Name: 농업 토양에서 수정 된 실리케이트 미네랄의 풍화로 인해 페도게닉 무기 탄소 축적모니터링. (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-06-04T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 32 s
Description: 학습하세요 농업 토양에서 수정된 실리케이트 미네랄의 풍화를 통해 페도게닉 무기 탄소 축적을 모니터링하는 검증 방법을. 이 방법은 탄소 크레딧 프로그램에 참여하는 농부들에게 재정적 인센티브를 제공합니다.

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이 작품은 캐나다 최초의 연구 우수 기금의 자금을 지원하는 생각 상업화 보조금의 식품에 의해 지원되었습니다. 캐나다 울라스테토니테는 이 그랜트의 일환으로 산업 재정 지원을 제공했습니다.

1. 토양 샘플링 방법 및 코어 수집
<ol><li>토지 고도, 역사적 작물 수율 및 / 또는 토지 관리 전략에 따라 매핑 및 관심의 분권 된 농업 토지 영역을 다른 플롯으로 나눕니다. GPS 수신기를 사용하여 각 플롯의 평준화를 결정하고, 기록 팜 레코드(평균 이하, 평균, 평균 이상)를 기반으로 작물 수확량을 분류하고 각 플롯에 사용되는 토지 관리 전략(사용되는 토양 수정 유형,있는 경우)을 분류합니다. 후속 샘플링을 용이하게 하기 위해 각 플롯의 경계에 플래그를 배치합니다. 참고: 그림 1은 연구에서 직사각형 영역의 단면을 네 개의 플롯(A, B, C, D)으로 표시합니다. 이러한 실험 설계 및 정보는 분석된 데이터의 통계적 유의를 확인하는 데 도움이 될 것입니다. 또한, 불규칙한 농지에 적합할 수 있으며 작물 행의 방향에서 지형, 유출, 지배적 인 바람, 태양 경로 등에 이르기까지 필요한 것으로 간주되는 매개 변수에 따라 샘플링을 정렬하는 것이 편리할 수 있습니다. 이 네 가지 플롯은 현장 촬영 캠페인을 용이하게하기 위해 고려되었습니다.</li>
	<li>지시된 무작위 샘플링 방법을 사용하여 각 플롯에서 코어를 수집합니다. 그리드 패턴을 따라 각 플롯을 25개의 하위플롯(그림 2)으로세분화합니다. 25 코어를 수집하는 것은 전통적으로 최소 권장 코어 수(15-20)를 초과합니다.</li>
</ol>​<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61996/61996fig01.jpg"> 그림 1: 샘플 수집에 사용되는 플롯의 표현 (각 플롯은 10m (완전히 4 x 50m2)의면적 ×을 나타냅니다. 검은 색 플래그는 샘플링을 용이하게 하기 위해 각 플롯 경계를 구분하고 흰색 플래그는 깊은 샘플링을 위한 위치를 표시합니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61996/61996fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61996/61996fig02.jpg"> 그림 2: 코어 샘플 수집을 위한 각 플롯의 하위 단면(각 하위 섹션은 지시된 무작위 샘플링 방법에 따라 1m x 2m의 영역을 나타낸다). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61996/61996fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 
<ol start="3"><li>하위 플롯당 각 하위 플롯 내의 임의 의 지점에서 코어 샘플을 수집합니다. 토양 프로브 또는 토양 코어 샘플러를 사용하여 토양 코어를 0-15cm, 15-30cm, 30-60cm의 3개의 깊이 영역까지 수집하여 규산 토양 개정으로 인한 깊이를 가진 SIC 변형을 고려한다. 참고: 사용되는 토양 의 종류와 프로브/샘플러에 따라 30-60cm 샘플을 수집하기 위해 다른 샘플러가 필요할 수 있습니다.</li>
	<li>확장 가능한 오거(또는 유사하게 유능한 샘플러)를 사용하여 도 1의흰색 깃발 위치에서 깊은 토양 샘플을 수집하여 60-100cm, 100-175cm 및 175-250cm의 3개의 깊이 영역까지 수집합니다. 이러한 샘플은 이러한 깊이 내의 토양 특성 화 변화를 설명하고 자연적으로 발생하는 페도게닉 탄산지지의 상심까지 조사된 토지 영역에서 의 배경 SIC 수준을 평가합니다. 참고: 현장의 로컬 속성(예: 지하수 테이블의 깊이)을 기반으로 가장 깊은 영역은 다른 위치에서 수정될 수 있습니다.</li>
	<li>토양 샘플을 버킷으로 전송하고 각 플롯의 각 샘플링 된 깊이에 대해 하나씩 운반합니다. 각 양동이에 토양을 완전히 섞습니다. 휴대용 수분 테스터를 혼합 토양 샘플에 넣습니다. 수분 함량이 장치의 게이지의 안정적인 지점에서 수정될 때까지 기다립니다. 홀더 버튼을 누르고 혼합 된 토양의 실시간 수분 함량으로 값을 기록합니다.</li>
	<li>복합 샘플을 밀봉된 가방에 보관합니다. 플롯(A, B, C 또는 D), 토양 깊이(0-15cm, 15-30cm, 30-60cm, 60-100cm, 100-175cm, 175-250cm) 및 샘플링 날짜에 대한 정보와 함께 가방을 적절하게 라벨로 붙입니다.</li>
</ol>2. 화학 분석 전에 토양 분획
<ol><li>토양 탄소의 산화를 최소화하기 위해 샘플링 후 가능한 한 빨리 토양 샘플을 공기 건조. 이를 위해 토양 샘플을 골판지 상자(2.5"x 3" x 3")에 넣고 토양이 건조할 때까지 50°C에서 50°C의 건조 캐비닛에 상자를 놓습니다. 추가 분석이 될 때까지 공기 건조 샘플을 샘플 백에 보관하십시오.</li>
	<li>토양 분획 전에 2mm 체를 통해 토양 샘플을 실행하여 큰 바위 조각과 식물 유적을 제거합니다.</li>
	<li>105± 2°C에서 유지된 머플 로에 샘플을 배치하여 체질 토양을 15시간 이상 오븐건조시켰다.</li>
	<li>토양 분획의 경우, 오븐건조 시료 1kg을 다른 메쉬 크기(710~50μm)로 구성된 체 셰이커의 상단 메쉬에 놓습니다. 60 rpm에서 15 분 동안 체를 흔들어주세요. 팬 분획 &lt;50 μm은 페도게닉 탄산염 농축 토양 분획이기 때문에 분석에 사용하는 것이 바람직하다. 참고: 다른 토양 분획은 개정된 규산염의 강화된 풍화로 인해 SIC 축적을 검증하기 위한 추가 데이터를 산출하기 위해 테스트할 수도 있습니다.</li>
</ol>3. 페도게닉 무기 탄소 격리 결정
<ol><li>석화 분석을 사용하여 토양 샘플의 무기 탄소 함량을 결정하기 위해 적절한 Erlenmeyer 플라스크에 체질 토양 샘플 5 g을 배치하십시오. 초순수 20mL에서 샘플을 일시 중단한다. 작은 평평한 바닥 유리 테스트 튜브에 4 M HCl의 7 mL을 추가 한 다음 핀셋 한 쌍을 사용하여 플라스크 내부에이 튜브를 똑바로 놓습니다.</li>
	<li>고무 스토퍼를 부착하여 소량계에 플라스크를 조심스럽게 부착하십시오. 회균계의 부렛 수위는 필요에 따라 이전에 조정되어야 하며, 공백과 CaCO3 표준은 필요에 따라 칼시미터에서 실행되었던 적이 있어야 합니다.</li>
	<li>플라스크를 흔들어 산성 튜브를 두드리고, 부렛의 수위가 일정한 값에 도달할 때까지, 용액에서 버블링이 관찰되지 않습니다(약 5분 정도 걸립니다).</li>
	<li>샘플의 CaCO 3-등가(CaCO3(eqv)함량을 계산합니다(g, CaCO3(eqv) kg,soil)-1)적절한 석량 제공식을 사용하여, 버렛및 칸 및 CaCO3 교정 값에서 관찰된 부피 변화에 기초하여. SIC 함량은 g, CaCO 3(eqv)/ (kg, 토양) -kg, CO2에1값 값 · (톤,토양) -1 또는 kg, C· (톤,토양) -1.<ol>
<li>아래 수식을 사용하여 샘플의 CaCO3(eqv) 함량을 계산합니다. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61996/61996eq1.jpg">(4) 어디: w (CaCO3 (eqv)= 오븐 건조 토양의 탄산염 함량 m1 = 시험 부분의 질량 m2 = 탄산칼슘 표준의 평균 질량 V1 = 시험부의 반응에 의해 생성된 이산화탄소의 부피 V2 = 탄산칼슘 표준에 의해 생성된 이산화탄소의 평균 부피 V3 = 빈 결정의 볼륨 변경 w (H2O) = 건조 된 샘플의 수분 함량 참고: 단계 3.1 ~ 3.4표준프로토콜(29)에따라 수행됩니다.</li>
	</ol></li>
	<li>토양(톤,토양)·m-3의 벌크 밀도(BD)를 측정하기 위해, 알려진 부피가 있는 용기에 오븐 건조 토양 시료의 충분히 큰 알리쿼트를 놓는다. 스케일을 사용하여 샘플을 계량합니다. 시료의 부피에 대한 건조 중량의 비율은 BD로 간주됩니다. 참고: "방해받지 않는 벌크 밀도"를 계산하기 위한 대체 장치가 토론에 도입됩니다.</li>
	<li>아레알 식(kg,CO2·1)을 계산합니다( 헥타르)-1)다음 공식을 사용하여 : <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/61996/61996eq2.jpg">(5) 어디: A = 표면적 DT = 깊이 두께</li>
	<li>총 SIC(SIC 0-60cm, kg, CO2)를계산합니다. 헥타르)-1)각 플롯에 대해, 각 깊이에 대해 얻은 areal SIC 값을 사용하여, 다음과 같이 : SIC플롯 A = SIC0-60cm = SIC0-15cm + SIC15-30cm + SIC30-60 cm (6)</li>
	<li>총 아레알 SIC(SIC 0-60cm, kg, CO 2·1)를 추가합니다. 헥타르)-1)각 플롯에 대한 내용 (A, B, C, D) 조사, 다음과 같이 평균 평균 평균을 얻을 : <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/61996/61996eq3v2.jpg">(7)</li>
	<li>평균 아리얼 SIC(kg,CO2·)를 나눕니다. 헥타르)-1)토양 개정에 사용되는 규산염 광물/암석의 적용률에 의해 Eq. 7로부터 얻은 (톤, 규산염))·( 헥타르)-1). 참고: 이는 가비히 되는 규산염의 톤당 CO2kg의 양(kg, CO2 ·(KG, CO2·((KG, CO2·((KG,CO2·((CO2)의 양을 제공할 것이다. 톤, 규산염)-1). 다년간의 조사가 이루어지거나 규산자 개정이 없는 통제 음모가 있는 경우, 이 단계는 장기 또는 전년 대비 또는 순 페도제닉 탄소 격리에 대한 총 격리 및 총 수정을 고려하여 수정되어야 합니다.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 이해상충이 없습니다.

수정된 농업 분야에서 샘플을 수집하는 것은 일반적으로 어렵다는 점을 감안할 때, 영양 적용 전에 샘플을 수집해야 한다는 것이 좋습니다. 또한 얼어 붙은 필드에서 샘플을 수집하는 것을 피하는 것이 좋습니다. 샘플링 깊이는 수직 프로파일을 통해 샘플링의 용이성과 물 테이블의 깊이에 따라 다른 영역에서 다를 수 있습니다. 선택된 토양 샘플링 장치는 토양 구조 및관심도(33)의깊이에 의존한다. 얕은 샘플의 경우 핸드 프로브/오거를 사용하는 것이 더 편리하지만, 일반적으로 더 진보된 버전(예: 확장 가능한 오거)은 지하시료(33)를회수하는 데 권장된다. 단단한 점토 또는 시멘트 모래의 우세에서, 샘플러(33)의마찰 및 토루로 인해 추출 코어 동안 몇 가지 어려움이 나타날 수 있습니다. 무기 탄소 검증 캠페인의 한 가지 문제점은 토양에서 탄소 의 배출을 추적하기에 적합한 간격을 선택하는 것입니다, 그것은 긴 간격...

CO2는 주요 온실가스(GHG)이며 대기 중의 농도는 지속적으로 증가하고 있습니다. 산업 전 세계 평균CO2는 백만 분의 약 315 부품 (ppm)이었고, 2020 년 4 월 현재 대기 CO2 농도는 416 ppm 이상으로 증가하여 지구온난화를일으켰습니다. 따라서 대기 중의 열 포집 GHG의 농도를 줄이는 것이 중요합니다. Socolow2는 2070년까지 대기 CO2 ~500 ppm의 농도를 안정화하기 위해 각 안정화 웨지가 연간 3.67 Gt CO2 eq의 배출 감소를 달성하기 위해 개별 완화 접근법인 9개의 '안정화 웨지'가 필요하다고 제안했습니다.
탄소 포집 및 저장(CCS)은 2015년 유엔 기후변화 컨퍼런스에서 시작된 미션 이노베이션 이니셔티브가 권장하는대로 대기에서 CO2를 줄이는 주요 기술입니다. 대기 CO2를포착하기 위해, 사용할 수있는 세 가지 주요 저장 옵션은 해양 저장, 지질 저장 및 미네랄 탄산4입니다. 미네랄 탄산에 초점을 맞춘 CO2는 주로 칼슘과 마그네슘이 풍부한 규산염을 지질 학적 기간 (수백만 년 이상) 열역학적으로 안정적인 탄산염으로 변환하여 저장됩니다5. 예를 들어, 올리바인, 파이록센 및 뱀 단 미네랄은 미네랄 탄화6을겪을 가능성이 있다. 그러나 정상적인 조건에서 이러한 반응은 느린 반응 운동학에 의해 제한됩니다. 따라서, 주변 조건에서 공정속도를 높이기 위해, 이들 규산염의 미세하게 컴분트(분쇄/밀링) 형태는 농업 토양에 적용될 수 있으며, 이는 지상파 강화풍화7이라고하는 과정이다. 토양은 CO2를저장하는 천연 싱크대이며, 현재 는 대기 저수지 (800 Gt 카본)8을세 번인 탄소 2500 Gt의 저수지입니다. 토양 및 지하 토양의 페도게닉 공정은 대기 CO2를 두 가지 주요 자연 경로, 즉 유기 물질 주기및 알칼리성 지구 금속 광물의 풍화로 조절하여 유기 및 무기 탄소 풀에 각각9을영향을 미칩니다.
대기 CO2의 거의 1.1 Gt가 매년10화학암풍을통해 미네랄화되는 것으로 추정된다. 칼슘과 마그네슘이 풍부한 규산염 바위(예를 들어, 현무암)는풍화 9,11,12를위한 1차 공급원료로 간주된다. 분쇄된 규산염 함유 광물이 농업 분야에 적용되면 토양 모공수에 용해된CO2와 반응하기 시작하여 안정적인 탄산염11,13의광물 침전으로 마무리된다. 올리바인14,15,울라토네이트(CaSiO3)13,돌레라이트, 현무암(16)은 이전 연구에서 향상된 풍화를 통해 탄소 격리 잠재력을 입증한 광물 중 하나이다. 더 큰 가용성에도 불구하고, 따라서 아마도 더 큰 CO2 격리 용량, 마그네슘 규산염의, Cr과 Ni 침출의 결과로 잠재적 인 환경 영향과 석면 미립자의 가능한 존재로 인해 농경지에서 강화 된 풍화에 대한 그들의 응용 프로그램에 대한 우려가있다11,15,17,18. 칼슘 베어링 규산염으로서, 울라스토네이트는 높은 반응성, 단순한 화학적 구조로 인해 이 공정의 주요 후보로 강조되고 있으며, 환경적으로 양성이 될 뿐만 아니라 실리카매트릭스(12,19,20,21)에대한 Ca 이온의 약한 결합으로 인한 탄산염의 생산을 용이하게 한다. 캐나다 온타리오 주 킹스턴에서 채굴되고 현재 캐나다 울라스테노이트(Wollastonite)가 농업 용 으로 상용화되어 있으며, 위험 금속의 높은 수준을 포함하지 않습니다. 전 세계 울라스토네 매장량은 100Mt 이상으로 추정되며, 중국, 인도, 미국, 멕시코, 캐나다, 핀란드는22개국으로 등이다.
규산염 광물의 강화된 풍화는 토양 건강, 특히 작물 수율 증가 및 식물 성장 개선을 촉진하여 합성 비료의 적용을 잠재적으로 감소시켜 온실가스 배출 감소11,18,19에더욱 기여할 수 있다고판단된다. 이전 연구에 따르면 토양에 카가 풍부한 규산염 미네랄을 적용하면 토양 배지에서 산도를 중화하기 위한 기본성을 공급하여 작물 생산23,24,25를선호하는 것으로 나타났습니다. 이것은 또한 산성 조건에 취약한 독성 금속 동원을 방해하고, 강화된 풍화는 토양 유기물증분(11)을통해 침식을 지연시키는 데 유용할 수 있다.
방정식 1-3은 울라스테온으로 토양을 수정하여 무기 탄산염으로 페도게닉 탄소 격리가 어떻게 가능한지 보여줍니다. 주변 CO2는 빗물을 통해 토양에 진입하거나 유기 화합물을 저하시키는 미생물 활성에 의해 토양에서 생산됩니다. 일단 토양 모공수와 접촉하면 탄산산이 형성되어 중탄산염과 양성자(방정식 1)를 형성하도록 해리합니다. 식물의 존재에서 구연산 및 말산과 같은 뿌리 분주가 방출되어 시스템에 양성자를 제공합니다. 이러한 양성자는 이온을 방출하고 비정질 실리카 (방정식 2)를 남겨 두고 토양에서 울라토마이트의 용해를 용이하게합니다. 방출된 Ca 이온은 궁극적으로 탄산염(지질화학 적 조건에 따라 결정성 방해기 또는 기타 품종)으로 침전하기 위해 중탄산염과 반응한다(수학식 3). 이러한 형성된 탄산칼슘은 토양 무기 탄소(SIC)분수(26)의일부가 된다.
주변 CO2 해결:
2CO2 (g) + 2H2O(l) ↔ 2H2CO3 (aq) ↔ 2HCO3- + 2H+ (1)
울라스테오네이트 용해 (H+ 탄산산과 뿌리 의 해리에서):
CaSiO3 (s) + 2 H+ → Ca2 + H2O(l) + SiO2 (s) (2)
페도게닉 무기 탄산염 침전:
Ca2 + + 2 HCO3- → CaCO3 (s)↓ + H 2O(l) + CO2 (g) (3)
최근 작업에서, 농업 토양에 울라스토니트의 적용을 통해 강화 된 풍화, 석회암 대체 개정으로, 실험실과 필드 저울모두에서 표토에서 CaCO3 강수량에 효과적이발견되었습니다, 짧은 (몇 개월) 긴 (3 년) 용어. 현장 연구에서, 화학 및 광물학적 평가에서 SIC 함량이 울라스토니트 적용 복용량(톤,헥타르-1)13에비례적으로 증가하는 것으로 나타났습니다. 실험실 연구에서, 광물학 분석은 탄소격리(19)로인한 페도게닉 탄산염의 존재를 보여주었다. 토양의 페도게닉 탄산염 형성은 지형, 기후, 표면 식물, 토양 생물학적 과정 및 토양 물리 화학적 특성27: 특히 여러 가지 요인에 따라 달라집니다. 우리의 이전 연구23 식물의 역할을 결정 (콩 식물 (녹색 콩) 및 비 콩류 식물 (옥수수)) 울라 토 나이트 풍화 및 토양에서 무기 탄산염 형성에. 토양과 기공에서 의한 페도게닉 탄소 형성 및 이주에 대한 당사의 지속적인 연구에는 다양한 깊이와 시간이 지남에 따라 광물 풍화로 인해 처음 표토에서 형성된 농업 토양에서 토양 탄산염의 운명을 조사하는 것이 포함됩니다. Zamanian 외27에따르면, 자연적으로 발생하는 페도게닉 탄산지평선은 국소 강수량이 증가함에 따라 표면에서 더 멀리 발견되며, 이 지평선의 상단은 일반적으로 표면 아래 몇 센티미터에서 300cm 사이에 나타나는 것으로 나타났다. 토양 수균형, 계절역학, 모재료의 초기 탄산염 함량, 토양 물성 등 기타 주변 및 토양 파라미터도 이 발생의깊이(27)에영향을 미친다. 따라서 규산염의 강화된 풍화로 인한 본래및 증분 수준의 SIC에 대한 정확한 이해를 얻을 수 있는 모든 기회에 충분한 깊이로 토양을 시료하는 것이 중요합니다.
현장 규모에서 중요한 제한은 규산염 토양 개정의 낮은 적용 률의 사용입니다. 토양과 식물 건강에 많은 규산염 (예 : wollastonite 및 olivine)의 효과에 대한 지식이 제한되어 있기 때문에 상업 생산자는 상당한 탄소 격리를 초래할 수있는 더 높은 적용 속도를 테스트하지 않습니다. 이러한 낮은 적용 률의 결과로, 작물 필드의 넓은 영역뿐만 아니라, 일반적으로 직면 연구 과제는 값이 상대적으로 낮은 경우 SIC의 변화를 결정하고, 복구하고 형태학적 및 광물 학적 변화를 연구하기 위해 토양에서 규산곡물과 풍화 제품을 분리하는 것입니다. 우리의 과거 작업에서, 우리는 울라토네이트 개정 토양의 물리적 분획 (체형사용)이 풍화 과정, 특히 페도게닉 탄산보네이트(28)의형성과 축적을 더 잘 이해할 수 있게 하는 방법에 대해 보고했습니다. 이에 따라, 울라토니트와 풍화 제품의 함량이 높을수록 토양의 미세한 분획에서 검출되어 분석 중에 합리적으로 높은 값을 제공하여 보다 정확하고 신뢰할 수 있는 결과를 보장했습니다. 연구 결과는 규산염 개정 토양에서 격리 된 탄소 축적의 신뢰할 수있는 추정을 위해 체질 또는 기타 분리 수단을 통해 물리적 분획을 사용하는 것의 중요성을 강조합니다. 그러나 분획 정도는 토양에서 토양, 규산염에서 규산염에 이르기까지 다양하므로 추가 조사를 받아야 합니다.
SIC의 정확한 측정은 토양의 시간과 깊이에 따라 SIC및 (및 유기 탄소)의 진화를 분석하는 데 관심이있는 다양한 연구자들이 채택 할 수있는 표준 및 과학적 절차를 수립하는 데 중요합니다. 이러한 방법론은 농부들이 자신의 필드 토양에서 SIC 형성의 결과로 탄소 신용을 주장 할 수 있습니다. 다음 프로토콜은 자세히 설명합니다: (1) 분석된 토양 데이터의 통계적 유의를 차지하는 토양 규산염 개정에 따라 사용되는 토양 샘플링 방법; (2) 토양 분획 방법은 강화된 규산염 풍화의 결과로 페도게닉 무기 탄산염 풀의 변화를 정량화하는 정확도를 향상시키는 토양 분획 방법, (3) 토양 규산염 개정의 결과로 SIC 격리 속도를 결정하는 데 사용되는 계산 단계. 이 데모의 목적을 위해, 캐나다 울라스토니테에서 공급되는 울라스토니테는 농업 토양에 적용되는 규산염 광물로 간주되며, 농업 토양은 온타리오 남부의 농지에서 발견되는 것과 유사한 것으로 간주됩니다.
울라스토니트와 농업 토양을 개정하는 절차(예를 들어, 헥타르당 적용할 울라스토니테의 양을 결정하고, 토양에 퍼지는 방법)은 이전 연구에서 설명하였다13. 우리의 이전 및 현재 작업의 연구 영역은 직사각형 플롯입니다; 따라서 직접적인 무작위 샘플링 방법은 이러한 연구에 적합합니다. 이것은 낮은 비용, 감소 된 시간 요구 사항 및 적절한 통계 적 불확실성을 제공 할 수있는 능력으로 인해 일반적으로 사용되는 방법입니다. 마찬가지로, 다양한 필드 조건 및 원하는 통계적 유의수준에 따라, 구역 또는 그리드 샘플링 방법도 사용될 수 있다. 토양 샘플링의 정확도는 샘플링 바이어스의 결과로 통계적 불확실성을 줄이는 데 필수적입니다. 통계가 사용되는 경우 95% 미만의 신뢰도(예: p < 0.05)를 달성하는 것은 "통계적으로 유의한" 것으로 간주되지 않습니다. 그러나, 특정 토양 연구의 경우, 측정의 일반적인 정밀도에 영향을 미치는 현장 조건에서 제어되지 않은(즉, 자연적으로 변화하는) 파라미터의 수로 인해 신뢰 수준이 90%(즉, p < 0.10)로 완화될 수 있다. 이 프로토콜에서는 수직 프로파일 전반에 걸쳐 토양의 SIC 함량 및 기타 화학 물질, 광물 및 형태학적 특성을 조사하기 위해 두 세트의 샘플이 수집됩니다.

<table><tbody><tr><td>분석 스케일</td><td>Sartorius</td><td>Quintix 224-S1</td><td>소수점 이하 4자리.</td></tr><tr><td>Calcimeter</td><td>Eijkelkamp</td><td>모델 08.53</td><td>샘플에서 wt% CaCO3 당량을 측정합니다.</td></tr><tr><td>건조 캐비닛/머플로</td><td>Thermo Scientific</td><td>F48055-60</td><td>50°°C; C 또는 103 &plusmn; 2&deg;C입니다.</td></tr><tr><td>HCl</td><td>Fisher Scientific</td><td>A144S-500</td><td>시약 등급(36.5%-38.0%).</td></tr><tr><td>HNO3</td><td>Fisher Scientific</td><td>T003090500</td><td>미량 금속 분석 등급(69.0%-70.0%)</td></tr><tr><td>유도 결합 플라즈마 질량 분석기(ICP-MS)</td><td>PerkinElmer</td><td>NexION</td><td>마이크로파 분해 토양의 Ca 농도를 측정합니다.</td></tr><tr><td>마이크로파 소화기</td><td>PerkinElmer</td><td>Titan</td><td>농축된 HNO3의 토양을 소화합니다.</td></tr><tr><td>pH 측정기</td><td>Oakton</td><td>700</td><td>각 측정 세트 전에 표준 용액으로 교정됨; 온도는 25°C로 보정됨.</td></tr><tr><td>주사 전자 현미경 - 에너지 분산 분광기 (SEM-EDS)</td><td>Oxford</td><td>X-Max20 SSD</td><td>토양 미립자의 형태를 결정합니다.</td></tr><tr><td>체 셰이커</td><td>Retsch</td><td>AS-200</td><td>토양 분별용.</td></tr><tr><td>토양 오거 샘플러</td><td>Eijkelkamp</td><td>01-16</td><td>깊이 700cm까지.</td></tr><tr><td>토양 다코타 프로브 샘플러</td><td>JMC</td><td>PN139</td><td>깊이 100cm까지.</td></tr><tr><td>토양 프로브 샘플러</td><td>JMC</td><td>PN031</td><td>깊이 30cm까지.</td></tr><tr><td>토양 수분 측정기</td><td>Extech</td><td>MO750</td><td>최대 50%의 수분 함량 측정</td></tr> <tr><td>파장 분산 X선 형광 분광기(WDXRF)</td><td>Malvern Panalytical</td><td>Zetium</td><td>토양의 원소 조성을 특성화합니다.</td></tr><tr><td>X선 회절 분석기(XRD)</td><td>Panalytical</td><td>Empyrean</td><td>토양의 광물학적 특성을 특성화합니다.</td></tr></tbody></table>

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

Monitoring Pedogenic Inorganic Carbon Accumulation Due to Weathering of Amended Silicate Minerals in Agricultural Soils.

본 연구는 농업 토양에서 자양암의 강화된 풍화에 의해 유도된 무기 탄소를 감시하기 위한 체계적인 절차를 시연하는 것을 목표로 합니다. 이를 위해, 다른 깊이(0-15cm, 15-30cm 및 30-60cm 프로파일 포함)에서 채취한 코어 토양 샘플은 농업 분야에서 수집되며, 그 중 표토는 이미 미네랄을 함유한 알칼리성 지구 금속 규산염(예: 울라스토네)으로 농축되어 있다. 실험실로 이송된 후 토양 샘플은 공기 건조 및 체질입니다. 이어서, 시료의 무기 탄소 함량은 석화법이라는 체적 방법에 의해 결정된다. 본 명세서에서 발표된 대표적인 결과는 대조토양에 비해 Ca-규산염으로 개정된 토양내 무기 탄소 함량의 5배 증가가 나타났다. 이러한 조성 변화는 수정된 토양에서 pH 증가의 1 개 이상의 단위를 동반하여 규산염의 높은 용해를 암시했다. 원소 조성뿐만 아니라 광물학적 및 형태학적 분석은 규산염 으로 개정된 토양의 무기 탄소 함량의 증가를 더욱 확증합니다. 이 연구에서 제시된 샘플링 및 분석 방법은 현무암과 올리바인과 같은 다른 적합한 규산염 바위로 개정된 것을 포함하여 토양과 지하토양의 페도게닉 무기 탄소 변화를 추적하려는 연구자와 전문가에 의해 채택될 수 있습니다. 이러한 방법은 또한 탄소 배출권을 인증하고 수여하기 위해 민간 및 정부 기관의 토양 무기 탄소 격리를 검증하는 도구로 악용될 수 있습니다.

토양의 SIC 함량은 자동화된 탄소 분석기 또는 calcimeter를 포함한 다양한 방법을 사용하여 결정될 수 있다. 총 토양 탄소 측정을 위한 자동화된 탄소 분석기는폐쇄용기(30)에내장된CO2 압력을 측정한다. 석화에서, 산성화 후 방출되는CO2의 진화된 부피, 전형적으로 농축 된 HCl산의 첨가에 의해, 탄산염 함유 시료의 측정된다. 석회화 방법은 간단한 화학 적 절차를 포함하는 비교적 간단하므로 많은 현장 샘플을 고정밀 (즉, 재현 가능한 값)과 적절한 정확도 (즉, 정확한 탄산염 함량에 가까운 값)로 신속하게 분석하는 데 적합합니다. 본 연구에서 사용되는 지시된 무작위 샘플링 방법에서, 각 플롯의 샘플은 철저하게 손으로 혼합한 다음, 건조되어 SIC 함량을 분석하기 전에 균질한 대표적인 토양 샘플을 얻을 수 있다. 감세계 분석은 각 샘플에 대한 트리클리카테에서 수행됩니다.
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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.

The present study aims to demonstrate a systematic procedure for monitoring inorganic carbon induced by enhanced weathering of comminuted rocks in ...

여기에 설명된 검증 방법은 울라토니테, 현무암 및 올리바인과 같은 알칼리성 지구 금속 규산염을 함유한 암석으로 개정된 다양한 농업 토양에서 페도게닉, 무기 탄소 격리를 모니터링할 수 있다. 이 방법은 부정적인 배출 탄소 신용에 대한 자격을 갖춘 농민의 관점에서 토양 무기 탄소 함량을 확인하기 위한 민간 또는 정부 기관에 의해 쉽게 악용될 수 있다. 땅에 퍼진 광물의 강화된 풍화는 또한 목초지, 임업, 또는 재활 토지, 아드리안 토양과 같은 농업을 넘어 시나리오에서 탄소 격리로 이어질 수 있습니다.농업 토양의 이질성은 사드리고 깊이 면에서 무기 탄소 함량을 정확하게 결정하는 데 어려움을 겪고 있으며 시료의 하위 샘플링은 정밀도를 줄이는 데 기여합니다. 탄산칼슘 샘플 칸막이, 광범위한 분석 복제 및 통계 분석을 사용하면 처음 연구자가 제안된 방법론에 대한 확신을 얻는 데 도움이 될 수 있습니다. 현장 절차의 일부를 시연하는 것은 우리 실험실에서 석사 학생인 스티븐 밴더버그(Stephen Vanderburgt)가 될 것입니다.GPS 수신기를 사용하여 각 플롯의 평준화를 결정한 다음 각 플롯의 경계에 플래그를 배치하여 후속 샘플링을 용이하게 합니다. 서브플롯당 각 서브플롯 내의 임의 의 지점에서 코어 샘플을 수집합니다. 토양 프로브 또는 토양 코어 샘플러를 사용하여 토양 코어를 0~ 15cm, 15~30cm, 30~60cm의 3개의 깊이 영역까지 수집합니다.확장 가능한 오거를 사용하여 추가 위치에서 60~100cm, 100~175cm, 175~250cm의 3개의 깊이 영역까지 깊은 토양 샘플을 수집합니다. 토양 샘플을 각 플롯의 각 샘플 깊이당 하나씩 버킷으로 옮습니다. 손은 각 양동이의 토양을 철저히 혼합한 다음 휴대용 수분 테스터를 혼합 토양 샘플에 넣고 수분 함량이 장치의 게이지의 안정적인 지점에서 고정될 때까지 기다립니다.홀더 버튼을 누르고 혼합 된 토양의 실시간 수분 함량으로 값을 기록합니다. 플롯, 토양 깊이 및 샘플링 날짜에 대한 정보와 함께 샘플 가방을 적절하게 레이블을 지정한 다음 복합 샘플을 가방에 보관합니다. 토양 탄소의 산화를 최소화하기 위해 샘플링 후 가능한 한 빨리 토양 샘플을 건조시 공기.토양 샘플을 골판지 상자에 넣고 토양이 건조할 때까지 24~48시간 동안 건조 캐비닛에 상자를 배치합니다. 추가 분석이 될 때까지 공기 건조 샘플을 샘플 백에 보관하십시오. 토양 분획 전에 2밀리미터 체를

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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

유기 오염 물질(석유 공급 원료에서 유래)로부터 광물화된 CO2를 포획, 정량화 및 14C함량에 대해 분석하는 프로토콜이 설명됩니다. CO2 포집 구역의 공간 범위를 결정하기 위해 모델이 개발되었습니다. 공간 및 시간 측정을 통해 오염 물질 광물화 속도를 통합하여 복원 범위와 시간을 예측할 수 있습니다.

측정 탄소 기반의 오염 물질 무기화 결합 된 CO를 사용하여<sub&gt; 2</sub&gt; 플럭스 및 방사성 탄소 분석

반복 토양 샘플링은 최근 세 년간 산림 토양의 변화를 모니터링 할 수있는 효과적인 방법이 될 것으로 나타났다. 그것의 사용을 지원하기 위해 프로토콜 성공 토양 모니터링 프로그램의 설계 및 구현에 도움이 토양 리샘플링 방법에 관한 최신 정보를 합성이 제공된다.

토양 리샘플링하는 방법은 산림 토양의 화학 물질 농도의 변화를 모니터링하기

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

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

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

5개의 서로 다른 수동 샘플링 장치의 특성화 및 적용에 대한 프로토콜이 제시됩니다.

물에 농약의 모니터링을위한 특성화 및 패시브 샘플러의 응용 프로그램

불안정한 유기탄소(LOC)와 잠재적 탄소 회전율은 토양 영양분 순환 과정의 변화를 나타내는 민감한 지표입니다. 일련의 주기로 토양을 훈증 및 배양하고 배양 기간 동안 축적된CO2를 사용하여 이러한 매개변수를 추정하는 방법에 대한 세부 정보가 제공됩니다.

순차 훈증 배양 절차를 사용하여 토양으로 불안정 유기 탄소의 평가

저장조 조건에서 이산화탄소와 평형 상태에있는 원유의 레올로지를 측정하는 방법을 제시한다.

CO와 평형 상태에있는 원유의 레올로 지의 측정<sub&gt; 2</sub&gt; 저수지 조건

기술 및 최종 사용자 기대에 상승의 발전 필요 및 오염 부하 추정에 대 한 더 높은 시간 해상도 데이터의 사용 증가 했다. 이 프로토콜 연속 제자리에 수 질 모니터링 데이터를 얻기 위해 더 높은 시간 해상도 정보 물에 대 한 리소스 관리 결정 하는 방법을 설명 합니다.

연속 Instream 영양분과 농업 Watersheds에 앙금의 모니터링

학습하세요 농업 토양에서 수정된 실리케이트 미네랄의 풍화를 통해 페도게닉 무기 탄소 축적을 모니터링하는 검증 방법을. 이 방법은 탄소 크레딧 프로그램에 참여하는 농부들에게 재정적 인센티브를 제공합니다.

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

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