土壌コアLysimetersを収集し、構築するためのプロトコル

この手順の全体的な目標は、手つかずの農業用土壌による窒素浸出を研究するために、無傷の土壌コア溶解計の収集、組み立て、および灌漑を実証することです。この方法は、根域から浅い地下水に浸出する可能性のある栄養素やその他の化学物質に関する質問に答えるように設計されています。この手法の主な利点は、すばやく簡単にできることです。

有意な結果を得るためには、4〜5回の反復が必要であることがわかりました。このビデオでは硝酸塩の浸出を調べていましたが、この方法は、リン、医薬品、ホルモン、ヒ素などの金属など、他の多くの化合物の研究に使用できます。まず、収集エリアから表面の植物、岩、その他の破片を取り除きます。

2つのライシメータ本体を、ライシメータを採取する平らな地面に置きます。ライシメータが水平で、カラム内の土壌の深さが均一であることを確認してください。特別に設計されたトレーラー搭載のドロップハンマーをライシメータ本体の所定の位置に打ち込みます。

ドロップハンマーが所定の位置にあるときは、油圧式アウトリガーを展開して、鋼板を地面とライシメータ本体の上部と水平にします。アウトリガーは、ドロップハンマーの安定性も提供します。機械式ウインチを使用して、1, 180キログラムの鋼板を3メートルの塔に部分的に吊り上げます。

鉄板を離して柱を土に打ち込みます。柱の縁が土壌表面から2cm上になるまで、この手順を数回繰り返します。カラムの内側と外側の土壌の深さを測定することにより、ライシメータ内の土壌の圧縮を確認します。

柱の内側の土が柱の外側の土よりも1cm以上低い場合、土は圧縮され、研究には適していません。汚染を防ぐために、柱の縁の内側に合板ディスクを置きます。土の芯の横に溝を掘り、バックホーで柱の底より少し深く

シャベルまたはピックで穴を広げ、シリンダーの外側をできるだけ露出させます。重金属製の掘削バーを柱の側面の全長に沿って押し下げ、土と柱の外側の壁の間にくるようにします。柱の下部にある土壌界面が壊れるまで掘削バーを前後にこじ開け、柱をトレンチの中央にスライドさせます。

ライシメータの上部にリフティングハサミをフレームで囲み、ソイルコアの除去に備えます。各バーを人が持った状態で、はさみがカラムの周りでしっかりと閉じるまで引き上げ、ライシメータを穴から持ち上げます。ライシメータは、平らなボードなどの平らな作業面に置きます。

土の芯を裏返して底面を上にした後、塩ビの縁でもまっすぐなエッジで土をやさしく水平にします。リムの平面より上に突き出ている石をペンナイフまたはドライバーで取り除きます。また、土をほぐし、その中の自然な表面の質感を露出させます。

隙間を化学的に不活性な遊び砂で埋め、やさしく詰めます。柱の底がまっすぐなエッジであっても砂をグレーディングし、余分な砂を取り除きます。次に、ライシメータの縁の周りに透明なシリコンコーキングの連続した丸いビーズを押し出します。

コーキングは、穴あきディスクの底部をライシメータの底部に密封し、漏れを防ぐのに十分な厚さである必要があります。穴あきディスクを縁に置き、フィルター生地を砂に向けて置き、プレートとライシメータがしっかりと接触するようにしっかりと押し下げます。次に、プレートの端の周りに8つの等間隔のパイロット穴を開け、穴あきディスクを1インチのステンレス鋼ネジとドリルドライバーで固定します。

フレキシブルパイプカップリングをライシメータベースに滑り込ませ、カップリングの約2 cmがライシメータのリムの上に突き出るようにします。改質したPVCキャップをフレキシブルパイプカップリングに取り付け、ライシメータ本体に接触するまでキャップを押し下げます。次に、固定バンドをカップリングの溝に置き、カップリングを収縮させないように軽く固定します。

ライシメータキャップが所定の位置にしっかりと固定されるまで、ハンドヘルド六角ドライバーで金属バンドを締めます。ライシメータは、反転させて温度管理された施設に輸送する準備ができています。水分センサーを取り付けるには、まず、ライシメータの壁面に5cmと25cmの深さに5cmの水平線を刻みます。

ライシメータの縁ではなく、土壌表面から測定します。印のついた線の両端にあるライシメータの壁に直径1cmの穴を開けます。ドリルで開けた穴の間に残った3cmのプラスチックを回転工具で切り取ります。

次に、厚さ1cm、長さ5cmのスリットを土に彫り込み、水分センサーのケーシングを収めます。センサーのプロングが土にしっかりと埋まり、ワイヤーだけがライシメーターから突き出るまで、水分センサーを穴、つまり清掃されたスロットに押し込みます。スロットの壁からブラシまたは雑巾で土を取り除きます。

シリコンコーキングの厚いビーズをスロットに塗布して、水が漏れるのを防ぎます。コーキングが乾いたら、シリコンの2サイクル目を適用して、センサーを囲む穴のすべての隙間が塞がれていることを確認します。土壌とライシメータ壁の間の隙間をコーキングでシールし、ライシメータの内壁に優先的に流れ落ちるリスクを減らします。

まず、透明なシリコンコーキングのチューブを標準のコーキングガンに穴を開けて装填します。コーキングチューブの先端を、充填する土壌の空隙とライシメータ本体の内側面の間に置きます。次に、コーキングガンの先端を土の下に約2cm押し込みます。

コーキングが隙間を埋めて土壌表面からにじみ出るまで、コーキングをチューブから絞り出します。テキストプロトコルに記載されているようにソイルコアが水平であることを確認した後、ネジ付きナイロンチューブフィッティングにテフロンテープを巻き付け、フィッティングを時計回りにキャップに回します。ネジ山が見えなくなるまで、モンキーレンチでフィッティングを締めます。

0.5インチのホースをナイロンフィッティングのとげのある端に押し込み、ホースをコレクションジャグの口に約4cm通るようにカットします。容器をライシメータの下に置き、ホースを採取水差しの中に置きます。土壌表面をチーズクロス、または窓の網戸などの化学的に不活性なメッシュで覆い、土壌の凝集体と表面の残留物を保護および保存します。

1, 450 mlのシミュレートされた雨水をメスシリンダーに測定し、シャワーヘッドを備えたじょうろに注ぎます。土壌表面を乱さない速度で、窓の網戸に水を穏やかかつ均等に振りかけます。水が土壌柱を通ってキャップと収集容器に浸透するのをしばらく待った後、ライシメータを出口穴に向けて傾け、ライシメータリザーバーキャップから収集容器にすべての水が排出されます。

はかりで収集された浸出液の質量を測定し、グラム単位の質量をミリリットルに変換します。浸出液サンプルを350mlの滅菌プラスチックサンプルボトルに注ぎます。フローインジェクション分析によるカラー画像を使用した硝酸塩分析の準備として、0.45ミクロンの濾紙を装備した吸引漏斗で50mlをすぐにろ過します。

灌漑・浸出実験の代表的な結果を以下に示します。4つの土壌で、週平均浸出水の深さは1.12〜1.95cmの範囲でした。浸出水の回収は、適用される灌漑用水の割合を表し、土壌の質感に関連する一般的な傾向に従い、砂質のイブスボロとサッサフラスの土壌からの回収は、より細かいテクスチャのボジャックとクインドクアの土壌からよりもわずかに効率的です。

この図は、灌漑後の深さ5cmと25cmの深さでの土壌水分量の変化が、粗い土壌と細かいテクスチャの土壌との間の水の透過率の違いを示していることを示しています。水分プロファイルは、粗いテクスチャーのイブスボロ砂とサッサフラス砂質ローム土壌を通る灌漑用水の急速な移動を示しています。この図は、家禽のトイレ砂散布前後の硝酸塩濃度の変化を示しています。

浸出液中の硝酸塩濃度は、リターの施用後に増加しましたが、土壌間で異なる時間パターンに従いました。浸出液硝酸塩の質量損失の違いは、浸出液中の硝酸塩濃度の傾向だけでなく、浸出液の深さの違いも反映しています。家禽のリターの施用と浸出液の量が硝酸塩フラックスに及ぼす役割を評価するために、リターの施用前の土壌硝酸塩フラックスをその後の週次フラックスから差し引いた。

この手順を試みるときは、安全であることが重要です。ドリルやドロップハンマーを操作するときは、常に聴覚保護具を着用してください。安全のため、ドロップハンマーの下で作業しないでください。

ドロップハンマーを操作するときは、そのエリアにいる他の人に注意し、操作するときはドロップハンマーから安全な距離を維持してください。このビデオを見た後、無傷の土壌コアを収集する方法、ライシメーターを構築する方法、土壌水分センサーを設置する方法、灌漑を行う方法、浸出水を収集する方法をよく理解できるはずです。