Name: 메탄과 아산화 질소 용 정전기에 의하여 벼 분야에서의 평가 폐쇄 챔버 Headspace 내 식물 유지 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-06T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 3 s
Description: 배우세요 벼 논에서 정적 폐쇄 챔버 기법을 이용한 메탄 및 아산화 질소 배출량 측정 방법을. 이 기술은 기후 변화 완화 전략 수립과 온실가스 배출 데이터베이스 구축에 필수적입니다.

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저자는 마르코 Romani와 엘 레 노어 프란체스카 Miniotti 연구 센터의 Ente Nazionale Risi, 누가 비디오 만들어진 실험 재판을 호스팅의 직원에 감사. 우리는 또한 첫 번째 과학적인 플래시 영어 원고 편집의 그녀의 소중한 작품에 대 한 프로토콜 실현 하 고 조 안 레너드를 선도 대 한 프란체스코 Alluvione를 감사 드립니다.

1. 약 실 디자인
<ol><li>세 가지 주요 요소와 각 챔버 조립: 앵커, 뚜껑, 그리고 적어도 4 개의 확장.</li>
	<li>75 cm x 36 cm x 25의 모양에 앵커를 구축 cm (패 x 폭 x 높이) 스테인리스 직사각형 상자. 물을 채울 채널 10-13 m m (w) x 13-20 m m (h) 앵커의 상단 직사각형 경계를 용접. 앵커 위 물 채널에서 5 cm의 4 개의 측의 각각에 두 개의 구멍 (직경에서 1 ㎝)를 드릴. 참고: 앵커 챔버 아래 토양 열을 분리 하 고 측면 확산을 방지. 채널은 앵커와 뚜껑 사이 효과적인 물개를 달성 해야 합니다. 구멍 필드 배수 이벤트 기간 동안 챔버 내에 ponding 물의 빠른 출력을 확인합니다.</li>
	<li>스테인레스 스틸의 직사각형 상자 모양에 뚜껑을 빌드하고 크기 75 cm x 36 cm x 20 cm (패 x 폭 x 높이) 54 L. 확인의 내부 볼륨 그것이 완벽 하 게 물 채울 채널 맞는.</li>
	<li>빛 반사 (알루미늄-같은) 코팅 적용 즉, 차례 차례로, 4 cm 두께 폐쇄 셀 폼으로 뚜껑을 커버. 참고: 그것은 약 실 폐쇄 동안 인위적으로 미생물 활동 촉진을 그래서, 의도 하지 않은 온도 증가에 따른 온도 조절 시스템 챔버를 장비 하는 데 필요한.</li>
	<li>각 곡선된 조각의 플라스틱 튜브의 환기 밸브 뚜껑 장비 (1.5 c m x 24 cm, D L x) 챔버 볼륨 및 바람 조건25크기의. 한 뚜껑의 두 36 cm 측면 얼굴의 중심에서 1.5 c m 구멍을 드릴링 하 여 뚜껑에 환기 밸브를 연결 합니다. 그런 다음 나사 커넥터 플라스틱 튜브를 보안 합니다. 참고: 환기 밸브 좋으며 전송는 묶어야 기 변경한 볼륨 공기 인클로저 챔버 및 공기 철수, 샘플링 및 통제, 밀폐 된 공기와 관련 된 동안 발생 하는 볼륨 변경에 대 한 보상 온도 변화입니다. 튜브와 단순히 구멍 환기 해야한다, 공기에서 녹 초가 되도록 외부 압력에 있는 하락 동안 인클로저는 튜브 내에서 캡처하고 압력이 다시 증가 하는 경우에 반환. 곡선된 모양 그것의 외부 개방, 즉, Venturi 효과26이상 바람 흐름 때문에 챔버 depressurization의 가능성을 최소화 합니다.</li>
	<li>가스 샘플 철수에 대 한 샘플링 포트를 제공 합니다. 셀 폼으로 파는 7 cm x 7 cm 틈새에 뚜껑의 상단 중앙에 1 ㎝ 구멍을 확인 합니다. 테 플 론 튜브 (3 m m 내부 직경, 20 cm 길이)에 맞는 고무 마 개와 함께 구멍을 닫습니다. 테 플 론 튜브 3 cm을 밀어냅니다, 스 토퍼의 틈새에 배치 된 경우 17 cm 침입자 확인 하십시오. 샘플링 포트 개방/폐쇄 관리 하 단방향 자 지에는 튜브의 바깥쪽 부분을 연결 합니다.</li>
	<li>공기 혼합 되도록 12V 7Ah 충전식 및 휴대용 배터리, 전원을 12V PC 팬을 가진 각 뚜껑을 장비. 두 철강 패스너 챔버의 내부 측면에 볼트에 의하여 뚜껑의 내부 상부에 PC 팬을 놓으십시오. 참고: 공기 혼합은 식물의 다량은 존재 하는 경우에 특히 인클로저, 동안 챔버 headspace 내의 어떤 가스 계층을 방지 해야 합니다.</li>
	<li>그들은 완전히 성장 될 때 챔버 내부에 식물을 포함 하는 확장의 수를 빌드하십시오. 예를 들어 식물은 그들의 최종 크기에 80 cm 높이 초과 하지 것입니다, 경우 각 챔버에 4 확장을 빌드하십시오. 각 스테인레스 스틸과 75 x 36 x 25 cm의 직사각형 상자 인지 확인 (L x 폭 x 높이) 크기와 앵커에 대 한 설명으로 위 물 채울 채널. 자르기 단계에 따라 챔버 인클로저 중 앵커와 뚜껑 사이의 이러한 확장을 추가 합니다.</li>
</ol>2. 앵커 배포 및 토양 소요를 방지 하기 위한 시스템의 배열
<ol><li>필드 (즉, 모든 경작 작업 후) 준비 후 토양으로 앵커 삽입 및 밥 뿌리기 전에. 가능 하면 제거 하지 않으면 앵커 측정 기간 동안 하지 않는 한 엄격 하 게 필요한와 같은 경작 작업 두 후속 자르기 계절 사이. 삽입 앵커 몇 일 (최소 2 일) 유량 측정 시작 하기 전에 토양 다시 설치 하는 동안 소요 후 equilibrates.</li>
	<li>벌 거 벗은 토양에 어떤 앵커를 배포 하기 전에 장소 30 c m x 3 m (W x L) 나무 판자 (에서 필드 하 고 토양 압축을 방지 하려면 다음 작업 중 그들 독점적으로 도보. 널빤지 각 앵커에서 적어도 0.5 m를 놓습니다.</li>
	<li>앵커를 확보 하 고 않도록 사고 측면 필드 홍수 후 확장을 사용 하는 경우에 특히 보았다고 팬에 40 센티미터의 깊이에서 앵커를 삽입 합니다. 앵커 지정된 필드 지역에 있는 토양에 위치는, 후 두 부품의 적당 한 줄 맞춤을 유지 하면서 앵커, 위에 사용자 정의 조립 강철 프레임을 배치 합니다. 흙으로 앵커를 망치 하 고 칠 프레임과 하지 앵커, 앵커에 손상을 방지 하기 위해 주의. 삽입 후 거품 수준을 사용 하 여 앵커 완벽 하 게 평면 인지 확인 합니다.</li>
	<li>각 모니터링된 처리 (즉, 복제)에 대 한 적어도 3 개의 앵커를 삽입 합니다. 경우에 동일한 실험 단위 내에서 여러 개의 챔버를 사용 해야 1 m, 인접 한 챔버 사이의 최소 거리를 존중 합니다.</li>
	<li>모든 앵커 삽입 되 면 일시적으로 나무 도보 판자를 제거 하 고 필드의 측면 은행에서 발생 하는 패션쇼의 시스템 필드를 다시 정렬할. 자세하게에서 필드 콘크리트 블록 나무 판자의 한 시스템을 충분 한 숫자의 앵커까지 적어도 0.5 m에에서 놓습니다. 참고: 패션쇼 이후 GHG 측정 이벤트 기간 동안 토양 소요를 방지 하기 위해 필요 하다. 콘크리트 블록의 번호 필드의 측면 은행에서 앵커의 거리에 따라 달라 집니다. 각 3 m 긴 판자는 안정성에 대 한 두 개의 콘크리트 블록을 요구할 것 이다.</li>
</ol>3. 폐쇄 및 GHG 측정 챔버
<ol><li>일주 가변성을 최소화 하기 위해 매일, 같은 시간에 항상 측정 이벤트를 실행 합니다. 참고: 평균 일일 유량을 나타내는 최고의 순간 때 온도 10 시 일일 평균, 즉, 가까이 이것은 하루27에서 독특한 측정에서 일일 누적 값을 추정 하는 가장 좋은 방법은입니다.</li>
	<li>현장에 도착, 앵커를 도달 하는 콘크리트 블록에 나무 판자를 놓습니다. 나중에, 물으로 앵커의 위쪽 둘레에 배치 하는 채널을 입력 합니다. 신중 하 게 챔버 headspace 내 모든 식물을 포함 하는 데 필요한 확장을 추가 합니다. 참고:이 작업 수행 되어야 한다 두 연산자에 의해 어떤 작물 손상을 방지 하기 위해. 물 뿐만 아니라 각 사용된 확장의 채널을 채우십시오.</li>
	<li>각 챔버, 위 확장의 물 가득 채널에 뚜껑을 배치를 닫습니다. 닫는 기간 동안 (일반적으로 15-20 분, 실험적인 요구를 충족에 대 한 대만), 동일한 시간-간격으로 (예를 들어, 마감 후 10 분 후, 20 분 후) 3 개 이상 가스 샘플을 철회 한다. Samplings, 샘플링 포트 단방향 자 지를 갖춘 50 mL 주사기를 연결 다음의 두 stopcocks (주사기에 하나)와 "린스" 이동 하 여 플런저를 위아래로 세 번 35 mL를 철수 하기 전에 주사기 샘플링 포트에서 하나를 열어합니다 headspace, 챔버 한 다음 마지막으로 두 개의 stopcocks를 닫습니다. 주사기 샘플링 포트에서 분리 하 고 그것을 떨어져 저장. 참고: 필드 홍수 동안 근처 실 운영, 하지 않도록 어떤 장애 또는 ponding 물 소란 비정형 가스 거품을 생성 하 고 GHG 플럭스 견적을 변경할 수 합니다.</li>
	<li>밥 식물을 포함 하는 적합 한 여러 가지 확장을 추가 합니다. 확장 앵커와 뚜껑, 모든 물 채울 채널 작성 사이 중재 쌀은 토양 표면 (으로 접는 통치자와 측정); 위의 20-40 cm 한 확장 사용 때 쌀은 40-60 cm, 2 개의 확장을 사용 합니다.</li>
	<li>약 실 폐쇄 동안 headspace 온도 온도 데이터로 거와 3-5 분 마다 측정 합니다.</li>
	<li>완전 한 폐쇄 기간 후 샘플링 이벤트를 살펴보겠습니다. 뚜껑을 제거 하 고 모든 확장을 사용 하는 이후. 참고: 여러 챔버를 모니터링 하 고 일주 변화 바이어스를 방지 하는 데 필요한 시간을 단축, 그것은 동시성 개 이상의 챔버 측정 가능. 예를 들어 두 명의 연산자의 팀, 30 분에서 최대 10 인접 한 약 실에서 샘플링을 관리 가능 하다.</li>
	<li>각 샘플링 이벤트 후 headspace 높이 측정 각 챔버 (해당 되는 경우 필드는 배수) 토양에서 또는 ponding 물에서의 (필드 홍수 때) 접는 눈금자를 사용 하 여.</li>
</ol>4. 샘플 처리 및 분석
<ol><li>각 논 전에 방문, 부 틸 고무 격 막 실험실에서 필드 챔버 당 마감 3 (또는 이상) 12 mL 유리 튜브를 철수. 참고: 튜브는 다시 사용 될 수 있습니다. 각 재를 사용 하기 전에 그것은 고무 격 막으로 대체 하 고 진공을 복원 하는 데 필요한입니다.</li>
	<li>가스 챔버 headspace에서의 철수 다음 주사기에 신청 샘플을 전송 대피 튜브 신속 하 게 플라스틱 주사기, 닫힌된 자 지와도 아무 누설28을 보장할 수 없습니다 때문에. 25 게이지 피하 주사 바늘으로 전송을 수행 합니다. 첫째, 자 지, 바늘 들어갈 다음 그것 열고 샘플의 5 mL와 함께 바늘을 플러시하십시오. 다음으로, 심장에 바늘을 삽입 하 고 나머지 30 mL 샘플 미리 대피 유리병으로 밀어 다음 바늘을 철회. 참고: 유리병 안에 샘플은 여러 개의 분석에 대 한 가스를 제공 하 고 샘플의 GHG 농도 변경할 것을 향해 외부 환경에서 어떤 질량 플럭스를 피하기 위해 가압 > 2 atm입니다. 바늘의 5 mL 샘플 플러시 다른 샘플에 대 한 다시 사용할 수 있습니다.</li>
	<li>각 샘플링 이벤트의 끝에, 분석을 위한 실험실에 튜브를 전송. 참고: 샘플의 보존 20 ° C에서 4 개월28이상 보장, 비록 그것은 항상 가능 한 한 빨리 분석 절차를 수행 하는 것이 좋습니다.</li>
	<li>수집 된 샘플을 사용 하는 자동화 된 가스 크로마 토 그래프 N2O 결정 및 채널4 결정29불꽃 이온화 검출기에 대 한 전자 포착 검출기를 장착에 가스 농도 결정 합니다. 샘플, 이외에도 정확한 구경 측정을 수행 하기 위해 다양 한 알려진된 N2O와 채널4 샘플 (표준)의 농도 측정 합니다. 참고: 표준의 농도 샘플의 예상된 농도의 범위를 커버 한다.</li>
</ol>5. 유출 추정
<ol><li>플럭스 예측에 대 한 선택 하는 모델 챔버 배포, 즉, 이상적인 순간을 진정한 환율 챔버 존재에 의해 영향을 받지 않습니다의 순간에 유량을 예측 한다.</li>
	<li>가스를 통해 기본 볼륨에 가스의 농도 결정 한 후 컬럼에 분석 및 후속 보정 계산 물질 (N2O 또는 CH4) headspace, 내 존재의 절대 크기가 어 어 금 니 볼륨에 따라 이상 기체 법칙에서 파생. 참고: 그것은 매우 가스 크로마 토 그래프 오류를 일으킬 수 있는 온도의 기능으로 약간의 신호 변경을 겪을 수 있다 이후 각 샘플링 이벤트와 연결 된 교정 곡선을 생성 하는 것이 좋습니다.</li>
	<li>사이의 선형 또는 비선형 모델, 방출 패턴에 따라 선택 합니다. 사용 가능한 비 선형 모델 가운데 흠 모델25, 결국 HMR 패키지9에 의존을 선택 합니다. 선택 하는 경우는 3 시간-점 (0, 시간 1 시간과 시간 2) 두 개의 세그먼트의 기울기에 따라: 시간 0 시간 1 사이 경사 시간 1 시간과 2 사이의 경사면 보다 큰 절대 값 이며 조화 된은 하 HM 모델을 사용 하 여 모든 다른 경우에는 선형 모델을 사용 합니다. 하지만 만약 당신이 3 개 이상 시간-포인트, HMR를 사용 하 여 두 모델에 맞게 나중에 자신의 선택 최고의 추세 피팅 모델의 시각적 평가 기반으로 합니다.</li>
	<li>가스 크로마 토 그래프의 검출 한계 계산 및 작동 조건 (온도, 압력, headspace 볼륨)의 최소 감지 플럭스 아래 0 용을 설정 합니다.</li>
	<li>용의 계절 변화를 제대로 설명 하려면 적어도 40 (두 사이클을 모니터링 및 기간 intercropping) 연중 이벤트 샘플링, 자르기 주기, 경작, 등의 중추적인 이벤트 근처 샘플링 주파수를 강화 제공 fertilizations, 배수 조건, 범람의 설립의 표면 ponding 물에서 모 종 쌀 하 고. 전환 (예를 들어, 배수 기간, fertilizations, 등)에 일일의 최대 주파수에서 최소 한 번의 격주 (예를 들어, 겨울 동안).</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 없다.

5 필수 단계, 해당 프로토콜에서 설명 하는 주요 부분 하 논 쌀에 정적 폐쇄 챔버 기술의 응용 프로그램에 의하여 이루어져 있다. 각 단계는 그림 4에 요약 된 대로 인식 하는 단계 구현 성공을 확인 하는 지표의 중요 한 포인트를 포함 합니다.
그림 4 에 설명 된 대부분의 중요 한 포인트는 프로토콜에서 이미 해결 하 고 포함 된 권장 사항에 따라 쉽게 해결 될 수 있습니다. 현재의 프로토콜의 까다로운 한계점 챔버 인클로저 동안 GHG 농도 변화에 따라 용의 계산 이다. 또한 HMR 패키지를 사용 하 여 계산에 대 한, 그것은 최고의 모델 적용을 선택 하는 것이 좋습니다, 시각적 평가에 따라 HMR 제안의 독립. 이 때 훨씬 더 중요 한 시간에 농도의 일관 된 증가 예상 되는 동작에서 이탈 또는 감소.
설명된 방법의 몇 가지 유사 콘텐츠는 특히 챔버 형상 (챔버 수 있습니다 원통형), 챔버 물자 (어떤 비 투과성, 비 반응성, 비-소스/싱크 가스에 관련 된 주요 원리의 구조 내에서 가능 고려 사항, 및 적합 한, 하지만 더 비싼 테 플 론 등 사용 하기 쉬운 소재, 분자), GHG 분석기의 유형과 (휴대용 시스템은 사용할 수 있는 가스 전송 주사기와 튜브에 필요 하지 않은). 그럼에도 불구 하 고, 토양에서 GHG 플럭스 측정 중추적인 단계 하는 데 필요한 기후 변화 소스, 배출량, 이어지는 가능한 완화 전략의 효과 공부 하 고 미래 예측을 위한 모델에 게 프로세스를 이해 하는 것을 모니터링 시나리오입니다. 적 지식 agroecosystems 글로벌 GHG 예산에 대 한 모니터링의 균일 한 시체를 구축 하는 일반적인 프로토콜을 채택 하는 것 보다 더 중요 하다.
이상 기체 법칙 진짜 가스의 어 금 니 볼륨을 계산 하 여기 적용 됩니다. 이 응용 프로그램은 널리 사용 하 고 문학, 특정 본문에 허용 그리고 합리적인 정확도30이상 가스 근사를 사용할 수 있습니다.
마지막으로,에 따라 실험 질문 GHG 측정의 컨텍스트 내에서 해결 되어야 하는 측정 채널4 의 주요 드라이버 고려와 N2O 배출, 토양 온도, 산화 환 원 잠재력, 토양 유기 해체 기 공 탄소 농도, 토양 공 질산염, 암모늄 농도

농업 임업 및 다른 토지 이용, 글로벌 GHG 배출량1의 약 21%를 생산 하는 생산 분야 이다. 농업 토양 GHG 배출량의 정확한 측정은 기후 변화2, 소스 및 싱크 agroecosystems의 적절 한 역할 결정을 설정할 뿐만 아니라 내에서 적절 하 고 효과적인 완화 전략을 정의 하는 키 파리 계약 대상의 프레임 워크입니다.
농업 토양 (즉, N2O 및 채널4)에 의해 생산 하는 두 가지 가장 중요 한 GHGs의 방출 용은 micrometeorological 메서드 또는 폐쇄 챔버 기술3에 의해 측정. 지난 3 년 동안 토양에서 GHG 배출량 데이터를 보고 하는 연구의 대부분 적용 처음 19266에 설명 되었다 폐쇄 챔버 기술4,5 . 여러 노력 기술, 미세 조정 및 실험적인 유물 및 바이어스7,,89,,1011,12의 모든 소스를 극복 한 ,,1314. 서로 다른 시간에 컴파일된 특정 프로토콜 표준화 방법론15,,1617,18,19, 목적 및 과학적인 시도 여전히 진행 하는 기술을 고용 하 고 플럭스 견적에 바이어스를 최소화에 대 한 유용한 설정 합니다.
논 토양에 그 응용 프로그램을이 문서에서 설명 하는 정적 폐쇄 챔버 기술 확산 이론에 의존 하 고 정확한 기간에 대 한 토양 표면 부분의 위 공기의 알려진된 볼륨의 인클로저를 제공 합니다. 인클로저, 동안 채널4 와 N2O 분자는 토양 공 공기, 그들이 어디 특정 미생물에 의해 생산에서 자연 농도 기온 변화도 따라서 유포 여 마이그레이션 (methanogens 채널의 경우4, nitrifiers 및 N2O denitrifiers), 결국 홍수 물 또는 식물 aerenchyma 통해 챔버 headspace, 안에 공기에. 시간이 지남에, 챔버 headspace 내 두 가스의 농도 증가 이러한 증가의 발생 자 속 추정 합니다.
Micrometeorological 방법, 닫힌된 챔버 측정은 종종 다른 토지 이용 종류와 생태계에 대 한 선호 플롯 축척에서 플럭스 GHG를 공부 하면 되지 않기 때문에 큰 동질적인 필드2 에 의해 방해 또는 높은 물류 및 투자 요구 사항20. 또한, 그들은 다른 농경 관행 등 다른 필드 치료12,21조작된 실험의 동시 분석을 허용합니다. 마지막으로, 기술은 생태계 속성, 프로세스, 용 간의 관계의 식별 수 있습니다. 또는, 기술의 두 가지 주요 단점이 공간 및 시간이 상대적으로 비효율적인 탐험 등 때문에 챔버 배포22토양 소요의 효과. 그러나, 이러한 손해, 적어도 부분적으로 극복할 수 있습니다: 적절 한 챔버 디자인 (토양 소요 최소화), (공간 가변성을 탐구)에 복제, 충분 한 수의 자동 시스템 사용의 강화를 허용 하 고 매일 측정 (일주 변화에 대 한 계정) 또는 일반 (하루 중 같은 시간) 측정 (잔류 가변성에 온도 효과 생략)의 주파수.
1980 년대 초23에 다시 논 날짜는 메서드의 첫 번째 응용 프로그램 및 고지대 분야에 관하여 그것의 사용의 주요 특성은 홍수 물 토양 및 챔버 동안에 헤드 스페이스 내 식물을 포함 하는 필요의 존재 인클로저입니다. 신중 하 게이 문서에 설명 된 대로 첫 번째 특성 플럭스 홍수 물을 통해 가스 확산의 난 기류 유도 향상으로 인 한과 대 평가 피하기 위해 측정 이벤트 기간 동안 물 소요를 방지 하기 위해 특정 시스템에 대 한 필요를 의미 합니다. 두 번째 필수 특성 내보낸된 채널424, 적절 한 장치 측정 이벤트 기간 동안 식물을 포함 하는 최대 90% 쌀 aerenchyma 통해 가스 전송에 대 한 계정을 것입니다.

<table><tbody><tr><td>앵커 / 챔버</td> <td>-</td><td></td> <td>자체 생산</td></tr><tr><td>5cm 두께의 폐쇄 셀 폼</td> <td>-</td><td></td> <td>건축 자재 상점에서 발견되는 절연 재료입니다.</td></tr><tr><td>광 반사(알루미늄과 같은) 코팅</td><td>-</td><td>-</td><td>우리는 반짝이는 담요를 사용하지만 식품에는 알루미늄 호일을 사용할 수 있습니다.</td></tr><tr><td>구부러진 플라스틱 튜브 조각(1.5cm 및 24cm, DxL)</td><td>-</td><td>-</td><td>우리는 철물점에서 찾을 수 있는 전기 덕트를 사용합니다.</td></tr><tr><td>나사 커넥터</td> <td>-</td><td></td> <td>우리는 철물점에서 찾을 수있는 전기 덕트 용 커넥터를 사용합니다.</td></tr><tr><td>고무 마개(1cm D)</td><td>-</td><td>-</td><td>실험실 장비 상점에서 찾을 수 있습니다.</td></tr><tr><td>테프론 튜브(3mm 내부 D)</td><td>-</td><td>-</td><td>실험실 장비 상점에서 찾을 수 있습니다.</td></tr><tr><td>단방향 마개</td><td>-</td><td>-</td><td>우리는 의료 장비 상점에서 찾을 수 있는 드립용 마개를 사용합니다.</td></tr><tr><td>12V PC 팬</td><td>-</td><td>-</td><td>PC 매장에서 찾을 수 있습니다.</td></tr><tr><td>12V-7Ah 충전식 및 휴대용 배터리</td><td>-</td><td>-</td><td>전기 재료 상점에서 찾을 수 있습니다.</td></tr><tr><td>강철 패스너</td> <td>-</td><td></td> <td>철물점에서 찾을 수 있습니다.</td></tr><tr><td>30cm X 3m(WxL) 나무 판자</td><td>-</td><td>-</td><td>건축 자재 상점에서 찾을 수 있습니다.</td></tr><tr><td>강철 구조</td><td>-</td><td>-</td><td>자체 생산</td></tr><tr><td>된 거품 수준</td><td>-</td><td>-</td><td>철물점에서 찾아낼 수 있습니다.</td></tr><tr><td>콘크리트 블록</td><td>-</td><td>-</td><td>건축 자재 상점에서 찾을 수 있습니다.</td></tr><tr><td>50ml 주사기</td><td>-</td><td>-</td><td>의료/수의학 장비 매장에서 찾을 수 있습니다.</td></tr><tr><td>Folding Ruler</td> <td>--</td><td></td> <td>철물점에서 찾을 수 있습니다.</td></tr><tr><td>온도 데이터 로거</td><td>Onset</td><td>HOBO U23 Pro v2 외부 온도 데이터 로거</td><td></td></tr><tr><td>Exetainer 12ml 바이알 - 플랫 바텀</td><td>Labco UK</td><td>736 W</td><td></td></tr><tr><td>Butil 고무 격막</td><td>for vials Labco UK</td><td>VW101</td><td></td></tr><tr><td>25-게이지 피하 주사 바늘</td><td>-</td><td>-</td><td>의료 장비 상점에서 찾을 수 있습니다.</td></tr><tr><td>CH4 및 N2O 표준</td><td>-</td><td>-</td><td>가스통 공급업체에서 찾을 수 있습니다.</td></tr></tbody></table>

메탄과 아산화 질소 용 정전기에 의하여 벼 분야에서의 평가 폐쇄 챔버 headspace 내 식물 유지

Assessment of Methane and Nitrous Oxide Fluxes from Paddy Field by Means of Static Closed Chambers Maintaining Plants Within Headspace

이 프로토콜 정적 닫힌된 챔버 기술을 사용 하 여 논 토양에서 온실 가스 (GHG) 배출량의 측정을 설명 합니다. 이 방법은 확산 이론을 기반으로 합니다. 정의 된 토양 영역을 오버레이 하는 공기의 알려진된 볼륨 시간의 정의 된 기간에 대 한 평행 6 면 체 덮개 (라는 "약 실"), 포함입니다. 이 인클로저 기간 동안 가스 (메탄 (CH4)과 질소 산화물 (N2O))는 자연에 따라 챔버 headspace에 토양 공 공기 그들의 미생물 소스 (즉, methanogens, nitrifiers, denitrifiers) 근처에서 이동 농도 그라데이션입니다. 용은 다음 챔버 headspace 농도 변화 인클로저를 통해 정기적으로 샘플링 하 고 다음 가스 크로마토그래피 분석에서 추정 됩니다. GHG 측정에 사용할 수 있는 기술 중 정적 닫힌된 챔버 메서드는 큰 homogenously 토양 지역 취급을 필요로 하지 않습니다 플롯 실험에 적합 합니다. 또한, 한정 된 자원을 가진 관리 이며 힘 측정을 운전 하는 GHG와 결합 될 때 특히 생태계 속성, 프로세스, 플럭스, 간의 관계를 식별할 수 있습니다. 그럼에도 불구 하 고, micrometeorological 방법에 관하여 그것 여전히 피할 수 없는 토양 소요, 하지만 최소한의 발생 하 고 부 임시 해결 있습니다. 여러 단계는 메서드 구현의 핵심: i) 챔버 디자인 및 배포, ii) 샘플 처리 및 분석, 및 iii) 유출 추정. 벼 분야에서 기술 구현 성공 필드 많이 자르기 주기 동안 홍수 및 측정 중 챔버 headspace 내 쌀 공장 유지 보수에 대 한 조정을 요구 한다. 따라서, 홍수 비 농업 토양의 일반적인 응용 프로그램에 대해 고려해 야 할 추가 요소에 대 한 장치 구성: i) 용과 대 평가 수 어떤 의도 하지 않은 물 소요 고 ii) 내에서 쌀 식물을 포함 하 여 챔버 headspace aerenchyma 교통 통해 방출 하는 가스를 완전히 고려 하.

모든 측정 이벤트 GHG 용 추정을 위한 기초 이다 모니터링된 챔버의 각각에 대해 시간에 따른 GHG 농도의 일련을 생성 합니다. 기본적으로, 데이터를 삭제할 특정 필요 하지만 단조 함수 (엄격 하 게 증가 또는 감소)의 이론적 모델을 벗어나는 상황의 높은 발생률 보증 가능한 및 프로토콜 응용 프로그램의 정확성에 대 한 관심 못했던된 오류 (예를 들어, 튜브 누설).
그림 1 올바른 예 채널4 용의 1 년 전체를 보고합니다. 오차 막대와 같이, 이러한 결과가 달라질 수 있습니다 크게, 주로의 결과로 미생물 프로세스 GHG 생산에 대 한 책임의 공간이 하. 높은 다양성을 경험 하는 사용자에 대 한 이러한 결과 할 하지 반드시 신호 나쁜 결과. 주소 처리 차이 불가능 감지, 단순히 복제의 수를 증가 하 게 하는 높은 다양성 하.

그림 2, 계절 다양성의 가난한 탐사의 예가 표시 됩니다: 이벤트 측정의 부족 수 연간 플럭스의 과소에 지도.
매일 용 이후에 태양 년, 자르기 시즌 동안 또는 특정 자르기 단계 누적 배출량을 계산 하기 위해 결합 수 있습니다. 일반적으로, 누적 플럭스의 계산 두 후속 측정 이벤트 간의 용의 선형 변화에 의존합니다. 누적 용의 예는 채널4에 대 한 그림 3 에 표시 됩니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56754/56754fig1.jpg">
그림 1. 모두는 자르기 주기 (5 월에서 9)와 간 자르기 기간을 포함 하 여 전체 1 년 동안 홍수 벼 분야에서 채널4 일간 용의 계절 변화의 예입니다. 오차 막대는 표준 오류를 나타냅니다. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56754/56754fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56754/56754fig2.jpg"> 그림 2. 부족 수 행사 잘 GHG 배출량에 대 한 모든 중추적인 순간을 취재 측정의 전체 1 년 동안 홍수 벼 분야에서 채널4 일간 용의 계절 변화에의 예입니다. 오차 막대는 표준 오류를 나타냅니다. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56754/56754fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56754/56754fig3.jpg"> 그림 3. 자르기 시즌 동안 누적 채널4 배출의 예입니다. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56754/56754fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56754/56754fig4.jpg"> 그림 4. 해당 한계점 및 성공의 지표 메서드 응용 프로그램의 주요 단계 <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56754/56754fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

이 프로토콜의 전반적인 목표 정적 닫힌된 챔버 기술을 사용 하 여 논에서 온실 가스 배출량을 측정 하는 것입니다. 측정 시스템 분야에서 모두 영구 물 층의와 챔버 headspace 내 식물의 존재로 인해 특정 조정 필요합니다.

메탄과 아산화 질소 용 정전기에 의하여 벼 분야에서의 평가 폐쇄 챔버 Headspace 내 식물 유지

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based ...

이 방법은 지구 온실 가스 배출 평가 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있으며, 예를 들어 논이 기후 변화의 종식에 대한 원천 또는 흡수원으로 기여하는 것과 같은 것입니다. 이 기술은 제한된 자원으로 관리할 수 있고 생태계 속성과 가스 플럭스 간의 관계를 식별할 수 있기 때문에 플롯 실험에 적합합니다. 이 기술의 적용은 농업 생태계에 대한 전체적인 평가에 기여하고 적절한 완화 전략을 정의할 수 있습니다.온대 쌀의 온실 가스 배출량에 대한 데이터베이스를 구축하는 것은 향후 정책 및 규정을 추진하기 위해 국가 재고 계산에 근본적으로 중요합니다. 채워진 폐쇄 정적 챔버 방법은 먼저 고안되어 고지대 토양에 구현되었습니다. 챔버 헤드 스페이스 내에 계획을 포함하고 물 방해를 피함으로써 침수 조건에 적용 할 수 있습니다.챔버는 세 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 앵커, 뚜껑 및 확장. 앵커는 챔버 아래의 토양 기둥을 격리하여 측면 확산을 방지합니다.부품 사이의 효과적인 밀봉은 물이 채워진 채널에 의해 보장됩니다. 앵커는 스테인리스 스틸로 만든 75cm x 36cm x 25cm 직사각형 상자입니다. 물을 채울 수 있는 채널은 앵커의 상부 직사각형 둘레에 용접됩니다.상부 수로에서 5cm 떨어진 앵커의 4면 각각에 있는 2개의 구멍은 현장 배수 이벤트 동안 챔버 내에서 연못 물의 가장 빠른 충전을 보장합니다. 뚜껑은 75cm x 36cm x 20cm 크기의 스테인리스 스틸로 된 직사각형 상자이며 내부 부피는 54리터입니다. 뚜껑은 물을 채울 수 있는 채널에 완벽하게 맞아야 합니다.뚜껑은 4cm 두께의 폐쇄 셀 폼으로 덮여 있으며 광 반사 코팅으로 보호됩니다. 각 뚜껑에는 챔버 부피와 바람 조건에 맞는 크기의 구부러진 플라스틱 튜브 조각으로 만든 환기 밸브가 장착되어 있습니다. 벤트 밸브는 뚜껑의 36cm 측면이 있는 두 개의 측면 중 하나의 중앙에 있는 1.5cm 구멍에 맞습니다.플라스틱 튜브는 나사 커넥터로 뚜껑에 고정됩니다. 가스 샘플 채취를 위한 샘플링 포트는 뚜껑 상단 중앙의 셀 폼에 파낸 7cm x 7cm 틈새에 있습니다. 틈새 시장 내에서 1cm 구멍은 테프론 튜브에 맞는 고무 마개로 닫혀 있습니다.스토퍼가 그 틈새에 놓이면 테프론 튜브가 3cm 돌출되어 17cm 돌출됩니다. 튜브의 바깥쪽 부분은 샘플링 포트의 개폐를 관리하기 위해 단방향 마개에 연결됩니다. 각 뚜껑에는 공기 혼합을 보장하기 위해 충전식 휴대용 배터리로 구동되는 12볼트 PC 팬이 장착되어 있습니다.챔버에 대한 확장 부착은 크기에 따라 챔버 내부에 식물을 포함시키기 위해 필요할 수 있습니다. 확장은 스테인리스 스틸로 만들어졌으며 상부 물을 채울 수 있는 채널이 있는 직사각형 상자입니다. 항상 매일 같은 시간에 측정 이벤트를 실행하여 주간 변동성을 최소화하십시오.각 논 밭을 방문하기 전에 실험실의 현장 챔버당 부틸 고무 격막으로 닫힌 최소 3개의 12ml 유리 바이알을 대피시킵니다. 현장에 도착하면 앵커에 도달하기 위해 콘크리트 블록 위에 나무 널빤지를 놓습니다. 그런 다음 앵커의 위쪽 둘레에 있는 채널을 물로 채웁니다.접는 자를 사용하여 벼 식물의 높이를 측정하십시오. 토양 표면에서 20-40cm 위에 있을 때 벼 식물을 담을 수 있도록 하나의 확장을 추가합니다. 벼 식물이 40-60cm 일 때 두 개의 확장을 사용하십시오.앵커와 뚜껑 사이에 확장을 삽입하여 채울 수 있는 모든 채널을 채웁니다. 각 챔버를 닫고 상부 확장부의 물이 채워진 채널에 뚜껑을 놓습니다. 폐쇄 기간 동안 동일한 시간 간격으로 최소 3개의 가스 샘플을 회수합니다.샘플링 시, 단방향 스톱콕이 장착된 50ml 주사기를 샘플링 포트에 연결합니다. 그런 다음 두 개의 스톱콕을 열고 플런저를 위아래로 세 번 움직여 주사기를 헹구고 35ml의 챔버 헤드 스페이스를 빼냅니다. 마지막으로 두 개의 마개를 닫습니다.샘플링 포트에서 주사기를 분리하고 따로 보관하십시오. 챔버 헤드 스페이스에서 가스를 빼낸 후, 플라스틱 주사기가 마개를 닫은 상태에서도 누출될 수 있으므로 샘플을 배출된 바이알로 빠르게 옮깁니다. 25게이지 피하 주사 바늘로 이식을 수행합니다.먼저 마개에 바늘을 끼웁니다. 그런 다음 그것을 열고 5ml의 샘플로 바늘을 씻어냅니다. 바늘을 격막에 삽입하고 남은 30ml의 샘플을 미리 배출된 바이알에 밀어 넣은 후 바늘을 빼냅니다.챔버가 닫히는 동안 온도 데이터 로거로 3-5분마다 헤드스페이스 온도를 측정합니다. 폐쇄 기간 이후에 샘플링 이벤트가 완료된 것으로 간주합니다. 뚜껑을 제거한 후 사용한 모든 확장 장치를 제거하십시오.각 샘플링 이벤트 후, 접는 자를 사용하여 토양 또는 연못 물에서 각 챔버의 헤드 스페이스 높이를 측정합니다. 각 샘플링 이벤트가 끝나면 분석을 위해 바이알을 실험실로 옮깁니다. 가스 크로마토그래피로 채취된 시료의 기체 농도를 측정하고 이상 기체 법칙에 따라 농도를 절대량으로 변환합니다.방출 패턴에 따라 선형 또는 비선형 모델 중에서 선택하는 플럭스를 추정합니다. 이것은 작물 주기와 작물 간 기간을 모두 포함하는 메탄 일일 플럭스의 계절적 변화의 예입니다. 오차 막대에서 알 수 있듯이 이러한 결과는 주로 온실 가스 생성을 담당하는 미생물 과정의 공간적 이질성으로 인해 크게 달라질 수 있습니다.치료 차이를 검출할 수 없게 만드는 높은 변동성을 해결하려면 반복 횟수를 늘리기만 하면 됩니다. 메탄 일일 플럭스의 계절적 변동에 대한 이 예에서는 온실 가스 배출의 모든 중추적인 순간을 다루지 않는 측정 이벤트의 수가 충분하지 않습니다. 결과적으로, 연간 플럭스에 대한 바람직하지 않은 과소 평가를 제공합니다.여기에 표시된 것은 작물 시즌에 걸친 누적 플럭스의 예입니다. 여기에서는 충분한 수의 측정 이벤트가 채택되었습니다. 반대로, 이 경우 플럭스의 계절적 변동이 충분히 조사되지 않았습니다.이 비디오를 시청한 후에는 논밭의 특정 맥락에서 온실 가스 배출 평가를 위해 폐쇄 챔버 기술을 적용하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다. 이 기술을 완전히 익히면 모니터링되는 챔버의 수에 따라 2시간에서 4시간 내에 적용할 수 있습니다. 설명 된 기술의 여러 변형이 주요 원리의 구조 내에서 가능합니다.예를 들어, 챔버 형상의 변형, 챔버의 재료 및 온실 가스 분석 유형을 탐색할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 가장 까다로운 임계점은 챔버 인클로저 동안 온실 가스 농도 변화를 기반으로 플럭스를 계산하는 것일 수 있다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 계산을 위해 HMR 패키지를 사용할 때는 사례별로 적용할 최상의 모델을 선택해야 합니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Environment

환경

이 기사에서는 토양 시스템의 온실 가스 플럭스를 측정하기 위한 정적 챔버 기반 방법을 보여줍니다. 상대적으로 겸손한 인프라 투자로 여러 처리/위치에서 몇 시간에서 몇 년에 이르는 기간에 걸쳐 측정을 얻을 수 있습니다.

정적 챔버를 사용하여 농업 토양에서 온실 가스 유출 측정

반추 동물의 메탄 배출량을 측정하는 데 사용되는 기술의 정확성과 정밀도는 온실 가스 완화 노력의 성공에 매우 중요합니다. 이 원고는 반추 동물의 호흡에서 나오는 메탄과 이산화탄소 질량 플럭스를 모니터링하는 자동화 시스템의 원리와 작동을 설명합니다.

자동화 시스템 (GreenFeed)의 사용 반추 동물의 장내 메탄과 이산화탄소 배출량을 모니터링하려면

모형 매립 이산화탄소 그라데이션 시설은 생성하는 250 점토, 실트 질 점토, 모래 토양 모노리스에 온도 조절 챔버 하우징 초원 식물 사회에서 L -1 선형 이산화탄소 구배 μL 500. 이 시설은 과거와 미래의 이산화탄소 수준이 초원의 탄소 순환에 영향을 미치는 방법을 결정하는 데 사용됩니다.

CO<sub&gt; 2</sub테스트 주식에 대한&gt; 농도 구배 시설<sub&gt; 2</sub초원 생태계 기능에&gt; 농축 및 토양 효과

암모니아 배출은 부영양화, 토양의 산성화 및 미세 입자 형성하여 환경에 큰 위협 및 농업 소스에서 주로 줄기. 이 방법은 배출 및 작물 개발 및 배출량 사이의 관계의 통계 분석을 가능하게 복제 된 현장 시험에서 암모니아 손실 측정을 할 수 있습니다.

보정 수동 샘플링 - NH의 다중 플롯 필드 측정<sub&gt; 3</sub동적 튜브 방법 및 패시브 샘플러의 조합으로&gt; 배출

측정 가스, 냄새, 및 침대 비료 연구소 확장 팩, 상업 가축 시설 깊은 침대 비료 팩을 사용 하 여 공기 품질을 개선 하는 방법을 연구 하는 데 사용할 수 있습니다 영양 구성 하는 프로토콜 개발 되었습니다.

냄새 및 가스 농도 깊은 방출 실험실 스케일 모델 침대 팩 비료

이 연구는 폐쇄 루프의 주입 챔버에 연결된 휴대용 광학 분석기를 사용하여 수성 샘플의 메탄 가스 농도를 측정하는 방법을 보여줍니다. 그 결과는 기존 기체 크로마토그래피와 유사하며, 특히 원격 현장 연구에 적합한 실용적이고 저렴한 대안을 제시합니다.

광학 분광학 가스 분석기를 사용한 수생 생태계의 용존 메탄 측정

담배 식물은 일시적 발현 시스템을 통해, 진균 셀룰라아제, TrCel5A을 제조 하였다. 발현은 형광 융합 단백질을 사용하여 모니터링 할 수 있고, 단백질 활성은 사후 발현 분석되었다.

재조합 셀룰라아제 Cel5A의 표현에서<em&gt; 트리코더마 reesei</em&gt; 담배 식물에서

식물에서 영양소 및 독성 플럭스의 측정은 식물 영양 및 독성 연구에 필수적입니다. 여기에서는 칼륨(K+) 및 암모니아/암모늄(NH3/NH4+) 플럭스를 예로 사용하여 온전한 식물 뿌리의 유입 및 유출 측정을 위한 방사성 추적자 프로토콜을 다룹니다. 이러한 기술의 장점과 한계에 대해 설명합니다.

방사성 트레이서와 식물에 미네랄 영양 성분 및 독성 물질의 플럭스를 측정

생산 블리드 워터 (PBW)는 산화 구리 나노 입자 (CuO-NPs)로 처리되고 배양 된 인간 세포에서 세포 독성을 평가했다. 이 프로토콜의 목표는 CuO-NP 처리로 인한 독성의 변화를 평가하는 세포 배양 형식으로 네이티브 환경 샘플을 통합하는 것이 었습니다.

우라늄에서 구리 산화물 나노 입자에 의한 미량 원소의 제거<em&gt; 현장에서</em&gt; 복구 블리드 물과 세포 생존에 미치는 영향

이 프로토콜의 목표는 외부 에너지 없이 정적 자기장을 적용하여 식물의 초기 성장 속도의 가속을 보여주는 것입니다.

정적 자기장을 사용하여 농업 식물의 초기 성장 속도의 향상

배우세요 벼 논에서 정적 폐쇄 챔버 기법을 이용한 메탄 및 아산화 질소 배출량 측정 방법을. 이 기술은 기후 변화 완화 전략 수립과 온실가스 배출 데이터베이스 구축에 필수적입니다.

메탄과 아산화 질소 용 정전기에 의하여 벼 분야에서의 평가 폐쇄 챔버 Headspace 내 식물 유지

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