土壤空氣是土壤的重要組成,也是土壤的肥力因素之一。土壤空氣源自大氣,它存在于未被土壤水分所占據(jù)的孔隙中,其含量與土壤水分互為消長。因此凡影響土壤孔隙和土壤水分的因素,都影響土壤的空氣狀況。肥力水平高的土壤,其空氣數(shù)量及不同氣體組成的比例情況,均應(yīng)滿足作物正常生長發(fā)育的需要。
一、土壤空氣組成的特點(diǎn)
土壤空氣與近地表大氣不斷的進(jìn)行著交換,其組成與大氣相似,但在各組成分的含量上存在差異,土壤空氣組成的特點(diǎn)如下:
1.土壤空氣中的二氧化碳含量比大氣高十至數(shù)百倍。
這是由于土壤有機(jī)質(zhì)在其分解過程中釋放大量的二氧化碳、作物根系和土壤微生物的呼吸作用以及土壤中碳酸鹽類的溶解釋放等使得土壤空氣中的二氧化碳濃度較高。
2.土壤空氣中氧的含量低。
這是由于植物根系及土壤微生物的呼吸消耗使土壤空氣中氧氣含量下降。
3.土壤空氣中的相對濕度比大氣高
這是因?yàn)橥寥篮客ǔ6几哂谧畲笪鼭窳浚麘B(tài)水的蒸發(fā)使水氣不斷產(chǎn)生,所以土壤中經(jīng)常保持著水氣飽和狀態(tài);而大氣只有在多雨季節(jié)才接近飽和。
4.土壤空氣中有時含有還原性氣體
在通氣不良時土壤常會產(chǎn)生CH4、H2S、H2等還原性氣體,影響作物根系的正常生長。
5.土壤空氣數(shù)量和組成經(jīng)常處于變化之中
大氣成分相對穩(wěn)定,而土壤空氣數(shù)量和成分常隨時間和空間變化而異。這些變化與土壤通氣性條件有著密切關(guān)系。
二、土壤通氣性與作物生長
土壤通氣性(Soilaeration)又稱土壤透氣性,是指土壤空氣與近地層大氣進(jìn)行氣體交換以及土體內(nèi)部允許氣體擴(kuò)散和流動的性能。它使得土壤空氣能夠得到不斷地更新,從而使得土體內(nèi)部各部位的氣體組成趨于一致。土壤維持適當(dāng)?shù)耐庑?,也是保證土壤空氣質(zhì)量、提高土壤肥力、使植物根系正常生長所必需的。
土壤通氣性對作物生長有什么影響?
1
土壤通氣狀況對種子萌發(fā)的影響
通常作物種子萌發(fā)需要氧氣的濃度大于10%,若土壤通氣不良(O2含量低于5%),土壤中因缺氧進(jìn)行嫌氣呼吸而產(chǎn)生醛類、有機(jī)酸類等物質(zhì)抑制種子發(fā)芽。
2
土壤通氣性對作物根系生長的影響
在通氣良好的土壤中,作物根系生長健壯,根系長、根毛多;通氣不良則根系短而粗,色暗,根毛稀少,水稻則黑根數(shù)量大大增加,嚴(yán)重時甚至腐爛死亡。通常當(dāng)土壤空氣中氧的濃度低于9%~10%時,作物根系的發(fā)育就會受到影響,若降低到5%以下,則絕大多數(shù)作物根系停止發(fā)育。
缺氧爛根
此外,根系對氧濃度的要求還受到溫度等條件的影響,一般在低溫時,根系可忍受較低的氧濃度,隨著溫度的升高,對氧濃度的要求也增高,這是由于溫度增高時,作物根系呼吸作用所需的氧增加所致。
3
土壤通氣性對作物吸收水肥的影響
作物根系對水肥的吸收受根系呼吸作用的影響,缺氧時根系呼吸作用受阻,其吸收水分和養(yǎng)分的功能也因而降低,嚴(yán)重時甚至停止。有研究結(jié)果顯示,在低氧條件下,各種作物第一天的相對蒸騰減少量為:烤煙70%、番茄10%、玉米40%。
此外,土壤通氣性對根系吸收養(yǎng)分的影響還因養(yǎng)分的種類而異。有研究表明,通氣不良對作物吸收氮和磷的影響較大。