Воздушным режимом почв называют совокупность всех явлений поступления воздуха в почву, передвижения его в профиле почвы, изменения состава и физического состояния при взаимодействии с твердой, жидкой и живой фазами почвы, а также газообмен почвенного воздуха с атмосферным.  Воздушный режим почв подвержен суточной, сезонной, годовой и многолетней изменчивости и находится в прямой зависимости от свойств почв (физических, химических, физико-химических, биологических), погодных условий, характера растительности, возделываемой культуры, агротехники.

 Наиболее благоприятно воздушный режим складывается в структурных почвах, обладающих рыхлым сложением, способных быстро проводить и перераспределять поступающие в них воду и воздух.

 В улучшении воздушного режима нуждаются многие почвы, особенно с постоянным или временным избыточным увлажнением.  Регулируют воздушный режим с помощью агротехнических и мелиоративных мероприятий.  На заболоченных почвах агротехнические мероприятия можно применять только после коренной их мелиорации —осушения. Необходимость улучшения аэрации почв выявляют на основании изучения основных показателей воздушного режима: содержания или запаса почвенного воздуха, воздухопроницаемости, скорости диффузии газов, дыхания почвы, состава почвенного воздуха. Все эти показатели тесно взаимосвязаны, однако каждый в отдельности не полно характеризует условия аэрации. В настоящее время оценка состояния воздушного режима по указанным параметрам нуждается в уточнении с учетом свойств конкретных почв и потребности в аэрации различных культур.

 Содержание воздуха в легких почвах  (песчаных и супесчаных), а также в суглинистых и глинистых, обладающих агрономически ценной структурой, поддерживается в верхних горизонтах в течение вегетации растений на достаточно высоком уровне (20—25 % объема почвы). В бесструктурных почвах тяжелого механического состава содержание почвенного воздуха зависит от состояния уплотнения и увлажнения почвы. Даже при оптимальной влажности в таких  почвах растения могут страдать от недостатка 0₂ и избытка С0₂. При влажности, равной НВ, содержание воздуха в указанных почвах падает ниже критической величины (менее 15 % объема почвы).  Большой вред приносит почвенная корка, образующаяся на бесструктурных почвах. Она обладает значительной плотностью и низкой пористостью. Согласно данным Н. П. Поясова, почвенная корка уже при влажности 17 % (22,2 % объема почвы) препятствует нормальной аэрации.  Значение пор аэрации для осуществления газообмена изменяется в зависимости от свойств почв и их температурного режима. Так, благоприятный состав почвенного воздуха, когда содержание С0₂ не превышает 2—3 %, а концентрация кислорода не падает ниже 19—18 %, поддерживается в суглинистых дерново-подзолистых почвах при содержании воздуха более 20 % объема почвы, если температура почвы превышает 15 °С. При температуре почвы 10—15 °С условия аэрации обеспечиваются при более низком содержании воздуха — 15—20 % объема почвы.  В перегнойно-торфяных почвах для нормального газообмена минимальная величина пор аэрации составляет 35 % объема почвы при температуре свыше 15 °С, а при температуре 10—15 °С — 30 % объема почвы. Все приемы обработки почвы, улучшающие ее сложение, увеличивающие общий объем пор и пор аэрации, усиливают интенсивность газообмена, уменьшают концентрацию С0₂, увеличивают содержание О₂ в почве. Улучшение аэрации почв обработками будет тем продолжительнее, чем лучше структурное состояние почвы. Поэтому все мероприятия по окультуриванию почв имеют большое значение в улучшении воздушного режима.

 С общим объемом пор и их размером связана скорость прохождения через почву воздуха и отдельных газов. Если в почве господствует капиллярная пористость, то воздухопроницаемость после обильного увлажнения практически отсутствует. Воздухопроницаемость суглинистых и глинистых почв зависит прежде всего, от содержания в почве крупных (более 0,5—1 мм) водопрочных агрегатов, обеспечивающих необходимый объем некапиллярных пор. Согласно исследованиям Н. Ф. Добрякова, по воздухопроницаемости можно судить о состоянии структуры и, следовательно, о способности почв к газообмену. Если воздухопроницаемость почвы через 60 мин после обильного увлажнения составляет более 60 мл/мин — структурное состояние хорошее, 40—60 мл/мич — среднее, 40—30 мл/мин — слабое, 20—0 мл/мин — почва бесструктурная.

 Интенсивность дыхания почвы — характерный показатель воздушного режима. Величина дыхания почвы колеблется в широких пределах (от 0,5 до 10 кг/га на 1 м² и более) в зависимости от свойств почв, гидротермических условий, характера растительности. Наиболее активно С0₂ выделяется из почвы в период наиболее интенсивного роста корневой и вегетативной массы растений при благоприятных влажности и температуре.

Широко используется оценка условий аэрации почв по составу почвенного воздуха. Концентрация С0₂ выше 2—3 %, а 0₂ ниже 19—18 % ограничивает продуктивность многих сельскохозяйственных культур. В ряду по требованию к условиям аэрации их можно расположить следующим образом: картофель > кукуруза >зерновые > многолетние  травы.

 Для растений большое  значение имеет продолжительность периода с неблагоприятной аэрацией, поэтому необходимо знать динамику состава почвенного воздуха.

Суточная динамика С0₂  и 0₂ распространяется до глубины 30—50 см в соответствии с колебаниями температуры. Обновление состава почвенного воздуха возможно на 10—15 %. В годовом цикле динамики 0₂ и С0₂ в почвенном воздухе максимальное содержание 0₂ и минимальное С0₂ приходится на летний период, а осенью и зимой почвенно-грунтовая толща освобождается от ранее накопленного углекислого газа. В течение вегетационного периода состав почвенного воздуха значительно изменяется в зависимости от погодных условий. При оптимальной влажности с повышением температуры почвы содержание С0₂ в почвенном воздухе увеличивается, а О₂ уменьшается.

При высокой температуре и низкой влажности (близкой к влажности завядания) состав почвенного  воздуха мало отличается от атмосферного.

 В почвах нормального увлажнения содержание 0₂ в почвенном воздухе, как правило, уменьшается от верхних горизонтов к нижним, количество же С0₂, наоборот, увеличивается. В почвах с  затрудненным газообменом максимальные концентрации С0₂ и минимальные 0₂ характерны для верхней или средней части профиля почвы (см. табл. 37).

 Воздушный режим почв оптимизируется при их окультуривании. Регулирование реакции среды, применение органических и минеральных удобрений, орошение почв активизируют биологические процессы в почвах, повышают интенсивность дыхания почв при наличии доступной влаги. Однако это лишь одна сторона газообмена. С улучшением агрохимических свойств почв  при их окультуривании физические свойства существенно не изменяются без внесения достаточного количества органических удобрений. При достатке воды и питательных веществ на многих почвах, не обладающих благоприятными физическими свойствами, обнаруживается несоответствие между скоростью образования С0₂ и потребления 0₂ и диффузией газов через почву, а в результате увеличивается содержание С0₂ и уменьшается концентрация 0₂ в почвенном воздухе.

 Создание глубокого пахотного слоя, рыхление подпахотного, умеренное орошение, ликвидация почвенной корки — важные приемы регулирования воздушного режима на малогумусных почвах тяжелого механического состава.

Практика интенсивного  земледелия показывает, что применение глубокого предпосадочного рыхления под картофель на дерново-подзолистых почвах улучшает аэрацию почв и обеспечивает планируемые высокие урожаи.

Контрольные вопросы

 1. Каковы особенности почвенного воздуха в сравнении с атмосферным?

 2. В чем заключается значение почвенного воздуха в жизни почвы и продуктивности растений? 

3. Что такое газообмен, от каких факторов он зависит?

 4. Охарактеризуйте воздушные свойства. Каковы оптимальные условия аэрации почв?

 5. Что понимают под воздушным режимом, каковы его показатели?

 6. Какие мероприятия применяют по регулированию воздушного режима?