Действие углекислой извести

В предыдущей главе изложены опыты, при которых разла­гались или одни органические вещества, или же на присут­ствие примесей к ним никакого внимания обращено не было. Между тем в природе очень часто (в черноземе главным обра­зом) органические вещества тесно смешаны с минеральными веществами и разлагаются в их присутствии. Поэтому пред­ставляется интересным исследовать влияние, по крайней мере, главнейших (по количеству) составных частей почвы на раз­ложение органических веществ. Относительно некоторых из них a priori можно полагать, что едва ли они обнаруживают какое-либо действие на органические вещества: таковы, напри­мер, глина и песок. Относительно других, например углекислой извести, существует убеждение, что вещество это значи­тельно ускоряет разложение органических веществ. Убежде­ние это основано отчасти на теоретических соображениях, остав­шихся от того времени, когда разложение органических веществ считали процессом чисто химическим; но отчасти это убежде­ние основано на исследованиях, хотя весьма немногочисленных и произведенных с веществом только определенного характера. Если не считать одного весьма недостаточного эвдиометрического опыта Шульце, то относительно влияния углекислой извести на разложение органических веществ почвы мы имеем всего одно исследование Петерсена. Вопрос, поставленный для исследования, заключался, по сло­вам Петерсена, в том: «как и при каких условиях углекислая из­весть, прибавленная к кислой почве (собственно «подобной земле смеси» — Егсенпвс), способствует разложению перегнойных веществ, насколько оно выражается выделением угольной ки­слоты и образованием азотной кислоты?». Для опытов взята была вполне бесплодная тяжелая кислая почва с содержанием 1.98% органических веществ и перегной из сгнившего дерева.

Опыты с почвой дали следующие результаты: Следовательно, в присутствии углекислой извести выде­лялось почти тройное количество угольной кислоты. Опыты с землей, содержащей 58% перегноя, происшед­шего от сгнивания дерева и имевшей очень кислую реакцию, дали следующие результаты: И при этих опытах углекислая известь содействовала гораздо большему выделению угольной кислоты. Замечательно, однако, что в последние дни опыта разница между веществами с угольной известью и без нее была не столь велика, как в пер­вые дни. Может быть, что угольная кислота в первые дни от­части выделялась из углекислой извести под влиянием кис­лого разлагающегося материала. Несомненно, однако, что значительное количество угольной кислоты образовалось из гниющих веществ, потому что примесь углекислой извести вызвала такое увеличение отделившейся угольной кислоты, что количество ее значительно превышало то, какое находи­лось в прибавленной углекислой извести.

На основании некоторых соображений, которые находятся в одной из следующих глав, можно думать, что действие угле­кислой извести на разлагающиеся органические вещества не всегда будет такое, каким оно оказалось при опытах Петерсена, и что при других условиях, когда на разлагающемся веществе может поселяться и размножаться разнообразная низшая растительность, разложение как в присутствии угле­кислой извести, так и без нее будет происходить одинаково. Это и оказалось на самом деле при следующих опытах, произве­денных г. Опритовым над листвою, разлагавшеюся несколько недель при полном доступе воздуха, и над черноземом.

Опыты производились таким образом, что разлагающиеся вещества, смоченные одинаковым количеством воды, помеща­лись в большие трубки, через которые пропускался воздух, лишенный углекислоты и насыщенный водяными парами. Сперва наблюдалось разложение во всех трубках одного ряда опытов без прибавки извести, чтобы иметь понятие, насколько разложение в них происходит равномерно; затем из некоторых трубок вещество высыпалось, смешивалось равномерно е чистой углекислой известью и снова без потерь вносилось в трубку. При этом смесь смачивалась заранее высчитанным для трубок таким количеством воды, чтобы влажность вещества во всех трубках была одинакова. Опыты производились при обык­новенной комнатной температуре, и все трубки стояли рядом. Результаты получены следующие:

12-й ряд опытов. Древесная листва без примеси (предва­рительный опыт). После первых двух дней выделение угольной кислоты сде­лалось очень правильным и во всех трубках равномерным; в первой трубке разложение происходило немного слабее, чем во второй, а во второй слабее, чем в третьей. По истечении 6 дней разлагающаяся листва была смешана в первой трубке с 5% углекислой извести, а во второй — с 1% этого вещества. Через день после этого начато определение отделяющейся угольной кислоты; количества ее показаны в следующей та­блице.

13-й ряд опытов. Разложение листвы в смеси с СаСОз и без нее. Значение цифр то же. При выводе средних цифр 12-й день тоже не принимался в расчет. Из таблицы можно видеть, что в первые дни прибавка угле­кислой извести вызывала как бы несколько большее выделе­ние угольной кислоты, но затем это прекратилось, и можно даже полагать, что произошло обратное влияние извести, так что в среднем выводе из всех дней опыта оказывается, что углекислая известь нисколько не содействовала ускорению раз­ложения древесной листвы.

После этого произведении. опыты с черноземом. Для опытов взяты были почвы, которые в одной из следующих приведены будут под № 112 и ИЗ. Обе они из Старобельского уезда Харьковской обл. и взяты на расстоянии около 3 верст одна от другой. Из них: Для опытов они смешаны вместе, очень тщательно пере­мешаны между собою, и затем взяты из смеси равные навески по 650 г. К одной навеске прибавлено 10%, или 65 г СаСОз. К обеим прибавлено по 30% их веса воды, т. е. к почве без из­вести 195 г, а к почве с известью 225 г. После наполнения трубок влажными почвами они стояли три дня при обыкновен­ной температуре, и угольная кислота не определялась. Затем получены были следующие количества СОг.

14-й ряд опытов. Чернозем с СаСОз и без нее. Количество СОг — в десятых долях миллиграмма. Во все дни выделение угольной кислоты было меньше из смеси с углекислой известью; это могло происходить или от действия примеси, или же от какой-либо иной причины. По­этому во вторую трубку прибавлена была тоже углекислая известь, и разложение продолжалось так:

В последние дни произошло как бы увеличение выделения угольной кислоты; но такое усиление всегда замечается при разрыхлении лежащей в трубке смеси. Через полтора месяца по окончании опытов, после которых смеси чернозема остались в трубках, я нашел следующие количества угольной кислоты, выделяющейся в течение суток (пропустивши через трубки сперва большой объем воздуха):

Т. е. отношение между количеством угольной кислоты, выде­ляющимся из обеих трубок, оказалось приблизительно таким же, каким оно было и в то время, когда во второй трубке не было углекислой извести; я полагаю, что мы имеем возможность заключить из предыдущих опытов, что углекислая известь не ускоряет разложения органических веществ, если только они разлагаются вместе с нею или до смешения с нею разлагались при доступе воздуха. Хотя, как сказано выше, глина и песок едва ли могут ока­зывать какое-нибудь влияние на разложение органических веществ, но для полноты исследования я произвел следующие опыты над смесями органических веществ с этими составными частями почв. Для опытов взято было сено, разлагавшееся около 3 лет; измельченный порошок, смоченный водою, был помещен в трубки; в каждой было 100 г сухого вещества. Опыты произ­водились при обыкновенной температуре. Первые три дня, про­пускался воздух, но СО г не определялась.

Выделение угольной кислоты оказалось равномерным во всех трех трубках. После этого в первую прибавлено 200 г песку равномерной крупности (в среднем поперечник зерен около 0.25 мм), а во вторую — 200 г чистого каолина. Так как листва смочена водою в количестве ее влагоемкости, то и прибавляемые вещества смачивались до такой же степени насыщения их водою. В течение двух дней через трубки про­пускался воздух, а затем начато определение угольной кис­лоты; при этом получено: Как видно из этих цифр, разложение органических веществ от примеси песка и глины не изменилось заметно; можно, пожалуй, считать, что от примеси песка разложение несколько усилилось, может быть потому, что масса вещества сделалась более проницаема для воздуха.

Исследование влияния других почвенных веществ на раз­ложение веществ органических не представляло, в моих гла­зах, особенного интереса. Такое исследование было бы весьма важно, если бы вопрос о влиянии этих примесей к органическим веществам поставлен был иначе, т. е. если бы изучалось их влияние на жизнь низших организмов, производящих разло­жение. Для наших целей исследование потому еще оказыва­лось излишним, что, например, растворимые вещества (если бы их взять для опытов) находятся в черноземных почвах в коли­чествах весьма незначительных и по содержанию их между черноземом из различных местностей не оказывается заметных различий. Поэтому исследованиями такого рода нам не при­шлось бы воспользоваться дальше, когда мы перейдем к рас­смотрению тех природных условий, под влиянием которые образовалась черноземные почвы.