Алгоритм розрахунку та величини експозиції вимірювання концентрації СО2 в повітрі ґрунтів агроландшафтів Полісся України

Abstract

В роботі представлено результати польових, аналітичних досліджень та розробка алгоритму розрахунку величини експозиції вимірювання концентрації СО2 в повітрі ґрунтів агроладшафтів Полісся України. Наведено чіткий порядок обрахунку часу експозиції під досліджень в умовах in situ, залежно від інтенсивності повітряного обміну ґрунту на певній глибині. Встановлено, що час експозиції t прямо пропорційний величині занурення камери в ґрунт Δh та висоті камери (H-Δh) і обернено пропорційний коефіцієнту дифузії газу в ґрунті D. Залежно від 6 типів інтенсивності повітряного обміну, встановлено орієнтовні часові діапазони вимірювань для ґрунтів з надто утрудненим, відносно утрудненим, задовільним, добрим, інтенсивним та надто інтенсивним рівнем повітряного обміну. Встановлено, що часовий діапазон вимірювань величини концентрації СО2 в ґрунтовому повітрі, запасів органічної речовини ґрунту, а також визначення коефіцієнтів дифузії в умовах in situ знаходиться в межах від 2 до 11 годин. У випадку незадовільних значень коефіцієнту дифузії ґрунтів (внаслідок надмірного ущільнення) час проведення вимірювання концентрації двоокису вуглецю в ґрунтовому повітрі перевищує 5 годин. У випадках сприятливих значень величини D, час вимірювання, як правило, не перевищує 2-3 годин, що характеризує даний спосіб вимірювань як експрес-метод.

Представлены результаты полевых, аналитических исследований и разработка алгоритма расчета величины экспозиции измерения концентрации СО2 в воздухе почв агроладшафтов Полесья Украины. Приведен четкий порядок расчета времени экспозиции исследований в условиях in situ, в зависимости от интенсивности воздушного обмена почвы на определенной глубине. Установлено, что время экспозиции t прямо пропорционально величине погружения камеры в почву Δh и высоте камеры H-Δh и обратно пропорционально коэффициенту диффузии газа в почве D. В зависимости от 6 типов интенсивности воздушного обмена, установлено ориентировочные временные диапазоны измерений для почв с весьма затрудненным, относительно затрудненным, удовлетворительным, хорошим, интенсивным и очень интенсивным уровнем воздушного обмена. Установлено, что временной диапазон измерений величины концентрации СО2 в почвенном воздухе, запасов органического вещества почвы, а также определения коэффициентов диффузии в условиях in situ находится в пределах от 2 до 11 часов. В случае неудовлетворительных значений коэффициента диффузии почв (вследствие чрезмерного уплотнения) время проведения измерения концентрации двуокиси углерода в почвенном воздухе превышает 5 часов. В случаях благоприятных значений величины D, время измерения, как правило, не превышает 2-3 часов, что характеризует данный способ измерений как экспресс-метод.

The results of field, analytical researches and development of an algorithm for calculating the value of CO2 concentration in the air of soils of agro-landscapes of Polissia of Ukraine are presented in the article. A clear procedure for calculating exposure time for in situ studies is given, depending on the intensity of soil air exchange at a certain depth. It is established that the exposure time t is directly proportional to the immersion of the chamber into the soil Δh and the height of the chamber (H Δh), and inversely proportional to the gas diffusion coefficient in soil D. Depending on the 6 types of air exchange intensity, approximate time ranges of measurements for soils with too difficult, relatively difficult, satisfactory, good, intense and too intense air exchange levels are established. It is established that the time range of measurements of CO2 concentration in the ground air, soil organic matter reserves, as well as determination of diffusion coefficients under in situ conditions is in the range of 2 to 11 hours. In case of unsatisfactory values of soil diffusion coefficient (due to excessive compaction), the measurement time for the carbon dioxide concentration in the ground air exceeds 5 hours. In the case of favorable values of D, the measurement time, as a rule, does not exceed 2-3 hours, characterizing this method of measurement as an express method.