Name: 토양 코어 Lysimeters를 수집 및 구축을위한 프로토콜 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-06-06T14:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 23 s
Description: 학습하세요 토양 코어 라이시미터 수집 및 조립 방법을 통해 농경지에서 질소 유출을 연구하는 기술입니다. 이 방법은 인, 금속 등 다양한 화합물 분석에도 활용 가능합니다.

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저자는 USDA-ARS 목초지 시스템 및 유역 관리 부서의 직원에게 감사하고 있습니다. David Otto는 맞춤형 드롭 해머(일명 'The Intimidator')의 설계와 제작 모두에 중요한 역할을 했습니다. Michael Reiner와 Terry Troutman은 이 연구에서 보고된 lysimeter의 수집 및 구축을 지원했습니다. 사라 피셸(Sarah Fishel), 찰스 몽고메리(Charles Montgomery), 폴 스팍(Paul Spock)은 이 원고에 보고된 모든 영양소 분석을 수행했다.

1. 재료 준비 <ol><li> 일정 80 PVC, 30.5 cm (12 인치) 직경 (공칭 ID)에서 모형 매립의 본체를 잘라; 이 1.9 cm (0.75 인치) (도 1a)의 벽 두께를 갖는다. 연구하고자하는 토양 층 (들)의 두께에 따라 모형 매립 체의 길이를 잘라; 여기서, 53cm (21 인치) 긴 몸을 사용합니다. 토양을 통해 절단을 돕기 위해 모형 매립 체의 내벽에 날카로운 리딩 엣지를 형성하기 위해 모형 매립의 하단부 주위에 45 ° 경사하여 깊이 0.63 cm 패주. </li><li> 컬렉션에 이전 (그림 1b)를 물 무료 배수를 허용하고 침출수의 저장 용량을 제공하기 위해 캡에 일정 80 PVC의 15.3 cm 높이 30.5 cm의 ID 링을 접착하여 34.5 cm의 ID, 평평한 바닥 PVC 캡을 수정합니다. 본체가 몸에 뚜껑을 결합하는 결합 역할을 같은 재고 반지를 잘라. 캡은 (유연한 커플 링 및 호스 클램프 본체에 결합한다그림 1C 및 1D). 1.27 cm의 구멍을 드릴링 및 1.27 cm (14) NPT 파이프 탭으로를 눌러 샘플 수집을위한 포트를 설치하고 캡의 바깥 쪽 가장자리에 1.27 cm 나일론 가시 남성 어댑터 (그림 1E)를 설정 곳 측벽 및 바닥 충족. </li><li> lysimeters (그림 1g)의 바닥을 커버하는 데 사용됩니다 1.27 cm 두께의 평면 스톡 PVC에서 34cm 직경의 디스크를 잘라. 드릴 (180)는 균일하게 0.32 cm 이격. 디스크 직경으로 구멍을 캡을 입력 불순물 가득 모형 매립의 바닥으로부터 배출을 허용한다. 접착제 접지 마포 또는 디스크의 일측에 다른 여과포는 침출수 배수 중에 하부 디스크를 통과하는 토양을 방지 할 수있다. </li><li> 2.5 cm 플랫 아이언 2.5 cm 물 파이프 (그림 2)에서 해제 가위를 구축 할 수 있습니다. 50.0 cm 길이로 플랫 아이언의 2.5 cm 밴드 두 컷 참조 모형 매립 체의 외부를 사용하여 반원형으로 구부려. 용접 5 센티미터 나각 반원 밴드의 각 끝. 힌지 핀 밴드의 각각에 가입하세요. 서로 대향 대역의 외륜의 수관 용접. </li></ol> 드롭 해머와 토양에 2. 운전 모형 매립 케이스 <ol><li> 컬렉션 영역에서 표면 식물, 바위, 먼지 등을 제거합니다. lysimeters 촬영 (그림 3a) 할 수있는 수준의 바닥에 몸 모형 매립 위치 2. 열에서 그 토양이 균일 한 깊이 그래서 lysimeters 레벨인지 확인합니다. </li><li> 모형 매립 기관을 통해 장소에 특별히 디자인, 트레일러 장착, 드롭 망치 드라이브. 드롭 해머가​​ 제자리에있을 때, 모형 매립 체의 바닥 및 상부로 강판 수준으로 유압 동력 아웃리거 배포. 아우 트리거는 또한 드롭 해머 (그림 3b)에 대한 안정성을 제공합니다. </li><li> 부분적으로 1.52 m의 도움으로 최대 1,180kg 3 m 타워 무게 1.52 m 광장 강판으로, 10.2 cm 두께를 호이스트기계적 윈치 (그림 3b). 토양에 열을 망치로 강판을 놓습니다. </li><li> 2.3 여러 번 열 림 때까지 반복 단계는 토양 표면 (도 3c) 위 2cm이다. </li><li> 컬럼의 내부 및 외부 토양의 깊이를 측정하여 모형 매립 내부의 토양 다짐을 확인합니다. 칼럼 내부의 토양 열 외부 토양보다 1cm보다 낮 으면, 토양은 압축되고 연구에는 적합하지 않다. </li></ol> 3. 토양 코어를 제거 <ol><li> 굴착 과정 토양, 먼지에 의한 오염을 방지하기 위해 칼럼을 통해 천공 된 PVC 디스크 (도 1C) 및 플렉시블 파이프 커플 링 (도 1D)을 놓는다. </li><li> 굴 착 (그림 4a)와 열 바닥보다 약간 깊은 토양 코어 옆에 트렌치 및 파. </li><li> 삽으로 구멍을 확대 또는 선택 (도 4b)와 m로 노출가능한 실린더의 외부의 UCH. </li><li> 이 토양 외부 컬럼 벽 (도 4c)의 사이가되도록 기둥의 측면의 전체 길이를 따라 중금속 파고 막대를 누른다. </li><li> 칼럼의 맨 아래에있는 토양 인터페이스가 고장 때까지 앞뒤로 파고 줄을 올립니다. </li><li> 토양 코어의 제거에 대비하여 (도 2에 도시) 모형 매립 상단 주위 리프팅 위 프레임. 가위가 열 주위에 단단히 닫고 구멍 밖으로 모형 매립을 들어 올릴 때까지 각 막대를 들고 사람으로, 당기십시오. 합판의 조각으로 평평한 작업 표면에 모형 매립을 놓습니다. </li></ol> 4. 모형 매립 총회의 토양 코어 준비 <ol><li> 바닥면이 위가되도록을 통해 토양 코어를 뒤집습니다. 단계 3.1에 ​​설치된 나무 합판 디스크가 제자리에 토양을 개최한다. </li><li> 부드럽게 심지어 PVC (도 5a)의 림 w와 토양 레벨직선 가장자리 번째. 펜 칼이나 드라이버로 림의 평면 위에 튀어 나온 돌을 제거합니다. </li><li> 화학적으로 비활성 놀이 모래 어떤 빈 공간을 채우고 조심스럽게 (그림 5b)를 팩. </li><li> 등급은 심지어 직선으로 열 바닥 모래와는 초과 모래 (도 5c 및 d)를 제거합니다. </li><li> 림에서 어떤 토양과 브러시와 lysimeters의 외측 벽을 청소하거나 가볍게 가장자리를 날려 접착제 스틱과 캡의 아늑한 피팅을 위해하는 테두리가 깨끗한 지 확인합니다. </li></ol> 5. 모형 매립 조립 <ol><li> 모형 매립 (도 6a)의 가장자리 주위에 분명 실리콘 코킹의 연속 라운드 구슬을 돌출. 코킹은 lysimeters에 천공 디스크 바닥을 밀봉 및 누출 방지하기 위해 충분히 두꺼운해야한다. </li><li> 모래에 직면 필터 패브릭 림 위에 천공 디스크 (그림 1C)를 놓고접시와 모형 매립의 좋은 접촉을 할 수 있도록 단단히 누르십시오. </li><li> 접시의 가장자리 주위에 팔 균등하게 파일럿 구멍을 드릴과 드릴 드라이버와 1.0 인치 스테인레스 스틸 나사 구멍이 디스크를 고정합니다 (그림 6B). </li><li> 커플 링의 약 2cm가 모형 매립 림 (도 5c) 위에 돌출되도록 모형 매립베이스에 유연한 파이프 커플 링 슬립. </li><li> 유연한 파이프 커플 링 (도 6c)에 수정 된 PVC 캡을 장착하고,이 모형 매립 몸에 닿을 때까지 아래로 뚜껑을 밀어 넣습니다. 캡의 상단에 나무 블록으로 조심스럽게 제자리에 뚜껑을 활용할 망치를 사용합니다. </li><li> 커플 링의 홈에 고정 대역을 놓고 커플 링을 죄기없이 가볍게 고정합니다. 모형 매립 캡이 단단히 고정되어 때까지 손으로 커플 링 주변의 금속을 조여 1/4 인치 육각 드라이버를 개최했다. 모형 매립은 기후의 계속에 이성을 상실하고 운송 할 준비가되어 있습니다압연 설비. </li></ol> 6. 수분 센서 설치 <ol><li> 스크 5, 25cm 깊이의 모형 매립 벽에 5cm 길이, 수평 라인. 토양 표면이 아니라에서 모형 매립의 가장자리를 측정한다. </li><li> 마크 된 라인의 각 단부에 모형 매립의 벽을 통해 1.0 cm 지름의 구멍을 뚫는다. </li><li> 멀리 회전 절삭 공구 드릴 구멍 사이 플라스틱의 나머지 3cm를 잘라. </li><li> 5cm 의해 두께 1cm 긴 토양에 슬릿 드릴링하는 수분 센서 (예컨대, 십 각형)의 케이싱을 수용한다. </li><li> 센서 접지 단자가 단단히 땅에 묻혀있는 유일한 와이어는 모형 매립 튀어 나와되는 때까지 깨끗이 슬롯 구멍에 수분 센서를 밀어 넣습니다. </li><li> 브러시 나 걸레와 슬롯의 벽에서 청소 토양. </li><li> 누출 물을 방지하기 위해 슬롯에 실리콘 코킹 두꺼운 비드를 적용한다. 균열을 막다가 건조 된 후, 욕실에 실리콘의 제 2 사이클을 적용센서 주위의 구멍에있는 모든 격차가 밀봉되어 있는지 확인합니다. </li></ol> 침출수 수집에 대한 Lysimeters 준비 (7) <ol><li> 코킹와 토양과 모형 매립 벽 사이 인감 격차는 모형 매립의 내부 벽 아래로 우대 흐름의 위험을 줄일 수 있습니다. <ol><li> 피어스는 표준 코킹 건에 분명 실리콘 코킹의 튜브를로드합니다. </li><li> 충전 할 수있는 토양과 모형 매립 몸의 안쪽면에 공간 사이의 코킹 튜브의 끝을 놓습니다. 2cm에 대해 토양 아래 균열을 막다 총의 끝을 밀어 넣습니다. 이 공백을 채우고 토양 표면 위에 스며 때까지 튜브 밖으로 코킹을 짠다. </li></ol></li><li> 벤치의 상단 또는 평면 충분히 튼튼한에 설정 lysimeters 여러 lysimeters과 4.0 L 용기에 물을 무료로 배수를 허용 할만큼 높은 (그림 7)의 무게를 처리합니다. </li><li> 핵심 lysimeters가 작은 (15cm) 정신 수준으로 모든 방향으로 수평되는 토양을 확인합니다. 필요한 괞 찮아 경우토양 표면을 완전히 평탄화까지 CE 심 밑 lysimeters. </li><li> 나사 나일론 튜브 피팅 (NPT 0.5) 주위에 테프론 테이프를 싸서 캡에 끼워 맞춤 시계 방향으로 돌립니다. 스레드 중 어느 것도 볼 수 없을 때까지 조정 가능한 렌치로 피팅을 조입니다. </li><li> 피팅 나일론의 가시 끝에 0.5 인치 호스를 밀어하고 수집 용기의 입에 약 4.0 cm를 통과하도록 호스를 잘라. </li><li> 모형 매립에서 컨테이너를 설정하고 수집 용기 내부의 호스를 배치합니다. </li></ol> 8. 관개 Lysimeters 및 수집 침출수 <ol><li> 보호 및 토양 단위 및 표면 잔기를 보존 치즈 천 또는 다른 투과성 화학적 불활성 직물 토양 표면을 커버. </li><li> 눈금 실린더에 탈 이온수 1,450 ml의를 측정하고, 샤워 헤드를 장착 할 수 있습니다 물에 부어. 부드럽게 골고루 distu하지 않는 속도로 직물 위에 물을 뿌려토양 표면을 경우 rb. </li><li> 캡 및 수집 용기에 토양 컬럼을 통해 여과 액을 침투 물이 일정 기간을 기다립니다. </li><li> 모든 물을 수집 용기에 모형 매립 저장 기 캡에서 배출 될 때까지 출구 구멍을 향해에서 모형 매립 팁. </li><li> 규모와 수집 된 침출수의 질량을 측정하고 ML 그램의 질량을 변환 (물 1.0 g을 1.0 ml의 동등하다고 가정). 350 ml의 멸균 플라스틱 샘플 병에 침출수 샘플을 따르십시오. 즉시 흐름 주입 분석 (31)를 통해 비색을 사용하여 질산 분석에 대비하여 0.45 ㎛의 필터 종이를 구비 한 흡입 깔대기 50 ㎖ 필터. </li><li> 저장 여과하고 냉장고 및 분석까지 4 ° C에서 샘플의 필터링되지 않은 부분. </li></ol>

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<li><a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lachat+Instruments.+Determination+of+nitrate%2Fnitrite+in+surface+and+wastewaters+by+flow+injection+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22QuickChem+Method%22%5BJournal%5D)">Lachat Instruments. Determination of nitrate/nitrite in surface and wastewaters by flow injection analysis.</a> QuickChem Method. , Lachat Instruments. Loveland, CO. 10-107-04-01-A (2003).</li>
</ol>

저자는 경쟁하는 재정적 이해관계가 없음을 선언합니다.

모형 매립 컬렉션의 중요한 단계 침출 연구는 얕은 지하수 질소 손실에 토양 특성 및 비료 관리의 영향을 설명한다. 토양 질감 집합체 구조 및 벌크 밀도와 같은 토양 물성 물과 용질의 퍼콜 중재. 정확하게 침출수 볼륨과 용질 농도를 결정하는 이러한 중요한 단계를 수행하여 모형 매립 수집 중에 이러한 토양의 물리적 특성의 무결성을 유지에 따라 달라집니다 : 1) 모형 매립과 열이 토양에 구동되는 동안 수준을 유지해야 드롭 망치; 모형 매립 내 2) 토양 다짐에 대해 확인해야합니다 3) 토양 칼럼의 바닥이 평평해야 보이드가 드레인 캡을 설치하기 전에 불활성 모래 채워야; 4) 실리콘 코킹으로 밀봉해야 모형 매립 벽과 토양 사이의 사람들을 포함한 모든 간격이 일에서 우선 측벽 흐름 또는 유출을 방지하기 위해전자 수분 센서 포트. 유지 토양 구조의 중요성 침출 시험을 정확하게 효율적...

델마 바 반도는 체사 피크 만의 동부 해안 국경, 미국에서 가장 큰 가금류 생산 지역 중 하나에 가정이다. 대략 6 억 닭과 비료의 약 750,000t는이 새 매년 1의 생산에서 생성됩니다. 분뇨의 대부분은 농업 분야에서 비료 개정 로컬로 사용된다. 때문에 비료 응용 프로그램의 역사적으로 높은 비율로, 질소, 인 등의 영양 성분이 토양에 축적 및 지하 침출 (2)을 통해 오프 사이트 손실 지금 취약했다. 지하수 흐름의 대부분은 궁극적으로 체사 피크 만 3 배수 도랑의 광범위한 네트워크에 관한 것이다. 베이에 전달되는 영양소는 부영양화 4에 의한 베이의 건강의 감소로 연결됩니다. 영양소의 오프 사이트 손실과 연결 영양 관리는 수문을 모니터링하는 전문 도구가 필요흐름과 관련된 영양소 전송. Lysimeters 특성화 토양을 통해 영양소의 이동을 정량화하는 데 사용되는기구의 주요 카테고리를 나타낸다. Lysimeters이되도록 토양 매트릭스 가능성에 대응하기 위해 조정할 수 있습니다 장력 lysimeters에서, 물 5-7 관류에 모니터링 영양소 흐름에서 사용의 오랜 역사를 가지고 그들이 더 나은 추정 공장 가능한 물, 프로세스의 더 대표 제로 인장 lysimeters에 무료 배수 중에 발생. 모든 방법이 존재 고유의 편견을 lysimetery합니다. 예를 들어, 일부 lysimeters 완전히 자연 토양에서 공간적으로 복잡한 공정을 나타내는 너무 작거나 이종 통 (8)의 좋은 통계 복제를 제공하기에는 너무 크고 비싸다. 또한, 팬 lysimeters은 그들 위에 토양 침출수를 수집 포화 매트릭스 흐름 (9) 측정에서 긴장 lysimeters에 비해 비효율적 할 필요합니다. 폐쇄 모형 매립 시스템,이러한 (또한 토양 모노리스 lysimeters라고도 함) 제로 긴장 토양 코어 lysimeters로 크게 물 예산과 관련된 오염 물질 예산 (예를 들어, 영양 예산) (10)를 수행하는과 자신감을 향상시킬 수 있습니다. 이러한 lysimeters은 토양 그대로 코어가 포함되어있는 경우 가장 대표적인; 재 포장 토양 가득 lysimeters는 용질과 미립자 화합물 모두 11, 12의 전송에 영향을 원래의 구조, 시야 및 거대 연결을 유지하지 않습니다. 실험 스탠드 포인트로부터, 교란 토양 조건보다 복제를 용이하게 접근은 토양의 물리적 및 화학적 특성 (13)에 존재하는 고유의 공간적 변동 주어진 유리하다. 두 바람직한 방법은 그대로 토양 코어 lysimeters를 수집하는 데 사용되었습니다 드롭 망치와 절단 헤드. 이 썰매 햄 등의 간단한 장치로 달성 될 수있는 전자는 더 일반적으로, 수행 된메르 (작은 lysimeters). 적절하게 수행하면 낙하 해머로 토양 코어 수집은 비교적 다른 코어 링 기술과 비교할 때, 특히 비용 효과적인 것으로 밝혀졌다. 그러나 지상에 모형 매립 케이스의 구동에 의해 부과되는 깎아 지른듯한 힘은 기본 토양을 대표하지 않는 모형 매립 내부 조건을 생산, 번짐 및 압축 될 수 있습니다, 심지어 물 운동 (예를 들어, 바이 패스 흐름의 특정 유형을 선호, 또는를 따라 흐를 수있다 토양 코어 에지). 그 결과, 일부 연구자들은 드릴링 장치 또는 다른 굴삭 장치 (5)와 온전한 토양 절결 corers의 사용을 선호하고있다. 다양한 물질이 토양 코어 lysimeters 용 포장재로서 사용되어왔다. 강관 박스 및 비교적 낮은 비용, 내구성이 용이하게 가능하고 그들의 강도에 큰 14-17 lysimeters를 수집하는데 사용될 수있다. 그러나 동안 스틸 REL의 침출을 평가 만족atively 반응성 화합물 등의 질산으로, 강철의 철 인산염과 반응하기 때문에 코팅해야하거나 인 침출의 연구 치료. 큰 직경 토양 코어가 획득 될 때 일반적으로, 플라스틱 케이스가 같은 두꺼운 벽 (사용 된 경우) 낙하 해머의 충격을 견딜 수 (일정 80) PVC 파이프 등 인 침출 공부와 그 구조를 유지하는 데 사용된다 (예 ≥30 cm) 18-22. 일반적으로 토양 코어 lysimeters은 전 현장을 분석한다. 일단 토양을 둘러싼 이상 접지 기후는 자연 현장 조건을 나타내며 토양 코어 lysimeters가 야외 &quot;모형 매립 농장&quot;에 설치 될 수 있으며, 수집. 예를 들어, 스웨덴, 스웨덴 농업 대학은 30cm 직경 INTA를 확장 할 수 있습니다 농약 운명 및 운반, 장기 토양 비옥도 시험 및 관리 사례를 분석, 지난 3 년 동안 별도의 세 가지 모형 매립 농장을 유지하고있다CT는 23 코어. 토양 코어 lysimeters은 기후 조건 (24, 25)보다 강력하게 제어가 실내 침출 실험을 실시하고있다. 리우 등 알. 정기적으로 캐치의 배열 (26) 작물에서 토양 코어 lysimeters를 관개하기 위해 강우량 시뮬레이터를 사용했다. 키벳과 군 모두 사용 손 세척 기술은 토양 코어 27, 28을 통해 비소 및 영양 침출을 연구한다. edaphic 및 수문 다양한 공정이 토양 코어 lysimeters로부터 추론 될 수있다. 군 외. (2015) 요소 응용 프로그램 (28) 후 질소 침출을 조사하기 위해 30cm 직경 PVC 열 lysimeters을 사용했다. 관개 이벤트에 후속 상이한 시간 간격 침출수를 수집하여, 이들은 거대 흐름을 지배하는 것으로 가정 이전에 신속하고 점진적인 흐름을 구별 할 수 있었다하고, 이후 매트릭스의 흐름을 지배하는 것으로 가정. 요소는 쉽게 접촉 위스콘신에 때 가수 분해되기 때문에제 토양 이들은 토양 매트릭스를 우회 거대 전송 증거로서 우레아 애플리케이션 직후 수집 침출수 상승 우레아 농도의 존재를 해석했다. 시간이 지남에, 그들은 초기 가수 분해 후 암모늄에 적용 요소의 변화를 추적, 침출수 질소의 다른 형태의 높은 농도를 감지 한 후 암모늄의 변화는 질화와 질산염. 설계, 실시 및 토양 핵심 모형 매립 실험을 해석 고려 사항을 설명하기 위해, 우리는 미국의 중간 대서양 해안 평야에서 발견 된 네 가지 토양 조사를 실시했다. 이 연구 측정 침출 농도 전에 건조 가금류 분뇨 (즉, 가금류 &quot;쓰레기&quot;) (28)의 신청 후 질산의 손실. 토양에 가금류 쓰레기의 응용 프로그램에서 영양 손실은 키 체사 피크 만의 건강에 대한 관심 및 적용의 상호 작용을 이해하다가금류 쓰레기 및 농업 토양 특성은 영양 관리 권장 사항을 개선하기 위해 필요하다. 우리는 여기에 그대로 토양 코어 lysimeters를 추출 토양 수분을 추적,이 토양에서 차동 질산 침출 손실을 해석하기위한 구체적인 방법을 제시한다. 이 실험은 델마 바 반도, 미국 27, 28의 농업 토양에서 양분 침출을 평가하기 위해 실시 더 큰 연구의 일부입니다. 2010 년은 여기에 우리가이 연구에서 게시되지 않은 결과를 발표 토양 코어 lysimeters은 델라웨어, 메릴랜드와 버지니아에있는 사이트에서 수집 하였다. 초기 실험 논문 인 토양에서 침출 질산 침출을 평가하기 위해 수행되었다하더라도 역시 모니터링 하였다. 체사 피크 베이 유역의 대서양 해안 평야에서 4 공통 농업 토양 샘플링했다 : Bojac (거친 롬, 혼합, semiactive, THERMIC Typic Hapludult을); Evesboro (mesic, Lamell 코팅IC Quartzipsamment); Quindocqua (미세 롬, 혼합, 활성, mesic Typic Endoaquult); 사사 프라스 (미세 롬, 규산, semiactive, mesic Typic Hapludult). 각 토양의 경우, 수평선의 형태는 열 (표 1)의 발굴에 의해 노출 된 프로필에서 기술되었다. 토양의 표면 질감 (Bojac 및 사사 프라스가) (Quindocqua를) 양토를 미사에 고운 모래 / 모래 양토을 옥토 질의하는 모래 (Evesboro)에서였다. 모든 토양이 역사적으로 가금류 쓰레기와 함께 수정 된 된했지만, 아무도 연구에 앞서 10 개월 적용되지 있었다. 모든 토양은 이전에 토양의 핵심 모형 매립 컬렉션에 적어도 하나의 시즌 옥수수 생산까지 더-에 없었다. 컬렉션에 이어, 토양 코어 lysimeters는 주립 대학, PA의 USDA-ARS의 simulatorium 시설로 이송되었다. 그곳에서 그들은 가금류 쓰레기 응용 프로그램과 관련된 영양 침출을 평가하는 실내 관개 실험 (22 ~ 26 °의 C)의 대상이되었다. 구체적으로는,여과 액에 질산 토양 사이에 평형 될 때까지 lysimeters 8 주 동안 물 주간의 2cm로 관개했다. 가금류 쓰레기 (건조 가금류 분뇨는) 다음 총 N. 관개 -1 5 주 이상 계속 된 162kg의 헥타르의 비율로 모든 토양의 표면에 적용 하였다. 수분 센서는 관개 침출주기 동안 연속적 오분 간격 부피 수분 함량을 기록 하였다. 침출수는 24 시간 후 수집 및 관개에 다시 칠일 후에 직전되었다. 토양 코어에서 lysimeters 침출수 데이터 전과 도포 후 쓰레기 통 사이 침출수 양과 품질의 차이뿐만 아니라, 차이를 설명하기 위해 간단한 설명적인 통계를 사용하여 분석 하였다. 토양 수분 센서가 각각 토양 두 복제 토양 코어 lysimeters의 배치 되었기 때문에 (Evesboro, Bojac, 사사 프라스, Quindocqua), 토양의 수분 함량에 대한 통계는, N = 2에 기초하여 S 반면했다침출수 깊이 tatistics은, 질산-N 농도 및 질산-N 플럭스는 Evesboro, Bojac 및 사사 프라스와 Quindocqua 5 토양 코어 lysimeters 10 토양 코어 lysimeters에서 파생되었다. 토양 내 복제의 중요성을 평가하기 위해, 침출수 깊이 편차 (CV)의 계수가 다른 복제에 번호를 계산 하였다. (Evesboro, Bojac, 사사 프라스 10; 5 Quindocqua 용) 몬테카를로 시뮬레이션 접근법마다 반복 토양 그룹 내 복제의 총수로부터 토양 코어 lysimeters (N = 3)의 일부를 샘플로 사용 하였다.

<table><tbody><tr><td>스케줄 80 PVC 파이프</td><td>Fry's Plastic</td><td>Call</td><td>10피트 길이로 판매</td></tr><tr><td>Fernco Fittings</td><td>Fry's Plastic</td><td>Call</td><td>12인치 직경</td></tr><tr><td>Type II PVC 플레이트, 펀칭 디스크용</td><td>AIN Plastic</td><td>Call</td><td>PVC II Vintec II 4' x 8' 시트로 판매&nbsp;</td></tr><tr><td>스케줄 40 PVC 캡</td><td>Fry's 플라스틱</td><td>콜</td><td>12 인치 직경</td></tr><tr><td>스테인레스 스틸 스크류</td><td>Fastenal</td><td>135716</td><td>#8 버글 헤드 필립스 드라이브 샤프 포인트 등급 18-8 스테인레스 스틸</td></tr><tr><td>실리콘 II 코크</td><td>로우스</td><td>447488&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>나일론 튜브 피팅</td><td>미국의 플라스틱 공사</td><td>61137</td><td>0.5인치 NPT</td></tr><tr><td>식품 등급 튜빙</td><td>Lowe's</td><td>443209</td><td>0.5인치 비닐</td></tr></tbody></table>

토양 코어 lysimeters를 수집 및 구축을위한 프로토콜

A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters

농업에 사용되는 토지 비료와 거름에서 영양분이 침출되면 지표수의 부영양화가 가속화될 수 있습니다. 풍경은 복잡하고 다양한 토양 형태를 가지고 있기 때문에 토양 대공극 및 매트릭스 구조를 통한 침출수의 흐름 경로에 수반되는 불균형이 존재합니다. 이러한 경로를 통과하는 유속은 선행 토양 수분에 의해 더 많은 영향을 받습니다. 용해계는 유속, 물의 양 및 토양을 통해 아래쪽으로 침출되는 영양분의 농도를 정량화하는 데 사용됩니다. 많은 용해계 설계가 존재하지만, 물의 양과 영양염의 질량 균형을 정확하게 결정하는 것은 자연 토양 구조를 그대로 유지하는 경계 용해계를 사용하는 것이 가장 좋습니다. 
여기에서는 5cm 및 25cm 깊이에서 토양 수분 센서가 장착된 토양 코어 용해계의 추출 및 구성에 대한 자세한 방법을 제시합니다. 4개의 서로 다른 해안 평야 토양(Bojac, Evesboro, Quindocqua 및 Sassafras)의 용해계는 Delmarva 반도에서 수집되어 실내 온도 조절 시설로 옮겨졌습니다. 토양은 토양 질산염 -N 농도를 낮추기 위해 일주일에 한 번 2cm의 강우량에 해당하는 물을 관개했습니다. 인출 기간이 끝나면 가금류 깔짚(162kg TN ha-1)을 살포하고 추가로 5주 동안 침출을 재개했습니다. 적용된 관개용수의 총 회수율은 71%에서 85%까지 다양했습니다. 질산염-N 농도는 연구 기간 동안 깔짚 살포 전 평균 27.1mg L-1에서 깔짚 살포 후 40.3mg L-1까지 다양했습니다. 굵은 모래(Sassafras)가 지배하는 토양에서 영양분의 가장 큰 흐름이 측정되었지만, 가장 큰 즉각적인 흐름은 뚜렷한 거대 공극 발달(Quindocqua)을 가진 가장 미세한 질감의 토양에서 발생했습니다.

토양 수분, 침출수 깊이와 침출수 화학 모두 특정 토양의 복제 토양 코어 lysimeters 사이의 내부 변동성에도 불구하고 토양 특성의 함수로 차이를 드러내는 토양에서 변동성을 보여줍니다. 나중에 점을 보증 토양 수분 및 침출 과정에 내재 된 변동성 등의 실험 설계의 관점에서 특정 노트, 제 2 형 통계 오류를 최소화하기 위해 상당한 복제가 필요합니다. 본 연구에서는 모든 토양에서 변동 계수 (CV)는 질산-N 플럭스에 대한 0.54에 질산-N 농도에 대한 0.55, 0.23로, 침출수 깊이 0.06로, 토양 수분 0.02에서 0.38로 0.22을 0.02이었다. 분산에 모형 매립 복제의 효과는 강한 INF를 공개, 개인 토양 (Bojac, Evesboro, 사사 프라스, Quindocqua)의 복제에서 침출수 데이터를 샘플링하여 도시된다다른 사람보다 몇 가...

온전한 토양 코어 용해계의 추출 및 조립에 대한 자세한 방법과 침출수 및 지표 적용 가금류 깔짚에서 관련 영양분 손실에 대한 연구를 위한 사용이 시연됩니다.

토양 코어 Lysimeters를 수집 및 구축을위한 프로토콜

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the ...

본 절차의 전반적인 목표는 교란되지 않은 농경토를 통한 질소 용출을 연구하기 위해 온전한 토양 코어 리시미터의 수집, 조립 및 관수를 시연하는 것입니다. 이 방법은 근권 아래의 얕은 지하수로 용출될 수 있는 영양소 및 기타 화학 물질에 관한 의문에 답하기 위해 설계되었습니다. 이 기술의 주요 장점은 신속하고 간편하다는 점입니다.유의미한 결과를 얻으려면 4~5회의 반복 실험이 필요하다는 것을 확인했습니다. 이 영상에서는 질산염 용탈을 살펴보았지만, 이 방법은 인, 의약품, 호르몬 또는 비소와 같은 금속 등 다른 많은 화합물을 연구하는 데에도 사용될 수 있습니다. 우선, 수집 구역에서 지표 식생, 암석 및 기타 잔해물을 제거하십시오.라이시미터를 설치할 평평한 지면에 두 개의 라이시미터 본체를 배치하십시오. 컬럼 내 토양의 깊이가 일정하도록 라이시미터의 수평이 맞는지 확인하십시오. 특별히 설계된 트레일러 장착형 드롭 해머를 라이시미터 본체 위에 맞추어 박아 넣으십시오.드롭 해머가 제자리에 배치되면, 유압식 아웃리거를 전개하여 강철판을 지면 및 리시미터 본체 상단과 수평이 되도록 맞춥니다. 아웃리거는 드롭 해머의 안정성 또한 제공합니다. 기계식 윈치를 사용하여 1,180 kg 무게의 강철판을 3m 높이의 타워 위로 부분적으로 들어 올립니다.강철판을 놓아 컬럼이 토양 속으로 박히도록 망치질합니다. 컬럼의 테두리가 토양 표면보다 2 cm 위에 위치할 때까지 이 단계를 여러 번 반복합니다. 컬럼 내부와 외부의 토양 깊이를 측정하여 라이시미터 내부의 토양 다짐 정도를 확인합니다.컬럼 내부의 토양이 컬럼 외부보다 1 cm 이상 낮다면, 토양이 압착된 것이므로 연구에 적합하지 않습니다. 오염을 방지하기 위해 컬럼 테두리 내부에 합판 디스크를 배치하십시오. 백호(backhoe)를 사용하여 토양 코어 옆에 컬럼 바닥보다 약간 더 깊게 트렌치를 팝니다.삽이나 곡괭이로 구멍을 넓히고, 실린더 외벽이 최대한 많이 드러나게 합니다. 무거운 금속 굴착봉을 흙과 실린더 외벽 사이의 측면 전체 길이를 따라 아래로 밀어 넣습니다. 컬럼 바닥의 토양 인터페이스가 분리될 때까지 굴착봉을 앞뒤로 흔들어 젖힌 후, 컬럼을 트렌치 중앙으로 밀어 넣습니다.토양 코어 제거를 위해 리프팅 가위(lifting scissors)를 리시미터 상단에 배치합니다. 각 바를 한 사람씩 잡고 가위가 컬럼을 단단히 조일 때까지 위로 당긴 후, 리시미터를 구멍에서 들어 올립니다. 평평한 판과 같은 평평한 작업 표면에 리시미터를 놓습니다.토양 코어를 뒤집어 바닥 면이 위로 오게 한 후, 직선 도구를 사용하여 토양 표면을 PVC 테두리와 수평이 되도록 부드럽게 고릅니다. 펜나이프나 드라이버를 사용하여 테두리 평면 위로 돌출된 돌들을 제거합니다. 또한, 토양을 느슨하게 만들어 그 안에 있는 자연스러운 표면 질감이 드러나게 합니다.화학적으로 불활성인 놀이용 모래로 빈 공간을 채우고 가볍게 다집니다. 직선 자를 사용하여 모래 표면을 컬럼 바닥과 수평이 되도록 고르고, 여분의 모래를 제거합니다. 다음으로, 리시미터의 테두리를 따라 투명 실리콘 코킹을 연속적인 원형 비드로 도포합니다.코킹제는 누수를 방지하고 타공 디스크 바닥면을 라이시미터에 밀봉할 수 있을 만큼 충분히 두꺼워야 합니다. 필터 천이 모래 쪽을 향하도록 타공 디스크를 테두리 위에 놓고, 플레이트와 라이시미터가 잘 밀착되도록 세게 누릅니다. 그 다음 플레이트 가장자리를 따라 일정한 간격으로 8개의 가이드 구멍을 뚫고, 1인치 스테인리스 스틸 나사와 드릴 드라이버를 사용하여 타공 디스크를 고정합니다.유연한 파이프 커플링을 리시미터 바닥에 끼워, 커플링의 약 2 cm가 리시미터 가장자리 위로 돌출되게 합니다. 수정된 PVC 캡을 유연한 파이프 커플링에 맞춘 후, 캡이 리시미터 본체에 닿을 때까지 아래로 누릅니다. 그런 다음 고정 밴드를 커플링의 홈에 배치하고, 커플링을 압착하지 않도록 가볍게 고정합니다.라이시미터 캡이 단단히 고정될 때까지 핸드헬드 육각 드라이버로 금속 밴드를 조입니다. 이제 라이시미터를 뒤집어 온도 및 습도가 조절되는 시설로 운반할 준비가 되었습니다. 수분 센서를 설치하려면, 먼저 라이시미터 벽면의 5 cm 및 25 cm 깊이에 5 cm 길이의 수평선을 긋습니다.라이시미터(lysimeter)의 테두리가 아닌 토양 표면부터 측정하십시오. 표시된 선의 양 끝부분에서 라이시미터 벽면에 직경 1 cm의 구멍을 뚫습니다. 드릴로 뚫은 구멍 사이의 나머지 3 cm 플라스틱 부분을 로터리 커팅 툴로 잘라냅니다.다음으로, 수분 센서의 외장 케이스가 들어갈 수 있도록 토양에 두께 1-cm, 길이 5-cm의 슬롯을 깎아 냅니다. 수분 센서의 프롱(prong)이 토양에 단단히 매립되고 라이시미터 밖으로 전선만 남을 때까지, 정돈된 슬롯 구멍 안으로 수분 센서를 밀어 넣습니다. 브러시나 헝겊을 사용하여 슬롯 벽면에 묻은 토양을 제거합니다.물이 새어 나오는 것을 방지하기 위해 슬롯에 실리콘 코킹을 두껍게 도포합니다. 코킹이 마른 후, 센서를 둘러싼 구멍의 모든 틈새가 밀봉되었는지 확인하기 위해 실리콘을 한 번 더 도포합니다. 라이시미터 내벽을 따라 발생하는 우선 흐름(preferential flow)의 위험을 줄이기 위해 토양과 라이시미터 벽 사이의 틈새를 코킹으로 밀봉합니다.먼저, 투명 실리콘 코킹 튜브의 끝을 뚫고 표준 코킹 건에 장착합니다. 실리콘 튜브의 팁을 채워야 할 토양의 공극과 라이시미터 본체의 내면 사이에 위치시킵니다. 그런 다음 코킹 건의 팁을 토양 아래로 약 2 cm 정도 밀어 넣습니다.공극이 채워지고 흙 표면 위로 흘러나올 때까지 튜브에서 코킹제를 짭니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 토양 코어가 수평인지 확인한 후, 나사산이 있는 나일론 튜브 피팅 주위에 테플론 테이프를 감고 피팅을 캡에 시계 방향으로 돌려 끼웁니다. 나사산이 보이지 않을 때까지 조절식 렌치로 피팅을 조입니다.0.5-inch 호스를 나일론 피팅의 바브(barbed) 끝부분에 끼우고, 호스가 수집 용기의 입구 안으로 약 4 cm 정도 들어가도록 절단합니다. 용기를 라이시미터(lysmeter) 아래에 배치하고, 호스를 수집 용기 내부에 넣습니다. 토양 입단과 표면 잔류물을 보호하고 보존하기 위해 토양 표면을 치즈클로스나 방충망과 같은 다른 화학적 불활성 메쉬로 덮습니다.메스실린더를 사용하여 모의 강우수 450 ml를 측정하고, 이를 샤워 헤드가 장착된 물뿌리개에 붓습니다. 토양 표면이 흐트러지지 않는 속도로 윈도우 스크린 위에 물을 부드럽고 균일하게 뿌립니다. 물이 토양 컬럼을 통해 침투 및 여과되어 캡과 수집 용기로 들어갈 때까지 일정 시간 기다린 후, 라이시미터 저장조 캡에서 수집 용기로 모든 물이 배출될 때까지 라이시미터를 배출구 구멍 쪽으로 기울입니다.저울을 사용하여 수집된 침출수의 질량을 측정하고, 그램(g) 단위의 질량을 밀리리터(ml)로 변환합니다. 침출수 시료를 350 ml 멸균 플라스틱 시료 병에 붓습니다. 유동 주입 분석(flow injection analysis)을 통한 색상 이미지 기반 질산염 분석을 준비하기 위해, 0.45 micron 여과지가 장착된 흡입 깔때기로 50 ml를 즉시 여과합니다.관개 및 용탈 실험의 대표적인 결과가 여기에 제시되어 있습니다. 4가지 토양의 주당 평균 용탈 깊이는 1.12에서 1.95 cm 사이였습니다. 공급된 관개수의 백분율로 나타낸 용탈 회수율은 토양 질감과 관련된 일반적인 경향을 따랐으며, 사질인 Evesboro 및 Sassafras 토양의 회수율이 질감이 더 미세한 Bojac 및 Quindocqua 토양보다 약간 더 효율적이었습니다.이 그림은 관수 후 5-cm 및 25-cm 깊이의 토양 수분 함량 변화가 조립질 토양과 세립질 토양 간의 수분 전달 차이를 보여준다는 것을 나타냅니다. 수분 프로필은 조립질의 Evesboro sand 및 Sassafras sandy loam 토양을 통해 관수된 물이 빠르게 이동함을 보여줍니다. 이 그림은 가금류 분뇨 시비 전후의 질산염 농도 변화를 보여줍니다.낙엽 시비 후 침출수의 질산염 농도가 증가했으나, 토양별로 서로 다른 시간적 패턴을 보였습니다. 침출수 내 질산염 질량 손실의 차이는 침출수 내 질산염 농도의 경향뿐만 아니라 침출수 깊이의 차이를 반영합니다. 가금류 분뇨 시비와 침출수 부피가 질산염 플럭스에 미치는 영향을 평가하기 위해, 시비 전의 토양 질산염 플럭스를 이후의 주간 플럭스에서 차감하였습니다.본 절차를 수행할 때는 안전에 유의하는 것이 중요합니다. 드릴이나 드롭 해머를 작동할 때는 항상 청력 보호구를 착용하십시오. 안전을 위해 드롭 해머 아래에서 작업하지 마십시오.낙하 해머를 작동할 때는 주변에 있는 사람들을 주의 깊게 살피고, 작동 시 낙하 해머와 안전 거리를 유지하십시오. 이 영상을 시청한 후에는 온전한 토양 코어를 채취하고, 라이시미터(lysimeter)를 제작하며, 토양 수분 센서를 설치하고, 관수를 실시하며, 침출수를 수집하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.

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이 비디오는 수리적 특성 분석을 위해 토양 샘플을 수집하는 기술을 보여줍니다. 샘플링 영역이 제거되고 상단 지각이 비워집니다. 그런 다음 샘플링 링을 토양에 배치하여 샘플을 수집합니다. 그런 다음 샘플이 있는 링을 세척하고, 라벨을 붙이고, 포장하고, 분석을 위해 방해받지 않고 옮깁니다.

수분 보유 특성 분석을 위한 토양 코어 시료 채취

레이크 부영양화 중요한 영양소 소스를 식별하고 제어 할 필요성을 만들어 전세계 수질 문제이다. 침전물 코어에서 인 방출 비율의 실험실 판정 내부 인 로딩의 역할을 결정하고 관리 결정을 안내하기위한 유용한 방법이다.

호수 퇴적물에서 실험실 결정 인 플럭스 내부 인 로딩의 측정으로

강우 시뮬레이터 요소, 비점 오염원 환경 오염 물질의 거동 및 이동에 대한 연구에서 포장 토양 상자에 균일 한 강우의 일관된 속도를 적용하는 데 사용되었다. 균일 한 토양과 강우 조건에서 선행 토양 수분 함량은 표면 유출에 요소 손실에 강력한 통제를 발휘.

토양 유출을 연구하기 위해 강우 시뮬레이션을 실시하기위한 프로토콜

필드 lysimetry 및 porewater 샘플링 연구원은 토양과 설립 식물에 적용되는 화학 물질의 운명을 평가할 수 있습니다. 이 프로토콜의 목적은 필요한 장비를 설치하고 통합 필드 lysimetry 및 porewater 샘플링 실험에서 화학적 분석을위한 샘플을 수집하는 방법을 설명하는 것입니다.

통합 필드 Lysimetry 및 Porewater 샘플링 토양에서 화학 이동성의 평가 및 설립 식물

이 연구는 지하 수문, 지구 화학 및 토양 모형 매립의 미생물 학적 이질성을 조사하기위한 굴착 방법을 제시한다. 모형 매립은 균일 한 상태에서 처음이었고, 18 개월 기간에 관개의 팔 사이클을 통해 물을 약 5,000mm에 실시한 인공 hillslope을 시뮬레이션합니다.

결합 문학, 지구 화학 및 미생물 조사를위한 토양 모형 매립 발굴

토양 침식과 증 착의 공간 패턴 지상 해발 고도 적절 한 시간 간격에 매핑된 차이에서 유추 될 수 있습니다. 상승에서 이러한 변화는 표면 근처 토양 탄산염에 변화 관련이 있습니다. 이러한 수량 및 데이터 분석 방법의 현장 및 실험실 측정 반복 방법 여기 설명 되어 있습니다.

측정 및 토양 침식과 토양 탄산 농도 농업 관리에 관련 된 증 착 패턴 매핑

여기 우리는 토양 샘플 크기와 잘못 물 흐름 측정에 포함 되지 않도록 토양 컨테이너의 내부에 따라 소위 벽 흐름을 방지 하기 위해 유압 전도도 측정 장치를 일치 하는 방법론을 제시. 그것의 사용은 폐수 관개 사이트에서 수집 된 샘플을 시연 했다.

토양의 유압 전도도에 폐수 관개 영향: 필드 샘플링 고 포화 된 유압 전도도의 실험실 결정

여기서 설명된 검증 방법은 울라토니트, 현무암 및 올리바인과 같은 알칼리성 지구 금속 규산염 함유 바위로 개정된 다양한 농업 토양에서 페도게닉 무기 탄소 격리를 모니터링할 수 있다. 이러한 유형의 검증은 탄소 신용 프로그램에 필수적이며, 이는 해당 분야에서 탄소를 격리하는 농부들에게 혜택을 줄 수 있습니다.

농업 토양에서 수정 된 실리케이트 미네랄의 풍화로 인해 페도게닉 무기 탄소 축적모니터링.

여기에서 우리는 토양 유기체의 활동을 통해 광물 풍화를 향상시키는 동시에 풍화를 자극하는 것으로 알려진 비생물적 변수를 조작하기 위한 실험 설정의 구성 및 운영을 제시합니다. 설정 및 샘플 분석의 기능에서 얻은 대표적인 결과와 개선 사항에 대해 논의합니다.

토양 유기체의 활동을 통해 광물 풍화를 향상시키기 위한 실험 설정의 설계 및 건설

여기에서 우리는 식물 다양성 구배를 따라 초원 군집의 생태계 기능에 대한 식물 역사와 토양 역사의 독립적이고 상호 작용적인 영향을 연구하기 위해 지상 및 지하의 환경 조건이 통제된 지상 반폐쇄 우주 챔버인 iDiv Ecotron에 설립된 연구를 제시합니다.

JenaTron - 식물의 역사와 토양의 역사가 초원 생태계 기능에 미치는 영향을 연구하는 실험적 접근 방식

이 프로토콜은 자연 환경에서 난치성 토양 미생물의 현장 배양을 위한 격리 칩(iChip)의 설계 및 사용을 설명합니다. 또한 항균제를 생산하는 토양 박테리아의 현장 재배에 대해서도 설명합니다. 이 프로토콜은 다른 바람직한 특성을 가진 다양한 틈새에서 박테리아를 회수하도록 조정될 수 있습니다.

현장 분리 칩을 이용한 난치성 토양 박테리아의 분리 및 배양 (iChip)

학습하세요 토양 코어 라이시미터 수집 및 조립 방법을 통해 농경지에서 질소 유출을 연구하는 기술입니다. 이 방법은 인, 금속 등 다양한 화합물 분석에도 활용 가능합니다.

토양 코어 Lysimeters를 수집 및 구축을위한 프로토콜

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