стачі кисню їх урожай значно знижується. Причиною зниженняврожаю, як правило, є вплив шкідливих закисних сполук, що ут-ворюються в ґрунті при його недостатній аерації.

Кисень необхідний для дихання рослин. Він є джереломенергії, що витрачається при надходженні води і поживних речо-вин у клітини, для росту рослин, синтезу різних сполук тощо.Значна кількість кисню потрібна для життєдіяльності кориснихґрунтових мікроорганізмів. Процес нітрифікації активно протікаєтільки при вільному доступі кисню. Тому нітрифікація активнішевідбувається під час розпушування ґрунту. У перші дні після роз-пушування ґрунту кількість нітрифікуючих бактерій іноді у 5-10разів перевищує кількість їх до його обробітку.

Бульбочкові бактерії, що живуть на коренях бобових рослин,активно використовують молекулярний азот тільки при вільномунадходженні кисню. Фіксація азоту відбувається паралельно звикористанням бактеріями вільного кисню при окисленні різнихджерел вуглецю.

Фіксація атмосферного азоту азотобактером (Azotobacter), щоживе на коренях рослин, знаходиться в прямій залежності відйого дихання. Існує певна залежність між запасом хімічної енергіїу використаній азотобактером органічній речовині і кількістюфіксованого ним азоту (на кожні 4,2 кДж енергії фіксується 2 мгатмосферного азоту).

Кисень необхідний також для мікроорганізмів, що берутьучасть у живленні культурних рослин. Мікориза та багато мікробівприкореневої зони тісно пов'язані у своїй життєдіяльності з ви-щими рослинами, є аеробними організмами і потребують наяв-ності в ґрунті кисню.

Вищі рослини по-різному реагують на наявність вуглекислогогазу в атмосферному і ґрунтовому повітрі. При концентрації СО2в ґрунтовому повітрі понад 1% деякі культурні рослини виявля-ють ознаки отруєння. Водночас підвищення концентрації СО2 ватмосферному повітрі понад 1% сприяє збільшенню врожаю. Длябагатьох рослин встановлена пряма залежність асиміляції відпідвищення вмісту СО2 в повітрі.

Запас вуглекислого газу в повітрі становить близько 600білліонів тонн вуглецю, причому з цього запасу рослини земноїкулі щорічно використовують близько 19 білліонів тонн. Томутільки при сталому поверненні СО2 в атмосферу відбувається кру-гообіг його в природі і забезпечується життєдіяльність рослин.Нестача СО2 в повітрі компенсується за рахунок вуглекислогогазу, що виділяється з ґрунту, з океану та при диханні різнихорганізмів.

Трав'янисті рослини використовують СО2 насамперед з при-земного шару повітря, де його концентрація вища. За рахунокґрунтового СО2 швидше відновлюється нестача СО2 в нижніхшарах атмосфери. Ця нестача СО2 в денні години легко компен-сується вночі, коли рослини його не використовують. При зни-