Содержание угольной кислоты в почвенном воздухе

При исследованиях, произведенных для изучения влияния температуры на содержание угольной кислоты в почвенном воздухе, наиболее определенные результаты получены при искусственном нагревании и охлаждении почвы; количества угольной кислоты при разных температурах в воздухе из ком­постной земли были следующие:

Приведенные цифры показывают, что при понижении тем­пературы понижается и содержание кислоты в почвенном воздухе, а повышение температуры действует обратно. При попытках определить влияние температуры на содержание угольной кислоты в почвенном воздухе при естественных условиях Меллер во многих случаях получал противоречивые результаты, так как влияние температуры маскировалось неравномерностью других условий.

Более обстоятельные и обширные исследования по тому же предмету произведены Вольни; результаты, полученные им, уже вполне определенны, хотя и он, к сожалению, везде ука­зывает только содержание угольной кислоты в 1000 объемов прошедшего сквозь почву или вытесненного из почвы воздуха. Из всех его опытов мы остановимся только на следующих: известковый песок, смешанный с порошком торфа, и компо­стная земля, к которым прибавлены были различные количества воды, помещались в изогнутые трубки, через которые протягивался воздух, лишенный угольной кислоты и насы­щенный водяными парами. При этом прошедший сквозь трубки воздух содержал угольной кислоты:

Из этой таблицы видно, что образование угольной кислоты в почве возрастает как с увеличением температуры, так и с уве­личением (в пределах опыта) влажности почвы; при наиболее высокой температуре и при наибольшем содержании воды (температура 50° С, влажность 46.79%) воздух содержит слиш­ком в 40 раз более угольной кислоты, чем при температуре 10° С и влажности почвы = 6.76%. Влажность в 6.76% выра­жает количество гигроскопической воды, поглощаемой ком­постной землей, употреблявшейся при опытах Вольни, из воз­духа, насыщенного парами воды. Из цифр предыдущей таблицы можно видеть, что и при таком содержании воды из почвы отделяется при высоких температурах довольно много уголь­ной кислоты.

Между прочим, Вольни произвел следующий интересный опыт: взявши ту же компостную землю с различным содержа­нием влажности, он определил содержание угольной кислоты в проходящем через нее воздухе в тех случаях, когда темпе­ратура земли была тем больше, чем содержание влажности в ней было меньше. Результаты при этом получены следую­щие:При этих условиях наибольшее содержание угольной кисло­ты в проходящем через почву воздухе не совпадает ни с наиболь­шей температурой, ни с наибольшей влажностью; оно всегда более при средней температуре и средней влажности почвы.

При некоторых опытах со смесью из торфа и известкового песку и с компостной землей Вольни сильно понижал темпе­ратуру, несмотря на то, что в проходящем через них воздухе находилась угольная кислота, как видно из следующих таблиц. Компостная земля с 43.13% воды:Присутствие угольной кислоты в воздухе, даже и при низких температурах, Вольни, основываясь на описанных выше опытах Меллера, объясняет не образованием ее при этих температурах, а тем, что она находилась в почве раньше и во время опыта только медленно отделялась от частиц смесей.

Относительно влияния влажности Вольни указывает на свои, пока еще не опубликованные, исследования, по кото­рым оказывается, согласно с упомянутыми выше исследова­ниями Меллера, что при постепенном увеличении влажности почвы или искусственных смесей, подобных почве, угольная кислота образуется в наибольшем количестве не при полном насыщении почв и смесей водою; в почвах и смесях, насы­щенных водою, угольной кислоты образуется меньше, подобно тому, как и в почвах сухих.

Из всех своих исследований над влиянием температуры и влажности на содержание угольной кислоты в почвенном воздухе Вольни сделал следующие заключения:

  1. содержание угольной кислоты в почвенном воздухе при прочих равных условиях возрастает с температурою
  2. с содержанием в почве влажности; с последним, однако, до тех пор, пока количество воздуха, заключающегося в сква­жинах почвы, не уменьшится настолько, что разложение орга­нических веществ замедлится от недостатка кислорода;
  3. если температура и влажность почвы находятся в обрат­ном отношении, то образование угольной кислоты бывает всего сильнее при определенной температуре и влажности, тогда как в обе стороны с возрастанием температуры и с уве­личением влажности оно ослабевает; из этого следует:
  4. влияние температуры и воды на количество свободной угольной кислоты, указанное в положениях 1 и 2, тем слабее, чем суше почва или чем ниже ее температура. При переходе че­рез известную границу выражается главным образом влияние того фактора, который находится в наименьшем количестве.

Кроме Вольни, одновременно с ним и отчасти раньше него занимался исследованиями над влиянием температуры и влаж­ности на образование в почве угольной кислоты И. Фодор, работы которого представляют особенный интерес потому, что исследования производились, между прочим, и при очень высоких температурах. Так, например, 2 кг сырой перегной­ной земли помещены были в стеклянный сосуд, через который пропускался воздух сперва для извлечения накопившейся в почве угольной кислоты. Затем начат был самый опыт — сперва при комнатной температуре, а потом и при темпера­турах более высоких, причем пропускалось 6 л воздуха в сутки. В 1000 объемов воздуха найдены следующие количества уголь­ной кислоты:

Наибольшее количество угольной кислоты найдено при 42—60°. Подобный же опыт над другой почвой дал следующие резуль­таты: В этом случае наибольшее отделение угольной кислоты было при 55—60°, и при температурах до 90° оно остается все еще весьма значительным. По другим опытам Фодора, даже после нагревания почвы до 137°, не прекращается выде­ление из нее угольной кислоты; факты эти с другими, которые будут приведены ниже, послужат нам впоследствии для вывода некоторых важных заключений относительно причин разло­жения органических веществ.