قياس وتحديد أنماط من تآكل التربة وترسب المتصلة بتركيزات كربونات التربة تحت الإدارة الزراعية

تتمثل الأهداف العامة لهذه الدراسة أولا في توفير طريقة فعالة لقياس ووصف الأنماط المكانية لتآكل التربة وترسب على المقاييس الميدانية وثانيا ، اختبار نموذج مفاهيمي يربط هذه الأنماط بكربونات التربة القريبة من السطح. تمنحنا هذه الطرق فهما أفضل للعلاقات المتبادلة بين كربونات التربة السطحية وعمليات سطح الأرض للتآكل والترسيب. تتمثل المزايا الرئيسية لهذه التقنيات في الكشف الدقيق عن التغيرات في ارتفاع سطح التربة بمرور الوقت والتحليل السريع لكربونات التربة على العديد من عينات التربة.

خطرت لنا فكرة هذا البحث لأول مرة بعد تحديث خرائط الارتفاع الرقمية. أظهرت خريطة لاختلافات الارتفاع أنماطا واضحة من التعرية والترسب وأردنا أن ننظر في كيفية ارتباط ذلك بتركيزات الكربونات. بالنسبة لهذا البروتوكول، استخدم البرنامج الميداني لتسجيل بيانات موقع RTK GPS كل خمس دقائق في جميع أنحاء منطقة المسح.

ابدأ بإجراء معايرة الموقع وفقا للمعايير المحلية لضمان أعلى مستوى من الدقة. توفر معايرة الموقع المحلي للمنطقة المراد مسحها التحكم الأفقي والرأسي اللازم لطريقة GPS. هذا يضمن دقة مستوى السنتيمتر اللازمة لاكتشاف تغيرات الارتفاع الصغيرة.

لجمع البيانات بكفاءة، قم بتركيب هوائي GPS للمركبة على ارتفاع ثابت فوق سطح الأرض على مركبة. ثم قم باستيراد المقطع في نقاط إلى مجمع بيانات GPS ، وانتقل بينها أثناء القيادة وجمع البيانات بسرعة ثابتة لتعيين فواصل زمنية لخمسة أمتار. بالإضافة إلى ذلك ، احصل على آلة حفر التربة الهيدروليكية المثبتة على السيارة واستخدم أنبوب أخذ العينات بقطر قلب التربة المطلوب.

لاستخراج النوى في المواقع المحددة باستخدام بيانات موقع RTK GPS. يتم إجراء أخذ عينات التربة عن طريق سحب قلب التربة باستخدام آلة حفر التربة. ادفع قلب التربة خارج أنبوب أخذ العينات وقم بتقطيعه بزيادات العمق المطلوبة.

انقل عينات التربة إلى أكياس بلاستيكية قابلة للغلق مسبقة الغلق. ثم قم بتخزين العينات في مبردات لنقلها إلى المختبر. عند تكرار هذا التحليل بعد حدوث أحداث كبيرة لتآكل التربة وترسب ، ارجع إلى نفس مواقع العينة باستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) واجمع نوى تربة جديدة.

في المختبر ، قم بإعداد عينات التربة لتحليلها. للبدء ، جففها في فرن 60 درجة مئوية طوال الليل. في اليوم التالي ، قم بطحن عينات التربة الجافة من خلال غربال بحجم ملليمترين ، إما باستخدام مطحنة آلية أو طحنها يدويا باستخدام ملاط ومدقة.

الخطوة التالية ، تتطلب إعداد جهاز كلس ضغط معدل. أولا ، قم بتوصيل محول الضغط بمصدر طاقة بسلك قياس 14. قم بتضمين مقياس فولت رقمي مرفق لمراقبة الإخراج من محول الطاقة.

قم بتضمين مرشح جسيمات 0.6 ميكرون لجمع تدفق متساو وبالتالي حماية محول الضغط. بعد ذلك ، قم بتوصيل الأنبوب بقاعدة مرشح الجسيمات وقم بتوصيل الأنبوب بإبرة تحت الجلد بقياس 18. بعد ذلك ، حدد ما إذا كان يجب أن تكون أوعية التفاعل في زجاجة مصل 20 أو 100 ملليلتر.

بلل ملعقة كبيرة معدنية بالماء واغرف حوالي ملعقة صغيرة من التربة التي قد تحتوي على تركيز عال من الكربونات. ماصة مليلتر واحد من حمض الكبريتيك اللامائي 0.5 على التربة ومراقبة الفوران. إذا كان الفوران مرتفعا ، افترض أن كربونات الكالسيوم أكبر من 15٪ واستخدم وعاء سعة 100 ملليلتر.

خلاف ذلك ، استخدم زجاجة مصل 20 مل. لتحديد تركيز الكربونات ، قم بوزن جرام واحد من عينة التربة المحضرة في وعاء تفاعل مسمى. بعد ذلك ، قم بإدخال ماصتين من الكاشف الحمضي في قارورة.

ضع القارورة برفق في وعاء التفاعل ، حتى لا تنسكب ، ثم أغلق الوعاء بعناية باستخدام سدادة مطاطية من البوتيل الرمادي وقم بتثبيتها بحلقة مانعة للتسرب من الألومنيوم. الآن هز الوعاء لانسكاب الحمض على عينة التربة واترك التفاعل يستمر لمدة ساعتين على الأقل. أثناء الانتظار ، قم بعمل gar قياسي باستخدام المعايير في إعداد متوازي بنفس المعلمات.

ضع معايير عن طريق خلط كربونات الكالسيوم بنسبة 100٪ مع الخرز الزجاجي أو الرمل على أساس الوزن وليس الحجم. عند تحديد gar قياسي ، من المهم معرفة جهد كربونات الكالسيوم الصفرية بدقة لأن هذا يحدد حد الكشف عن الطريقة. عادة ما أقيس الفراغ ثلاث مرات جنبا إلى جنب مع تركيزات قياسية معروفة لاشتقاق gar.

بعد اكتمال تفاعل عينة التربة ، اخترق الحاجز المطاطي لوعاء التفاعل وسجل خرج الجهد بواسطة محول الضغط. في وقت لاحق ، قم بحل نسبة كربونات الكالسيوم في العينة باستخدام المنحنى القياسي. كشف رسم خرائط الاختلافات في DEM من عامي 2001 و 2009 عن تآكل وترسب خلال فترة الثماني سنوات.

مع تغيرات مستوى الديسيمتر في الارتفاع على معظم المناطق. ابحث عن أنماط التآكل والترسيب القشرية التي تشبه مسارات تدفق المياه التي حدثت في مناطق التقارب الطبوغرافي. تم أخذ عينات كربونات الكالسيوم في عامي 2001 و 2012 ، لمقارنتها مع التعرية والترسيب الذي حدث في منطقة الدراسة واختبار النموذج المفاهيمي.

عند مقارنة عينات التربة للكتلة الشرقية والغربية من شرائط التدبير ، تم العثور على علاقة عكسية بين التغير في كربونات الكالسيوم في التربة السطحية والتغير في ارتفاع سطح الأرض. يظهر تحليل المتغيرات أن التغير في الارتفاع يتأثر بشكل كبير بجميع المتغيرات الجانبية. في حين أن التغيرات في كربونات الكالسيوم تأثرت بشكل كبير بفئة التآكل أو EDU أو وحدة التربة المعينة.

تم تحديد خمس وحدات تربة سابقا من خلال مسح التربة للموقع. تظهر استيفاء نتائج العينة النقطية أن المناطق المركزة الصغيرة نسبيا من كربونات الكالسيوم العالية والمنخفضة في عام 2001 لم تكن واضحة في عام 2012. وأصبح النمط المكاني أقل تعقيدا.

تبدو حساسية الكشف عن تغير الارتفاع التي توفرها المسوحات الأرضية المتكررة RTK GPS مثالية في تحديد ووصف عمليات التعرية والترسيب في مقياس المجال. طريقة القرب من الضغط المعدلة هي تقنية رائعة لقياس الكربونات ويمكننا معالجة العديد من العينات في فترة زمنية قصيرة. تم اكتشاف ارتفاع سطح التربة بسهولة أكبر من التغيرات في كربونات التربة ، ربما بسبب زيادة اللب في أخذ العينات التي كانت 30 سم في عام 2001.

يجب أن تؤدي زيادات أخذ العينات المستقبلية البالغة 15 سم إلى تحسين اكتشافنا لكربونات التربة. يمكن تطبيق النموذج المفاهيمي والطرق الموضحة هنا على جوانب أخرى حيث توجد طبقات جيرية بالقرب من سطح التربة.