3. THÀNH PHẦN KHÔNG KHÍ TRONG KHÍ QUYỂN TRÁI ÐẤT
3.3. Thành phần khụng khớ trong ủất
éất ủược cấu tạo bởi những hạt cú kớch thước khỏc nhau, giữa cỏc hạt là những khe hở chứa ủầy nước hoặc chứa ủầy khụng khớ. Những loại ủất trồng trọt thường cú dung tớch khe hở lớn do tỏc ủộng của cỏc biện phỏp kỹ thuật như làm ủất, xới xỏo hoặc do rễ cõy tạo nờn ...
Khụng khớ trong ủất là một trong những yếu tố quan trọng ủảm bảo cho sự sinh trưởng, phỏt triển của bộ rễ cõy trồng, cỏc loài sinh vật và vi sinh vật sống trong ủất dồng thời cũng là yếu tố thỳc ủẩy cỏc quỏ trỡnh phong hoỏ, hỡnh thành ủất.
Khụng khớ trong ủất khụng cú thành phần cố ủịnh như ở khớ quyển. Khụng khớ trong ủất cú hàm lượng CO2 bao giờ cũng cao hơn ngoài khớ quyển vỡ trong ủất thường ủược bổ sung
Hàm lượng ụxy và nitơ trong ủất bao giờ cũng thấp hơn ngoài khớ quyển do sự hụ hấp của sinh vật ủất ủó lấy ủi một lượng ụxy nhất ủịnh. Do hoat ủộng của vi sinh vật, sự phõn giải cỏc chất hữu cơ ủó thải ra một số chất khớ mà ngoài khớ quyển khụng cú hoặc với hàm lượng rất thấp (H2S, NH3, CH4…).
Theo Vớtkờvic, thành phần cỏc chất khớ chớnh trong ủất gồm nitơ, cacbonic, ụxy như ở bảng 2.4. dưới ủõy. Khụng khớ trong ủất và lớp khụng khớ sỏt mặt ủất thường xuyờn diễn ra quỏ trỡnh trao ủổi tạo nờn những cõn bằng ủộng làm cho khụng khớ trong ủất cũng cú ủủ thành
phần và tỷ lệ cần thiết cho sự sống của sinh vật ủất... Cường ủộ trao ủổi phụ thuộc vào tớnh chất lý, húa học, chế ủộ nước trong ủất và quỏ trỡnh canh tỏc.
Trong tự nhiờn quỏ trỡnh trao ủổi này cũng bị nhiều yếu tố chi phối:
* Áp suất khớ quyển. Sự biến ủộng của ỏp suất khớ quyển xỳc tiến cỏc quỏ trỡnh trao ủổi khớ trong ủất. Khớ ỏp tăng tạo nờn lực nộn khụng khớ vào ủất, khớ ỏp giảm tạo ra một lực hỳt cỏc chất khớ từ trong ủất ra. Áp suất khớ quyển là yếu tố biến ủộng mạnh và thường xuyờn, như một ủộng lực thỳc ủẩy quỏ trỡnh trao ủổi này.
* Gió: Cũng như áp suất khí quyển, gió vừa tạo nên lực hút và lực nén không khí vừa xỳc tiến cỏc quỏ trỡnh vận chuyển khụng khớ trờn mặt ủất. Cường ủộ trao ủổi xảy ra mạnh hay yếu phụ thuộc vào tốc ủộ và hướng giú trờn mặt ủất.
Bảng 2.4.Thành phần cỏc chất khớ trong ủất (Theo Vitkêvic, 1966)
Chất khớ Giới hạn dao ủộng của cỏc chất khí (% thể tích)
* Bức xạ mặt trời: Bức xạ mặt trời ủốt núng lớp ủất mặt, khụng khớ trong ủất cũng bị ủốt núng nờn gión nở thể tích, trở nên nhẹ hơn và bay ra khỏi ủất. Khụng khớ trờn cao lạnh hơn nờn cú tỷ trọng lớn, lắng xuống thay thế vị trí của không khí vừa bay lên.
* Nước mưa, nước tưới. Cũng là những yếu tố tớch cực làm thay ủổi chế
Nitơ Ôxy Cácbonic
từ 76 ủến 87 từ 10 ủến 20 từ 0,01 ủến 10-12 ủộ khụng khớ trong ủất. Nước mưa và nước tưới nước chui vào cỏc khe hở của ủất, ủẩy khụng khớ ra. Hầu hết cỏc khe hở trong ủất ủều chứa ủầy nước sau khi mưa, khi ủộ ẩm ủất giảm khụng khớ dần dần chiếm lại cỏc khe hở của ủất. Sự xen kẽ giữa thời kỳ mưa và khụng mưa, hoặc giữa cỏc thời kỳ tưới và khụng tưới, chế ủộ khụng khớ trong ủất sẽ ủược cải thiện theo hướng cú lợi cho sinh vật ủất.
* Thành phần cơ giới và cấu trỳc của ủất cũng là một yếu tố cú vai trũ quan trọng trong quỏ trỡnh trao ủổi khớ. Cỏc loại ủất tơi xốp cú kớch thước hạt Φ > 0,l cm tạo ra khoảng cỏch lớn giữa cỏc viờn ủất, sự trao ủổi khớ trong cỏc loại ủất này xảy ra manh hơn so với cỏc loại ủất chặt.
Từ những cơ sở lý luận trờn ta cú thể cải tạo ủược chế ủộ khụng khớ trong ủất theo chiều hướng cú lợi cho sinh trưởng của bộ rễ cõy trồng thụng qua cỏc biện phỏp kỹ thuật làm ủất và chăm sóc hợp lý như xới xáo, bón phân, tưới nước...
biệt lớn với khụng khớ tự do cả về hàm lượng, thành phần và sự phõn bố cỏc chất khớ. Mức ủộ khỏc biệt phụ thuộc vào mức ủộ phỏt triển của tầng tỏn thực vật (mật ủộ, ủộ cao và ủộ rậm rạp của tỏn cõy). Khi mật ủộ thưa, hoặc cõy non mới gieo trồng thỡ hầu như khụng cú sự sai khỏc nhiều giữa khụng khớ trong quần thể so với khụng khớ tự do. Khi cõy trưởng thành, ủộ che phủ tán cây lớn thì sự khác biệt về thành phần không khí trong quần thể thực vật và không khí tự do trở nờn ủỏng kể.
Nguyờn nhõn gõy ra sự khỏc biệt là do tỏn lỏ thực vật ủó ngăn cản sự trao ủổi khụng khớ giữa quần thể và khớ quyển tự do (tốc ủộ giú giảm, hạn chế bức xạ mặt trời chiếu xuống mặt ủất. Do sự hấp thu, phản xạ và ủiều tiết nhiệt ủộ nhờ bộ lỏ của thực vật mà chế ủộ nhiệt khụng khớ trong quần thể ớt biến ủộng hơn so với khụng khớ bờn ngoài. Mặt khỏc do cỏc hoạt ủộng sống như thoát hơi nước, hấp thu cácbonic, quang hợp, hô hấp ... khiến cho không khí trong quần thể thực vật cú sự biến ủộng cả về thành phần và tỷ lệ một số chất.
a) Khí CO2
CO2 là nguyờn liệu của quỏ trỡnh quang hợp ủồng thời lại là sản phẩm của quỏ trỡnh hụ hấp, vỡ vậy vào những giờ ban ngày lượng CO2 giảm ủi ủỏng kể. Nếu khảo sỏt từ gốc cõy lờn tầng tỏn lỏ dầy nhất thỡ thấy hàm lượng CO2 giảm dần theo chiều cao. Vào ban ủờm cõy xanh khụng hấp thu CO2 mà thải ra một lượng ủỏng kể do quỏ trỡnh hụ hấp làm cho hàm lượng CO2
tăng vọt lờn và cú thể ủạt tới mức 0,06% - gấp ủụi hàm lượng CO2 cú trong khớ quyển tự do.
b) Ôxy
ễxy trong quần thế thực vật cũng cú tỷ lệ biến ủộng mạnh nhưng ngược chiều với CO2. Lượng O2 tăng lờn vào ban ngày nhờ quỏ trỡnh quang hợp và lại giảm ủi ủỏng kể vào ban ủờm do bị sử dụng cho quỏ trỡnh hụ hấp
c) Hơi nước
Hơi nước trong quần thể thực vật bao giờ cũng cao hơn do hoạt ủộng thoỏt hơi nước qua bề mặt lỏ của cõy xanh. Vào ban ủờm hơi nước trong quần thể thực vật thường ở mức bóo hũa hoặc quỏ bóo hũa. Tuy nhiờn, nếu dưới tỏn lỏ dày khụng khớ cú nhiệt ủộ cao hơn trờn mặt tỏn lỏ thỡ ủộ ẩm trong quần thể thấp. ðộ ẩm cao thường thỳc ủẩy hoạt ủộng của nấm bệnh và vi sinh vật trong quần thể thực vật, vì vậy trong kỹ thuật canh tác người ta thường phải tỉa cành, tạo tỏn, trồng cõy che búng… thớch hợp ủể ủiều tiết ủộ ẩm.
Bảng 2.5. Ảnh hưởng của biện phỏp trồng cõy che búng ủối với sõu, bệnh hại cà phê chè Catimor ở huyện Hướng hóa, Quảng trị
Bệnh gỉ sắt (%)**
Biện pháp kỹ thuật Tỷ lệ cây bị sâu
ủục thõn (%)* Tỷ lệ lỏ bị bệnh Chỉ số bệnh
Vườn không che bóng 4,3 5,3 0,47
Vườn che bóng thưa 2,9 5,6 0,56
Vườn che bóng dày 1,8 10,3 0,91
Nguồn: ðoàn Văn ðiếm, Lê Quang Vĩnh, 2001
Ghi chỳ: *Sõu ủục thõn: Xylotrechus quadripes và Zeuzera coffea ** Bệnh gỉ sắt: Hemileia vastatrix
các tầng khí quyển ?
2. Mật ủộ, khối lượng và phõn bố theo ủộ cao của khụng khớ ở tầng ủối lưu ? Cụng thức xỏc ủịnh mật ủộ khụng khớ ?
3. Phõn tớch ủặc ủiểm của cỏc thành phần nitơ, CO2, O2, hơi nước, bụi ở lớp khụng khớ sỏt mặt ủất ? Vai trũ của chỳng ủối với sinh vật, phương phỏp khai thỏc ?
4. Thành phần ễzụn (O3) trong khụng khớ, Vai trũ của ễzụn ủối với khớ hậu trỏi ủất, quỏ trỡnh phân hủy Ôzôn và nguy cơ tầng Ôzôn bị thủng ?
5. Thành phần khụng khớ trong ủất và quần thể thực vật ? Hóy nờu sự biến ủộng và vai trũ của một số thành phần chính ?