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Article de méthode

Calibré échantillonnage passif - Multi-terrain Mesures sur le terrain de NH

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DOI :

10.3791/53273

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21 mars 2016

Dans cet article

Résumé

Les émissions d'ammoniac sont une menace majeure pour l'environnement par l'eutrophisation, l'acidification des sols et à la formation de particules fines et proviennent principalement de sources agricoles. Cette méthode permet de mesurer la perte de l'ammoniac dans les essais sur le terrain répliquées permettant l'analyse statistique des émissions et des relations entre le développement des cultures et des émissions.

Résumé

Ammoniac agricole (NH 3) les émissions (90% des émissions totales de l' UE) sont responsables d'environ 45% de l' eutrophisation dans l' air, 31% l' acidification des sols et de 12% la formation de poussières fines dans l'UE15. Mais émissions de NH 3 signifient également une perte considérable de nutriments. De nombreuses études sur émissions de NH 3 à partir de l' application d'engrais organiques et minérales ont été réalisées au cours des dernières décennies. Néanmoins, la recherche liée aux émissions de NH 3 après les engrais d'application est encore limitée , en particulier en ce qui concerne les relations d'émissions, le type d'engrais, conditions du site et la croissance des cultures. En raison de la variabilité de la réponse des cultures aux traitements, les effets ne peuvent être validés dans des modèles expérimentaux, y compris la réplication sur le terrain pour les tests statistiques. Les dominantes méthodes de perte d'ammoniac produisant des émissions quantitatives exigent des zones de terrain grandes, des équipements coûteux ou l'alimentation en courant, ce qui limite leur application dans les essais sur le terrain répliquées. Cette protocole décrit une nouvelle méthodologie pour la mesure des émissions de NH 3 sur de nombreuses parcelles reliant une méthode de mesure semi-quantitative simple utilisé dans toutes les parcelles, avec une méthode quantitative par des mesures simultanées en utilisant les deux méthodes sur des parcelles sélectionnées. En tant que procédé semi-quantitatif de mesure échantillonneurs passifs sont utilisés. La deuxième méthode est une méthode de chambre dynamique (Méthode de Dynamic Tube) pour obtenir un quotient de transfert, qui convertit les pertes semi-quantitatives de l'échantillonneur passif quantitatifs pertes (kg d' azote ha -1). Le principe qui sous - tend cette approche est que les échantillonneurs passifs placés dans un champ expérimental homogène ont le même comportement d'absorption de NH 3 dans des conditions environnementales identiques. Par conséquent, un transfert co-efficace obtenu à partir d'échantillonneurs passifs simples peuvent être utilisés à l'échelle les valeurs de tous les échantillonneurs passifs utilisés dans le même essai sur le terrain. La méthode a prouvé valide dans une large gamme de conditions expérimentales et il est recommandé deêtre utilisé dans des conditions avec le sol nu ou de petits auvents (<0,3 m). Les résultats obtenus à partir d'expériences avec des plantes plus hautes doivent être traités avec plus de soin.

Introduction

L' ammoniac (NH 3) est le seul gaz atmosphérique trace principalement (90%) émis par des sources agricoles dans l'UE. Bien que l'agriculture est également une source importante (> 50% des émissions de l'UE), ceux-ci ne contribuent qu'à environ ~ 5% du total de l'UE15 émissions de gaz à effet de serre d'origine anthropique. En revanche, les émissions agricoles NH 3 sont responsables d'environ 45% de l' eutrophisation des émissions dérivés, 31% de l' acidification et de 12% la formation de poussières fines dans l'UE15 1. En plus des effets néfastes sur les écosystèmes et la santé humaine, de l....

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Protocole

1. Conception expérimentale et instructions opérationnelles générales

  1. Utilisez relativement grandes parcelles (12 mx 12 m ou 9 mx 9 m) par rapport à la taille habituellement appliquées dans les essais sur le terrain répliqués (par exemple 3 mx 8 m) pour éviter les effets de la distribution d'engrais inégale sur les émissions d'ammoniac (figure 2). Utilisez des formes de tracé carrés pour éviter les effets de décalage directions du vent sur l'ammoniac absorption par les échantillonneurs. Réduire la dérive de NH 3 d'une parcelle à l'autre à un niveau acceptable en gardant une zone tampon de 1 taille de....

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Résultats

Dans l'année 2014, un essai sur le terrain a été mis en place dans le centre du Danemark pour tester les effets de plusieurs méthodes pour réduire les émissions d'ammoniac après l'application de lisier de bovin: incorporation avec un rotoculteur, incorporation du lisier acidifié et injection de fente fermée (injection de lisier dans le sol avec une couverture subséquente avec le sol). En comparaison avec une technique d'application d'émission élevée et en particulier pour l'application correcte de la méthode de la ch.......

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Discussion

Il a été montré que la méthode proposée peut être utilisé pour comparer les émissions d'ammoniac provenant de différents traitements de fertilisation dans les essais sur le terrain répliquées et d'utiliser les informations statistiquement significatives résultant de ces mesures pour améliorer la gestion des engrais azotés. La quantité d'émissions obtenues par cette approche a été validée dans des études antérieures par comparaison avec des mesures micrométéorologiques 13,15,16. Dans cet arti.......

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Déclarations de divulgation

L'auteur déclare qu'il n'a pas d'intérêts financiers concurrents.

Remerciements

L'auteur remercie le Dr Marco Roelcke, Dr. Dirk Niekisch, le Dr Robert Quakernack, le Dr Kang Ni pour leurs efforts dans le développement et la poursuite du développement de cette approche. Un grand merci également aux techniciens de terrain Doris Ziermann et Jun Yang. Les enquêtes sous-jacentes ont été pris en charge par la Deutsche Forschungsgemeinschaft, l'Etat fédéral Schleswig Holstein, subventions EFRE de l'Union européenne et SKW Piesteritz corp. comme il est indiqué en détail dans les publications citées.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
acier inoxydable Drä ; chambre de ger + anneaux de solFa. Hofmann GmbH, Metallindustriewerk, Kiel, Allemagnepas de numéro
toits et tige en acier inoxydable pour échantillonneur passifFa. Hofmann GmbH, Metallindustriewerk, Kiel, Allemagnepas de numéro
d’électrode d’ammoniac + bancThermo scientificCat. N° 9512BNWP ou 951201
solution de remplissage d’électrode d’ammoniacThermo scientificCat. N° 951202
Étalons d’étalonnage pour l’ammoniac ; 0,1 M chlorure d’ammoniac standardThermo scientificCat. N° 951006
Drä ; pompes à gersDraeger Safety AG& Co Kg
Drä ; Tubes gerDraeger Safety AG& Co Kgtypes : 0,25/a ; 2/a ; 5/a
flacons d’échantillonnage passifs résistants aux acides (bouteille Azlon, HDPE)Dunn Labortechnik GmbHCat.No. : BGE230P
petits flacons (flacons à scintillation PE 60 mm x 27  ; mm)n’importe quel magasin
Tube PTFE 7 mm x 1  ; mm WDGmagasin
PP Y-Form 6-7 mmtout magasin
de de laboratoire tout connecteur de de laboratoire de laboratoire

Références

  1. Erisman, J. W., Bleeker, A., Hensen, A., Vermeulen, A. Agricultural air quality in Europe and the future perspectives. Atmos. Environ. 42, 3209-3217 (2008).
  2. Bremner, J. M. Recent research on problems in the use of urea as a nitrogen fertilizer. Fert. Res. 42

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Réimpressions et autorisations

Étiquettes

Émissions d'ammoniacquantification du NH3essais multi-parcellesquotient de transfertanneaux de solflacons d'acideinhibiteurs de l'uréase