رصد تراكم الكربون غير العضوي المبرد بسبب تجوية معادن السيليكات المعدلة في التربة الزراعية.

طريقة التحقق الموصوفة هنا قابلة للتكيف لرصد عزل الكربون غير العضوي المبيت في مختلف التربة الزراعية المعدلة بالصخور المحتوية على سيليكات معدنية أرضية قلوية، مثل الولاستونيت والباسالت والأليفين. وهذا النوع من التحقق ضروري لبرامج ائتمان الكربون، التي يمكن أن تفيد المزارعين الذين يعزلون الكربون في حقولهم.

طريقة التحقق الموصوفة هنا قابلة للتكيف لرصد عزل الكربون غير العضوي والمفعم بالحوائط في مختلف التربة الزراعية المعدلة بالصخور التي تحتوي على سيليكات معدنية أرضية قلوية مثل ولستونيت وبازلت وأليفين. ويمكن للكيانات الخاصة أو الحكومية أن تستغل هذه الطريقة بسهولة للتحقق من محتوى الكربون غير العضوي في التربة نظرا لتأهيل المزارعين للحصول على ائتمان كربوني سلبي الانبعاثات. كما يمكن أن يؤدي تحسين تجوية المعادن المنتشرة على الأراضي إلى عزل الكربون في سيناريوهات تتجاوز الزراعة، مثل المراعي أو الغابات أو الأراضي المعاد تأهيلها والتربة أدريان.

إن عدم تجانس التربة الزراعية، سواء كانت الزراعة أو العمق، يجعل من الصعب تحديد محتوى الكربون غير العضوي بدقة، كما أن اختزال العينات يساهم أيضا في تقليل الدقة. ويمكن أن يساعد استخدام الإضافات القياسية لفواصل عينات كربونات الكالسيوم، وتكرار التحليل المكثف، والتحليل الإحصائي الباحثين لأول مرة على اكتساب الثقة بالمنهجية المقترحة. سيبرهن على جزء من الإجراءات الميدانية ستيفن فاندربورغ، وهو طالب ماجستير من مختبرنا.

ابدأ بتحديد تسوية كل قطعة باستخدام جهاز استقبال GPS ، ثم ضع الأعلام على حدود كل قطعة لتسهيل أخذ العينات اللاحقة. جمع العينات الأساسية من نقاط عشوائية داخل كل مؤامرة فرعية، واحدة لكل مؤامرة فرعية. استخدم مسبار التربة أو عينة لب التربة لجمع لب التربة وصولا إلى ثلاث مناطق عمق من صفر إلى 15 سنتيمترا، و15 إلى 30 سنتيمترا، و30 إلى 60 سنتيمترا.

استخدم أوجير قابل للتمد لجمع عينات التربة العميقة من مواقع إضافية وصولا إلى ثلاث مناطق عمق من 60 إلى 100 سنتيمتر، 100 إلى 175 سنتيمترا، و 175 إلى 250 سنتيمترا. نقل عينات التربة إلى دلاء، واحد لكل عمق العينة في كل قطعة أرض. اليد مزيج التربة في كل دلو جيدا، ثم وضع اختبار الرطوبة المحمولة في عينة التربة المختلطة والانتظار حتى إصلاح محتوى الرطوبة في نقطة مستقرة على مقياس الجهاز.

اضغط على زر الحامل وسجل القيمة كمحتوى رطوبة في الوقت الحقيقي للتربة المخلوطة. تسمية أكياس العينة بشكل صحيح مع معلومات حول قطع الأرض، وعمق التربة، وتاريخ أخذ العينات، ثم تخزين العينات المركبة في أكياس. الهواء الجاف عينات التربة في أقرب وقت ممكن بعد أخذ العينات للحد من أكسدة كربون التربة.

ضع عينات التربة في صناديق من الورق المقوى وضع صناديق في خزانة التجفيف في 50 درجة مئوية لمدة 24 إلى 48 ساعة، حتى التربة الجافة. تخزين عينات الهواء المجفف في أكياس العينة حتى مزيد من التحليل. قبل تقسيم التربة، قم بتشغيل عينات التربة من خلال منخل ملليمترين لإزالة أجزاء كبيرة من الصخور وبقايا النباتات.

فرن تجفيف التربة منخل عن طريق وضعها في فرن كاتم الاحتفاظ بها في 105 درجة مئوية، لمدة 15 ساعة على الأقل. لهذه الكسور التربة، ضع كيلوغرام واحد من عينة الفرن المجففة على شبكة أعلى من شاكر غربال تتكون من أحجام شبكة مختلفة. يهز الغربال في 60 دورة في الدقيقة لمدة 15 دقيقة.

استخدم أجزاء مقلاة أقل من 50 ميكرومتر للتحليل، لأن هذا هو جزء التربة الغني بالكربونات المغنطيس. لتحديد محتوى الكربون غير العضوي لعينات التربة باستخدام تحليل قياس الكالسيوم، ضع خمسة غرامات من عينة تربة منخلة في قارورة إرلينماير المناسبة. تعليق العينة في 20 ملليلتر من المياه النقية جدا.

إضافة سبعة ملليلتر من أربعة حمض الهيدروكلوريك المولاري إلى أنبوب اختبار الزجاج مسطحة صغيرة القاع، ثم وضع هذا الأنبوب تستقيم داخل القارورة باستخدام زوج من ملاقط. إرفاق قارورة بعناية إلى الكالسيوم عن طريق تحديد سدادة المطاط. ضبط وقراءة مستوى المياه الأولي في بوريت وختم مساحة رأسه عن طريق تحويل الصمام العلوي إلى موقف قياس.

هز القارورة ، وبالتالي يطرق على أنبوب حامض ، حتى يصل مستوى المياه في بوريت قيمة ثابتة ويلاحظ أي محتدما في الحل. تظهر هنا مجموعة نموذجية من البيانات الخاصة بالتربة المعدلة من ولستونيت مقارنة بتربة غير معالجة للتحكم. درجة الحموضة للتربة المعدلة أعلى بمقدار 1.15 وحدة مقارنة بالتحكم، ومحتوى كربونات الكالسيوم أكبر بخمس مرات تقريبا.

في منطقة العمق من صفر إلى 15 سنتيمترا ، كان المحتوى أعلى أربع مرات في التربة المعدلة مقابل التحكم ، وتم إثراء كسر المقلاة في كربونات الكالسيوم. وكان لعينتين عميقتين أعلى المحتويات، لأن هذه هي الكربونات الموجودة بشكل طبيعي في الأفق C. تم تحديد أكاسيد مختلفة موجودة في التربة من قبل WDXRF.

الأكاسيد الرئيسية الموجودة هي تلك التي تشكل معادن التربة الرئيسية، والمواد المغذية النباتية، والمعادن الأرضية القلوية. يظهر هنا نمط XRD للتربة المعدلة في ولستونيت. القمم الرئيسية الموجودة هي الكوارتز والقضم، والتي هي المعادن السائدة في التربة الرملية، loamy.

قمم الولاستونيت المتبقية المعدلة والكالسيت pedogenic مرئية أيضا. تم تصوير التربة المعدلة ولستونيت باستخدام SEM بعد عدة أسابيع من التجوية. نظرة فاحصة على جزيئات ولستونيت يظهر التغيرات المورفولوجية التي تحدث على السطح.

تم إجراء التحليل الدقيق لسطح ولستونيت من خلال الحصول على رسم خرائط عنصري للعينة. وكشف طيف EDS في المنطقة المرسومة عن ملفه الكيميائي شبه الكمي. تظهر الخرائط الأولية السابقة بوضوح أن السيليكون والكالسيوم المكتشفين موجودان إلى حد كبير في جزيئات ولستونيت الأكسيل.

وقد تم إجراء تحليل EDS بقعة على شظايا أصغر متناثرة في عينة التربة. كانت الشظايا غنية بالكربون والأوكسجين، مما يشير إلى أنها تتكون في المقام الأول من المواد العضوية. عند محاولة هذا البروتوكول، ضع في اعتبارك أن عمق أخذ العينات قد يختلف في مناطق مختلفة، اعتمادا على سهولة أخذ العينات على التشكيل الجانبي الرأسي، وسماكة أفق التربة السطحية، وعمق منسوب المياه الجوفية، وبنية التربة.

ويمكن إدراج قياس التواقيع المستقرة للكربون النظيري والإياعي على ملامح التربة والتربة الجوفية في هذا الإجراء للتحقق بصورة أكبر من عزل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في الحقول المعدلة بالمعادن.