Name: キャリブレーションされたパッシブサンプリング - NHのマルチプロット場計測 3ダイナミックチューブ法の組み合わせによる排出量およびパッシブサンプラー (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-03-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 29 s
Description: 学ぶ パッシブサンプリングと動的チューブ法を組み合わせた現地測定法で、農業分野におけるアンモニア排出量の定量化と統計的検定を行う手法です。肥料利用効率と環境影響評価に役立ちます。

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著者は、開発と、このアプローチのさらなる発展における彼らの努力のための博士マルコRoelcke、博士はダークNiekisch、ロバートQuakernack、博士カンニッケルに感謝しています。また、現場の技術者ドリスZiermannと6月ヤンに感謝します。基礎となる調査はドイツ学術協会、連邦国家シュレスヴィヒ=ホルシュタイン、欧州連合（EU）とSKW PiesteritzコープのEFREの助成金によってサポートされていました。引用された刊行物に詳細に示されているように。

<ol><li>Erisman, J. W., Bleeker, A., Hensen, A., Vermeulen, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Agricultural+air+quality+in+Europe+and+the+future+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Atmos.+Environ%22%5BJournal%5D)">Agricultural air quality in Europe and the future perspectives.</a> Atmos. Environ. 42, 3209-3217 (2008).</li>
<li>Bremner, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+research+on+problems+in+the+use+of+urea+as+a+nitrogen+fertilizer%5BTitle%5D)+AND+%22Fert.+Res%22%5BJournal%5D)">Recent research on problems in the use of urea as a nitrogen fertilizer.</a> Fert. Res. 42, 321-329 (1995).</li>
<li>Sutton, M. A., Oenema, O., Erisman, J. W., Leip, A., van Grinsven, H., Winiwarter, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Too+much+of+a+good+thing%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Too much of a good thing.</a> Nature. 472, 159-161 (2011).</li>
<li>Production and International Trade statistics. , IFA (International Fertilizer Industry Association). Paris, France. Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.fertilizer.org/En/Statistics/PIT_Excel_Files.aspx">http://www.fertilizer.org/En/Statistics/PIT_Excel_Files.aspx</a> (2014).</li>
<li>Glibert, P. M., Harrison, J., Heil, C., Seitzinger, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Escalating+worldwide+use+of+urea+-+a+global+change+contributing+to+coastal+eutrophication%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeochemistry%22%5BJournal%5D)">Escalating worldwide use of urea - a global change contributing to coastal eutrophication.</a> Biogeochemistry. 77, 441-463 (2006).</li>
<li>Sommer, S. G., Schjoerring, J. K., Denmead, O. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ammonia+emission+from+mineral+fertilizers+and+fertilized+crops%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Agron%22%5BJournal%5D)">Ammonia emission from mineral fertilizers and fertilized crops.</a> Adv. Agron. 82, 557-622 (2004).</li>
<li>Jensen, L. S., et al. Benefits of nitrogen for food, fibre and industrial production. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJensen%2C+LS+%22The+European+Nitrogen+Assessment%22">The European Nitrogen Assessment</a>. Sutton, M. A., et al. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. (2011).</li>
<li>Sommer, S. G., Hutchings, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ammonia+emission+from+field+applied+manure+and+its+reduction+-+invited+paper%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Agron%22%5BJournal%5D)">Ammonia emission from field applied manure and its reduction - invited paper.</a> Eur. J. Agron. 15, 1-15 (2001).</li>
<li>Shah, S. B., Westerman, P. W., Arogo, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+ammonia+concentrations+and+emissions+from+agricultural+land+and+liquid+surfaces%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Air+Waste+Manage%22%5BJournal%5D)">Measuring ammonia concentrations and emissions from agricultural land and liquid surfaces: A review.</a> J. Air Waste Manage. 56, 945-960 (2006).</li>
<li>Loubet, B., Cellier, P., Flura, D., Genermont, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+evaluation+of+the+wind-tunnel+technique+for+estimating+ammonia+volatilization+from+land%3A+Part+1.+Analysis+and+improvement+of+accuracy%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Agr.+Eng.+Res%22%5BJournal%5D)">An evaluation of the wind-tunnel technique for estimating ammonia volatilization from land: Part 1. Analysis and improvement of accuracy.</a> J. Agr. Eng. Res. 72, 71-81 (1999).</li>
<li>Vandré, R., Kaupenjohann, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+Situ+Measurements+of+Ammonia+Emissions+from+Organic+Fertilizers+in+Plot+Experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci.+Soc.+Am.+J%22%5BJournal%5D)">In Situ Measurements of Ammonia Emissions from Organic Fertilizers in Plot Experiments.</a> Soil Sci. Soc. Am. J. 62, 467-473 (1998).</li>
<li>Roelcke, M., Li, S. X., Tian, X. H., Gao, Y. J., Richter, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+comparisons+of+ammonia+volatilization+from+N+fertilizers+in+Chinese+loess+soils%5BTitle%5D)+AND+%22Nutr.+Cycling+Agroecosyst%22%5BJournal%5D)">In situ comparisons of ammonia volatilization from N fertilizers in Chinese loess soils.</a> Nutr. Cycling Agroecosyst. 62 (1), 73-88 (2002).</li>
<li>Pacholski, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Calibration+of+a+simple+method+for+determining+ammonia+volatilization+in+the+field+-+comparative+measurements+in+Henan+Province%2C+China%5BTitle%5D)+AND+%22Nutr.+Cycling+Agroecosyst%22%5BJournal%5D)">Calibration of a simple method for determining ammonia volatilization in the field - comparative measurements in Henan Province, China.</a> Nutr. Cycling Agroecosyst. 74, 259-273 (2006).</li>
<li>Flesch, T. K., Harper, L. A., Powell, J. M., Wilson, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inverse-dispersion+calculation+of+ammonia+emissions+from+Wisconsin+dairy+farms%5BTitle%5D)+AND+%22Trans.+ASABE%22%5BJournal%5D)">Inverse-dispersion calculation of ammonia emissions from Wisconsin dairy farms.</a> Trans. ASABE. 52, 253-265 (2009).</li>
<li>Gericke, D., Pacholski, A., Kage, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+ammonia+emissions+in+multi-plot+field+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Biosystems+Eng%22%5BJournal%5D)">Measurement of ammonia emissions in multi-plot field experiments.</a> Biosystems Eng. 108 (2), 164-173 (2011).</li>
<li>Quakernack, R., Pacholski, A., Techow, A., Herrmann, A., Taube, F., Kage, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ammonia+volatilization+and+yield+response+after+application+of+biogas+residues+to+energy+crops+in+a+coastal+marsh+of+Northern+Germany%5BTitle%5D)+AND+%22Agric.%2C+Ecosyst.+Environ%22%5BJournal%5D)">Ammonia volatilization and yield response after application of biogas residues to energy crops in a coastal marsh of Northern Germany.</a> Agric., Ecosyst. Environ. 160, 66-74 (2012).</li>
<li>Ni, K., Pacholski, A., Gericke, D., Kage, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+duration+required+for+determining+total+ammonia+losses+after+field+application+of+slurries+by+trail+hoses%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Agr.+Sci%22%5BJournal%5D)">Measurement duration required for determining total ammonia losses after field application of slurries by trail hoses.</a> J. Agr. Sci. 151 (1), 34-43 (2013).</li>
<li>von Bobrutzki, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Field+inter-comparison+of+eleven+atmospheric+ammonia+measurement+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Atmos.+Meas.+Tech%22%5BJournal%5D)">Field inter-comparison of eleven atmospheric ammonia measurement techniques.</a> Atmos. Meas. Tech. 3, 91-112 (2010).</li>
<li>Ni, K., Pacholski, A., Kage, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ammonia+volatilization+after+application+of+urea+to+winter+wheat+over+3+years+affected+by+novel+urease+and+nitrification+inhibitors%5BTitle%5D)+AND+%22Agric.+Ecosyst.+Environ%22%5BJournal%5D)">Ammonia volatilization after application of urea to winter wheat over 3 years affected by novel urease and nitrification inhibitors.</a> Agric. Ecosyst. Environ. 197, 184-194 (2014).</li>
<li>Sintermann, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Are+ammonia+emissions+from+field-applied+slurry+substantially+over-estimated+in+European+emission+inventories%5BTitle%5D)+AND+%22Biogeosciences%22%5BJournal%5D)">Are ammonia emissions from field-applied slurry substantially over-estimated in European emission inventories.</a> Biogeosciences. 9, 1611-1632 (2012).</li>
<li>Mannheim, T., Braschkat, J., Marschner, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+ammonia+emission+after+liquid+manure+application.+2.+Comparison+of+the+wind+tunnel+and+the+IHF+method+under+field+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Plant+Nutr.+Soil+Sci%22%5BJournal%5D)">Measurement of ammonia emission after liquid manure application. 2. Comparison of the wind tunnel and the IHF method under field conditions.</a> J. Plant Nutr. Soil Sci. 158, 215-219 (1995).</li>
<li>Puchalski, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Passive+ammonia+monitoring+in+the+United+States%3A+Comparing+three+different+sampling+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Monit%22%5BJournal%5D)">Passive ammonia monitoring in the United States: Comparing three different sampling devices.</a> Environ. Monit. 13 (11), 3156-3167 (2011).</li>
<li>Tang, Y. S., Cape, J. N., Sutton, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+and+types+of+passive+samplers+for+monitoring+atmospheric+NO2+and+NH3+concentrations%5BTitle%5D)+AND+%22ScientificWorldJournal%22%5BJournal%5D)">Development and types of passive samplers for monitoring atmospheric NO2 and NH3 concentrations.</a> ScientificWorldJournal. 1, 513-529 (2001).</li>
</ol>

著者は彼が競合する金融利害関係がないことを宣言します。

<html>これは、提案された方法は、複製フィールド試験において異なる肥料処理からのアンモニアの排出量を比較すると、N肥料の管理を改善するためにこれらの測定から得られた統計的に有意な情報を利用するために使用することができることが示されました。このアプローチによって得られた排出量は、微気象測定13,15,16との比較により、以前の研究で確認されています。本論文では、このアプローチの定量的な妥当性を間接的に測定されたアンモニアの排出量と作物の窒素吸収との間に密接な直線関係によって実証されました。したがって、この方法は、アンモニアの排出によって農学的に関連する窒素損失の決意に適用可能と考えることができます。アンモニア損失の定量化のためのこのアプローチの適用はのみの条件で検証したチャンバー方式のキャリブレーションとして、2メートルの高さで≤4メートル/秒の平均風速に制限されています。 e_content &quot;&gt;しかし、そこに困難なこのアプローチの申請を行う条件が。で非常に低く、ゼロ風が20を観察したエミッションサイトで再堆積によってアンモニアの二重の会計処理を高速化し、受動的なサ...

アンモニア（NH 3）は、EUの農業源から放出された（90％）は、主にのみ大気微量ガスです。農業はまた、主要な供給源（&gt; EUの排出量の50％）であるが、これらはEU15人為的な温室効果ガスの排出量の合計は約〜5％にのみ寄与する。これとは対照的に、農業NH 3の排出量は、排出由来の富栄養化の約45％、EU15 1内の酸性化と12％の微細粉塵形成の31％を担っています。生態系や人の健康に有害な影響に加えて、NH 3放出による窒素（N）の損失は、農家2に経済的損失です。窒素肥料は、近代農業によって配信食糧生産率が高いために不可欠です。環境被害の離れて、NH 3の排出量、したがって、NH 3を直接役に立つキー鉱物窒素種を硝酸塩に加えて、肥料アンモニウムから誘導されるように、栄養分のかなりの損失を意味します作物の成長過程と収量を支配する植物することができます。 N肥料の適用は、EUの農家のために、年間利益の€20から80000000000に貢献するが、今度はそれが農業から空気中に放出されたNH 3は、EU 3〜毎年恒例のダメージで€50億引き起こすことが推定されました。したがって、NH 3の排出量の削減は、環境への影響を減少させ、適用N.の効率を増加させる両方のために必須です農業では、NH 3は、主に動物の家、肥料（スラリー、嫌気digestates（AD）、固形肥料）保管・管理だけでなく、肥料、フィールドアプリケーションから放出されます。肥料組成、 例えば乾燥物含有量と肥料のpHに依存してNH 3と異なる点を放出する傾向。尿素およびリン酸二アンモニウムなどの合成窒素肥料をベースある程度アンモニウムおよびアミンにもNH 3排出量に貢献しています。石灰硝酸アンモニウム（CANが、）主なN肥料は多くのヨーロッパの国である、粒状尿素の使用が増加し、2012年に中央および西ヨーロッパのCANに2つ目だった4。尿素が高いN含有量のその利点に発展途上国では特に人気があり、安全、かつ簡単に輸送し、世界で最も重要な合成窒素肥料5です。しかし、尿素加水分解から得られるpH及び表面汚れNH 4 + -concentrationsの増加は、高いNH 3の排出をもたらすことができます。これは、特にヨーロッパ6,7での尿素肥料の使用を制限する低吸着能力を持つアルカリ性土壌や土壌中に、低Nの利用効率を引き起こす可能性があります。 NH 3上の多くの研究が有機無機施肥や家畜ハウジングからの発光は8、ここ数十年6で行われてきた。それにもかかわらず、アンモニアemittの適用後に、NH 3排出量に関する研究を肥料ることはまだ限られています。これは、特に、アンモニアの排出量、使用する肥料の種類、現場の状況や作物の成長との関係に適用されます。理想的な条件下ではこれが原因でのみ統計的検定のためのフィールドの複製を含む実験デザインで検証することができる治療法への作物の変数応答に複製されたフィールド試験を必要とします。 アンモニア損失は、したがって、複製されたマルチプロットのフィールドトライアル9で決定されるべきであるが、定量的な排出量（ すなわちキロN /（ヘクタール*の時間））を得た支配的なアンモニア損失の方法は、大きなフィールド領域（微気象の方法）、高価な機器（風洞を必要とします）、またはレプリケートされたフィールドトライアルへの応用が困難または不可能で、フィールド電力供給。また、風洞の具体的な設定は、得られた発光値10の精度に関して批判されてきました。したがって、強く求められていますnはアンモニア損失方法は、複製されたフィールド試験中のアンモニアの排出量を決定します。この方法は、現場の状況、肥料の種類、塗布法及び作物の開発の統計的検証の効果に基づいてアンモニアの排出を削減するため、農業対策を向上させるために使用することができます。 新しい方法論の基本的な考え方、較正された受動的なサンプリングは、いくつかのプロット上の両方の方法で同時測定することにより定​​量法で、多くのプロットに測定するための簡単​​な半定量的な測定方法をリンクすることです。元の出版物11の設計と比較して改変されパッシブサンプラーは、半定量的な測定法として用いられています。ダイナミック・チューブ法（DTM）12、較正動的チャンバー法は、定量的な損失にパッシブサンプラーの半定量的な損失量（kg N HA -1）に変換する伝達係数を得るために使用されます。チャンバー内の低い空気為替レートDTMから得られるシステムキャリブレーションされていないの排出量は、真の排出量よりも低い約一桁です。しかしながら、この問題は、その場風の状態13によって室束を補正する校正式によって克服されました。チャンバは較正試験で使用したものと同じ内部ヘッドスペース容積とデザインを有する場合、これらの較正方程式は、適用することができます。チャンバは直接土壌に挿入または土壌環上に配置することができます。後者は、土壌の過度の乱れを防止し、密な草草地や固め土壌上室のほぼ気密導入を可能にします。また、試験される肥料の正確な量は、土壌のリングの内側に適用することができます。しかし、土壌環上の土壌土塊は、チャンバと土壌リングとの間にクランプ伴うことができます。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/53273/53273fig1.jpg" /> 図1：同時measuremeNTパッシブサンプラーとフィールドプロットでチャンバー法（DTM）を持つ。パッシブサンプラーは0.15メートル、土壌/キャノピー上記の正方形のプロットの中心部に位置しています。 DTMでの測定は、測定日ごとにプロット内に少なくとも2箇所を作られています。収穫のための専用エリアは、チャンバとパッシブサンプラー測定操作によって影響されるべきではありません。 導出する伝達係数の測定は、両方の方法（ 図1）とのプロット少数の上で同時に行われます。同じ総測定時間で適用されていること及び測定は（1時間以内）に同時に行われることが重要です。多くのプロットの伝達係数の適用を容易にする原理は、パッシブサンプラーが理想的に、ヘッジ、建物等 （少なくとも10倍の風の場を乱す障害物に適当な距離で、均質な実験場で20を置いたという事実に基づいていますobstacの倍ルの高さ）14は 、同一の環境条件下で同じNH 3の吸収挙動を有します。だから、例えば、プロット上の50％より低い発光が直接サンプラー液で50％減少したアンモニアの取り込みに翻訳するでしょう。したがって、1つのプロットに、酸トラップ値のスケーリングに使用される移動係数は、同じフィールド試験で使用されるすべての酸トラップの値をスケールするために使用することができます。パッシブサンプラー11のアンモニアの取り込み効率に変化する環境条件（温度、風速、表面粗さ）の影響による移動係数は、それぞれ、各測定キャンペーンに対して導出されなければなりません。 二つの方法の一般的な特徴は、適用され、フィールドトライアルの必要な設計は、大きなバッファを持つベローズポンプ（DTM）、パッシブサンプラーと大二次試験区によりポリテトラフルオロエチレン（PTFE）チューブを接続し、換気土の上に置い4ダイナミックチャンバを含みますReduのためのスペース実際のプロット上の発光測定上のプロット間のNH 3ドリフトの影響をcing。 パッシブサンプラーを希硫酸（0.05 MH 2 SO 4）で充填され、プロットの中心に配置されています。パッシブサンプラー内の溶液を連続的にアンモニアを吸収し、排出量の予想される強度に応じて定期的に交換されます。同時に、NH 3フラックスは2つの治療プロット上のDTMと時間の特定のポイントで、対照区で測定されています。トンネル風とは対照的に、較正された受動的なサンプリングに合わせ両方の方法は非常に強く6,8アンモニア放出損失に影響を与えることができる土壌水分、土壌温度、降水量のごく限られた効果を有します。パッシブサンプラーは、土壌や天蓋表面の上に0.15メートルを装着されているが、それらの変数には影響せず、DTM室での測定が最小限に潜在室の影響を低減する、約5分間続きます。 </p&gt; サンプル溶液中のNH 4 +濃度の正確な結果は、アンモニウム感応電極を用いた測定によって得ることができます。これらの機器に適用されるpH感受性色反応はによってサンプリングソリューションと修正を必要とする使用される化学物質の酸性pHによって妨害することができるように連続フローの自動分析装置で測定が問題となる可能性があります。 DTMのチャンバーシステムを通過した空気中のNH 3濃度を瞬時に指示管を用いて測定されています。測定されたNH 3濃度は、各測定後のデータシートに記録されています。 DTMは、NH 3フラックス（MG N /（㎡* hで））を測定したNH 3濃度及び4チャンバーシステムを通る空気流量及びチャンバ（式1、パラグラフ2.5.1）によって覆われた面積から計算されます。 （真の排出量を過小評価）得られた未校正済みフラックスは、定量的損失にスケーリングされます較正式を用いて（式2及び3は、項2.5.1を参照されたいです）。 DTMのスケーリングされた累積NH 3敗（キロN /ヘクタール）は、2次の測定の日付の間の磁束を平均各間隔の期間で、この平均フラックスを乗算、加算アップ測定の全ての測定間隔からすべての損失をすることによって計算されますキャンペーン。パッシブサンプラーからの累積定性的なNH 3敗（ppmの和）は、実験キャンペーン内のプロットに収集NH 4 + -concentrations（ppm）を合算することによって計算されます。同一のボリュームと測定温度下で、ppmの値は直接アンモニアの捕捉された量に変換ので、これは実現可能です。伝達係数（キロN /（ヘクタール* PPM））はサンプラーで濃度の総和にDTMの累積最終損失量（kg N haの-1）を関連付けることによって導出される定量的損失にこれらの定性的な損失をスケーリングする上で測定同じプロット。この移動係数は、その後、Tは使用されていますO伝達係数との累積濃度を乗じて定量的なフラックス（ 例えばキログラムN /ヘクタール）に受動的サンプリングから半定量排出量を変換します。 蒸発を介して集電体からの水の損失は、吸収能力に影響を与えるが、データ分析のために、後に補正する必要がありません。強風時に溶液をこぼすがあってもドイツ北部の沿岸湿地で観察されていません。このアプローチの成功のアプリケーションのための決定的は、プロット内で同一位置と配置の高さなどの分野に適用されるすべてのパッシブサンプラーの同一の設計です。パッシブサンプラーのいくつかのデザインが正常に過去に適用されています。本稿では、信頼性とフィールド測定に動作するように簡単であることが判明した一つの特定の設計を示唆しています。提示されたアプローチは広く、約15金融商品​​取引法に標準アンモニア損失法（微気象の方法）との比較によってテストされていますD試験は、手順15,16と排出量のダイナミクス17の公平な表現の定量的な妥当性を確認しました。キャリブレーション研究13における微気象の測定値と比較して、較正されたフラックスの決意の係数（R 2が）最近の研究18で測定された大気中のアンモニア濃度のためにアンモニアセンサを比較することによって得られた係数と非常によく似0.84でした。累積アンモニア損失の相対的な二乗平均平方根誤差はまた、微気象測定値13を比較した他の研究で得られた値に非常に近い17％でした。提案した方法は、有機スラリーからのアンモニアの排出量（5つの別々の試験）、0.96（曲線の傾き≈1）および5％の相対二乗平均平方根誤差のR²の微気象測定値と比較した第二の検証で得られました最終的な累積アンモニア排出量15。この方法は、内の機密であることが判明しました異なる合成N肥料19を使用して、3年間の実地試験。このアプローチの適用は条件のみ13,15,16の下で検証されたチャンバー法として、2メートルの高さで≤4メートル/秒の平均風速に制限されています。 測定キャンペーンは、数週間まで、数日間持続し、いくつかのプロットに肥料を適用した後、アンモニアの放出を試験する実験として定義されます。プロット上の各測定キャンペーンは、いくつかの後続のサンプリング間隔（パッシブサンプラー）または測定日（DTM）で構成されています。サンプリング間隔は、サンプリング溶液によって放出されたアンモニアの吸光度の連続期間として定義されます。測定日時は、DTM測定が伝達係数を導出するために使用される異なるプロット上で実行された時点で順次点として定義されます。

<table><tbody><tr><td>ステンレス鋼Dr&auml;ゲルチャンバー+ソイルリング</td><td>Fa. Hofmann GmbH, Metallindustriewerk, Kiel, Germany</td><td></td> パッシブサンプラー用屋根と<td></td></tr><tr><td>ステンレス鋼棒</td><td>Fa. Hofmann GmbH, Metallindustriewerk, Kiel, Germany</td><td>アンモニア</td>電極+<td></td></tr><tr><td>ベンチ</td><td>Thermo scientific</td><td>Cat.No. 9512BNWP または 951201</td><td></td></tr><tr><td>アンモニア電極充填液</td><td>Thermo scientific</td><td>Cat.No. 951202</td><td></td></tr><tr><td>アンモニア校正標準; 0.1&nbsp;塩化Mアンモニア標準</td><td>Thermo scientific</td><td>Cat.番号 951006&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>博士;ゲルポンプ</td><td>Draeger Safety AG&Co Kg</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dr&auml;ゲルチューブ</td><td>Draeger Safety AG&Co Kg</td><td>タイプ:0.25 / a; 2 / a; 5 / a</td><td></td>耐</tr><tr><td>酸性パッシブサンプリングボトル(Azlonボトル、HDPE)</td><td>Dunn Labortechnik GmbH</td><td>Cat.No.:BGE230P</td><td></td></tr><tr><td>小さなバイアル(シンチレーションボトルPE 60 mm x 27&nbsp;mm)</td><td>任意の実験室店</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PTFEチューブ7 mm x 1&nbsp;mm WDG</td><td>任意の実験室用店舗</td><td></td><td></td></tr><tr><td>用コネクタPP Y-Form 6-7 mm</td><td>任意の実験室用店舗</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

キャリブレーションされたパッシブサンプリング - nhのマルチプロット場計測<sub&gt; 3</sub&gt;ダイナミックチューブ法の組み合わせによる排出量およびパッシブサンプラー

Calibrated Passive Sampling - Multi-plot Field Measurements of NH3 Emissions with a Combination of Dynamic Tube Method and Passive Samplers

農業アンモニア（NH 3）の排出量（EU全体の排出量の90％）は約45％空中の富栄養化、31％の土壌の酸性化およびEU15内の12％の微細粉塵の生成を担当しています。しかし、NH 3排出量はまた、栄養素のかなりの損失を意味します。有機無機肥料アプリケーションからのNH 3の発光について多くの研究が最近数十年間に行われてきました。それにもかかわらず、アプリケーション肥料の後、NH 3排出量に関連した研究はまだ排出量との関係について、肥料の種類、現場の状況や作物の成長に特に制限されます。治療に対する作物の変数応答に、効果は統計的検定のためのフィールドの複製を含む実験デザインで検証することができます。定量的な排出をもたらす支配アンモニア損失の方法は、大きなフィールド領域、高価な機器や複製されたフィールドトライアルで自分のアプリケーションを制限する電流供給を必要とします。この広報otocolは、選択されたプロット上の両方の方法を使用して同時測定による定量法との全てのプロットで使用される単純な半定量的な測定方法を結ぶ多くのプロット、上のNH 3排出量の測定のための新たな方法論を説明します。半定量的な測定方法としてパッシブサンプラーを用いています。第2の方法は、損失を定量するためにパッシブサンプラーの半定量的な損失を変換転送商を得るために、動的なチャンバー法（ダイナミック・チューブ法）である（キログラム窒素ヘクタール-1）。このアプローチの基礎となる原理は、均一実験フィールドに配置パッシブサンプラーは、同一の環境条件下で同じNH 3吸収挙動を有することです。したがって、転送共同効率的な単一のパッシブサンプラーから得られたが、同じフィールドトライアルで使用されるすべてのパッシブサンプラーの値をスケーリングするために使用することができます。この方法は、実験条件の広い範囲の下で有効な証明とすることを推奨し裸の土壌や小さな天蓋（&lt;0.3メートル）との条件の下で使用されます。背の高い植物を用いた実験から得られた結果は、より慎重に扱われるべきです。

2014年には、フィールドトライアルは、牛のスラリーを塗布した後、アンモニアの排出量を削減するためにいくつかの方法の効果をテストするため、デンマークの中央に設置されました：ロータリー耕運機で取り込み、酸性スラリーの取り込みおよびクローズドスロット注射（スラリーの注入土壌とその後の報道で土壌中）。高い発光アプリケーション技術と、スラリーのチャンバー法トレイルホースアプリケーションの適切な適用のための特定の比較としても含まれていました。要するに24のプロットは、この研究に含めました。牛スラリーは80キロNH 4 + -N /ヘクタールの割合で適用しました。 <img alt="図6" src="/files/ftp_upload/53273/53273fig6.jpg" /> 図6：異なるスラリーの塗布方法を用いて複製フィールドトライアルからの累積のアンモニアの排出の時間コース乳牛スラリーはトレイルホース（表面）アプリケーション、表面アプリケーションシートによって適用され...

アンモニアの排出量は、富栄養化、土壌の酸性化と微細な粒子形成による環境への大きな脅威であり、農業源から主茎。この方法では、排出量の作物の開発と排出量との関係を統計的分析を可能にする複製されたフィールド試験中のアンモニア損失測定を可能にします。

キャリブレーションされたパッシブサンプリング - NHのマルチプロット場計測<sub&gt; 3</sub&gt;ダイナミックチューブ法の組み合わせによる排出量およびパッシブサンプラー

Agricultural ammonia (NH3) emissions (90% of total EU emissions) are responsible for about 45% airborne eutrophication, 31% soil acidification and 12% ...

この簡便な野外in situ法の全体的な目的は、多区画野外試験における反復区からのアンモニア放出量を定量化し、統計的検定および処理効果の特定を容易にすることです。本手法は、アンモニア放出量の定量化と削減、肥料利用効率の決定、環境影響評価など、農学および農業生態学分野における重要な課題の解決に役立ちます。本手法の主な利点は、電源供給に依存せず、多区画野外試験においてアンモニア放出量のin situ定量化が可能である点にあります。私の研究室の修士課程学生であるChristian Wagnerと共に、この手順を実演します。アンモニア放出に対する肥料分布の不均一性の影響を避けるため、反復圃場試験で通常適用されるサイズよりも比較的大きな区画を使用してください。また、サンプラーによるアンモニア吸収への風向変化の影響を避けるため、正方形の区画形状を使用してください。プロット間にプロット1つ分のサイズの緩衝地帯を設けることで、あるプロットから別のプロットへのアンモニアのドリフトを抑制します。ダイナミックチューブ法（DTM）およびパッシブサンプラーを用いて同時に測定するため、2つの処理区プロットと1つの対照区プロットを選択します。処理区プロットは、強い測定信号が得られるよう、放出量が極めて高い場所を選択してください。テキストプロトコルに詳述されている準備に従い、各測定日の開始時と終了時に、対照区、処理区、対照区の順でDTMを用いて未受精の対照プロットの対照測定を行います。温度や風速の変化による放出量の変動を考慮し、1日全体の信頼性の高いアンモニア損失測定値を得るために、3日から6日間にわたって測定してください。測定は、早朝、午前遅く、午後早い時間、午後遅い時間、および日没直前に行ってください。測定を行うには、まずチャンバーを地上約1メートルの高さまで持ち上げ、アンモニアフリー空気でDTMシステムを洗浄します。次に、チャンバーシステムの末端のPTFEチューブに直接接続したハンドポンプを用いて、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）チューブとチャンバー内に空気を送り込みます。DTMチャンバーを、底部のリムで示された約15 mmの深さまで直接地面に押し込みます。あるいは、DTMチャンバーを土壌リングに押し込みます。土壌リングとチャンバーの間に土塊が挟まっていないことを確認してください。準定常状態を作り出すため、使用済みの低濃度指示管を用いて、最初の20回の準備ポンプストロークを行ってください。アンモニア濃度は、チューブ内のpH感受性顆粒の色が濃い黄色から青紫色に変化することで示され、その色がチューブに印刷されたスケール内にある限り読み取ることが可能です。使用したチューブの色の変化から得られた情報に基づき、次回の測定に使用する新しいインジケーターチューブの濃度範囲を選択してください。ポンプケースに取り付けられたチューブブレイカーを使用して両端のヘッドを折ることで、新しいインジケーターチューブを開封します。インジケーターチューブの両端をPTFEチューブとポンプの吸入口に押し込み、端子PTFEチューブとポンプの間に挿入します。チューブに印刷された目盛りの値が最も低い方の端をPTFEチューブに、値が最も高い方の端をポンプの吸入口に挿入してください。自動ポンプのOKボタンを押すか、ハンドポンプを圧縮して、デフォルトのストローク数までポンピングを開始します。使用済みのチューブを用いたプレパンピングと、実際の測定開始との間の休止時間は、できるだけ短くしてください。手動ポンプを用いて測定を行う場合は、手動ポンプの最初のストロークと同時にストップウォッチを開始してください。規定のストローク数に達し、手動ポンプが完全に弛緩した時点で測定を終了してください。終点ストロークに達した後、ハンドポンプを緩め、ストップウォッチの計測を終了します。規定のストローク数でチューブに印刷されたスケールの最低値の最初の線まで達しなかった場合は、ストローク数を最大50回まで増やしてください。ポンピング終了後、指示管スケールの少なくとも最初の線まで達した場合にのみ、指示管の読み取り値を使用してください。着色ラインはわずかに傾いていたり不均一であったりすることが多いため、チューブのあらゆる方向から最も遠い色の変化を確認し、濃度値を記録します。記録用紙に、プロット、測定日、測定時刻、ストローク数、およびPPMでの読み取り値を記入してください。清潔なペーパータオルを用いて、チャンバーの縁に付着した土壌、堆肥、または肥料成分を拭き取ります。次に、DTMシステムを地面から持ち上げ、前述と同様に洗浄します。測定の信頼性を高めるため、プロット内の異なる場所で数回測定を行ってください。肥料をプロットに散布した直後、鋼棒に固定した受動的サンプラーを、土壌またはキャノピー表面から0.15 meterの高さの実験プロット中央に設置します。サンプラーを遅滞なく設置するため、液体肥料散布機またはシステムを用いて速やかに作業を行ってください。土壌が乾燥している場合は、ハンマーを使用して鋼製ロッドを土壌に挿入してください。パッシブサンプラーの設置後、最初のサンプリング間隔に使用する、酸が充填され整理済みのバイアルが入った仕分けトレイまたはバッグを持って、パッシブサンプラーまで移動してください。酸溶液の入ったバイアルを取り扱う前に、手袋を着用してください。対応するプロットおよびサンプリング間隔のバイアルを取り出します。パッシブサンプラーのボトルをねじりして開き、バイアルから0.05 molar 硫酸溶液をボトルの口に注ぎます。次に、バイアルの蓋を締め直し、トレイまたはバッグに戻します。サンプリング期間の終了後、パッシブサンプラー内の0.05 molar 硫酸溶液を交換するには、パッシブサンプラーのネジを慎重に緩め、窓の間の溶液を排出孔を通して元の空のバイアルに注意深く流し込みます。次に使用する未使用のバイアルから、新しい0.05 molar 硫酸溶液をボトル口からサンプラーに補充します。両方のバイアルに適切なラベルを貼り、蓋を締めます。受動的サンプラーを、ステンレス棒に接続された蓋にねじ込んで固定します。プロット番号と設置時間を記録シートに記入します。テキストプロトコルに記載されている通りにアンモニアフラックスを算出してください。牛糞尿の散布後にアンモニア排出量を削減するためのいくつかの手法（ロータリー耕運機によるすき込み、酸性化したスラリーのすき込み、および閉鎖スロット注入法）を、トレイルホースでの散布と比較して検証したフィールド試験の結果を示します。この手法により、アンモニア排出量に極めて有意な差が見られ、閉鎖スロット注入法または酸性化後のすき込みによる散布で最も強い損失削減効果が得られました。これらのプロットは、ウレアーゼ阻害剤および硝化阻害剤の添加の有無にかかわらず、異なる尿素肥料を施用した後の累積アンモニア放出量の差を示しています。アンモニアの放出は、硝化阻害剤の使用に関わらず、ウレアーゼ阻害剤の使用によって大幅に抑制されました。尿素のみと硝化阻害剤を組み合わせた場合に、放出量が最大となりました。実演した手法では、尿素肥料および硝酸アンモニウムカルシウムからのアンモニア放出に対する気象条件の強い影響を、施用日によって異なる放出量と経時的変化として捉えています。低温および降雨は放出を著しく減少させる一方で、高温は相対的な損失量と放出速度を増加させました。また、マルチプロット圃場試験でしか実証できない、アンモニア放出量の変動が冬小麦の子実への窒素吸収に及ぼす影響について示しています。穀物の窒素吸収量は、アンモニア放出量に伴い直線的に減少しました。本手順に従うことで、温室効果ガス測定、チャンバー測定、土壌サンプリング、植物サンプリングなどの他の手法を併用し、農業効率および総合的な環境持続可能性を評価することが可能です。本ビデオをご視聴いただきありがとうございました。提案した手法の活用が成功することを願っております。

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学ぶ パッシブサンプリングと動的チューブ法を組み合わせた現地測定法で、農業分野におけるアンモニア排出量の定量化と統計的検定を行う手法です。肥料利用効率と環境影響評価に役立ちます。

キャリブレーションされたパッシブサンプリング - NHのマルチプロット場計測

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