Fizică mediului - proprietățile de aerație ale solului

I. Propritatile de aeratie ale solului

1. Aerul. Generalitati.

In alcatuirea sulului, pe langa faza solida ( reprezentata de partea mineral si partea organica ) si faza lichida ( apa din sol ), se gaseste si o anumita cantitate de aer, care constituie faza gazoasa a solului. Imbinarea armonioasa dintre cele trei faze asigura formarea unui sol cu insusiri favorabile pentru cresterea vegetatiei.

Partea mineralogical ( compozitia ) cuprinde minerale din clasa silicatilor, oxizilor si hidroxizilor, minerale dispuse pe diferite clase granulometrice:

- fractiunea grosiera este reprezentata prin: cuart, feldspat, mice si calcite.

- fractiunea fina este reprezentata prin: argile (caolinit, montmorilonit, illit, vermiculit, clorit), silice, carbonati, oxizi, hidroxizi etc.

Partea organic ( compozitia ) cuprinde diferite fractiuni ale materiei organice din sol, inclusive substantele humice si nehumice:

- fractiunea organica vie care cuprinde macroorganismele, fauna solului, radacinile plantelor.

- fractiunea organic nevie care cuprinde organism moarte in curs de descompunere, substante humice ( cea mai mare parte a materiei organice din sol ) si nehumice ( necaracteristice solului: proteine, lipide, glucide, enzime, acizi organic etc. )

Aerul ocupa spatiile lacunare existente in sol alaturi de apa. Cea mai mare cantitate de aer se gaseste in spatiile lacunare – cu diametrul mare ( porii necapilari ), constituind atmosfera solului. In cantitate mica aerul se gaseste dizolvat in apa solului. Din punct de vedere cantitativ, aerul si apa, ocupand spatial poros al solului, sunt antagoniste, cresterea valorii unuia determinand scaderea celuilalt component.

a) Continutul de aer al solului

Aerul se gaseste in porii solului. Deci, continutul de aer depinde de porozitate. La randul ei, porozitatea variaza in functie de textura, structura si gradul de tasare a solului. Datorita acestui fapt, continutul de aer creste de la solurile argiloase spre cele nisipoase, de la cele nestructurate spre cele structurate, de la cele tasate spre cele afanate. Dar, porii solului pot fi ocupati intr-o masura mai mare sau mai mica de apa. Cu cat solul este mai umed, deci apa ocupa un procent mai ridicat de pori, cu atata continutul de aer este mai mic si invers. Cand solul este saturat de apa, aerul lipseste, iar cand este uscat, continutul de aer corespunde porozitatii totale.

Volumul de aer existent intr-un sol optim umezit poarta numele de capacitate de aer a solului. Aceasta variaza in functie de textura, fiind in medie de 30 – 40 % la solurile nisipoase, 10 – 25 % la solurile lutoase si 5 – 15 % la solurile argiloase.

Deoarece continutul de aer depinde de porozitate, cat si de umiditate, pentru aprecierea conditiilor de crestere si dezvoltare a plantelor se v-a lua in considerare raportul aer – apa, adica regimul aerohidric al solului. Din acest punct de vedere, solurile cu textura mijlocie, bine structurate si afanate, prezinta cea mai buna situatie, avand o porozitate totala de peste 50 % din care aproximativ jumatate este porozitate capilara ( de retinere a apei ), iar alta jumatate este porozitatea necapilara ( de aeratie ), adica prezinta un raport optim apa – aer. In cazul solurilor cu textura fina, slab structurate, compactate, exista conditii pentru exces de umiditate si aeratie slaba, iar in situatia solurilor cu textura grosiera exista deficit de umiditate si aeratie excesiva.

In general, se considera ca solul ofera conditii bune pentru cresterea si dezvoltarea normala a plantelor daca aerul se afla in proportie de 15 – 30% din volumul total al solului.

b) Compozitia aerului din sol

Aerul din sol provine din aerul atmospheric si deci are aceleasi component, cu deosebire ca difera proportia dintre ele. Astfel, aerul din sol este mai sarac in oxigen, dar mai bogat in azot si mai ales in dioxid de carbon ( aproximativ de 10 ori ). De asemenea, aerul din sol este mai bogat in vapori de apa si amoniac, iar uneori poate sa contina si unele gaze toxice, cum ar fi hidrogenul sulfurat, metanul etc. Aerul din sol prezinta o compozitie apropiata de a aerului atmosferic in ceea ce priveste oxigenul si azotul si este mai bogat in dioxid de carbon, datorita proceselor chimice si biochimice ce se petrec cu intensitate mai mare in masa solului.

Compozitia aerului atmosferic sin din sol

Componente Compozitia aerului in % din volum

din atmosfera din sol

Azot

Oxigen

Dioxid de carbon 79,09

20,95

0,03 76 – 79

18 – 20

0,15 – 0,63

Compozitia aerului difera de la un sol la altul in functie de natura solului, activitatea microorganismelor, iar la acelasi sol variaza in functie de covorul vegetal, anotimp si cantitatea de humus. Solurile bogate in humus si solurile cultivate sunt mai bogate in CO2 decat cele sarace in humus si cele necultivate, din cauza transformari oxigenului in CO2 de catre microorganism si radacini. Cantitatea de CO2 eliminata de radacini prin procesul de respiratie este foarte mare.

Importanta deosebita pentru cresterea vedetatiei prezinta continutul de oxigen si dioxid de carbon. Sub acest aspect, continutul mai mic de oxigen si mai ridicat de dioxid de carbon se datoreaza proceselor ce au loc in sol. Astfel, in procesul de respiratie a radacinilor se consuma oxigen si se elimina dioxid de carbon. De asemena, descompunerea substantelor organice din sol de catre microorganisme se produce cu consum de oxigen. Micsorarea continutului de oxigen din sol mai poate avea loc si datorita proceselor de alterare chimica a diferitilor compusi minerali.