07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Дыхание почвы
 25.06.2014

Состав почвенного воздуха постоянно меняется. Между воздухом атмосферы и воздухом почвы происходит непрерывный обмен, являющийся важнейшим фактором в жизни почвы. He будь этого обмена, образующиеся CO2, сероводород, метан и другие газы быстро заполнили бы все поры и скважины почвы, кислород весь был бы израсходован, а многие биохимические процессы приостановились. Произошло бы отравление многих, если не всех, обитателей почвы — растений, животных и микроорганизмов. Без притока свежего воздуха из атмосферы, без пополнения почвы кислородом будут создаваться условия анаэробиоза.
Обновление состава почвенного воздуха осуществляется под влиянием различных факторов. Основные из них:
а) колебания температуры — суточные и сезонные,
б) изменения барометрического давления,
в) диффузия газов,
г) динамика жизненных процессов — потребление и образование отдельных газов: живым населением почвы.
Первый способ обмена воздуха осуществляется благодаря свойствам газов расширяться при нагревании и сжиматься при охлаждении. Когда температура почвы повышается, воздух в ней, увеличиваясь в объеме, не помещается в занимаемом им пространстве — скважинах и порах и часть его выходит наружу, в атмосферу. При понижении температуры происходит обратный процесс, почвенный воздух сжимается, объем его уменьшается, создается в скважинах разреженное пространство и наружный воздух устремляется туда. Такие колебания совершаются ритмично днем и ночью (суточные колебания). Отмечаются колебания и сезонные, они менее резко выражены и, по-видимому, имеют меньшее значение в дыхании почвы. Эти периодические колебания температуры почвы и производят регулярный обмен газами между почвой и атмосферой. Почва как бы дышит, происходит процесс вдыхания и выдыхания. Как и для всякого дыхания, здесь характерно выделение углекислоты и других газов с одной стороны и поглощение кислорода — с другой.
Процесс дыхания почвы может усиливаться или ослабляться разными факторами — влажностью, ветром и др. Вода и воздух антагонистичны. Увлажнение почвы ведет к уменьшению воздуха в почвенных скважинах. В периоды дождей почва смачивается настолько, что воздух почти полностью вытесняется. С высыханием почвы наступает обратное явление.
Содержание CO2 и кислорода в почвенном воздухе меняется по сезонам года. В верхнем слое почвы наибольшее количество углекислоты отмечается в весенне-летний период. С апреля до сентября в средней полосе количество ее доходит до 2—4% на глубине 30—60 см. Осенью и зимой количество углекислоты заметно падает. Наряду с этим имеются наблюдения, которые показывают, что в зимние месяцы деятельность микроорганизмов в почве не прекращается. По нашим данным в зимнее время при температуре почвы около 3—5° выше нуля обильно развиваются некоторые виды актиномицетов и бактерий. В одном грамме почвы летом и весной актиномицетов — Act. globisporus насчитывалось 10—15 тыс., а зимой их число достигало 100—500 и более тысяч. Зауерланд и Грэтнер установили, что выделение углекислоты в почве увеличивается в зимние месяцы.
На процессы дыхания почвы большое влияние оказывает барометрическое давление. Наблюдения показывают, что с изменением последнего меняется и содержание газов в глубоких, до двух метров и более слоях почвы. При понижении давления объем газов увеличивается и они выделяются в атмосферу; при повышении давления воздух поступает в почву.
Большую роль в газообмене почвы играет также диффузия газов.
По мнению некоторых исследователей, одна диффузия может обеспечить газообмен почвы и поддержать состав почвенного воздуха на определенном уровне, обеспечивающем жизненные процессы ее населения.
В почве, если только она не замерзшая, непрерывно протекают биологические процессы синтеза и распада, потребления и выделения различных веществ — органических и минеральных. В этом процессе одни виды организмов образует CO2, O2, эфиры, кислоты, спирты, аммиак, сероводород, метан и другие соединения. Для других организмов, преимущественно микробов, эти соединения служат источниками питания. В зависимости от преобладания тех или иных микроорганизмов в данной почве и направленности биохимических процессов содержание газов в почве будет меняться.
Имеются указания на то, что корни растений не только выделяют, но и активно поглощают углекислый газ. Количество углекислоты, поглощаемой из почвы, может быть равным количеству, поступающему из атмосферы, а в некоторых случаях даже большим. Интенсивность поглощения CO2 из почвы зависит от ее концентрации. Чем больше находится углекислоты в почве, тем интенсивней она поступает в растения через корни.
Углекислота почвы поглощается многими микроорганизмами. Известно, что в почве обитает большое количество видов-автотрофов, которые используют CO2 как источник углерода для синтеза органических веществ. Кроме них, в почве имеется немало организмов-гетеротрофов, также потребляющих углекислый газ.
Выше мы приводили мнения отдельных авторов, утверждавших, что выделяемая углекислота в большей своей части является продуктом метаболизма микрофлоры почвы. С этим нельзя не согласиться. Опыт показывает, что стоит только затормозить тем или иным способом жизнедеятельность микроорганизмов, как тут же уменьшается выделение углекислоты. Обратная картина наблюдается при внесении в почву веществ, усиливающих жизненные процессы микробов. Винсент и Найссен вносили в почву антибиотические вещества в малых дозах и получали заметное повышение выделения CO2. Если в контрольной серии CO2 выделялось в количестве 51,2—56,9 мг, то при прибавлении пенициллина этого газа выделилось 112,6 мг, при внесении хлоромицетина — 85,2 мг, а террамицина — 148, 7 мг на 40 г почвы.
Многие исследователи рассматривают выделение газов из почвы в прямой связи с жизнедеятельностью микроорганизмов. По дыханию почвы можно судить и о биологических процессах, совершающихся в ней под влиянием микрофлоры. Нет сомнения в том, что в этом процессе участвуют и другие организмы. Однако роль их значительно меньшая, чем роль микробов.
Дыхание почвы, являясь показателем биохимических и биологических процессов, в ней протекающих, может быть также и показателем плодородия почвы в целом, как это утверждал Стоклаза и затем многие другие исследователи.