ここでは、シングル ポイント測定 (静的モード) のため中性子ガンマを用いた土壌炭素の場測定のためのプロトコルを提案するまたはフィールドの平均 (スキャン モード)。システムの構築について述べるとデータ処理手順を詳しく説明します。
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この記事について
サマリー
要約
非弾性中性子散乱 (INS) 土壌炭素分析法のここに記述されたアプリケーションは、登録と中性子が土壌要素と対話するときに作成されたガンマ線の分析に基づいています。INS システムのメイン部分は、パルス中性子ジェネレーター、NaI(Tl) ガンマ検出器、INS と熱中性子捕獲 (TNC) 過程とガンマ スペクトル取得とデータ処理のためのソフトウェアのためのガンマ スペクトルを分離するエレクトロニクスを分割します。このメソッドは、他の方法に比べていくつかの利点が僅か土壌炭素にローカルの急激な変化によって影響を受ける平均炭素を測定する非破壊の in situ手法を大規模な土壌の容積のコンテンツは、固定で使用することができますかスキャン モード。アドイン メソッドの結果は、~2.5 - 静止政権で 3 m2の面積を持つサイトから炭素含有量またはスキャンの体制で通過した領域の平均炭素含有量です。現在のプラグイン システムの測定範囲は、> 炭素重量の 1.5% (標準偏差 ± 0.3 w %) 1 hmeasurement の上部 10 cm 土壌層で。
概要
土壌炭素含有量の知識が必要土壌生産性と収益性、土壌資源の農業土地利用慣行の影響を理解し、炭素隔離1,のための戦略を評価の最適化2,3,4。土壌炭素は、土壌品質5の普遍的な指標です。いくつかの方法は、土壌炭素の測定のために開発されています。乾燥燃焼 (DC) は、年6の最も広く使用されている方法をされています。このメソッドは、フィールドのサンプル コレクションと研究所処理と、集中的な時間のかかる労働、破壊的測定に基づきます。2 つの新しいメソッドは、レーザー誘起ブレイク ダウン分光付近と赤外分光法7中旬。これらのメソッドは、破壊も、のみ非常に表層土層 (0.1 - 1 cm の土の深さ) を分析します。さらに、これらのメソッドだけ降伏点 (~ 60 cm3 DC 法と赤外分光法の 0.01 10 cm3 ) の小さなサンプル ボリュームの炭素含有量の測定。そのようなポイントの測定で、フィールドまたは風景のスケールの結果を外挿法で推定することが難しくなっています。これらのメソッドは破壊的なので、定....
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プロトコル
1 ですアドイン システムの構築
- 図 1 に示すように一般的なアドイン システム ジオメトリを使用します。
図 1。INS システム ジオメトリ。 この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください
- を使用して、 図 2 に示す INS システム デザインします 。10
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結果
土壌の INS & TNC と TNC ガンマ スペクトル
図 4に測定土壌ガンマ スペクトルの一般的なビューが表示されます。スペクトルは連続したバック グラウンド上のピークのセットから成っています。興味の主なピークはある INS 4.44 MeV と 1.78 MeV で重心 & TNC スペクトル。2 番目のピークは、土に含まれているシリコンの核に帰することができる、最初のピークは炭素とケイ素の核から重複ピーク。これらのスペクトルからの純炭素ピーク領域抽出の手順は上記の通り。純炭素ピーク面積を決定するすべてのケースでこの手順を使用する必要があります炭素原子核にのみ予定。11
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ディスカッション
建物前の研究者が設立した財団は、NSDL スタッフ対応、現実世界のフィールドの設定でこの技術の実用的な使用に重要な質問です。当初、NSDL 研究者は、純炭素ピーク面積を決定するとき INS システム バック グラウンド信号を考慮する必要性を示した。11別の努力は、直接比例依存関係によって (炭素深さ分布形状) に関係なく上部 10 cm 土壌層の平均炭素重量 %、純炭素ピーク面積の特徴を示したに。また、INS システム校正 (すなわち、1.5 m × 1.5 m × 0.6 m ピット砂炭素混合) に必要な機器を構築した、実世界のアプリケーションに必要なキャリブレーション手順を開発し、実行します。得られた検量線表示、測定の純炭素ピーク面積から土壌の炭素含有量を決定することが可能。NSDL 研究者は、多くをシステム設計の改善を取り入れている、ガンマ検出器の磁場シールドの最近の追加の土壌炭素の大規模な調査のためのモードをスキャンをシステムの実用可能になります。
土壌炭素分析を明らかにしたいくつかの重要なプロトコル手順アド.......
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開示事項
著者が明らかに何もありません。
謝辞
著者はバリー G. Dorman、ロバート ・ a. Icenogle、フアン ロドリゲス、モリス g. ウェルチ、マーリン Siegford の実験的測定におけるテクニカル サポートとジム ・ クラークとデクスター LaGrand シミュレーションについてお世話になっています。私たちはこのプロジェクトで彼らの電子および検出器の使用を許可するため夏 LLC を感謝します。この作業によって NIFA ALA 研究契約 No ALA061-4-15014 を支えられた「農業の生産性とライフ サイクル管理のための土壌炭素含有量の精密空間マッピング」。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 中性子発生器 | Thermo Fisher Scientific, Colorado Springs, CO DNC software | MP320 | |
| Gamma-detector: | na | ||
| - NaI(Tl) crystal | Scionix USA, Orlando, FL | ||
| - Electronics | XIA LLC, Hayward, CA | ||
| - Software | ProSpect | ||
| Battery | Fullriver Battery USA、Camarillo、CA | DC105-12 | |
| インバーターNova Electric、Bergenfield、NJ | CGL 600Wシリーズ | ||
| 充電器 | PRO充電システム、LLC、LaVergne、TN | PS4 | |
| ブロック | 任意の | ホ | |
| ウ酸 | 任意の | ||
| ラップトップ | 任意の | 金属 | |
| マグネティックシールドコーポレーション、イリノイ州ベンセンビル | MU010-12 | ||
| 建設用砂 | Any | na | |
| Coconut Shell | General Carbon Corp., Patterson, NJ | GC 8 X 30S | |
| Reference Cs-137 source | Any | na |
参考文献
- Potter, K. N., Daniel, J. A., Altom, W., Torbert, H. A. Stocking rate effect on soil carbon and nitrogen in degraded soils. J. Soil Water Conserv. 56, 233-236 (2001).
- Torbert, H. A., Prior, S. A., Runion, G. B. Impact of the return to cultivation on carbon (C) sequestration. J. Soil Water Conserv. 59 (1), 1-8 (2004).
- Stolbovoy, V., Montanarella, L., Filippi, N., Jones, A., Gallego, J., Grassi, G.
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再版と許可
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