Calibrato passivo di campionamento - Multi-trama di campo Misure di NH ₃ Emissioni con una combinazione di metodo del tubo dinamico e campionatori passivi

L'obiettivo generale di questo semplice metodo in situ sul campo è quantificare le emissioni di ammoniaca da appezzamenti replicati in prove sul campo multi-appezzamento, facilitando i test statistici e l'identificazione degli effetti del trattamento. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave in campo agronomico e agroecologico come la quantificazione e l'abbattimento delle emissioni di ammoniaca, la determinazione dell'efficienza nell'uso dei fertilizzanti e la valutazione ambientale. Il vantaggio principale di questo metodo è che consente la quantificazione in situ delle emissioni di ammoniaca in prove sul campo multi-parcella indipendenti dall'alimentazione elettrica.

Dimostrerò questa procedura con Christian Wagner, uno studente di master del mio laboratorio. Utilizzare appezzamenti relativamente grandi rispetto alle dimensioni solitamente applicate nelle prove sul campo replicate per evitare gli effetti di una distribuzione irregolare dei fertilizzanti sulle emissioni di ammoniaca. Utilizzare forme di tracciato quadrate per evitare gli effetti dello spostamento delle direzioni del vento sull'assorbimento dell'ammoniaca da parte dei campionatori.

Ridurre la deriva dell'ammoniaca da un appezzamento all'altro mantenendo un'area cuscinetto di una dimensione di appezzamento tra gli appezzamenti. È possibile selezionare due diagrammi di trattamento e un tracciato di controllo per la misurazione simultanea con il metodo dinamico del tubo o DTM e il campionatore passivo. Scegliete le trame di trattamento con emissioni punitivamente elevate che forniscono un forte segnale di misurazione.

Dopo le preparazioni descritte nel protocollo di testo, la misurazione di controllo viene effettuata con il DTM su appezzamenti di controllo non fertilizzati all'inizio e alla fine di ogni data di misurazione a seguito di una sequenza di controllo, trattamento e controllo. Misura nell'arco di tre-sei giorni per ottenere misurazioni affidabili della perdita di ammoniaca per l'arco di tempo di un'intera giornata, tenendo conto delle variazioni delle emissioni dovute alle variazioni di temperatura e velocità del vento. Effettuare le misurazioni al mattino presto, in tarda mattinata, nel primo pomeriggio, nel tardo pomeriggio e poco prima del tramonto.

Per eseguire la misurazione, sciacquare prima il sistema DTM con aria priva di ammoniaca sollevando le camere ad un'altezza di circa un metro dal suolo. Quindi, pompare l'aria attraverso il tubo e le camere in politetrafluoroetilene o PTFE con una pompa a mano direttamente collegata al tubo terminale in PTFE del sistema a camera. Premere le camere DTM direttamente nel terreno a una profondità di circa 15 millimetri, come indicato da un bordo sul fondo della camera.

In alternativa, premere le camere DTM negli anelli di terreno. Assicurarsi che le zolle di terra non rimangano incastrate tra l'anello di terreno e la camera. Eseguire i primi 20 colpi preparatori della pompa con un tubo indicatore di bassa concentrazione usato per creare condizioni di stato quasi stazionario.

Le concentrazioni di ammoniaca sono indicate da un cambiamento di colore dei granuli sensibili al pH all'interno del tubo, dal giallo scuro al viola bluastro e possono essere lette purché il cambiamento di colore sia all'interno di una scala stampata sul tubo. Scegliere l'intervallo di concentrazione del nuovo tubo indicatore da applicare nella misurazione successiva in base alle informazioni ottenute dal cambiamento di colore osservato del tubo usato. Aprire un nuovo tubo indicatore su entrambe le estremità rompendo le teste con l'interruttore del tubo installato sulla cassa della pompa.

Inserire il tubo indicatore tra il tubo terminale in PTFE e la pompa premendo le estremità del tubo nel tubo in PTFE e nella bocca della pompa. Inserire l'estremità del tubo con il valore più basso sulla scala stampata sul tubo nel tubo in PTFE e l'estremità con il valore più alto nella bocca della pompa. Avviare il pompaggio fino al numero di corsa predefinito premendo il pulsante OK della pompa automatica o comprimendo la pompa manuale.

Mantenere la pausa tra il prepompaggio con il tubo usato e l'inizio della misurazione effettiva il più breve possibile. Se per le misurazioni si utilizza una pompa a mano, avviare il cronometro contemporaneamente alla prima corsa della pompa a mano. Terminare la misurazione quando viene raggiunto il numero di corsa standard e la pompa manuale è completamente rilassata.

Con il rilassamento della pompa manuale dopo il raggiungimento della corsa terminale, terminare la misurazione del cronometro. Aumentare il numero di corsa fino a un massimo di 50 corse se l'indicazione della prima riga del valore più basso della scala stampata sul tubo non viene raggiunta dopo il numero di corsa standard. Al termine del pompaggio, utilizzare le letture del tubo indicatore solo quando viene raggiunta almeno la prima riga della scala di un tubo indicatore.

Leggere il cambiamento di colore più lontano sul tubo da tutti i lati poiché la linea di colorazione è spesso leggermente inclinata o irregolare e registrare il valore di concentrazione. Annotare il grafico, la data, l'ora di misurazione, il numero di corse e la lettura in PPM sul foglio di registrazione. Pulisci il bordo delle camere dal terreno attaccato, dal letame o dai componenti del fertilizzante con un tovagliolo di carta pulito.

Quindi, sollevare il sistema DTM da terra e sciacquare come prima. Effettuare diverse misurazioni in posizioni diverse all'interno di un grafico per aumentare l'affidabilità delle misurazioni. Posizionare i campionatori passivi fissati alle barre d'acciaio al centro del lotto sperimentale a 0,15 metri di altezza sopra il suolo o la superficie della chioma subito dopo l'applicazione del fertilizzante a un appezzamento.

Affrettati con il trattore o il sistema per l'applicazione del fertilizzante per liquami per installare il campionatore senza indugio. In caso di terreno asciutto, inserire l'asta d'acciaio nel terreno con un martello. Dopo il posizionamento dei campionatori passivi, recarsi al campionatore passivo con un vassoio o una sacca suddivisa con fiale di acido riempite ordinate per il primo intervallo di campionamento.

Indossare i guanti prima di maneggiare i flaconcini con una soluzione acida. Estrarre la fiala per il rispettivo grafico e intervallo di campionamento. Svitare il flacone del campionatore passivo e versare la soluzione di acido solforico molare 0,05 molare dal flaconcino nella bocca del flacone.

Quindi, riavvitare il coperchio del flaconcino e rimetterlo nel vassoio o nella sacca. Per sostituire la soluzione di acido solforico 0,05 molare in un campionatore passivo dopo il completamento di un intervallo di campionamento, svitare con cautela il campionatore passivo e instradare con cautela la soluzione tra le finestre attraverso il foro di scarico nella fiala originale vuota. Riempire il campionatore attraverso la bocca del flacone con una nuova soluzione di acido solforico molare 0,05 molare dalla successiva fiala non utilizzata.

Avvitare i coperchi su entrambe le fiale con l'etichettatura corretta. Fissare il campionatore passivo all'asta avvitandolo sul coperchio collegato all'asta in acciaio. Annotare il numero di particella e il tempo di riempimento sul foglio di registrazione.

Calcola le flessioni dell'ammoniaca come descritto nel protocollo di testo. I risultati di una prova sul campo per testare gli effetti di diversi metodi per ridurre le emissioni di ammoniaca dopo l'applicazione di liquame bovino rispetto all'applicazione con tubi flessibili da pista sono mostrati tra cui l'incorporazione con una fresa, l'incorporazione di liquame acidificato e l'iniezione a fessura chiusa. Il metodo ha prodotto differenze molto significative tra le emissioni di ammoniaca con le maggiori riduzioni delle perdite mediante applicazione con iniezione a fessura chiusa o acidificazione con successiva incorporazione.

Questi grafici illustrano le differenze tra le emissioni cumulative di ammoniaca dopo l'applicazione di diversi fertilizzanti a base di urea con e senza aggiunta di ureasi e inibitori della nitrificazione. L'emissione di ammoniaca è stata fortemente ridotta dall'uso di inibitori dell'ureasi indipendenti dall'uso di inibitori della nitrificazione. L'urea combinata con gli inibitori della nitrificazione ha mostrato le emissioni più elevate.

Il metodo dimostrato cattura i forti effetti delle condizioni meteorologiche sulle emissioni di ammoniaca dai fertilizzanti a base di urea e dal nitrato di calcio e ammoniaca, come si evince da diversi corsi di tempo e livelli di emissioni in diverse date di applicazione. Le basse temperature e le precipitazioni riducono fortemente le emissioni, mentre le alte temperature aumentano le perdite relative e la velocità. Viene mostrato l'effetto delle diverse emissioni di ammoniaca sull'assorbimento di azoto nei chicchi di grano invernale, che può essere dimostrato solo in prove sul campo in più appezzamenti.

L'assorbimento di azoto nei cereali è diminuito linearmente con le emissioni di ammoniaca. Seguire questa procedura consente anche di applicare altri metodi come le misure dei gas serra, le misure in camera, il campionamento del suolo, il campionamento delle piante per determinare l'efficienza agronomica e la sostenibilità ambientale complessiva. Grazie per aver guardato questo video e vi auguro successo nell'applicazione del metodo proposto.