Calibrada de muestreo pasivo - Mediciones de campo multi-trama de NH ₃ Las emisiones con una combinación del método Dynamic Tube y muestreadores pasivos

El objetivo general de este sencillo método in situ de campo es cuantificar las emisiones de amoníaco de las parcelas replicadas en ensayos de campo de varias parcelas, facilitando las pruebas estadísticas y la identificación de los efectos del tratamiento. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo agronómico y agroecológico, como la cuantificación y reducción de la emisión de amoníaco, la determinación de la eficiencia en el uso de fertilizantes y la evaluación ambiental. La principal ventaja de este método es que permite la cuantificación in situ de las emisiones de amoníaco en ensayos de campo multiparcela, independientemente del suministro de energía eléctrica.

Voy a demostrar este procedimiento con Christian Wagner, un estudiante de maestría de mi laboratorio. Utilice parcelas comparativamente grandes en comparación con los tamaños que se aplican habitualmente en los ensayos de campo replicados para evitar los efectos de la distribución desigual de los fertilizantes en las emisiones de amoníaco. Utilice formas de diagrama cuadradas para evitar los efectos de los cambios en las direcciones del viento en la absorción de amoníaco por parte de los muestreadores.

Reduzca la deriva de amoníaco de una parcela a otra manteniendo un área de amortiguación de un tamaño de parcela entre parcelas. Seleccione dos parcelas de tratamiento y una parcela de control para la medición simultánea con el método de tubo dinámico o DTM y muestreador pasivo. Elija parcelas de tratamiento con emisiones punitivamente altas que proporcionen una fuerte señal de medición.

Siguiendo los preparativos detallados en el protocolo de texto, la medición de control se realiza con el DTM en parcelas de control no fertilizadas al principio y al final de cada fecha de medición siguiendo una secuencia de control, tratamiento y control. Mida durante tres a seis días para obtener mediciones confiables de pérdida de amoníaco durante el período de tiempo de todo un día, teniendo en cuenta los cambios en las emisiones debido a las variaciones de temperatura y velocidades del viento. Realice las mediciones a primera hora de la mañana, a última hora de la mañana, a primera hora de la tarde, al final de la tarde y poco antes de la puesta del sol.

Para realizar la medición, primero enjuague el sistema DTM con aire libre de amoníaco elevando las cámaras a una altura de aproximadamente un metro sobre el suelo. Luego, bombee aire a través de la tubería y las cámaras de politetrafluoroetileno o PTFE con una bomba manual conectada directamente al tubo terminal de PTFE del sistema de cámaras. Presione las cámaras DTM directamente en el suelo hasta una profundidad de unos 15 milímetros, como lo marca un borde en la parte inferior de la cámara.

Alternativamente, presione las cámaras DTM en anillos de suelo. Asegúrese de que los terrones de tierra no se alojen entre el anillo de tierra y la cámara. Realice las primeras 20 carreras preparatorias de la bomba con un tubo indicador de baja concentración usado para crear condiciones de estado casi estacionario.

Las concentraciones de amoníaco se indican mediante un cambio de color de los gránulos sensibles al pH dentro del tubo, de amarillo oscuro a púrpura azulado y se pueden leer siempre que el cambio de color esté dentro de una escala impresa en el tubo. Elija el rango de concentración del nuevo tubo indicador que se aplicará en la próxima medición en función de la información obtenida del cambio de color observado del tubo usado. Abra un nuevo tubo indicador en ambos extremos rompiendo las cabezas con el disyuntor de tubo instalado en la caja de la bomba.

Inserte el tubo indicador entre el tubo terminal de PTFE y la bomba presionando los extremos del tubo en el tubo de PTFE y en la boca de la bomba. Inserte el extremo del tubo con el valor más bajo en la escala impresa en el tubo en el tubo de PTFE y el extremo con el valor más alto en la boca de la bomba. Comience a bombear hasta el número de carrera predeterminado presionando el botón OK de la bomba automática o comprimiendo la bomba manual.

Mantenga la pausa entre el prebombeo con el tubo usado y el comienzo de la medición real lo más corta posible. Si se utiliza una bomba manual para las mediciones, inicie el cronómetro simultáneamente con la primera pulsación de la bomba manual. Finalice la medición cuando se alcance el número de carrera estándar y la bomba manual esté completamente relajada.

Con la relajación de la bomba manual después de alcanzar la carrera terminal, finalice la medición del cronómetro. Aumente el número de carrera a un máximo de 50 carreras si no se alcanza la indicación de la primera línea del valor más bajo de la escala impresa en el tubo después del número de carrera estándar. Después de la terminación del bombeo, use las lecturas del tubo indicador solo cuando se alcance al menos la primera línea en la escala de un tubo indicador.

Lea el cambio de color más lejano en el tubo desde todos los lados, ya que la línea de coloración suele estar ligeramente inclinada o desigual y registre el valor de concentración. Anote la gráfica, la fecha, la hora de la medición, el número de trazos y la lectura en PPM en la hoja de registro. Limpie el borde de las cámaras para evitar que se pegue tierra, estiércol o componentes de fertilizante con una toalla de papel limpia.

A continuación, levante el sistema DTM del suelo y enjuague como antes. Realice varias mediciones en diferentes ubicaciones dentro de una parcela para aumentar la fiabilidad de las mediciones. Coloque muestreadores pasivos sujetos a las varillas de acero en el centro de la parcela experimental a 0,15 metros de altura sobre la superficie del suelo o del dosel inmediatamente después de la aplicación del fertilizante a una parcela.

Apresúrese con el tractor o sistema de aplicación de fertilizante para purines para instalar el muestreador sin demora. En caso de suelo seco, inserte la varilla de acero en el suelo con un martillo. Después de colocar los muestreadores pasivos, diríjase al muestreador pasivo con una bandeja subdividida o una bolsa con viales de ácido llenos clasificados para el primer intervalo de muestreo.

Póngase guantes antes de manipular los viales con solución ácida. Extraiga el vial para la parcela y el intervalo de muestreo respectivos. Desenrosque el frasco del muestreador pasivo y vierta la solución de ácido sulfúrico 0,05 molar del vial en la boca del frasco.

A continuación, vuelva a enroscar la tapa del vial y devuélvalo a la bandeja o bolsa. Para cambiar la solución de ácido sulfúrico 0,05 molar en un muestreador pasivo después de completar un intervalo de muestreo, desenrosque cuidadosamente el muestreador pasivo y dirija con cuidado la solución entre las ventanas a través del orificio de descarga hacia el vial original vacío. Vuelva a llenar el muestreador a través de la boca del frasco con una nueva solución de ácido sulfúrico 0,05 molar del vial no utilizado posterior.

Enrosque las tapas de ambos viales con el etiquetado correcto. Fije el muestreador pasivo a la varilla enroscándolo en la tapa conectada a la varilla de acero. Anote el número de parcela y el tiempo de llenado en la hoja de registro.

Calcule las flexiones de amoníaco como se describe en el protocolo de texto. Se muestran los resultados de un ensayo de campo para probar los efectos de varios métodos para reducir las emisiones de amoníaco después de la aplicación de purines de ganado en comparación con la aplicación con mangueras de rastreo, incluyendo la incorporación con un cultivador rotativo, la incorporación de purín acidificado y la inyección de ranura cerrada. El método arrojó diferencias altamente significativas entre las emisiones de amoníaco con las mayores reducciones de pérdidas por aplicación con inyección en ranura cerrada o acidificación con incorporación posterior.

Estos gráficos muestran las diferencias entre las emisiones acumuladas de amoníaco después de la aplicación de diferentes fertilizantes de urea con y sin adición de ureasa e inhibidores de la nitrificación. La emisión de amoníaco se redujo considerablemente mediante el uso de inhibidores de la ureasa, independientemente del uso de inhibidores de la nitrificación. La urea sola combinada con los inhibidores de la nitrificación mostró las emisiones más altas.

El método demostrado capta los fuertes efectos de las condiciones climáticas sobre las emisiones de amoníaco de los fertilizantes de urea y el nitrato de amoníaco cálcico, reflejados en diferentes cursos de tiempo y niveles de emisiones en diferentes fechas de aplicación. Las bajas temperaturas y precipitaciones reducen fuertemente las emisiones, mientras que las altas temperaturas aumentan las pérdidas relativas y la velocidad. Se muestra el efecto de las diferentes emisiones de amoníaco en la absorción de nitrógeno del grano de trigo de invierno, que solo se puede demostrar en ensayos de campo de varias parcelas.

La absorción de nitrógeno del grano disminuyó linealmente con las emisiones de amoníaco. Seguir este procedimiento también le permite aplicar otros métodos como gases de efecto invernadero, mediciones de cámara, muestreo de suelos, muestreo de plantas para determinar la eficiencia agronómica y la sostenibilidad ambiental general. Gracias por ver este video y le deseo éxito en la aplicación del método propuesto.