ارتباط رشد گیاه با تهویه خاک و سطح ایستابی و تشکیل ازت

معمولاً اکثر گیاهان زراعی به وسیله تبادل گاز توسط ریشه تنفس می‌کنند به طوری که ریشه‌ها اکسیژن را از خاک جذب و دی اکسید کربن را ازخود دفع می‌کنند.در زمین‌هایی که آب خلل و فرج خاک را پرکرده باشد مقدار هوای خاک بسیار پایین بوده وتبادل بین هوای باقی مانده در خاک و هوای محیط در این شرایط بسیار محدود خواهد بود ( وارد شدن اکسیژن به خاک و خروج دی اکسید کربن). در نتیجه به واسطه کمبود اکسیژن بسیار تنفس ریشه ها محدود شده در حالیکه در همان حال میزان اکسید کربن افزایش و به درجات سمی می‌رسد. این حالت رشد ریشه‌های گیاه را متوقف و باعث از بین رفتن قدرت ریشه‌ها در جذب مواد غذایی می‌شود

معمولاً اکثر گیاهان زراعی در حدود مقادیر ۵۵% اکسیژن هوای خاک و مقادیر کمتر از ۱۰% دی اکسید کربن هوای خاک خوب رشد می‌کنند. حداقل خلل و فرج باز برای تهویه خاک رس ۸ تا ۱۵ درصد پیشنهاد شده است.البته حداقل خلل و فرج باز برای تهویه با بافت و ساختار خاک بستگی مستقیم دارد.
تهویه اکسیژن را با سرعت پخشیدگی اکسیژن (Oxygen Diffusion Rate) اندازه‌گیری می‌کنند که عموماً تهویه اکسیژن با عمق کاهش می‌یابد. هر چه فاصله سطح ایستایی به سطح خاک نزدیک‌تر باشد، تهویه اکسیژن ناقص بوده  و در عین حال چنانچه سطح ایستایی در عمق بیشتر باشد مقدار تهویه اکسیژن با عمق خاک کاهش می‌یابد.

اثر عمق سطح ایستابی بر روی تولید محصول

عمق آب زیرزمینی از سطح خاک به واسطه مقدار رطوبت خاک در بالای سطح ایستابی ، تهویه خاک و دمای خاک به طور غیر مستقیم بر میزان محصولات زراعی موثر است. علت کاهش محصول در عمق سطح ایستابی در حد پایین‌تر از اپتیمم، “”کمبود آب ” موجود در خاک و علت کاهش محصول در حد بالاتر از اپتیمم “عدم تهویه” می‌باشد. تفاوت‌هایی در خواص فیزیکی خاک‌های مختلف از قبیل ظرفیت نگهداشت آب در خاک و مکش مویینه باعث شده است تا نقاط اپتیمم در منحنی‌های مختلف و در واقع در خاک‌های مختلف متفاوت باشد. البته باید در نظر داشت که شرایط جوی و نوع گیاه و عمق ریشه در تعیین محل نقطه اپتیمم نقش دارند.

اثر زهکشی در ذخیره ازت در خاک

غرقابه شدن خاک معمولاً باعث کاهش سرعت تجزیه مواد آلی می گردد. بدین معنی که بعد از زه دار شدن اراضی، مقدار مواد آلی خاک افزایش یافته و به دلیل کاهش سرعت تجزیه، ازت موجود در بقایای مواد آلی به صورت زندانی باقی مانده و آزاد نمی شود. بدین ترتیب در خاک هایی که زهکشی ناقص دارند عدم وجود ازت قابل جذب از عوامل محدود کننده رشد گیاه محسوب می شود. در ضمن نیترات موجود در خاک ممکن است به یکی از انواع N₂,NH₃, N₂O,NO₂  احیا شده و به سهولت از خاک خارج شود. ریشه گیاهان، ازت را به صورت یون های NH⁺₄ , NO^–_۳ و از محلول آب خاک جذب  می کند.

آزمایش هایی که در هلند صورت گرفته حاکی از این است که تولید ازت در خاک با صعود سطح ایستابی به شرح زیر کاهش یافته است:

وقتی سطح ایستایی نزدیک سطح خاک باشد ازت تولید شده در خاک کمتر است. در اثر ایجاد سیستم زهکشی مقداری از نیترات خاک توسط آب زهکشی از خاک خارج خواهد شد. تحت شرایطی که خاک متناوباً اشباع و غیر اشباع می شود تلفات ازت خاک به صورت نیترات و غیر نیترات بیشتر خواهد بود و در نتیجه مقدار ازت خاک کاهش خواهد یافت.

منبع: هیدروگراف