Responses of soil respiration and barley growth to modified supply of oxygen in the soil

Happi diffundoituu kuivan maan kasvilajien juuriin pääasiassa maan ilmasta. Juuret voivat kärsiä hapenpuutteesta, jos maan ilmanvaihto heikkenee liiallisen tiivistämisen tai märkyyden vuoksi. Vaikka juurten hapenpuutteen syntyyn ja seurauksiin liittyvät mekanismit tunnetaan melko hyvin, lisätutkimusta tarvitaan maan happitilan kytkemiseksi paremmin kasvin kasvuun. Juurten heikentyneen hapensaannin vaikutuksia maan hengitykseen ja ohran versojen kasvuun tutkittiin astiakokeissa koemaana karkea hieta. Maan ilman koostumusta säädeltiin huuhtomalla tiiviydeltään (kuiva irtotiheys 1,4 tai 1,6 kg dm-3) ja märkyydeltään (ilmatilaa 0-5 % tai >5 %) erilaista maata kaasuvirtauksilla, joiden happipitoisuus tunnettiin (0 %, 2 %, 6 %, 10 % tai 20 % O2 N2-kaasussa). Löyhässä, kosteassa maassa ohran kasvu heikkeni vasta 0-2 %:n, mutta märässä maassa jo 20 %:n happipitoisuudessa. Tiiviissä maassa kasvin kasvu oli heikkoa riippumatta maan märkyydestä ja ilmastamisesta. Löyhässä kosteassa maassa, jossa kasvoi ohraa, hengitys ei vielä hidastunut 6 %:n happipitoisuudessa mutta hidastui selvästi 0-2 %:n pitoisuuksissa. Tulokset sopivat verraten hyvin yhteen diffuusiomallilla laskettujen kriittisten happipitoisuuksien kanssa, kun hapen oletettiin diffundoituvan säteensuuntaisesti maan ilmasta juureen vesikalvon lävitse. Vesikalvon paksuus estimoitiin maan vedenpidätysominaisuuksista. Lähestymistapa vaikuttaa soveltuvan maan ilman happipitoisuuksien vähimmäisvaatimusten arvioimiseen ainakin karkealajitteisissa maissa, mutta saattaa soveltua myös esimerkiksi märkään savimaahan.