Почва имеет пористую структуру, в ней зачастую присутствует воздух, в который входят смеси газов, они заполняют свободное от воды поровое пространство. Количество и состав почвенного воздуха существенно влияют на степень растворимости и миграции химических элементов, на процессы, происходящие, в почве, на развитие микроорганизмов и растений. Почва поглощает, сорбирует токсичные и промышленные выбросы газов и очищает атмосферу от техногенного загрязнения. Таким образом проявляется санитарное значение почвы. При попадании в почву атмосферный воздух значительно преобразуется.
Вследствие окисления органических веществ почвы, дыхания корней растений и почвенной фауны, жизнедеятельности микроорганизмов происходят изменения состава почвенного воздуха. В составе почвенного воздуха большая роль отводится кислороду и диоксиду углерода (углекислый газ)
Кислород (О2). Роль этого важнейшего биогенного элемента в биосфере общеизвестна. Кислород в почвенном воздухе обеспечивает необходимый уровень активности аэробных микроорганизмов, дыхания корней растений и почвенных животных. Напротив, дефицит кислорода угнетает развитие корневых волосков, вызывает массовую гибель всходов растений, провоцирует развитие болезнетворных (фитопатогенных) микроорганизмов — грибов и бактерий, вызывающих корневые гнили и другие болезни растений.
Снижение концентрации кислорода в почвенном воздухе с 21 до 10-15% уже действует угнетающе на большинство растений. А снижении концентрации О2 до 2,5% приводит к гибели всех организмов, использующих кислород для дыхания.
Диоксид углерода (СО2). Концентрация этого газа в почве в десятки раз выше, чем в атмосферном воздухе. Процессы дыхания и разложения органических веществ, непрерывно протекающие в почве, постоянно пополняют атмосферные запасы СО2. В результате обеспечивается ассимиляционная деятельность растений и других автотрофных организмов. Концентрация диоксида углерода в почвенном воздухе колеблется от 0,05 до 10-12%. В то же время оптимальные концентрации СО2 в составе почвенного воздуха варьируют от 0,3 До 3% (в зависимости от конкретной сельскохозяйственной культуры).
Избыток СО2 угнетает развитие растений, замедляет прорастание семян, сокращает интенсивность поступления воды в растительные клетки. Вода, насыщенная СО2, растворяет мало растворимые соединения кальцит СаС03, доломит СаС03*МС03, магнезит МС03, сидерит РеСО3. Это вызывает вынос (выщелачивание) карбонатов, в результате чего корнеобитаемый слой почвы обедняется важными элементами питания, а кислотность почвенного раствора возрастает. Для характеристики биологической активности почвы нередко используют показатель, названный «почвенным дыханием». Он характеризуется скоростью выделения СО2 за единицу времени с единицы поверхности почвы. Интенсивность дыхания почвы колеблется от 0,01 до 1,5 г/(м2*ч) и зависит от свойств самой почвы, погодных условий, характера растительности и микробного населения.
Состав почвенного воздуха и атмосферного (в % к объему):
| Воздух | Азот | Кислород | Углекислый газ |
| Атмосферный | 78 | 21 | 0,03 |
| Почвенный | 78-80 | 5-20 | 0,1-15,0 |
Содержание газов в почве:
| Газы | Содержание в почвенном воздухе, % от объма | Газы | Содержание в почвенном воздухе, % от объма |
| N2 | 68-73 | SO2 | 3*10-7 |
| O2 | 5-21 | H2S | 2*10-7 |
| CO2 | 0.1-20 | COS | (2-25000)*10-7 |
| CO | (1-8)*10-6 | CH3SH | 3*10-7 |
| H2 | (1-8)*10-6 | (CH3)2S | 1*10-6 |
| N2O | (2-40)*10-5 | CH3SCH3 | (1-12)*10-7 |
| NO | (1-10)*10-4 | CH4 | (1-8)*10-7 |
| NO2 | (2-4)*10-6 | C2-C20 | (1-35)*10-6 |
