Name: ניטור הצטברות פחמן אנאורגנית פדוגנית עקב בליה של מינרלים סיליקט מתוקן בקרקעות חקלאיות. (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-06-04T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 32 s
Description: למד שיטת אימות לניטור הצטברות פחמן אנאורגני פדוגני בקרקעות חקלאיות מתוקנות בסיליקטי מתכות אלקליות. השיטה מסייעת לחקלאים להשתתף בתוכניות נקודות זיכוי פחמן שליליות ותורמת להפחתת שינויי האקלים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי מענק מסחור מזון מחשבתי, הממומן מקרן המצוינות במחקר הראשון של קנדה. וולאסטונייט הקנדית סיפקה תמיכה כספית תעשייתית כחלק ממענק זה.

1. שיטת דגימת קרקע ואיסוף ליבה
<ol><li>חלקו את השטח הממופה והתוחם לשטח חקלאי בעל עניין בחלקות שונות המבוססות על גובה הקרקע, יבולים היסטוריים ו/או אסטרטגיית ניהול קרקעות. קבע את ההחלקה של כל חלקה באמצעות מקלט GPS, לסווג את יבול היבול בהתבסס על רשומות חווה היסטוריות (מתחת לממוצע, ממוצע, מעל הממוצע), ואת אסטרטגיית ניהול הקרקע המשמשת עבור כל חלקה (סוגים של תיקוני קרקע המשמשים, אם בכלל). הנח את הדגלים בגבולות של כל חלקה כדי להקל על הדגימה הבאה. הערה: איור 1 מציג את המקטע של האזור המלבני הנחקר לארבע חלקות (A, B, C, D). תכנון ומידע ניסיוניים כאלה יועילו לבדוק את המשמעות הסטטיסטית של הנתונים המנותחים. יתר על כן, זה יכול להיות מתאים אדמות חקלאיות לא סדירות להיות נוח עבור יישור דגימה על פי פרמטר שנחשב הכרחי, מן הכיוון של שורות יבול לכיוון השטח, נגר, רוח דומיננטית, שביל השמש, וכו '. ארבע חלקות אלה נשקלו על מנת לאפשר קמפיין צילום שדה.</li>
	<li>השתמש בשיטת הדגימה האקראית המכוונת כדי לאסוף ליבות בכל חלקה. לחלק כל חלקה לאחר תבנית רשת ל- 25 תת-התוויות (איור 2). איסוף 25 ליבות הוא מעל המינימום המסורתי להמליץ על מספר ליבות (15-20).</li>
</ol>​<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61996/61996fig01.jpg"> איור 1: ייצוג החלקות המשמשות לאיסוף לדוגמה (כל חלקה מייצגת שטח של 5 מ' × 10 מ' (לגמרי ארבעה x 50 מ'2). דגלים שחורים מפרידים כל גבול התוויה כדי להקל על הדגימה, ודגלים לבנים מסמנים מיקומים לדגימה עמוקה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61996/61996fig01large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61996/61996fig02.jpg"> איור 2: מקטע משנה של כל חלקה לאיסוף דגימות ליבה (כל מקטע משנה מייצג שטח של מטר אחד x 2 מ'), בהתבסס על שיטת דגימה אקראית מכוונת. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61996/61996fig02large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.</a> 
<ol start="3"><li>אסוף דגימות ליבה מנקודות אקראיות בתוך כל תת-התוויית משנה, אחת לכל תת-התוויה. השתמש בדיקה הקרקע או סמפלר ליבת הקרקע כדי לאסוף את ליבת הקרקע עד שלושה אזורי עומק של 0-15 ס"מ, 15-30 ס"מ, ו 30-60 ס"מ כדי להסביר את וריאציה SIC עם עומק עקב תיקון קרקע סיליקט. הערה: בהתאם לסוג הקרקע ואת בדיקה / סמפלר בשימוש, סמפלר אחר עשוי להידרש כדי לאסוף את המדגם 30-60 ס"מ.</li>
	<li>השתמש בדגימה ניתנת להרחבה (או מדגם בעל יכולת דומה) כדי לאסוף דגימות קרקע עמוקות ממיקומי הדגל הלבן באיור 1, עד לשלושה אזורי עומק נוספים של 60-100 ס"מ, 100-175 ס"מ ו-175-250 ס"מ. דגימות אלה מסבירות את וריאציית אפיון הקרקע בעומקים אלה, כמו גם להעריך את רמת ה- SIC ברקע בשטח היבשתי שנחקר, עד לעומק העליון של אופק הפחמן הפדוגניים המתרחש באופן טבעי. הערה: בהתבסס על המאפיינים המקומיים באתר (למשל, עומק טבלת מי התהום), ניתן לשנות את האזור העמוק ביותר במקומות שונים.</li>
	<li>להעביר את דגימות הקרקע לתוך דליים, אחד עבור כל עומק שנדגם בכל חלקה. תערובת ידנית של הקרקעות בכל דלי ביסודיות. הנח את בודק הלחות הנייד במדגם הקרקע המעורבת. המתן עד שתכולת הלחות תתקן בנקודה יציבה על מד ההתקן. לחצו על כפתור המחזיק והקליטו את הערך כתכולת הלחות בזמן אמת של קרקעות מעורבבות.</li>
	<li>אחסן את הדגימות המשולבות בשקיות אטומות. יש לסמן תיקים כראוי עם מידע על החלקות (A, B, C או D), עומק הקרקע (0-15 ס"מ, 15-30 ס"מ, 30-60 ס"מ, 60-100 ס"מ, 100-175 ס"מ, 175-250 ס"מ) ותאריך דגימה.</li>
</ol>2. שבר קרקע לפני ניתוח כימי
<ol><li>לייבש את דגימות הקרקע בהקדם האפשרי לאחר דגימה כדי למזער את החמצון של פחמן הקרקע. לצורך כך, מניחים את דגימות הקרקע בקופסאות קרטון (2.5 אינץ' x 3 אינץ' x 3 אינץ') ומניחים את הקופסאות בארון ייבוש ב-50 מעלות צלזיוס למשך 24-48 שעות, עד שהאדמה מתייבשת. אחסן את הדגימות המיובשות באוויר בשקיות לדוגמה עד לניתוח נוסף.</li>
	<li>לפני שבר הקרקע, להפעיל את דגימות הקרקע דרך מסננת 2 מ"מ כדי להסיר שברים גדולים של סלעים ושרידי צמחים.</li>
	<li>תנור לייבש את הקרקעות מנופה על ידי הצבת הדגימות בתנור עמום נשמר ב 105 ± 2 מעלות צלזיוס לפחות 15 שעות.</li>
	<li>עבור שבר קרקע, מניחים 1 ק"ג של המדגם מיובש בתנור על הרשת העליונה של שייקר מסננת המורכבת בגדלים שונים של רשת (710 עד 50 מיקרומטר). לנער את sieves ב 60 סל"ד במשך 15 דקות. שברי מחבת &lt;50 מיקרומטר משמשים רצוי לניתוחים, שכן זהו שבר הקרקע המועשר בפחמת פדוגניים. הערה: שברי קרקע אחרים יכולים גם להיבדק כדי להניב נתונים נוספים לאימות הצטברות SIC עקב בליה משופרת של סיליקטים מתוקנים.</li>
</ol>3. קביעת בידוד פחמן אנאורגני פדוגניים
<ol><li>כדי לקבוע את תכולת הפחמן האנאורגנית של דגימות קרקע באמצעות ניתוח קלצימטריה, מקום 5 גרם של דגימת אדמה מנופה בבקבוק ארלנמייר מתאים. להשעות את המדגם ב 20 מ"ל של מים אולטרה. הוסף 7 מ"ל של 4 M HCl למבחנה זכוכית שטוחה קטנה, ולאחר מכן למקם את הצינור הזה זקוף בתוך הבקבוק באמצעות זוג פינצטה.</li>
	<li>חבר בזהירות את הבקבוק לקלצימטר על ידי הדבקת פקק הגומי. מפלס המים של הבורט בקלצימטר היה צריך להיות מותאם בעבר כנדרש, ותקני ריקים ו- CaCO3 היו צריכים להיות מופעלים פעם אחת על הקלצימטר לפי הצורך.</li>
	<li>לנער את הבקבוק, ובכך להפיל את צינור החומצה, עד מפלס המים בבורט מגיע ערך קבוע, ולא מבעבע נצפתה בתמיסה (זה לוקח בערך 5 דקות).</li>
	<li>חשב את תוכן CaCO3(CaCO3(eqv)של המדגם (g,CaCO3(eqv)·( ק"ג, אדמה)-1) בהתבסס על שינוי עוצמת הקול שנצפה בבורט, וערכי הכיול הריקים וה- CaCO3, באמצעות נוסחת הכיול המתאימה. תוכן SIC מתקבל על ידי המרת g,CaCO3(eqv)· (ק"ג, אדמה) -1 ערך לק"ג,CO2· (טון, אדמה) -1 או ק"ג,C· (טון, אדמה) -1.<ol>
<li>חשב את תוכן CaCO3(eqv) של הדוגמה באמצעות הנוסחה הבאה: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61996/61996eq1.jpg">(4) איפה: w (CaCO3(eqv)= תכולת הפחמן של האדמה המיובשת בתנור m1 = המסה של חלק הבדיקה m2 = המסה הממוצעת של תקני סידן פחמתי V1 = נפח הפחמן הדו חמצני המיוצר על ידי התגובה של חלק הבדיקה V2 = הנפח הממוצע של פחמן דו חמצני המיוצר על ידי תקני סידן פחמתי V3 = שינוי עוצמת הקול בקביעות הריקות w (H2O) = תכולת המים של המדגם המיובש הערה: שלבים 3.1 עד 3.4 מתבצעים בהתבסס על פרוטוקול סטנדרטי29.</li>
	</ol></li>
	<li>למדידת צפיפות בתפזורת (BD) של אדמה ((טון, אדמה)··m-3),מניחים aliquot גדול מספיק של דגימת אדמה מיובשת בתנור במיכל עם נפח ידוע. לשקול את המדגם באמצעות סולם. היחס בין המשקל היבש לנפח המדגם נחשב BD. הערה: ההתקנים החלופיים לחישוב "צפיפות בצובר ללא הפרעה" מוצגים בדיון.</li>
	<li>חשב את ה- SIC של אריאל (ק"ג,CO2·( hectare)-1) באמצעות הנוסחה הבאה: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/61996/61996eq2.jpg">(5) איפה: A = שטח הפנים DT = עובי עומק</li>
	<li>חשב את סך ה-SIC (SIC 0-60 ס"מ, ק"ג, CO2·( דונם)-1) עבור כל חלקה, באמצעות ערכי SIC אריאליים המתקבלים עבור כל עומק, כדלקמן: SIC התוויה A = SIC0-60 ס"מ = SIC0-15 ס"מ + SIC15-30 ס"מ + SIC30-60 ס"מ (6)</li>
	<li>הוסף את סה"כ SIC אריאל (SIC 0-60 ס"מ, ק"ג, CO2·( דונם)-1) תוכן עבור כל חלקה (A, B, C, D) נחקר, ולקבל את הממוצע הממוצע כדלקמן: <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/61996/61996eq3v2.jpg">(7)</li>
	<li>חלק את ממוצע SIC (ק"ג,CO2·( דונם)-1) המתקבל מ- Eq. 7 על ידי שיעור היישום של מינרל/סלע סיליקט המשמש לתיקון הקרקע ((טון, סיליקט)·· דונם)-1). הערה: זה יספק את כמות הפחמן האנאורגני הפדוגניים מבודד במונחים של ק"ג CO2 לטון של סיליקט מוחל (ק"ג, CO2·( טון, סיליקט)-1). אם מתבצעת חקירה רב-שנתית, או קיימת עלילה ללא תיקון סיליקט, יש לשנות שלב זה כדי להסביר את הבידוד הכולל ואת התיקון הכולל על פני ערכים ארוכי טווח, או שנה אחר שנה, או בידוד פחמן פדוגני נטו.</li>
</ol>

<ol><li>NOAA. Trends in atmospheric carbon dioxide. NOAA. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/">https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/</a> (2020).</li>
<li>Socolow, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wedges+reaffirmed%5BTitle%5D)+AND+%22Bulletin+of+the+Atomic+Scientists%22%5BJournal%5D)">Wedges reaffirmed.</a> Bulletin of the Atomic Scientists. 2011 (9), (2011).</li>
<li>Mission Innovation. Joint launch statement. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Mission+Innovation%22">Mission Innovation</a>. , Mission Innovation Countries. Paris. (2015).</li>
<li>Lackner, K. S., Brennan, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Envisioning+carbon+capture+and+storage%3A+Expanded+possibilities+due+to+air+capture%2C+leakage+insurance%2C+and+C-14+monitoring%5BTitle%5D)+AND+%22Climatic+Change%22%5BJournal%5D)">Envisioning carbon capture and storage: Expanded possibilities due to air capture, leakage insurance, and C-14 monitoring.</a> Climatic Change. 96 (3), 357-378 (2009).</li>
<li>Lackner, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+guide+to+CO2+sequestration%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">A guide to CO2 sequestration.</a> Science. 300 (5626), 1677-1678 (2003).</li>
<li>Kwon, S., Fan, M., DaCosta, H. F. M., Russell, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Factors+affecting+the+direct+mineralization+of+CO2+with+olivine%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Environmental+Sciences%22%5BJournal%5D)">Factors affecting the direct mineralization of CO2 with olivine.</a> Journal of Environmental Sciences. 23 (8), 1233-1239 (2011).</li>
<li>Hartmann, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+chemical+weathering+as+a+geoengineering+strategy+to+reduce+atmospheric+carbon+dioxide%2C+supply+nutrients%2C+and+mitigate+ocean+acidification%5BTitle%5D)+AND+%22Reviews+of+Geophysics%22%5BJournal%5D)">Enhanced chemical weathering as a geoengineering strategy to reduce atmospheric carbon dioxide, supply nutrients, and mitigate ocean acidification.</a> Reviews of Geophysics. 51 (2), 113-149 (2013).</li>
<li>Batjes, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Total+carbon+and+nitrogen+in+the+soils+of+the+world%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Soil+Science%22%5BJournal%5D)">Total carbon and nitrogen in the soils of the world.</a> European Journal of Soil Science. 47 (2), 151-163 (1996).</li>
<li>Haque, F., Chiang, Y. W., Santos, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Alkaline+mineral+soil+amendment%3A+A+climate+change+stabilization+wedge%5BTitle%5D)+AND+%22Energies%22%5BJournal%5D)">Alkaline mineral soil amendment: A climate change stabilization wedge.</a> Energies. 12 (12), 2299(2019).</li>
<li>Strefler, J., Amann, T., Bauer, N., Kriegler, E., Hartmann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+and+costs+of+carbon+dioxide+removal+by+enhanced+weathering+of+rocks%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Research+Letters%22%5BJournal%5D)">Potential and costs of carbon dioxide removal by enhanced weathering of rocks.</a> Environmental Research Letters. 13 (3), 34010(2018).</li>
<li>Beerling, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Farming+with+crops+and+rocks+to+address+global+climate%2C+food+and+soil+security%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Plants%22%5BJournal%5D)">Farming with crops and rocks to address global climate, food and soil security.</a> Nature Plants. 4 (3), 138-147 (2018).</li>
<li>Lefebvre, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessing+the+potential+of+soil+carbonation+and+enhanced+weathering+through+Life+Cycle+Assessment%3A+A+case+study+for+Sao+Paulo+State%2C+Brazil%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cleaner+Production%22%5BJournal%5D)">Assessing the potential of soil carbonation and enhanced weathering through Life Cycle Assessment: A case study for Sao Paulo State, Brazil.</a> Journal of Cleaner Production. 233, 468-481 (2019).</li>
<li>Haque, F., Santos, R. M., Chiang, Y. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CO2+sequestration+by+wollastonite-amended+agricultural+soils-An+Ontario+field+study%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Greenhouse+Gas+Control%22%5BJournal%5D)">CO2 sequestration by wollastonite-amended agricultural soils-An Ontario field study.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 97, 103017(2020).</li>
<li>Ten Berge, H. F. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olivine+weathering+in+soil%2C+and+its+effects+on+growth+and+nutrient+uptake+in+ryegrass+%28Lolium+perenne+L.%29%3A+a+pot+experiment%5BTitle%5D)+AND+%22PloS+One%22%5BJournal%5D)">Olivine weathering in soil, and its effects on growth and nutrient uptake in ryegrass (Lolium perenne L.): a pot experiment.</a> PloS One. 7 (8), 42098(2012).</li>
<li>Amann, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhanced+weathering+and+related+element+fluxes-A+cropland+mesocosm+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeosciences%22%5BJournal%5D)">Enhanced weathering and related element fluxes-A cropland mesocosm approach.</a> Biogeosciences. 17 (1), 103-119 (2020).</li>
<li>Manning, D. A. C., Renforth, P., Lopez-Capel, E., Robertson, S., Ghazireh, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbonate+precipitation+in+artificial+soils+produced+from+basaltic+quarry+fines+and+composts%3A+An+opportunity+for+passive+carbon+sequestration%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Greenhouse+Gas+Control%22%5BJournal%5D)">Carbonate precipitation in artificial soils produced from basaltic quarry fines and composts: An opportunity for passive carbon sequestration.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 17, 309-317 (2013).</li>
<li>Frazell, J., Elkins, R., O'Geen, A. T., Reynolds, R., Meyers, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Facts+about+serpentine+rock+and+soil+containing+asbestos+in+California%5BTitle%5D)+AND+%22ANR+Publication%3A+University+of+California%22%5BJournal%5D)">Facts about serpentine rock and soil containing asbestos in California.</a> ANR Publication: University of California. , 8399(2009).</li>
<li>Kelland, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+yield+and+CO2+sequestration+potential+with+the+C4+cereal+Sorghum+bicolor+cultivated+in+basaltic+rock+dust-amended+agricultural+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Global+Change+Biology%22%5BJournal%5D)">Increased yield and CO2 sequestration potential with the C4 cereal Sorghum bicolor cultivated in basaltic rock dust-amended agricultural soil.</a> Global Change Biology. 26 (6), 3658-3676 (2020).</li>
<li>Haque, F., Santos, R. M., Chiang, Y. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimizing+inorganic+carbon+sequestration+and+crop+yield+with+wollastonite+soil+amendment+in+a+microplot+study%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Plant+Science%22%5BJournal%5D)">Optimizing inorganic carbon sequestration and crop yield with wollastonite soil amendment in a microplot study.</a> Frontiers in Plant Science. 11, 1012(2020).</li>
<li>Palandri, J. L., Kharaka, Y. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+compilation+of+rate+parameters+of+water-mineral+interaction+kinetics+for+application+to+geochemical+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22National+Energy+Technology+Laboratory-United+States+Department+of+Energy%22%5BJournal%5D)">A compilation of rate parameters of water-mineral interaction kinetics for application to geochemical modeling.</a> National Energy Technology Laboratory-United States Department of Energy. , Menlo Park, California. USGS Open File report 2004-1068 (2004).</li>
<li>Schott, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Formation%2C+growth+and+transformation+of+leached+layers+during+silicate+minerals+dissolution%3A+The+example+of+wollastonite%5BTitle%5D)+AND+%22Geochimica+et+Cosmochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Formation, growth and transformation of leached layers during silicate minerals dissolution: The example of wollastonite.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 98, 259-281 (2012).</li>
<li>Brioche, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mineral+commodity+summaries-Wollastonite%5BTitle%5D)+AND+%22US+Geological+Survey%22%5BJournal%5D)">Mineral commodity summaries-Wollastonite.</a> US Geological Survey. , (2018).</li>
<li>Haque, F., Santos, R. M., Dutta, A., Thimmanagari, M., Chiang, Y. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Co-benefits+of+wollastonite+weathering+in+agriculture%3A+CO2+sequestration+and+promoted+plant+growth%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Omega%22%5BJournal%5D)">Co-benefits of wollastonite weathering in agriculture: CO2 sequestration and promoted plant growth.</a> ACS Omega. 4 (1), 1425-1433 (2019).</li>
<li>Li, Y., Both, A. -J., Wyenandt, C. A., Durner, E. F., Heckman, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applying+Wollastonite+to+Soil+to+Adjust+pH+and+Suppress+Powdery+Mildew+on+Pumpkin%5BTitle%5D)+AND+%22HortTechnology%22%5BJournal%5D)">Applying Wollastonite to Soil to Adjust pH and Suppress Powdery Mildew on Pumpkin.</a> HortTechnology. 29 (6), 811-820 (2019).</li>
<li>Mao, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphate+addition+diminishes+the+efficacy+of+wollastonite+in+decreasing+Cd+uptake+by+rice+%28Oryza+sativa+L.%29+in+paddy+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Science+of+the+Total+Environment%22%5BJournal%5D)">Phosphate addition diminishes the efficacy of wollastonite in decreasing Cd uptake by rice (Oryza sativa L.) in paddy soil.</a> Science of the Total Environment. 687, 441-450 (2019).</li>
<li>Hangx, S. J. T., Spiers, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coastal+spreading+of+olivine+to+control+atmospheric+CO2+concentrations%3A+A+critical+analysis+of+viability%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Greenhouse+Gas+Control%22%5BJournal%5D)">Coastal spreading of olivine to control atmospheric CO2 concentrations: A critical analysis of viability.</a> International Journal of Greenhouse Gas Control. 3 (6), 757-767 (2009).</li>
<li>Zamanian, K., Pustovoytov, K., Kuzyakov, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pedogenic+carbonates%3A+Forms+and+formation+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Earth-Science+Reviews%22%5BJournal%5D)">Pedogenic carbonates: Forms and formation processes.</a> Earth-Science Reviews. 157, 1-17 (2016).</li>
<li>Dudhaiya, A., Haque, F., Fantucci, H., Santos, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+physically+fractionated+wollastonite-amended+agricultural+soils%5BTitle%5D)+AND+%22Minerals%22%5BJournal%5D)">Characterization of physically fractionated wollastonite-amended agricultural soils.</a> Minerals. 9 (10), 635(2019).</li>
<li>Calcimeter manual. Eijlelkamp Soil & Water. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.eijkelkamp.com/download.php?file=M0853e_Calcimeter_b21b.pdf">https://www.eijkelkamp.com/download.php?file=M0853e_Calcimeter_b21b.pdf</a> (2020).</li>
<li>ASTM. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ASTM+D4373+-+Standard+test+method+for+rapid+determination+of+carbonate+content+of+soils%5BTitle%5D)+AND+%22American+Society+of+Testing+of+Materials%22%5BJournal%5D)">ASTM D4373 - Standard test method for rapid determination of carbonate content of soils.</a> American Society of Testing of Materials. , (2014).</li>
<li>Schönenberger, J., Momose, T., Wagner, B., Leong, W. H., Tarnawski, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Canadian+field+soils+I.+Mineral+composition+by+XRD%2FXRF+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Thermophysics%22%5BJournal%5D)">Canadian field soils I. Mineral composition by XRD/XRF measurements.</a> International Journal of Thermophysics. 33 (2), 342-362 (2012).</li>
<li>Versteegh, E. A. A., Black, S., Hodson, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+isotope+fractionation+between+amorphous+calcium+carbonate+and+calcite+in+earthworm-produced+calcium+carbonate%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Geochemistry%22%5BJournal%5D)">Carbon isotope fractionation between amorphous calcium carbonate and calcite in earthworm-produced calcium carbonate.</a> Applied Geochemistry. 78, 351-356 (2017).</li>
<li>Soil Sampling. LSADPROC-300-R4. EPA. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-06/documents/Soil-Sampling.pdf">https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-06/documents/Soil-Sampling.pdf</a> (2020).</li>
<li>Smith, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+measure%2C+report+and+verify+soil+carbon+change+to+realize+the+potential+of+soil+carbon+sequestration+for+atmospheric+greenhouse+gas+removal%5BTitle%5D)+AND+%22Global+Change+Biology%22%5BJournal%5D)">How to measure, report and verify soil carbon change to realize the potential of soil carbon sequestration for atmospheric greenhouse gas removal.</a> Global Change Biology. 26 (1), 219-241 (2020).</li>
<li>Donovan, P. Measuring soil carbon change: A flexible, practical, local method. , Retrieved on January 19, 
 <a target="_blank" href="https://soilcarboncoalition.org/measuring-soil-carbon-change-flexible-practical-local-method/">https://soilcarboncoalition.org/measuring-soil-carbon-change-flexible-practical-local-method/</a> (2021).</li>
<li>Haque, F., Santos, R. M., Chiang, Y. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+nondestructive+techniques+in+mineral+carbonation+for+understanding+reaction+fundamentals%5BTitle%5D)+AND+%22Powder+Technology%22%5BJournal%5D)">Using nondestructive techniques in mineral carbonation for understanding reaction fundamentals.</a> Powder Technology. 357, 134-148 (2019).</li>
<li>Han, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+soil+carbon+sequestration+following+the+afforestation+of+former+arable+land+by+physical+fractionation%5BTitle%5D)+AND+%22Catena%22%5BJournal%5D)">Understanding soil carbon sequestration following the afforestation of former arable land by physical fractionation.</a> Catena. 150, 317-327 (2017).</li>
<li>Jagadamma, S., Lal, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distribution+of+organic+carbon+in+physical+fractions+of+soils+as+affected+by+agricultural+management%5BTitle%5D)+AND+%22Biology+and+Fertility+of+Soils%22%5BJournal%5D)">Distribution of organic carbon in physical fractions of soils as affected by agricultural management.</a> Biology and Fertility of Soils. 46 (6), 543-554 (2010).</li>
<li>Walter, K., Don, A., Tiemeyer, B., Freibauer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determining+soil+bulk+density+for+carbon+stock+calculations%3A+a+systematic+method+comparison%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Science+Society+of+America+Journal%22%5BJournal%5D)">Determining soil bulk density for carbon stock calculations: a systematic method comparison.</a> Soil Science Society of America Journal. 80 (3), 579-591 (2016).</li>
<li>Huijgen, W. J. J., Witkamp, G. -J., Comans, R. N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+aqueous+wollastonite+carbonation+as+a+possible+CO2+sequestration+process%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Engineering+Science%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of aqueous wollastonite carbonation as a possible CO2 sequestration process.</a> Chemical Engineering Science. 61 (13), 4242-4251 (2006).</li>
<li>Bughio, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neoformation+of+pedogenic+carbonates+by+irrigation+and+fertilization+and+their+contribution+to+carbon+sequestration+in+soil%5BTitle%5D)+AND+%22Geoderma%22%5BJournal%5D)">Neoformation of pedogenic carbonates by irrigation and fertilization and their contribution to carbon sequestration in soil.</a> Geoderma. 262, 12-19 (2016).</li>
<li>Carmi, I., Kronfeld, J., Moinester, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sequestration+of+atmospheric+carbon+dioxide+as+inorganic+carbon+in+the+unsaturated+zone+under+semi-arid+forests%5BTitle%5D)+AND+%22Catena%22%5BJournal%5D)">Sequestration of atmospheric carbon dioxide as inorganic carbon in the unsaturated zone under semi-arid forests.</a> Catena. 173, 93-98 (2019).</li>
<li>Washbourne, C. L., Lopez-Capel, E., Renforth, P., Ascough, P. L., Manning, D. A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+removal+of+atmospheric+CO2+by+urban+soils%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Rapid removal of atmospheric CO2 by urban soils.</a> Environmental Science and Technology. 49 (9), 5434-5440 (2015).</li>
</ol>

למחברים אין ניגוד אינטרסים.

בהתחשב בכך איסוף דגימות משדות חקלאיים מופרים הוא בדרך כלל קשה, הוא הציע כי דגימות יש לאסוף לפני יישום מים מזינים. כמו כן מומלץ להימנע מאיסוף דגימות משדות קפואים. עומק הדגימה עשוי להשתנות באזורים שונים בהתאם לנוחות הדגימה מעל הפרופיל האנכי ועומק שולחן המים. מכשיר דגימת הקרקע שנבחר תלוי במבנה הקרקע ועומק העניין33. אמנם זה נוח יותר להשתמש בבדיקות יד / augers במקרה של דגימות רדודות, בדרך כלל גרסה מתקדמת יותר (למשל, auger להאריך) מומלץ לשחזור דגימות תת קרקעי33. בדומיננטיות של חי...

CO2 הוא גז חממה מרכזי (GHG), וריכוזו באטמוספירה גדל ברציפות. CO2 הממוצע העולמי הקדם-אינדוסטראלי היה כ-315 חלקים למיליון (עמודים לדקה), נכון לאפריל 2020, ריכוז ה-CO2 האטמוספרי עלה ליותר מ-416 עמודים לדקה, מה שגרם להתחממות כדור הארץ1. לכן, זה קריטי כדי להפחית את הריכוז של זה חום לכידת GHG באטמוספירה. Socolow2 הציע כי כדי לייצב את הריכוז של CO אטמוספרי2 כדי 500 עמודים לדקה על ידי 2070, תשעה "טריזים ייצוב" יידרש, שבו כל טריז ייצוב היא גישה הקלה אישית, בגודל כדי להשיג 3.67 GT CO2 eq בשנה בהפחתת פליטות.
לכידת פחמן ואחסון (CCS) היא הטכנולוגיה העיקרית כדי להפחית את CO2 מהאטמוספירה, כפי שהומלץ על ידי היוזמה חדשנות המשימה, הושק בכנס האו"ם לשינוי האקלים 20153. כדי ללכוד CO2אטמוספרי , שלוש אפשרויות האחסון העיקריות הזמינות הן אחסון האוקיינוס, אחסון גיאולוגי, פחמןמינרלי 4. התמקדות פחמן מינרלי, CO2 מאוחסן על ידי המרת מתכות אדמה אלקליין, בעיקר סידן ומגנזיום עשיר סיליקטים, לתוך קרבונטים יציבים תרמודינמית עבור מסגרות זמן גיאולוגיות (על פני מיליוני שנים)5. לדוגמה, אוליבין, פירוקסן, ומינרלים קבוצת סרפנטין יש פוטנציאל לעבור פחמןמינרלי 6; עם זאת, בתנאים רגילים, תגובות אלה מוגבלות על ידי קינטיקה תגובה איטית. לכן, כדי להאיץ את התהליך בתנאי הסביבה, צורות מועכות (מרוסקות /טחונות) של סיליקטים אלה ניתן להחיל על קרקעות חקלאיות, תהליך המכונה בליה משופרת יבשתית7. אדמה היא כיור טבעי לאחסון CO2, כיום להיות מאגר עבור 2500 GT של פחמן, אשר שלוש פעמים את המאגר האטמוספרי (800 GT פחמן)8. תהליכים פדוגניים בקרקעות ובתת-ענפים מווסתים CO2 אטמוספרי על ידי שני מסלולים טבעיים עיקריים, כלומר מחזור החומר האורגני ו בליה של מינרלים מתכתיים אלקליין, המשפיעים על בריכות פחמן אורגניות ואנאורגניות, בהתאמה9.
ההערכה היא כי כמעט 1.1 GT של CO2 אטמוספרי הוא מינרלים באמצעות סלע כימי בליה מדי שנה10. סלעי סיליקט עשירים בסידן ומגנזיום (למשל, בזלת) נחשבים למזון העיקרי לליווי משופר9,11,12. לאחר כתוש מינרלים המכילים סיליקט מוחלים על שדות חקלאיים, הם מתחילים להגיב עם CO2 מומס ב נקבוביות הקרקע, מסכם עם משקעים מינרליים של קרבונטים יציבים11,13. אוליבין14,15, וולאסטונייט (CaSiO3)13, dolerite, ובזלת16 הם בין מינרלים אשר הוכיחו פוטנציאל בידוד פחמן באמצעות בליה משופרת במחקרים קודמים. למרות הזמינות הגדולה יותר, ולכן אולי יכולת בידוד CO2 גדולה יותר, של סיליקטים מגנזיום, ישנם חששות לגבי היישום שלהם עבור בליה משופרת באזורי יבול בשל ההשפעה הסביבתית הפוטנציאלית שלהם כתוצאה Cr ו Ni שטיפה ואת הנוכחות האפשרית של חלקיקים אזבסטיפורם11,15,17,18. כמו סיליקט נושא סידן, wollastonite מודגש בזאת כמועמד העיקרי לתהליך זה בשל תגובתיות גבוהה שלה, מבנה כימי פשוט, להיות שפיר לסביבה, כמו גם להקל על הייצור של קרבונטים בשל מליטה חלשה יותר של יוני Ca למטריצת סיליקה שלה12,19,20,21. וולאסטונייט שנכרה בקינגסטון, אונטריו, קנדה, וכיום ממוסחר על ידי וולסטונייט הקנדית ליישומים חקלאיים, אינו מכיל רמות גבוהות של מתכות מסוכנות. עתודות wollastonite ברחבי העולם מוערך להיות מעל 100 הר, עם סין, הודו, ארה"ב, מקסיקו, קנדה, ופינלנד כמו המדינות היצרניות העליון22.
בליה משופרת של מינרל סיליקט הוא העריך כדי לקדם את בריאות הקרקע, בעיקר גידול יבול יבול ושיפור צמיחת הצמח, המוביל לירידה פוטנציאלית ביישום של דשנים סינתטיים, אשר יכול לתרום עוד יותר להפחתת פליטת GHG11,18,19. מחקרים קודמים דיווחו כי היישום של מינרלים סיליקט Ca עשיר לקרקעות מספק בסיסיות לנטרול חומציות במדיום הקרקע, לטובת ייצור היבול23,24,25. זה גם מעכב גיוס מתכות רעילות, רגישים לתנאים חומציים, בליה משופרת יכול להיות שימושי עבור שחיקה מפגרת דרך תוספת חומר אורגני הקרקע11.
משוואות 1-3 מראות כיצד בידוד פחמן פדוגני כמו קרבונטים אנאורגניים אפשרי על ידי תיקון קרקעות עם וולסטונייט. Ambient CO2 נכנס לאדמה דרך מי גשמים או מיוצר באדמה על ידי פעילות מיקרוביאלית המשפילה תרכובות אורגניות. לאחר מגע עם נקבוביות קרקע, נוצרת חומצה פחמתית, אשר מנתק כדי ליצור ביקרבונט ופרוטון (משוואה 1). בנוכחות צמחים, הפרשות שורש, כגון חומצת לימון וחומצה מלזית, משתחררים, אשר מספקים גם פרוטונים במערכת. פרוטונים אלה מקלים על פירוק הוולסטונייט באדמה באמצעות שחרור יוני Ca והשארת סיליקה אמורפית מאחור (משוואה 2). יוני Ca ששוחררו בסופו של דבר מגיבים עם ביקרבונט לזרז כמו קרבונטים (קלציט גבישי או זנים אחרים, בהתאם לתנאים גיאוכימיים) (משוואה 3). זה נוצר סידן פחמתי הופך לחלק פחמן אנאורגני הקרקע (SIC) שבר26.
פתיר CO2 סביבתי:
2CO2(g) + 2H2O(l) ↔ 2H2CO3(aq) ↔ 2HCO3- + 2H+ (1)
פירוק וולאסטונייט (H+ מהניתוק של חומצה פחמתית ושורש exudates):
CaSiO3(s) + 2 שעות+ → Ca2+ + H2O(l) + SiO2(s) (2)
משקעים פחמתיים אנאורגניים פדוגניים:
Ca2+ + 2 HCO3- → CaCO3(ים)↓ + H 2O(l) + CO2(g) (3)
בעבודה האחרונה שלנו, בליה משופרת באמצעות יישום של wollastonite לקרקעות חקלאיות, כתיקון גיר חלופי, נמצאה יעילה עבור CaCO 3 משקעים בקרקע העליונה, הן בקנהמידה מעבדה ושדה, ועל פני קצר (כמה חודשים) וארוך (3 שנים) מונחים. במחקרי השדה, הערכות כימיות ומינרלוגיות גילו כי התוכן SIC עולה באופן פרופורציונלי מינון יישום wollastonite (טון·דונם-1)13. במחקרי מעבדה, הניתוח המינרלולוגי הראה נוכחות של קרבונט פדוגניים עקב בידוד פחמן19. היווצרות קרבונט פדוגנית באדמה תלויה במספר גורמים, בעיקר: טופוגרפיה, אקלים, צמחיית פני השטח, תהליכים ביוטיים בקרקע ותכונות פיזיוכימיות של הקרקע27. המחקר הקודם שלנו23 קבע את תפקידם של צמחים (צמח קטניות (שעועית ירוקה) וצמח לא קטנוני (תירס)) על בליה וולאסטונית היווצרות קרבונט אנאורגנית באדמה. המחקר המתמשך שלנו על היווצרות פחמן פדוגניים והגירה בקרקעות ובתת-קרקעות כולל חקירת גורלם של קרבונטים בקרקע חקלאית, שנוצרו לראשונה בקרקעות העליונות עקב בליה של מינרלים בעומקים שונים ולמשך הזמן. על פי Zamanian et al.27, אופק קרבונט פדוגניים המתרחשים באופן טבעי נמצא רחוק יותר מפני השטח ככל שקצב המשקעים המקומי עולה, כאשר החלק העליון של אופק זה מופיע בדרך כלל בין כמה סנטימטרים ל -300 ס"מ מתחת לפני השטח. פרמטרים אחרים של הסביבה והאדמה, כגון איזון מי קרקע, דינמיקה עונתית, תכולת הפחמן הראשונית בחומר אב, תכונות פיזיקליות של הקרקע, משפיעים גם הם על עומק התרחשות זו27. לכן יש חשיבות לדגום קרקעות לעומק מספיק בכל ההזדמנויות כדי לקבל הבנה מדויקת של המקורי ואת הרמות המצטברות של SIC הנובע בליה משופרת של סיליקטים.
בקנה מידה השדה, מגבלה חשובה היא השימוש בשיעורי יישום נמוכים של תיקוני קרקע סיליקט. מכיוון שיש ידע מוגבל על ההשפעה של סיליקטים רבים (כגון וולסטונייט ואוליבין) על בריאות הקרקע והצמחים, יצרנים מסחריים נמנעים מבדיקת שיעורי יישום גבוהים יותר שעלולים לגרום לבידוד פחמן משמעותי. כתוצאה משיעורי יישום נמוכים כאלה, כמו גם את השטח הגדול של שדות יבול, אתגר מחקרי בדרך כלל בפני הוא לקבוע שינויים SIC כאשר הערכים נמוכים יחסית, כדי לשחזר ולבודד את גרגרי סיליקט ומוצרי בליה מהאדמה ללמוד שינויים מורפולוגיים ומינרלוגיים. בעבודתנו בעבר, דיווחנו על האופן שבו שבר פיזי של האדמה המתוקנת בוולאסטונייט (באמצעות מסננת) אפשר הבנה טובה יותר של תהליך בליה, במיוחד היווצרות והצטברות של קרבונטים פדוגניים28. בהתאם לכך, התוכן הגבוה יותר של וולסטונייט ומוצרי בליה זוהו בחלק העדין יותר של הקרקע, שסיפק ערכים גבוהים למדי במהלך ניתוחים, והבטיח תוצאות מדויקות ואמינות יותר. הממצאים מדגישים את החשיבות של שימוש בשבר פיזי, באמצעות מיון או אמצעי הפרדה אחרים, להערכת אמין של הצטברות הפחמן המבודד בקרקעות מתוקנות סיליקט. עם זאת, מידת השבר יכולה להשתנות מאדמה לאדמה וסיליקט לסיליקט, ולכן יש לחקור אותה עוד יותר.
מדידה מדויקת של SIC היא קריטית לקביעת הליך סטנדרטי ומדעי שניתן לאמץ על ידי חוקרים שונים המעוניינים לנתח את האבולוציה של SIC ו (ופחמן אורגני) לאורך זמן ועומק של הקרקע. מתודולוגיה כזו מאפשרת לחקלאים לתבוע אשראי פחמן כתוצאה מהיווצרות SIC בקרקעות השדה שלהם. הפרוטוקול הבא מתאר, בפירוט: (1) שיטת דגימת קרקע לשימוש בעקבות תיקון סיליקט הקרקע, המהווה את המשמעות הסטטיסטית של נתוני הקרקע המנותחים; (2) שיטת שבר קרקע המשפרת את הדיוק של כימות שינויים בבריכת קרבונט אנאורגנית פדוגנית כתוצאה מפלינג סיליקט משופר, ו- (3) שלבי החישוב המשמשים לקביעת קצב הבידוד של SIC כתוצאה מתיקון סיליקט הקרקע. לצורך הפגנה זו, וולסטונייט, שמקורו בוולאסטונייט הקנדי, הוא הניח להיות מינרל סיליקט להחיל על קרקעות חקלאיות, ואת הקרקעות החקלאיות נחשבים דומים לאלה שנמצאו באדמות החקלאיות של דרום אונטריו.
ההליך הכרוך בתיקון קרקע חקלאית עם וולסטונייט (למשל, קביעת כמות הוולסטונייט שיש להחיל לדונם, והשיטה להפצתה על פני האדמה) תואר במחקר הקודם שלנו13. אזור המחקר בעבודתנו הקודמת וההווה הוא חלקות מלבניות; לכן, שיטת הדגימה האקראית הישירה מתאימה למחקרים כאלה. זוהי שיטה נפוצה בשל העלות הנמוכה שלה, דרישת זמן מופחתת, ואת היכולת לספק אי ודאות סטטיסטית נאותה. באופן דומה, בהתאם לתנאי השדה השונים ורמת המשמעות הסטטיסטית הרצויה, ניתן להשתמש גם בשיטות דגימת זונל או רשת. דיוק בדגימת הקרקע חיוני כדי להפחית את אי הוודאות הסטטיסטית כתוצאה מהטיית דגימה. כאשר נעשה שימוש בסטטיסטיקה, השגת פחות מ-95% ביטחון (כלומר, p < 0.05) אינה נחשבת "מובהקת סטטיסטית". עם זאת, עבור מחקרי קרקע מסוימים, רמת הביטחון עשויה להיות רגועה ל -90% (כלומר, p < 0.10) בשל מספר הפרמטרים הבלתי מבוקרים (כלומר, משתנים באופן טבעי) בתנאי השדה המשפיעים על הדיוק הכללי של המדידות. בפרוטוקול זה נאספים שני סטים של דגימות על מנת לחקור תוכן SIC ותכונות כימיות, מינרליות ומורפולוגיות אחרות של הקרקע לאורך הפרופיל האנכי שלה.

<table><tbody><tr><td>סולם אנליטי</td><td>Sartorius</td><td>Quintix 224-S1</td><td>ארבעה עשרוניים.</td></tr><tr><td>Calcimeter</td><td>Eijkelkamp</td><td>דגם 08.53</td><td>כדי לקבוע את ה-wt% CaCO3-שווה ערך במדגם.</td></tr><tr><td>ארון ייבוש/תנור מופל</td><td>Thermo Scientific</td><td>F48055-60</td><td>50&deg; C או 103 &plusmn; 2&deg;C.</td></tr><tr><td>HCl</td><td>Fisher Scientific</td><td>A144S-500</td><td>דרגת ריאגנט (36.5%-38.0%).</td></tr><tr><td>HNO3</td><td>Fisher Scientific</td><td>T003090500</td><td>דרגת ניתוח עקבות מתכת (69.0%-70.0%)</td></tr><tr><td>ספקטרומטר מסה פלזמה בצימוד אינדוקטיבי (ICP-MS)</td><td>PerkinElmer</td><td>NexION</td><td>כדי לקבוע את ריכוז ה-Ca באדמה המעוכלת במיקרוגל.</td></tr><tr><td>מעכל מיקרוגל</td><td>PerkinElmer</td><td>Titan</td><td>לעיכול קרקעות ב-HNO3 מרוכז.</td></tr><tr><td>מד pH</td><td>Oakton</td><td>700</td><td>מכויל עם תמיסות סטנדרטיות לפני כל סט מדידות; הטמפרטורה מתוקנת ל-25 מעלות צלזיוס.</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ אלקטרונים סורק - ספקטרוסקופ פיזור אנרגיה (SEM-EDS)</td><td>Oxford</td><td>X-Max20 SSD</td><td>לקביעת המורפולוגיה של חלקיקי קרקע.</td></tr><tr><td>שייקר מסננת</td><td>Retsch</td><td>AS-200</td><td>לפיצול אדמה.</td></tr><tr><td>דוגמת מקדחת אדמה</td><td>Eijkelkamp</td><td>01-16</td><td>עומקים עד 700 ס"מ.</td></tr><tr><td>דגימת בדיקה דקוטה קרקע</td><td>JMC</td><td>PN139</td><td>עומקים עד 100 ס"מ.</td></tr><tr><td>דוגם בדיקת קרקע</td><td>JMC</td><td>PN031</td><td>עומק של עד 30 ס"מ.</td></tr><tr><td>מד לחות קרקע</td><td>Extech</td><td>MO750</td><td>מדוד תכולת לחות עד 50%</td></tr> <tr><td>אורך גל ספקטרוסקופ פלואורסצנטי רנטגן מפזר (WDXRF)</td> <td>Malvern</td><td>Panalytical Zetium</td><td>לאפיון הרכב היסודות של האדמה.</td></tr><tr><td>מנתח עקיפה של קרני רנטגן (XRD)</td><td>אמפיריאן</td> <td>אנליטי</td><td>לאפיין תכונות מינרלוגיות של קרקע.</td></tr></tbody></table>

ניטור הצטברות פחמן אנאורגנית פדוגנית עקב בליה של מינרלים סיליקט מתוקן בקרקעות חקלאיות.

Monitoring Pedogenic Inorganic Carbon Accumulation Due to Weathering of Amended Silicate Minerals in Agricultural Soils.

המחקר הנוכחי נועד להדגים הליך שיטתי לניטור פחמן אנאורגני הנגרם על ידי בליה משופרת של סלעים מזוהמים בקרקעות חקלאיות. למטרה זו נאספות דגימות הליבה של הקרקע שנלקחו בעומק שונה (כולל 0-15 ס"מ, 15-30 ס"מ ופרופילים של 30-60 ס"מ) משדה חקלאי, שהחלק העליון שלו כבר הועשר בסיליקט מתכתי אלקליין המכיל מינרלים (כגון וולסטונייט). לאחר ההובלה למעבדה, דגימות הקרקע מיובשות באוויר ומנופות. לאחר מכן, תכולת הפחמן האנאורגנית של הדגימות נקבעת על ידי שיטה נפחית הנקראת קלצימטריה. התוצאות הייצוגיות שהוצגו בזאת הראו חמישה במרווחים מקופלים של תכולת פחמן אנאורגנית בקרקעות שתוקנו עם ה- Ca-silicate בהשוואה לקרקעות בקרה. שינוי קומפוזיציוני זה לווה ביותר מיחידה אחת של עלייה ב- pH בקרקעות המתוקנות, מה שמרמז על פירוק גבוה של הסיליקט. ניתוחים מינרלוגיים ומורפולוגיים, כמו גם הרכב יסודי, מאמתים עוד יותר את העלייה בתכולת הפחמן האנאורגנית של קרקעות מתוקנות סיליקט. שיטות הדגימה והניתוח המוצגות במחקר זה יכולות להיות מאומצות על ידי חוקרים ואנשי מקצוע המעוניינים להתחקות אחר שינויי פחמן אנאורגניים פדוגניים בקרקעות ובתת-ענפים, כולל אלה המתוקנים עם סלעי סיליקט מתאימים אחרים כגון בזלת ואוליבין. שיטות אלה יכולות גם להיות מנוצלות ככלים לאימות בידוד פחמן אנאורגני קרקע על ידי גופים פרטיים וממשלתיים כדי לאשר ולהעניק זיכויים פחמן.

ניתן לקבוע את תכולת ה- SIC של קרקעות בשיטות שונות, כולל מנתח פחמן אוטומטי או קלצימטר. מנתח הפחמן האוטומטי לקביעת פחמן הקרקע הכולל מודד את לחץ CO2 שנבנה בכלי סגור30. ב Calcimetry, נפח מפותח של CO2 שוחרר לאחר החמצה, בדרך כלל על ידי תוספת של חומצת HCl מרוכזת, של מדגם המכיל קרבונט נמדד. שיטת הקלצימטריה היא פשוטה יחסית, הכוללת הליכים כימיים פשוטים, ובכך מתאימה לניתוח דגימות שדה רבות במהירות בדיוק גבוה (כלומר, ערכים הניתנים לשחזור) ובדיוק הולם (כלומ...

שיטת האימות המתוארת כאן ניתנת להתאמה לניטור בידוד פחמן אנאורגני פדופילי בקרקעות חקלאיות שונות המתוקנות בסלעים המכילים סיליקט מתכתי אלקליין, כגון וולסטונייט, בזלת ואוליבין. סוג זה של אימות חיוני עבור תוכניות אשראי פחמן, אשר יכול להועיל לחקלאים לבודד פחמן בתחומם.

The present study aims to demonstrate a systematic procedure for monitoring inorganic carbon induced by enhanced weathering of comminuted rocks in ...

שיטת האימות המתוארת כאן ניתנת להתאמה לניטור בידוד פחמן פדוגני ואנאורגני בקרקעות חקלאיות שונות המתוקנות בסלעים המכילים סיליקטים מתכתיים אלקליין כגון וולסטונייט, בזלת ואוליבין. שיטה זו יכולה להיות מנוצלת בקלות על ידי גופים פרטיים או ממשלתיים לאימות תכולת פחמן אנאורגנית הקרקע לאור חקלאים זכאים לאשראי פחמן פליטה שלילית. בליה משופרת של מינרלים המופצים על אדמות יכולה גם להוביל לבידוד פחמן בתרחישים שמעבר לחקלאות, כגון מרעה, יערנות או אדמות משוקמות, וקרקעות אדריאן.ההטרוגניות של קרקעות חקלאיות, הן אדריאליות והן מבחינת עומק, מאתגרת את קביעת תכולת הפחמן האנאורגנית במדויק, ותת דגימה של דגימות תורמת גם לדיוק מופחת. השימוש בתוספות סטנדרטיות של מחלקי דגימת סידן פחמתי, שכפול ניתוח נרחב וניתוח סטטיסטי יכול לעזור לחוקרים בפעם הראשונה לצבור ביטחון עם המתודולוגיה המוצעת. מי שידגים חלק מהליכי השטח יהיה סטיבן ונדרבורג, סטודנט לתואר שני מהמעבדה שלנו.התחל על-ידי קביעת איזון של כל חלקה באמצעות מקלט GPS, ולאחר מכן מקם דגלים בגבולות של כל חלקה כדי להקל על הדגימה הבאה. לאסוף דגימות ליבה מנקודות אקראיות בתוך כל subplot, אחד לכל subplot. השתמש בגשוש אדמה או במדגם ליבת אדמה כדי לאסוף את ליבת הקרקע עד שלושה אזורי עומק של אפס עד 15 ס"מ, 15 עד 30 ס"מ ו-30 עד 60 ס"מ.השתמש auger extendible לאסוף דגימות קרקע עמוקות ממ

monitoring-pedogenic-inorganic-carbon-accumulation-due-to-weathering

Research

JoVE Journal

Environment

סביבה

מתקן צבע דו Lysimeter פחמן יוצר 250 עד 500 μl L -1 שיפוע פחמן דו חמצני ליניארי בקהילות צמח מרעה דיור תאי טמפרטורה מבוקרת על חימר, חימר בוצי, ופסלי אדמת חולית. המתקן משמש כדי לקבוע כיצד רמות פחמן דו חמצני בעבר ובעתיד להשפיע אופניים פחמן כר דשא.

CO<sub&gt; 2</sub&gt; מתקן מפל ריכוזים לבדיקה CO<sub&gt; 2</sub&gt; העשרה וקרקע השפעות על תפקוד המערכת האקולוגית גראסלאנד

מתואר פרוטוקול שבו CO2 מינרלי ממזהם אורגני (שמקורו בחומרי הזנה של נפט) נלכד, מכומת ומנותח עבור תכולת 14C. פותח מודל לקביעת ההיקף המרחבי של אזור לכידת CO2. מדידות מרחביות וזמניות מאפשרות שילוב שיעורי מינרליזציה של מזהמים לחיזוי היקף וזמן התיקון.

פחמן מבוסס מדידת מינרליזציה מזהם שימוש המשולב CO<sub&gt; 2</sub&gt; ניתוח שטף ו פחמן רדיואקטיבי

דגימת אדמה חוזרת לאחרונה הוכחה להיות דרך יעילה לפקח שינוי אדמת יער במשך שנים ועשורים. כדי לתמוך השימוש שלה, פרוטוקול מוצג כי מסנתז את המידע העדכני ביותר על שיטות דגימה מחדש באדמה כדי לסייע בתכנון והיישום של תוכניות ניטור אדמה מוצלחות.

שיטות Resampling הקרקע לעקוב אחר שינויים בריכוזיים הכימית של קרקעות יער

דפוסי המרחבי של סחף, בתצהיר שניתן להסיק מן הבדלי גובה הקרקע ממופה ב בפרקי זמן המתאים. שינויים כאלה בהעלאת קשורים לשינויים פחמתי ליד-פני האדמה. שיטות הדיר מדידות שדה, מעבדה של כמויות אלה ושיטות ניתוח הנתונים מתוארים כאן.

מדידה ומיפוי דפוסים של סחף אדמה ומשקעים הקשורים אדמה ריכוזים קרבונט תחת ניהול חקלאיים

כאן אנו מציגים את הקמתו והפעלתו של מערך ניסיוני לשיפור בליה מינרלית באמצעות פעילותם של אורגניזמים בקרקע, תוך מניפולציה מקבילה של משתנים אביוטיים הידועים כמעוררי בליה. תוצאות מייצגות מתפקוד ההתקנה וניתוחי מדגם נדונים יחד עם נקודות לשיפור.

תכנון ובנייה של מערך ניסיוני לשיפור בליה מינרלית באמצעות פעילות אורגניזמים בקרקע

מאמר זה מציג את השיטה המבוססת על תא סטטי למדידת שטף גזי חממה ממערכות קרקע. עם השקעות תשתית צנועות יחסית, ניתן לקבל מדידות ממספר טיפולים/מיקומים ולאורך מסגרות זמן הנעות בין שעות לשנים.

מדידה של שטף גזי חממה מקרקעות חקלאיות באמצעות לשכות סטטי

מוצג פרוטוקול העוסק באפיון ויישום של חמישה התקני דגימה פסיביים שונים.

אפיון ויישום של דוגמים פסיביים עבור ניטור של דברה במים

פחמן אורגני גמיש (LOC) וקצב תחלופת הפחמן הפוטנציאלי הם אינדיקטורים רגישים לשינויים בתהליכי מחזור חומרי הזנה בקרקע. ניתנים פרטים לשיטה המבוססת על חיטוי ודגירה של קרקע בסדרה של מחזורים ושימוש ב-CO2 שהצטבר במהלך תקופות הדגירה כדי להעריך פרמטרים אלה.

הערכת פחמן אורגני יציב בקרקע שימוש סדרתית פומיגציה ונהלי דגירה

מוצגת שיטה למדידת ראאולוגיה של נפט גולמי בשיווי משקל עם פחמן דו חמצני בתנאי המאגר.

מדידה של ראולוגיה של נפט גולמי שיווי משקל עם CO<sub&gt; 2</sub&gt; בתנאים מאגר

עם התקדמות הטכנולוגיה ועם עליית שתסכים הציפיות, הגבירה הצורך ואת השימוש נתונים ברזולוציה הטמפורלית גבוה יותר עבור מזהמים עומס שערוך. פרוטוקול זה מתאר שיטה לניטור רציף בחיי עיר המים איכות כדי לקבל נתונים ברזולוציה הטמפורלית גבוה יותר עבור מים מושכלת החלטות ניהול משאבים.

Instream רציף ניטור של חומרים מזינים, משקעים ב פרשות מים לחקלאות

למד שיטת אימות לניטור הצטברות פחמן אנאורגני פדוגני בקרקעות חקלאיות מתוקנות בסיליקטי מתכות אלקליות. השיטה מסייעת לחקלאים להשתתף בתוכניות נקודות זיכוי פחמן שליליות ותורמת להפחתת שינויי האקלים.

ניטור הצטברות פחמן אנאורגנית פדוגנית עקב בליה של מינרלים סיליקט מתוקן בקרקעות חקלאיות.

גלה סרטונים נוספים