המטרה הכוללת של פרוטוקול זה נועד למדוד את פליטת גזי החממה משדות האורז בטכניקה תא סגור סטטי. בשיטת המדידה צריך התאמות ספציפיות בשל נוכחותם של שני שכבת מים קבע בשטח, של הצמחים בתוך קראוון הקאמרית.
מאמר שיטה
המטרה הכוללת של פרוטוקול זה נועד למדוד את פליטת גזי החממה משדות האורז בטכניקה תא סגור סטטי. בשיטת המדידה צריך התאמות ספציפיות בשל נוכחותם של שני שכבת מים קבע בשטח, של הצמחים בתוך קראוון הקאמרית.
פרוטוקול זה מתאר את המדידה של פליטת גזי חממה-דלק (GHG), קרקעות פאדי בטכניקה תא סגור סטטי. שיטה זו מבוססת על תיאוריה דיפוזיה. בדיקת נפח ידוע של אוויר על-ידי כיסוי שטח קרקע מוגדר מצורפת בתוך כיסוי מקבילון (בשם "החדר"), לתקופה מוגדרת של זמן. במהלך תקופה זו מארז, גזים (מתאן (CH4) ותחמוצת החנקן (N2O)) להעביר קרקע אוויר נקבובית ליד מקור מיקרוביאלי שלהם (כלומר, methanogens, nitrifiers, denitrifiers) קראוון קאמרית, בעקבות טבעי ריכוז הדרגתי. פלקסים ואז מוערך של הקאמרית וריאציות של ריכוז קראוון שנדגמו במרווחים קבועים לאורך כל המתחם ולאחר מכן נותחו עם גז כרומטוגרפיה. בין טכניקות זמינים עבור GHG מדידה, השיטה סטטי תא סגור מתאימה לניסויים העלילה, כפי שהוא אינו מצריך גדולים למשל יחס קרקע באזורים. יתר על כן, היא לניהול עם משאבים מוגבלים, ניתן לזהות קשרי הגומלין בין מאפייני המערכת האקולוגית, תהליכים ופלקסים, במיוחד בשילוב עם GHG נהיגה כוח מדידות. יחד עם זאת, לגבי שיטת micrometeorological, הוא גורם מינימלית אבל עדיין נמנע אדמה הפרעה, ומאפשר רזולוציה טמפורלית מינור. מספר שלבים הם המפתח ליישום השיטה: i) קאמרית עיצוב ופריסה, ii) לטעום טיפול וניתוחים, ו- iii) שטף שערוך. הצלחה ביישום הטכניקה שדות האורז דורשת התאמות שהצפתי שדה במהלך הרבה במחזור חיתוך, ולשם תחזוקה צמח האורז בתוך קראוון הקאמרית במהלך המדידות. לכן, אלמנטים נוספים כדי להיחשב לגבי היישום הרגיל של קרקעות חקלאיות שאינן מוצף מורכב מכשירי: i) הימנעות כל הפרעה מים לא מכוונות זה יכול מגזים פלקסים ולאחר ii) כולל אורז הצמחים בתוך קראוון קאמרית לחלוטין לשקול הגזים הנפלטים דרך תחבורה aerenchyma.
חקלאות היא המגזר היצרני זה, יחד עם יערנות ושימושי קרקע אחרים, מייצרת כ- 21% של פליטות GHG כללי1. מדידה מדויקת של פליטות GHG בקרקעות חקלאיות הוא מפתח לא רק להקים את הקביעה תפקיד נכונה של agroecosystems הן המקור והן כיור שינוי האקלים2, אלא גם כדי להגדיר אסטרטגיות להפחתת הסיכון מתאימה ויעילה בתוך במסגרת המטרות הסכם פריז.
פלקסים פליטה של גזי חממה החשוב ביותר שני המיוצר על ידי קרקעות חקלאיות (קרי, N2O ו- CH4) הינם מדידים באמצעות שיטות micrometeorological או את הטכניקה תאיים סגור3. הרוב המכריע של המחקרים נתוני דיווח על פליטת GHG קרקעות בשלושת העשורים האחרונים חלה4,תא סגור טכניקה5 אשר תוארה לראשונה בשנת 19266. נעשו מאמצים כמה לכוונן את הטכניקה, ולהתגבר על כל מקורות של החפץ ניסיוני, הסטייה7,8,9,10,11,12 13, ,14. פרוטוקולים ספציפיים, נאסף במועדים שונים, שמטרתם לתקנן את מתודולוגיות15,16,17,18,19, ואת הניסיונות המדעיים הם עדיין בדרך להקים את שיטות עבודה מומלצות עבור העסקת את הטכניקה וצמצום ההטיה בתחום הערכות השטף.
הטכניקה תאיים סגור סטטיים, אשר ליישום פאדי קרקעות מתואר במאמר זה מסתמך על התיאוריה דיפוזיה ומספק המתחם של נפח ידוע של האוויר מעל חלק מעל לפני הקרקע לתקופה מדויק. במהלך המתחם, CH4 ומולקולות2O N להעביר על ידי דיפוזיה לאורך הדרגתי הריכוז הטבעי מהאוויר נקבובית האדמה, שם הם מיוצרים על-ידי מיקרואורגניזמים מסוימים (methanogens במקרה של CH4; nitrifiers ו denitrifiers N2O), לאוויר בתוך קראוון קאמרית, בסופו של דבר דרך המים מציפים או aerenchyma של הצמח. הריכוזים של שני גזים בתוך קראוון קאמרית להגדיל לאורך זמן, מופע של עליות אלה מספק עבור הערכות השטף.
לגבי השיטות micrometeorological, מדידות תא סגור עדיפים לעתים קרובות סוגים שימוש קרקע שונות של מערכות אקולוגיות כאשר הלומדים GHG והנתיבים את המשקל מגרש, מכיוון שהם אינם שסגר על-ידי שדה הומוגנית גדולים2 או גבוהה לוגיסטי ו דרישות ההשקעה20. יתר על כן, הם מאפשרים ניתוח בו זמנית של ניסויים מניפולציה, כגון שיטות שונות אגרונומיים תחת פיקוח הדוק או12,טיפולים אחרים שדה21. לבסוף, הטכניקה מאפשרת זיהוי של קשרי הגומלין בין מאפייני המערכת האקולוגית, תהליכים ופלקסים. לחלופין, שני החסרונות העיקריים של הטכניקה לכלול חקר הטרוגניות יכולות יעיל יחסית, ואת ההשפעות של אדמת הפרעה עקב תא פריסה22. עם זאת, אלה detriments, לפחות באופן חלקי, ניתן להתגבר עם: עיצוב התא המתאים (כדי למזער את ההפרעה קרקע), אימוץ של מספר מספיק של משכפל (לחקור את ההשתנות המרחבית), אוטומטי לשימוש מערכת המאפשרת התעצמות התדירות של מדידות יומיות (לקחת בחשבון השתנות ההשתנות היומית) או קבוע (אותה שעה ביום) מדידה (כדי להשמיט את השפעת הטמפרטורה על השתנות שיורית).
פעולת היישום הראשון של השיטה שדה אורז ראשיתו בתחילת שנות ה-8023, את הייחוד העיקרי של השימוש ביחס שדות בתוליים הם הנוכחות של הצפות מים על אדמה ועל הצורך כלול הצמחים בתוך קראוון במהלך קאמרית מארז. כפי שמתואר בזהירות את הנייר הזה, התכונה הראשונה מרמז על הצורך עבור מערכות מסוימות למנוע הפרעה מים במהלך אירועים מדידה, כדי למנוע השטף מגזים בהערכת הנגרמת על ידי שיפור הנוצרות על-ידי מערבולת של גז פעפוע דרך המים מציפים. התכונה חיוני השני הוא חשבון גז התחבורה באמצעות aerenchyma אורז, המייצג עד 90% הנפלט CH424, אשר דורשת התקנים ראוי לכלול צמחים במהלך אירועים מדידה.
1. לשכת תכנון
2. עיגון הפריסה ואת הסידור של המערכת למניעת הפרעה אדמה
3. קאמרית הסגר ומדידות GHG
4. לטעום טיפול וניתוחים
5. שטף שערוך
כל אירוע מדידה מייצרת סדרה של ריכוזים GHG לאורך זמן עבור כל אחד התאים בפיקוח המהווה בסיס עבור הערכת פלקסים GHG. בעיקרון, אין צורך מסוים כדי למחוק את הנתונים, אך ששכיחות במצבים שמחוץ המודל התיאורטי של פונקציה עולה (בקפדנות הגדלה או הקטנה) צווי תשומת הלב על הדיוק של יישום פרוטוקול, אפשרי שגיאות unpredicted (למשל, זליגת בקבוקונים).
איור 1 דוחות שנה שלמה של פלקסים הנכון דוגמה CH4 . כפי שמתואר עם קווי שגיאה, תוצאות כאלה עשוי להשתנות במידה רבה, בעיקר מסיכונים של הטרוגניות המרחבי של אחראי על הפקת GHG מיקרוביאלי תהליכים. עבור משתמשים הנתקלים השתנות גבוהה, תוצאות כאלה לא בהכרח אות תוצאות רע. כדי השתנות גבוהה כתובת שעושה טיפול ההבדלים בלתי אפשרי לזהות, פשוט להגדיל את מספר משכפל.
איור 2, מוצגת דוגמה של חקר המסכן ההשתנות העונתית: מספר לא מספיק של מדידת אירועים הובילו underestimation של פלקסים שנתי.
פלקסים יומי יכול להיות משולב ולאחר מכן לחישוב פליטת המצטבר במהלך השנה השמשית, עונה החיתוך, או שלבים חיתוך מסוים. בדרך כלל, חישוב מצטבר פלקסים מסתמך על השינוי ליניארי של פלקסים בין שני והאירועים מדידה. דוגמה פלקסים מצטבר מוצג באיור 3 CH4.

איור 1. דוגמה העונתיות של CH4 פלקסים יומי של שדה אורז מוצפים מעל לשנה מלאה, כולל חיתוך מחזור (ממאי עד ספטמבר) והן בין-חיתוך תקופות. קווי שגיאה מייצגים תקן שגיאות. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

באיור 2. דוגמה העונתיות של CH4 פלקסים יומי של שדה אורז מוצפים במהלך שנה שלמה, עם מספר לא מספיק של מדידה האירועים לא מכסים כל הרגעים מרכזי עבור פליטת GHG. קווי שגיאה מייצגים תקן שגיאות. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

איור 3. דוגמה פליטת4 CH המצטבר על פני העונה החיתוך. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

באיור 4. שלבים עיקריים של שיטת יישום עם נקודות קריטיות המתאימים והמחוונים של הצלחה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
היישום של הטכניקה תאיים סגור סטטי פאדי אורז מכיל חמישה שלבים חיוניים, המתאים הסעיפים העיקריים המתוארים בפרוטוקול. כל שלב מכיל נקודות קריטיות של אשר יהיו מודעים ומחוונים כדי לבדוק את ההצלחה של שלב היישום, כפי שסוכם באיור4.
רוב נקודות קריטיות המתואר באיור 4 כבר המטופלות בפרוטוקול, יכולה להיפתר בקלות על ידי ביצוע המלצות כלולים. נקודת קריטית הבעייתי של הפרוטוקול הנוכחי הוא חישוב פלקסים בהתבסס על GHG וריאציית ריכוז במהלך מארז קאמרית. גם בעת שימוש בחבילת HMR לחישובים, זה רצוי לבחירת המודל הטוב ביותר כדי להחיל, עצמאית של ההצעה HMR, המבוססת על הערכה חזותית. זה אפילו יותר חשוב כאשר ריכוז בזמן תסטה הפעולה הצפוי של גידול עקבי או להקטין.
מספר וריאציות של הטכניקה המתוארת אפשריים במבנה של העקרונות המרכזיים, במיוחד הקשורים קאמרית גיאומטריה (החדר יכול להיות גם גלילי), חומר קאמרית (בכל שאינו חדיר, לובשת, ללא מקור/מפזר גז מולקולות תחת שיקול, חומר קל לשימוש, כגון טפלון אשר מתאימים, אבל יקר יותר), וסוג של מנתח GHG (מערכות נייד זמינים שאינן מחייבות גז העברת מזרקים, בקבוקונים). למרות זאת, מדידת פלקסים GHG של קרקעות צעד מכריע נדרש לעקוב אחר מקורות שינוי האקלים, להבין את התהליכים המובילים כדי פליטת, כדי לחקור את היעילות של אסטרטגיות להפחתת הסיכון האפשרי, וכדי להודיע מודלים לניבוי העתיד תרחישים. . זה חשוב יותר מאשר אי פעם כדי לאמץ את הפרוטוקולים הנפוצים שיבנו גוף אחיד של ידע לעקוב אחר agroecosystems על התקציב GHG גלובלית.
החוק גז אידאלי מוחל כאן לחישוב נפח מולרי של גזים אמיתיים. יישום זה הוא נרחב בשימוש וקיבל בגוף מסוים של ספרות, קירוב גז אידאלי ניתן להשתמש עם דיוק סבירה30.
לבסוף, בהתאם השאלות ניסיוני התשפטות בתוך ההקשר של מדידות GHG, לשקול מדידת המניעים העיקריים של CH4 ונקבוביות פליטות2O N, בטמפרטורה בקרקע, פוטנציאל חמצון-חיזור, אדמה אורגני מומס ריכוזי פחמן בקרקע נקבובית חנקות, אמוניום ריכוז.
המחברים אין לחשוף.
המחברים מודים על מרקו רומאני והוא אלאונורה פרנצ'סקה Miniotti וצוות העובדים מחקר מרכז של להזין אותי Nazionale Risi, אשר אירח את המשפט ניסיוני בו נוצרה הוידאו. אנחנו רוצים גם להודות פרנצ'סקו Alluvione הפלאש המדעי הראשון מוביל למימוש פרוטוקול ו ג'ואן ללאונרד עבור עבודתה היקר של עריכת האנגלית של כתב היד.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| עוגן/תא | - | סגורים בייצור עצמי | |
| בעובי 5 ס"מ | - | זהו חומר בידוד, שניתן למצוא בחנות חומרי בניין. | |
| ציפוי מחזיר אור (דמוי אלומיניום) | - | אנו משתמשים בשמיכה מבריקה, אך ניתן להשתמש בנייר אלומיניום למאכל. | |
| חתיכת צינור פלסטיק מעוקלת (1.5 ס"מ ו-24 ס"מ, DxL) | - | אנו משתמשים בצינור חשמלי, שניתן למצוא בחנות לחומרי בניין. | |
| מחבר בורג | - | אנו משתמשים במחבר לתעלות חשמל, שניתן למצוא בחנות לחומרי בניין. | |
| פקק גומי (1 ס"מ עומק) | - | ניתן למצוא בחנות לציוד מעבדה. | |
| שפופרת טפלון (3 מ"מ פנימי D) | - | ניתן למצוא בחנות לציוד מעבדה. | |
| עצירה חד-כיוונית | - | אנו משתמשים ב-stopcock לטפטוף, שניתן למצוא בחנות לציוד רפואי. | |
| מאוורר מחשב 12V | - | ניתן למצוא בחנות מחשבים. | |
| סוללה נטענת וניידת 12V-7Ah | - | ניתן למצוא בחנות לחומר חשמלי. | |
| מחברי פלדה | - | ניתן למצוא בחנות לחומרי בניין. | |
| לוחות עץ בגודל 30 ס"מ על 3 מ' (WxL) | - | ניתן למצוא במחסן חומרי בניין. | |
| מסגרת פלדה | - | בייצור עצמי | |
| - | ניתן למצוא בחנות לחומרי בניין. | ||
| קוביות בטון | - | ניתן למצוא במחסן של חומרי בניין. | |
| מזרק 50 מ"ל | - | ניתן למצוא בחנות לציוד רפואי / וטרינרי. | |
| סרגל מתקפל | - | ניתן למצוא בחנות לחומרי בניין. | |
| נתוני טמפרטורה | Onset | HOBO U23 Pro v2 לוגר | |
| Exetainer בקבוקון 12 מ"ל - תחתון שטוח | Labco UK | 736 W | |
| מחיצת גומי בוטיל לבקבוקונים | Labco UK | VW101 | |
| מחט היפודרמית 25 מד | - | ניתן למצוא בחנות לציוד רפואי. | |
| תקני CH4 ו-N2O | - | ניתן למצוא אצל ספק של בקבוקי גז. |