土壤空气是土壤的重要组成,也是土壤的肥力因素之一。土壤空气源自大气,它存在于未被土壤水分所占据的孔隙中,其含量与土壤水分互为消长。因此凡影响土壤孔隙和土壤水分的因素,都影响土壤的空气状况。肥力水平高的土壤,其空气数量及不同气体组成的比例情况,均应满足作物正常生长发育的需要。
一、土壤空气组成的特点
土壤空气与近地表大气不断的进行着交换,其组成与大气相似,但在各组成分的含量上存在差异,土壤空气组成的特点如下:
1.土壤空气中的二氧化碳含量比大气高十至数百倍。
这是由于土壤有机质在其分解过程中释放大量的二氧化碳、作物根系和土壤微生物的呼吸作用以及土壤中碳酸盐类的溶解释放等使得土壤空气中的二氧化碳浓度较高。
2.土壤空气中氧的含量低。
这是由于植物根系及土壤微生物的呼吸消耗使土壤空气中氧气含量下降。
3.土壤空气中的相对湿度比大气高
这是因为土壤含水量通常都高于最大吸湿量,汽态水的蒸发使水气不断产生,所以土壤中经常保持着水气饱和状态;而大气只有在多雨季节才接近饱和。
4.土壤空气中有时含有还原性气体
在通气不良时土壤常会产生CH4、H2S、H2等还原性气体,影响作物根系的正常生长。
5.土壤空气数量和组成经常处于变化之中
大气成分相对稳定,而土壤空气数量和成分常随时间和空间变化而异。这些变化与土壤通气性条件有着密切关系。
二、土壤通气性与作物生长
土壤通气性(Soilaeration)又称土壤透气性,是指土壤空气与近地层大气进行气体交换以及土体内部允许气体扩散和流动的性能。它使得土壤空气能够得到不断地更新,从而使得土体内部各部位的气体组成趋于一致。土壤维持适当的通气性,也是保证土壤空气质量、提高土壤肥力、使植物根系正常生长所必需的。
土壤通气性对作物生长有什么影响?
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土壤通气状况对种子萌发的影响
通常作物种子萌发需要氧气的浓度大于10%,若土壤通气不良(O2含量低于5%),土壤中因缺氧进行嫌气呼吸而产生醛类、有机酸类等物质抑制种子发芽。
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土壤通气性对作物根系生长的影响
在通气良好的土壤中,作物根系生长健壮,根系长、根毛多;通气不良则根系短而粗,色暗,根毛稀少,水稻则黑根数量大大增加,严重时甚至腐烂死亡。通常当土壤空气中氧的浓度低于9%~10%时,作物根系的发育就会受到影响,若降低到5%以下,则绝大多数作物根系停止发育。
缺氧烂根
此外,根系对氧浓度的要求还受到温度等条件的影响,一般在低温时,根系可忍受较低的氧浓度,随着温度的升高,对氧浓度的要求也增高,这是由于温度增高时,作物根系呼吸作用所需的氧增加所致。
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土壤通气性对作物吸收水肥的影响
作物根系对水肥的吸收受根系呼吸作用的影响,缺氧时根系呼吸作用受阻,其吸收水分和养分的功能也因而降低,严重时甚至停止。有研究结果显示,在低氧条件下,各种作物第一天的相对蒸腾减少量为:烤烟70%、番茄10%、玉米40%。
此外,土壤通气性对根系吸收养分的影响还因养分的种类而异。有研究表明,通气不良对作物吸收氮和磷的影响较大。