Примеры решения типовых задач. Пример 1. Почва содержит 3,1% органического вещества

Пример 1. Почва содержит 3,1% органического вещества. Вычислите процентное содержание С и N в почве, ели органическое вещество содержит 60% С и массовое отношение С/N равно 10/1.

Решение. В 100г почвы содержится 3,1 г органического вещества, тогда содержание углерода:

m(C) = (3,1 / 100) ∙60 = 1,86 (г).

Содержание азота составляет одну десятую от содержания углерода, значит m (N) = m(C) /10 = 1,86 /10 = 0,186 г.

Тогда процентное (мас.) содержание углерода и азота:

W (C) = (m(C) / 100) ∙ 100 = 1,86%; W (N) = (m(N) / 100) ∙ 100 = 0,186%;

Ответ: процентное содержание углерода и азота в почве равно 1, 86 % и 0,186% соответственно.

Пример 2. В 1 м² пахотного слоя почвы содержится 6,5 кг органического углерода, а интенсивность дыхания почвы составляет 9 г СО₂. (м²∙сут). Какая часть органического углерода теряется в сутки на дыхание? Средняя скорость выделении СО₂ в течение года – 2,5 г СО₂ /(м²∙сут.), а содержание органического С поддерживается за счет поступления органических остатков. Рассчитайте время оборота для углерода.

Решение. Определим количество углерода {m(С)}, выделяющегося в виде СО₂ при дыхании почвы. Рассчитаем количество углерода, которое теряется при дыхании почвы в сутки, учитывая количество углерода содержащегося в одной молекуле СО₂. Для этого необходимо рассчитать молекулярную массу СО₂. М(СО₂) = 12 + 2 ∙16 = 44 г/моль.

В 44 г СО₂ содержится 12 г углерода

В 9 г СО₂ содержится m(C) углерода/(м²∙сут).

m(C) = (9∙M(C)) / M(CO₂) = 9∙12 / 44 = 2,45 [гС / (м²∙сут)],

где M(C) и M (CO₂) – молекулярные массы углерода и углекислого газа.

Для того чтобы определить какая часть углерода (р(С), %) теряется в сутки за счет дыхания почвы, необходимо перевести содержание органи-ческого углерода в почве из килограммов в граммы: 6,5 кг = 6500г.

Тогда р(С) = m(C) / C_орг. ∙ 100 = (2,45 ∙100) / 6,5∙10³ = 0,038(%).

Для расчета времени оборота углерода необходимо из средней скорости выделения СО₂ в течение года определить среднюю скорость выделения

С _{органического}.Составим пропорцию:

в 44 г СО_{2 (выдел. при дыхании почвы)} содержится.12 г С(_{органич})

в 2,5 г СО₂ /(м²∙ сут) содержится Х г С(_{органич}).

Х(С) = 2,5∙12 / 44 = 0,681 (г/сут.)

В году 365 дней, значит за один год количество углерода, выделившегося в виде СО₂ при дыхании почвы будет равно:

m(C)_{выдел за год} = 0,681 (г/сут.) ∙ 365 = 248 г/ год.

Время, за которое при дыхании почвы из нее теряется 6500 г С_{органич.}

t = 6500 / 248 = 26,2 (года).

Ответ: на дыхание теряется в сутки 0,038% углерода; врмя оборота углерода составляет 26,2 года.