El método de verificación descrito aquí es adaptable para monitorear el secuestro inorgánico de carbono pedogénico en varios suelos agrícolas modificados con rocas alcalinas que contienen silicato de metal de tierra, como wollastonita, basalto y olivino. Este tipo de validación es esencial para los programas de crédito de carbono, que pueden beneficiar a los agricultores que secuestran carbono en sus campos.
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Artículo de método
Monitoring Pedogenic Inorganic Carbon Accumulation Due to Weathering of Amended Silicate Minerals in Agricultural Soils.
* These authors contributed equally
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Resumen
Resumen
El presente estudio tiene como objetivo demostrar un procedimiento sistemático para el monitoreo del carbono inorgánico inducido por la mejora de la meteorización de rocas trituradas en suelos agrícolas. Con este fin, las muestras de suelo del núcleo tomadas a diferentes profundidades (incluidos los perfiles de 0-15 cm, 15-30 cm y 30-60 cm) se recogen de un campo agrícola, cuya tierra alta ya ha sido enriquecida con un silicato metálico alcalinotérreo que contiene mineral (como la wollastonita). Después de transportarse al laboratorio, las muestras de suelo se secan al aire y se tamiza. Luego, el contenido de carbono inorgánico de las muestras se determina mediante un método volumétrico llamado calcimetría. Los resultados representativos presentados aquí mostraron cinco incrementos plegados del contenido de carbono inorgánico en los suelos modificados con el Ca-silicato en comparación con los suelos de control. Este cambio compositiva fue acompañado por más de 1 unidad de aumento del pH en los suelos modificados, lo que implica una alta disolución del silicato. Los análisis mineralógicos y morfológicos, así como la composición elemental, corroboran aún más el aumento del contenido de carbono inorgánico de los suelos modificados con silicato. Los métodos de muestreo y análisis presentados en este estudio pueden ser adoptados por investigadores y profesionales que buscan rastrear los cambios de carbono inorgánico pedogénico en suelos y subsuelos, incluidos los modificados con otras rocas de silicato adecuadas como el basalto y la olivino. Estos métodos también pueden ser explotados como herramientas para verificar el secuestro de carbono inorgánico del suelo por parte de entidades privadas y gubernamentales para certificar y otorgar créditos de carbono.
Introducción
El CO2 es un importante gas de efecto invernadero (GEI), y su concentración en la atmósfera está aumentando continuamente. El CO2 promedio mundial preindustrial fue de aproximadamente 315 partes por millón (ppm), y a partir de abril de 2020, la concentración atmosférica de CO2 aumentó a más de 416 ppm, causando así el calentamiento global1. Por lo tanto, es fundamental reducir la concentración de este GEI que atrapa el calor en la atmósfera. Socolow2 ha sugerido que para estabilizar la concentración de CO atmosférico de2 a 500 ppm para 2070, se requerirán nueve "cuñas de estabi....
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Protocolo
1. Método de muestreo del suelo y recolección del núcleo
- Divida el área de interés de la tierra agrícola mapeada y una demarcada en diferentes parcelas basadas en la elevación de la tierra, el rendimiento histórico de los cultivos y / o la estrategia de manejo de la tierra. Determinar la nivelación de cada parcela utilizando un receptor GPS, clasificar el rendimiento de los cultivos en función de los registros históricos de la granja (por debajo del promedio, promedio, por encima del promedio) y la estrategia de manejo de la tierra utilizada para cada parcela (tipos de enmiendas del suelo utilizadas, si las hubiera). Coloque las banderas en los límites de ca....
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Resultados
El contenido de SIC de los suelos se puede determinar utilizando varios métodos, incluyendo un analizador de carbono automatizado o un calcimetro. El analizador de carbono automatizado para la determinación total del carbono del suelo mide la presión de CO2 acumulada en un recipiente cerrado30. En calcimetría, se mide el volumen evolucionado de CO2 liberado después de la acidificación, típicamente por la adición de ácido HCl concentrado, de la.......
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Discusión
Dado que la recolección de muestras de campos agrícolas fertilizados suele ser difícil, se sugiere que las muestras se recojan antes de la aplicación de nutrientes. También es recomendable evitar la recogida de muestras de campos congelados. La profundidad de muestreo puede variar en diferentes áreas dependiendo de la facilidad de muestreo sobre el perfil vertical y la profundidad del nivel freático. El dispositivo de muestreo de suelo seleccionado depende de la estructura del suelo y de la profundidad de interés
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Divulgaciones
Los autores no tienen ningún conflicto de intereses.
Agradecimientos
Este trabajo fue apoyado por una Beca de Comercialización de Alimentos del Pensamiento, que es financiada por el Fondo de Excelencia en Investigación de Canadá First. Canadian Wollastonite proporcionó apoyo financiero industrial como parte de esta subvención.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Escala analítica | Sartorius | Quintix 224-S1 | Cuatro decimales. |
| Calcímetro | Eijkelkamp | Modelo 08.53 | Para determinar el % en peso de CaCO3-equivalente en la muestra. |
| Armario de secado/horno de mufla | Thermo Scientific | F48055-60 | 50° C o 103 ± 2°C. |
| HCl | Fisher Scientific | A144S-500 Grado de | reactivo (36,5%-38,0%). |
| HNO3 | Fisher Scientific | T003090500 | Grado de análisis de metales traza (69,0%-70,0%) |
| Espectrómetro de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) | PerkinElmer | NexION | Para determinar la concentración de Ca en el suelo digerido por microondas. |
| Digestor de microondas | PerkinElmer | Titan | Para digerir suelos en HNO3 concentrados. |
| Medidor de pH | Oakton | 700 | Calibrado con soluciones estándar antes de cada serie de mediciones; temperatura corregida a 25 °C. |
| Microscopio Electrónico de Barrido -Espectroscopio de Dispersión de Energía (SEM-EDS) | Oxford | X-Max20 SSD | Para determinar la morfología de las partículas del suelo. |
| Tamizadora | Retsch | AS-200 | Para el fraccionamiento del suelo. |
| Muestreador de barrena de suelo | Eijkelkamp | 01-16 | Profundidades de hasta 700 cm. |
| Muestreador de sonda de suelo Dakota | JMC | PN139 | Profundidades de hasta 100 cm. |
| Muestreador de sonda de suelo | JMC | PN031 | Profundidades de hasta 30 cm. |
| Medidor de humedad del suelo | Extech | MO750 | Mida el contenido de humedad hasta el 50% |
| Espectroscopio de fluorescencia de rayos X dispersivo de longitud de onda (WDXRF) | Malvern Panalytical | Zetium | Para caracterizar la composición elemental del suelo. |
| Analizador de difracción de rayos X (XRD) | Empíreo analítico | Para caracterizar las propiedades mineralógicas del suelo. |
Referencias
- NOAA. Trends in atmospheric carbon dioxide. NOAA. , Available from: https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/ (2020).
- Socolow, R. Wedges reaffirmed. Bulletin of the Atomic Scientists. 2011 (9), (2011).
- Mission Innovation. Joint launch statement. Mission Innovation. , Mission Innovati....
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Reimpresiones y permisos
