Способ определения кинетики минерализации органического вещества почвы

(5)5 Б К ПАТЕН осинте де Ег(п 1 и цпд 1 цг с 11( С. - г-(пеззцпдеп , Агс 1), Ас 1 егег 11 п. 3, 1987,ЛЕНИЯ КИНЕТИКИ ОРГАНИЧЕСКОГО ится к почвенной би - повышение инфорние функциональных Сущность изобретематривающем инкуых образцов и нного потока С 02 к ля, новым является очвенных образцов ерительной системе,ышение инфор- ункциональных уществ ки мине в почве ых орга ют с по которая (И), лю ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(46) 30.03,93, Бюл, йг 12171) Институт почвоведения иАН СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕ МИНЕРАЛИЗАЦИИИ ВЕЩЕСТВА ПОЧВЫ (57) Изобретение относ ологии. Цельизобретения мативности и расшире возможностей способа, ния: в способе, предус бирование почвенн определение диффузио поверхности поглотите то. что инкубирование и проводят в открытой изм Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к почвенной биологии, и может быть использовано для количественно го описания и моделирования процессов трансформации органических веществ в почве с целью прогнозирования гумусового состояния почв, оценки эффективности органических удобрений, влияния природных факторов и различных химических средств на уровень функционирования почв и их плодородие. которую предварительно калибруют с использованием контрольной измеритель.ной системы и определением относительных коэффициентов, а расчет количества образующегося С 02 при инкубировании проводят по формуле Оп = Ооп + (Ооп Окх х К К 2) К 2/(К К 2 - К 1), где Оп - количество продуцируемого почвой С 02 за время экспозиции, мг: Ооп - количество С 02, диффундирующего к поверхности поглотителя в опытном измерении, мг; Ок - количество С 02, диффундирующего к поверхности поглотителя в контрольном измерении, мг; К - коэффициент, показывающий отношение диффузионного потока СО 2 через патрубок поглотительного сосуда к общему диффузионному потоку С 02 в контрольной ,измерительной системе; К( - коэффициент, показывающий отношение диффузионного С 02 в опытной измерительной системе к диффузионному потоку С 02 в контрольной измерительной системе: К 2 - коэффициент, показывающий отношение диффузионного потока С 02 через патрубок поглотительной колбы в опытной измерительной системе к таковому в контрольной измерительной системе, 1 табл, 1 ил,Цель изобретения - пов мативности и расширение ф возможностей способа,На чертеже приведена схема ос ления способа определения кинети рализации органического вещества Инку:ацию почвы или различн нических материалов осуществля мощью измерительной системы,состоит из инкубационного сосуда1806375 3Фбой удобной формы, имеющего патрубок 1 (или просто отверстие) для газообмена с атмосферой и поглотительного сосуда (П) с патрубком 2, продетого сквозь пробку 3.Перед инкубацией измерительные системы калибруют относительно контрольной, Калибровка состоит из двух этапов.На первом этапе в инкубационный сосуд (И) помещают дистиллированную воду, плотно соединяют его с поглотительным сосудом (П) с помощью резиновой пробки 3, На дно поглотительного сосуда помещают дозированное количество щелочи (МаОН или КОН). Сверху поглотительный сосуд закрывают пробкой 4, В таком состоянии все измерительные системы выдерживают в течение нескольких суток ( 7 сут) для поглощения С 02, который поступает из атмосферного воздуха через патрубок 1 и далее через патрубок 2 в поглотительный сосуд.После экспозиции щелочь из поглоти- тельной колбы (П) переносят в колбу для титрования, оттитровывают кислотой и определяют диффузионный поток С 02 к поверхности поглотителя.Затем выбирается произвольно измерительная система, которая в дальнейшем будет использована в качестве контроля, Отношение диффузионного потока С 02 в каждой измерительйой системе к диффузионному потоку С 02 в контрольной измерительной системе принимают эа К 1.На втором этапе проводят калибровку поглотительных сосудов (П) измерительных систем, Для этого поглотительные сосуды помещают на специальную подставку, заполняют их щелочью, закрывают резиновой пробкой 4 и выдерживают несколько суток ( 5-7), Все расчеты по результатам титрования осуществляют так же как и в первом случае.Отношение диффузионного потока С 02 из атмосферы через патрубок 2 в каждой поглотительной колбе к контрольной поглотительной колбе принимают за К 2, Затем вычисляют коэффициент К для контрольной измерительной системы, как отношение величины диффузионного потока С 02 отдельно в поглотительный сосуд к величине дифФузионного потока С 02 в целой измерительной системе за единицу времени экспозиции.Подготовленная таким образом серия измерительных систем в дальнейшем используется для инкубирования образцов почв или любого органического материала в зависимости от задачи исследований. Навеску почвы или друоо органического материала увлажняют до необходимого состояния, помещают в инкубационный сосуд и соединяют его с поглотительным сосудом. В поглотительный сосуд помещают дозированное количество щелочи и закрывают пробкой,В таком состоянии образцы инкубируют при постоянной влажности и температуре, В течение инкубации периодически заменяют и оттитровывают щелочь в опытных и контрольных измерительных системах и определяют количество продуцируемого С 02 по формуле 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 К 2 а.=а,+(а-а К К 2) К, К КК 2 К 1где Оп - количество продуцируемого почвой С 02 эа время экспозиции,мг; 0,п - количество С 02, диффундирующего к поверхности поглотителя в опытном измерении, мг; Ок - количество С 02, диффундирующее к поверхности поглотителя в контрольном измерении, мг; К - коэффициент, показывающий отношение диффузионного потока С 02 через патрубок поглотительного сосуда к общему диффузионному потоку С 02 в контрольной измерительной системе; К 1 - коэффициент; показывающий отношение диффузионного потока С 02 в опытной измерительной системе к диффузионному потоку С 02 в контрольной измерительной системе; К 2 - коэффициент, показывающий отношение диффузионного потока С 02 через патрубок поглотительной колбы в опытной измерительной системе к таковому в контрольной измерительной системе.Таким образом, получают кинетическую зависимость скорости образования продукта минерализации органических веществ во времени, которую с помощью методов математического анализа используют для определения массы разлагающихся органическихкомпонентов, констант скорости минерализации и других параметров данного процесса.Сравнение результатов определения кинетики минералиэации известным и предлагаемым способом представлены в таблице, Для инкубации использовалась навеска почвы 50,75 и 100 гс добавлением глюкозы иэ расчета 20 мг с на 100 г почвы, Температура инкубирования - 20 С, влажность - 60 капиллярной влагоемкости,При этом использовали две серии измерительных систем с разными параметрами внешних патрубков и соответственно найденными при калибровке коэффициентами (К 1 = 0,91 - 1,33; К 2 = 0,95 - 1,01; К 2 = 2,04),Результаты определений предлагаемым способом почти во все сроки измере.1806375 Динамика выделении С(32 при миниоализапии глюкозы в почве по результатам определенна известным и предлагаемым способами,мг/00 г(1 рдлагалчым способом с длинным вневгним патптбком щб см14,48.3814,22 4.О 13.63 11,68 12,30 11,16.14 / 8.5713,39 15.23 12.90 13,40 13,66 11,16 588 9114.22 ( 13,18 11 16 10 80 10,86 1 ОП 8 едлааемим способом с ко отким внео(ним пат бком "3 см404 ( 870 1 1350 15,19 270 1048 110615.508,6413.13 13,88 12.41 12,27 10,5416 458,76 Г 3 ь 51 13.5 10.66 10.27 10,662.871. 8 1 1.81 г 10 г 05 2.19 1.77 0 9 32 5012.58 / 30.30 75 / 11.92 30,39 10012 13 1 29.96 49 142,82 77 147,37 30 137,10 50 10.65 30,77 75 11.71 29.63 100 11.39 29 Я136,41 38 39 134,96 9.3210.689.84 НСРОв 2.02 2.16 1.4 ний существенно выше, чем известным. Сумма выделившегося С 02 за весь период наблюдений при инкубации почвы в открытой измерительной системе в условиях ненарушенного газообмена с атмосферой в 1,5 раза выше, чем в известном способе в герметично закрытых сосудах, Математический анализ кинетических кривых минерализации показывает, что найденное время полной минерализации глюкозы в известном способе составляет 98 суток, в предлагаемом - 196 суток, а найденное математически количество минерализованной глюкозы в первом случае равно 12,4 во втором - 18,2 мг С является доказательством того, что предлагаемым способом получены более точные кинетические характеристики процесса,Использование предлагаемого способа определения кинетики минерализации органического вещества почвы обеспечивает естественный ход процесса минерализации неограниченный во времени благодаря газообмену между почвой и атмосферой, позволяет осуществлять непрерывную регистрацию диффузионного потока С 02, образующегося при минерализации различных Органических веществ, наблюдать кинетику процесса и использовать ее для определения массы разлагающихся компонентов, скорости минерализации и других кинетических параметров, значительно расширяющих функциональные возможности и информативность такого рода исследований.Формула изобретения Способ определения кинетики минерализации органического вещества почвы, включающий инкубирование почвенных образцов и определение диффузионного потока С 02 к поверхности поглотителя о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияинформативности и расширения функциональных возможностей способа, инкубиро вание почвенных образцов проводят воткрытой измерительной системе, которую предварительно калибруют с использованием контрольной измерительной системы и определением относительных коэффициен тов, а расчет количества образующегосяС 02 при инкубировании проводят по фор- муле Оп С(оп + (Ооп - ОкКК 2) К 2 К К 2 К 1где СЬ - количество продуцируемого почвойС 02 за время экспозиции, мг;0,П - количество С 02, диффундирующе го к поверхности поглотителя в опытномизмерении,мг;О к - количество С 02. диффундирующего к поверхности поглотителя в контрольном измерении,мг;25 К - коэффициент, показывающий отношение диффузионного потока С 02 черезпатрубок поглотительного сосуда к общемудиффузионному потоку С 02 в контрольнойизмерительной системе30 К - коэффициент, показывающий отношение диффузионного потока С 02 в опытнойизмерительной системе к диффузионномупотоку С 02 в контрольной измерительнойсистеме;35 К 2 - коэффициент, показывающий отношение диффузионного потока С 02 через патрубок поглотительной колбы в опытной измерительной системе к тактовому в конт рольной измерительной системе.1806375 дактор С,Ходаков оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул на,1 аз 975ВНИИПИ Гасу Составител Техред М.М Тиражрственного комитета и 113035, Москва, Жванниковатал Корректор С.Пекарь Подписноезобретениям и открытиям при "КНРаушская наб., 4/5