Protokół zbierania i konstruowania lizymetrów rdzenia glebowego

Summary

Przedstawiono szczegółową metodę ekstrakcji i montażu nienaruszonych lizymetrów rdzeniowych gleby oraz ich wykorzystania do badania odcieków i związanych z tym strat składników odżywczych z powierzchniowej ściółki drobiowej.

Abstract

Wypłukiwanie składników odżywczych z nawozów stosowanych na ziemi i obornika stosowanego w rolnictwie może prowadzić do przyspieszonej eutrofizacji wód powierzchniowych. Ze względu na to, że krajobraz ten charakteryzuje się złożoną i zróżnicowaną morfologią gleby, występuje towarzysząca mu rozbieżność w ścieżkach przepływu odcieków przez makropory glebowe i strukturę macierzy. Na szybkość przepływu przez te ścieżki ma dodatkowo wpływ poprzedzająca wilgotność gleby. Lizymetry służą do ilościowego określania natężenia przepływu, objętości wody i stężenia składników odżywczych wypłukiwanych w dół przez glebę. Chociaż istnieje wiele konstrukcji lizymetrów, dokładne określenie objętości wody i bilansu masowego składników odżywczych najlepiej osiągnąć za pomocą lizymetrów ograniczonych, które pozostawiają nienaruszoną naturalną strukturę gleby.

Tutaj prezentujemy szczegółową metodę ekstrakcji i budowy lizymetrów rdzenia glebowego wyposażonych w czujniki wilgotności gleby na głębokości 5 cm i 25 cm. Lizymetry z czterech różnych gleb Równiny Nadbrzeżnej (Bojac, Evesboro, Quindocqua i Sassafras) zostały zebrane na Półwyspie Delmarva i przeniesione do pomieszczenia o kontrolowanym klimacie. Gleby nawadniano raz w tygodniu opadami odpowiadającymi 2 cm, aby obniżyć stężenie azotanów w glebie. Pod koniec okresu poboru zastosowano ściółkę drobiową (162 kg TN ^ha-1) i wznowiono wymywanie na dodatkowe pięć tygodni. Całkowity odzysk zastosowanej wody do nawadniania wahał się od 71% do 85%. Stężenie azotanów-N wahało się w trakcie badania od średnio 27,1 mg ^L-1 przed zastosowaniem ściółki do 40,3 mg ^L-1 po zastosowaniu ściółki. Podczas gdy największy strumień składników odżywczych mierzono w glebach zdominowanych przez gruboziarnisty piasek (Sassafras), największy natychmiastowy przepływ nastąpił w glebie o najdrobniejszej teksturze z wyraźnym rozwojem makroporów (Quindocqua).

Introduction

Półwysep Delmarva graniczy ze wschodnim brzegiem Zatoki Chesapeake i jest domem dla jednego z największych regionów produkcji drobiu w USA. Każdego roku z produkcji tych ptaków powstaje około 600 milionów kurczaków i około 750 000 ton obornika¹. Większość obornika jest wykorzystywana lokalnie jako dodatek do nawozów na polach uprawnych. Ze względu na historycznie wysokie dawki stosowania obornika, składniki odżywcze, takie jak azot i fosfor, zgromadziły się w glebie i są teraz podatne na straty poza terenem zakładu poprzez wymywanie podpowierzchniowe². Znaczna część przepływu wód gruntowych jest kierowana do rozległej sieci rowów, które ostatecznie spływają do Zatoki Chesapeake³. Składniki odżywcze przenoszone do Zatoki są związane z pogorszeniem się stanu zdrowia Zatoki spowodowanym eutrofizacją⁴.

Łączenie zarządzania składnikami odżywczymi ze stratami składników odżywczych poza terenem zakładu wymaga specjalistycznych narzędzi do monitorowania przepływów hydrologicznych i związanych z nimi transferów składników odżywczych. Lizymetry stanowią główną kategorię instrumentów używanych do charakteryzowania i ilościowego określania ruchu składników odżywczych w glebie. Lizymetry mają długą historię stosowania w monitorowaniu przepływu składników odżywczych w wodzie przesączającej^5-7, od lizymetrów naprężeniowych, które można dostosować do potencjału matrycy glebowej, aby lepiej oszacować dostępną dla roślin wodę, po lizymetry o zerowym napięciu, które są bardziej reprezentatywne dla procesów zachodzących podczas swobodnego drenażu. Wszystkie podejścia do lizymetrii mają wrodzone uprzedzenia. Na przykład niektóre lizymetry są zbyt małe, aby w pełni odzwierciedlić złożone przestrzennie procesy zachodzące w glebach naturalnych, lub są zbyt duże i drogie, aby zapewnić dobrą replikację statystyczną gleb niejednorodnych⁸. Co więcej, lizymetry panowe wymagają, aby gleby znajdujące się nad nimi były nasycone w celu zbierania odcieku i są nieefektywne w porównaniu z lizymetrami naprężeniowymi przy pomiarze przepływu matrycy⁹.

Zamknięte systemy lizymetrów, takie jak lizymetry rdzenia glebowego o zerowym naprężeniu (znane również jako lizymetry monolityczne gleby), znacznie zwiększają pewność, z jaką przeprowadzane są budżety wodne i związane z nimi budżety zanieczyszczeń (np. bilanse składników odżywczych)¹⁰. Te lizymetry są najbardziej reprezentatywne, gdy zawierają nienaruszone rdzenie gleby; Lizymetry wypełnione przepakowanymi glebami nie zachowują pierwotnej struktury, poziomów i połączeń makroporowych, które wpływają zarówno na transport substancji rozpuszczonych, jak i związków cząstek^{stałych 11,12}. Z eksperymentalnego punktu widzenia korzystne są podejścia, które ułatwiają większą replikację niezakłóconych warunków glebowych, biorąc pod uwagę nieodłączną zmienność przestrzenną, która istnieje we właściwościach fizycznych i chemicznych gleby¹³.

Do zbierania nienaruszonych lizymetrów rdzenia glebowego użyto dwóch preferowanych metod: młotka udarowego i głowicy tnącej. To pierwsze jest częściej wykonywane, ponieważ można to osiągnąć za pomocą urządzeń tak prostych jak młot kowalski (mniejsze lizymetry). Wykazano, że prawidłowo wykonane pobieranie rdzenia gleby za pomocą młota udarowego jest stosunkowo opłacalne, zwłaszcza w porównaniu z innymi technikami wiercenia. Jednak same siły wywierane przez wbijanie obudowy lizymetru w ziemię mogą powodować rozmazywanie i zagęszczanie, wytwarzając warunki wewnątrz lizymetru, które nie są reprezentatywne dla rodzimej gleby, a nawet mogą sprzyjać niektórym rodzajom ruchu wody (np. przepływ obejściowy lub przepływ wzdłuż krawędzi rdzenia gleby). W związku z tym niektórzy badacze preferowali stosowanie rdzeni, które wycinają nienaruszoną glebę za pomocą urządzenia wiertniczego lub innego urządzenia do kopania⁵.

Różne materiały zostały użyte jako osłonki dla lizymetrów rdzenia glebowego. Rury i skrzynki stalowe są stosunkowo tanie, trwałe i łatwo dostępne, a ze względu na ich wytrzymałość^14-17 mogą być używane do zbierania większych lizymetrów. Jednakże, podczas gdy stal jest zadowalająca do oceny wymywania stosunkowo niereaktywnych związków, takich jak azotany, żelazo w stali reaguje z fosforanem i dlatego musi być powlekane lub w inny sposób poddawane obróbce w celu zbadania wymywania fosforu. Zwykle do badania wymywania fosforu stosuje się osłonki z tworzywa sztucznego, takie jak grubościenna (Harmonogram 80) rura PVC, która może wytrzymać uderzenie młota udarowego (jeśli jest używana) i zachować swoją strukturę po uzyskaniu rdzeni glebowych o większej średnicy (np. ≥30 cm)^18-22.

Ogólnie, lizymetry rdzenia glebowego są analizowane ex situ. Po zebraniu lizymetry rdzenia glebowego mogą być instalowane w zewnętrznych "farmach lizymetrycznych", gdzie otaczająca gleba i klimat nadziemny reprezentują naturalne warunki polowe. Na przykład w Szwecji Szwedzki Uniwersytet Rolniczy w ciągu ostatnich trzech dekad utrzymywał trzy oddzielne farmy lizymetrów, analizując los i transport pestycydów, długoterminowe badania żyzności gleby oraz praktyki zarządzania, które można skalować do nienaruszonych rdzeni o średnicy 30 cm²³. Lizymetry rdzenia glebowego zostały również poddane eksperymentom z ługowaniem w pomieszczeniach, w których istnieje większa kontrola warunków klimatycznych^24,25. Liu i in. wykorzystali symulator opadów deszczu do regularnego nawadniania lizymetrów rdzenia gleby pod szeregiem międzyplonów²⁶. Kibet i Kun zastosowali techniki ręcznego nawadniania do zbadania wypłukiwania arsenu i składników odżywczych przez rdzenie glebowe^27,28.

Różnorodność procesów edaficzny i hydrologicznych można wywnioskować z lizymetrów rdzenia glebowego. Kun i in. (2015) użyli lizymetrów kolumnowych PVC o średnicy 30 cm do zbadania wymywania azotu po zastosowaniu mocznika²⁸. Zbierając odcieki w różnych odstępach czasu po zdarzeniu nawadniania, byli w stanie rozróżnić przepływy szybkie i stopniowe, przy czym przy założeniu, że te pierwsze są zdominowane przez przepływ makroporowy, a drugie przez przepływ matrycowy. Ponieważ mocznik łatwo ulega hydrolizie w kontakcie z glebą, naukowcy zinterpretowali obecność podwyższonych stężeń mocznika w odciekach pobranych wkrótce po zastosowaniu mocznika jako dowód na transport makroporów, który ominął matrycę glebową. Z biegiem czasu wykryli podwyższone stężenia różnych form azotu w odciekach, śledząc przemianę zastosowanego mocznika w amon po wstępnej hydrolizie, a następnie przemianę amonu w azotan z nitryfikacją.

Aby zilustrować rozważania dotyczące projektowania, przeprowadzania i interpretowania eksperymentów z lizymetrem rdzenia glebowego, przeprowadziliśmy badanie czterech różnych gleb znalezionych na środkowoatlantyckiej równinie przybrzeżnej USA. W badaniu mierzono stężenie wymywania i utratę azotanów przed i po zastosowaniu suchego obornika drobiowego (tj. "ściółki" drobiowej)²⁸. Straty składników odżywczych wynikające ze stosowania ściółki drobiowej do gleby są kluczowym problemem dla zdrowia Zatoki Chesapeake, a zrozumienie interakcji między zastosowaną ściółką drobiową a właściwościami gleby rolnej jest potrzebne do poprawy zaleceń dotyczących zarządzania składnikami odżywczymi. Przedstawiamy tutaj szczegółową metodę ekstrakcji nienaruszonych lizymetrów rdzenia glebowego, śledzenia wilgotności gleby i interpretacji różnicowych strat wymywania azotanów z tych gleb.

Ten eksperyment jest częścią większego badania przeprowadzonego w celu oceny wymywania składników odżywczych z gleb rolniczych Półwyspu Delmarva, USA^27,28. W 2010 r. pobrano lizymetry rdzenia glebowego ze stanowisk w Delaware, Maryland i Wirginii. Poniżej prezentujemy niepublikowane wyniki tych badań. Chociaż początkowo przeprowadzono doświadczenia mające na celu ocenę wymywania fosforu, monitorowano również wymywanie azotanów z tych gleb.

Pobrano próbki z czterech popularnych gleb rolniczych z równiny przybrzeżnej Atlantyku w zlewni Zatoki Chesapeake: Bojac (grubo-gliniasta, mieszana, półaktywna, termiczna Typowa Hapludult); Evesboro (mezyjski, powlekany kwarc lamelowy); Quindocqua (drobno-gliniasty, mieszany, aktywny, mezotyczny Typowy Endoaquult); Sassafras (drobno-gliniasty, krzemionkowy, półaktywny, mezyjny Hapludult typowy). Dla każdego gruntu opisano morfologię poziomu na podstawie profili odsłoniętych podczas drążenia kolumn (tabela 1). Tekstury powierzchni gleb wahały się od piasku (Evesboro) do gliniastego drobnego piasku/gliny piaszczystej (Bojac i Sassafras) do gliny mułowej (Quindocqua). Chociaż wszystkie gleby były historycznie nawożone ściółką drobiową, żadna z nich nie była stosowana w ciągu 10 miesięcy poprzedzających badanie. Wszystkie gleby były objęte uprawą kukurydzy bezorkową przez co najmniej jeden sezon przed pobraniem lizyzymetru rdzeniowego gleby.

Po pobraniu, lizymetry rdzenia glebowego zostały przetransportowane do symulatora USDA-ARS w State College, PA. Tam poddano je eksperymentom z nawadnianiem w pomieszczeniach (22-26 °C) w celu oceny wypłukiwania składników odżywczych związanych z aplikacją ściółki drobiowej. W szczególności lizymetry nawadniano 2 cm wody tygodniowo przez 8 tygodni, aż azotany w perkolanie zostały zrównoważone między glebami. Następnie na powierzchnię wszystkich gleb nałożono ściółkę drobiową (suchy obornik drobiowy) w ilości 162 kg ^ha-1 całkowitego azotu. Nawadnianie kontynuowano przez kolejne 5 tygodni. Czujniki wilgotności rejestrowały objętościową zawartość wilgoci w odstępach 5-minutowych w sposób ciągły, przez cały cykl nawadniania i ługiowania. Odciek pobrano po 24 godzinach i ponownie 7 dni później, bezpośrednio przed nawadnianiem.

Dane dotyczące odcieku z lizymetrów rdzeniowych gleby były analizowane za pomocą prostych statystyk opisowych, aby zilustrować różnice w ilości i jakości odcieku między glebami, a także różnice przed i po zastosowaniu ściółki. Ponieważ czujniki wilgotności gleby umieszczono tylko w dwóch powtórzonych lizymetrach rdzenia glebowego dla każdej gleby (Evesboro, Bojac, Sassafras, Quindocqua), statystyki dotyczące wilgotności gleby oparto na N = 2, podczas gdy statystyki dotyczące głębokości odcieku, stężenia azotanów-N i strumienia azotanów-N uzyskano z 10 lizymetrów rdzenia glebowego dla Evesboro, Bojac i Sassafras oraz 5 lizymetrów rdzenia glebowego dla Quindocqua. Aby ocenić znaczenie replikacji w glebie, obliczono współczynniki zmienności (CV) dla głębokości odcieku dla różnej liczby powtórzeń. Podejście symulacyjne Monte Carlo zastosowano do wielokrotnego pobierania próbek podzbioru lizymetrów rdzenia glebowego (N = 3) z całkowitej liczby powtórzeń w każdej grupie gleby (10 dla Evesboro, Bojac, Sassafras; 5 dla Quindocqua).

Protocol

1. Przygotowanie materiałów

1. Wytnij główny korpus lizymetru z PVC o średnicy 30,5 cm (12 cali) (ID; nominalnej) harmonogramu 80; ma on grubość ścianki 1,9 cm (0,75 cala) (Rysunek 1a). Przyciąć długość korpusu lizymetru w zależności od grubości warstwy (warstw) gleby, która ma być badana; Tutaj użyj ciała o długości 53 cm (21 cali). Wykonaj fazę o głębokości 0,63 cm i 45° wokół dolnego końca lizymetru, aby utworzyć ostrą krawędź natarcia na wewnętrznej ścianie korpusu lizymetru, aby pomóc w przecinaniu gleby.
2. Zmodyfikuj nasadkę z PVC o średnicy wewnętrznej 34,5 cm, płaskim dnie, przyklejając do nasadki pierścień identyfikacyjny o wysokości 30,5 cm z PVC o strukturze 80, aby umożliwić swobodny odpływ wody i zapewnić zdolność magazynowania odcieku przed zbiorem (Rysunek 1b). Wytnij pierścień z tego samego materiału co korpus główny, aby służył jako łącznik łączący nasadkę z korpusem. Nasadka zostanie połączona z korpusem za pomocą elastycznego złącza i zacisków węża (Rysunek 1c i 1d). Zainstaluj port do pobierania próbek, wiercąc otwór o średnicy 1.27 cm i stukając w niego kranem rurowym 1.27 cm 14 NPT, a następnie obróć nylonowy adapter męski z zadziorami 1.27 cm (Rysunek 1e) w zewnętrzną krawędź nasadki, w miejscu styku ściany bocznej i dna.
3. Wytnij krążek o średnicy 34 cm z płaskiego PVC o grubości 1,27 cm, który zostanie użyty do przykrycia dna lizymetrów (rysunek 1g). Wywierć 180, równomiernie rozmieszczonych otworów o średnicy 0,32 cm w dysku, aby umożliwić drenaż z dna lizymetru wypełnionego glebą do nasadki. Przyklej tkaninę gruntową lub inną tkaninę filtracyjną po jednej stronie dysku, aby zapobiec przedostawaniu się gleby przez dolną tarczę podczas drenażu odcieków.
4. Zbuduj nożyczki do podnoszenia z płaskiego żelazka o długości 2,5 cm i rury wodnej o długości 2,5 cm (rysunek 2). Przytnij dwie z 2.5 cm taśm płaskiego żelazka na długość 50.0 cm i zegnij w półkole, używając zewnętrznej strony korpusu lizymetru jako prowadnicy. Przyspawaj taśmę o długości 5 cm z każdym końcem każdej półokrągłej taśmy. Połącz każdą z taśm za pomocą sworznia zawiasowego. Przyspawaj rurę wodną na zewnętrznym pierścieniu taśm naprzeciwko siebie.

2. Wbijanie obudowy lizymetru w glebę za pomocą młota opadowego

1. Usuń roślinność powierzchniową, skały i inne zanieczyszczenia z obszaru zbiórki. Umieścić 2 korpusy lizymetru na równym podłożu, na którym mają być pobrane lizymetry (rysunek 3a). Upewnij się, że lizymetry są wypoziomowane, tak aby gleba w kolumnie miała jednakową głębokość.
2. Wbij specjalnie zaprojektowany, zamontowany na przyczepie młot udarowy na miejsce nad korpusami lizymetru. Gdy młot opadowy jest na miejscu, rozłóż hydraulicznie napędzane wysięgniki, aby wyrównać stalową płytę z ziemią i górną częścią korpusów lizymetru. Podpory zapewniają również stabilność młota udarowego (rysunek 3b).
3. Za pomocą wciągarki mechanicznej można częściowo wciągnąć kwadratową blachę stalową o grubości 10,2 cm i wymiarach 1,52 m na 1,52 m o wadze 1 180 kg na wieżę o wysokości 3 m (rysunek 3b). Zwolnij stalową płytę, aby wbić kolumny w glebę.
4. Powtórz krok 2.3 kilka razy, aż krawędź kolumny znajdzie się 2 cm nad powierzchnią gleby (Rysunek 3c).
5. Sprawdź zagęszczenie gleby wewnątrz lizymetru, mierząc głębokość gleby wewnątrz i na zewnątrz kolumny. Jeśli gleba wewnątrz kolumny znajduje się o więcej niż 1 cm niżej niż gleba na zewnątrz kolumny, gleby są zagęszczone i nie nadają się do badań.

3. Usuwanie rdzenia gruntu

1. Umieść perforowany dysk z PVC (Rysunek 1c) i elastyczne złącze rurowe (Rysunek 1d) nad kolumną, aby zapobiec zanieczyszczeniu glebą i innymi zanieczyszczeniami podczas procesu kopania.
2. Wykop rów obok rdzenia gleby i nieco głębiej niż dno kolumny za pomocą koparki (Rysunek 4a).
3. Poszerz otwór łopatą lub kilofem (Rysunek 4b) i odsłoń jak najwięcej zewnętrznej części cylindra.
4. Wciśnij ciężki metalowy pręt kopiący w dół na całej długości boku kolumny, tak aby znalazł się między glebą a zewnętrzną ścianą kolumny (Rysunek 4c).
5. Podważ belkę do kopania w przód iw tył, aż powierzchnia styku gleby na dole kolumny zostanie przerwana.
6. Oprawić nożyce do podnoszenia wokół górnej części lizymetru (pokazanego na rysunku 2) w ramach przygotowań do usunięcia rdzenia gleby. Trzymając osobę trzymającą każdy pręt, pociągnij do góry, aż nożyczki szczelnie zamkną się wokół kolumny i wyjmij lizymetr z otworu. Umieść lizymetr na płaskiej powierzchni roboczej, takiej jak kawałek sklejki.

4. Przygotowanie rdzenia gruntowego do montażu lizymetru

1. Odwróć rdzeń gleby tak, aby dolna strona była do góry. Drewniany dysk ze sklejki zainstalowany w kroku 3.1 utrzyma glebę na miejscu.
2. Delikatnie wyrównaj glebę nawet z krawędzią PVC (Rysunek 5a) z prostą krawędzią. Usuń kamienie wystające ponad płaszczyznę obręczy za pomocą scyzoryka lub śrubokręta.
3. Wypełnij wszelkie puste przestrzenie chemicznie obojętnym piaskiem do zabawy i delikatnie go zapakuj (Rysunek 5b).
4. Wyrównaj piasek nawet z dnem kolumny z prostą krawędzią i usuń nadmiar piasku (Rysunek 5c i d).
5. Oczyść wszelkie zabrudzenia z obręczy i zewnętrznych ścianek bocznych lizymetrów za pomocą szczotki lub lekko zdmuchnij ją z krawędzi i upewnij się, że obręcz jest czysta, aby kleje się przykleiły i dobrze dopasowały nasadkę.

5. Montaż lizymetru

1. Wyciśnij ciągłą okrągłą kulkę przezroczystego silikonowego uszczelniacza wokół krawędzi lizymetru (rysunek 6a). Uszczelka powinna być wystarczająco gruba, aby uszczelnić dno perforowanego dysku do lizymetrów i zapobiec wyciekom.
2. Połóż perforowany dysk (Rysunek 1c) na krawędzi z tkaniną filtracyjną skierowaną do piasku i mocno dociśnij, aby zapewnić dobry kontakt płytki i lizymetru.
3. Wywierć osiem równomiernie rozmieszczonych otworów prowadzących wokół krawędzi płyty i przymocuj perforowaną tarczę za pomocą 1.0-calowych ze stali nierdzewnej za pomocą wiertarko-wkrętarki (Rysunek 6b).
4. Wsuń elastyczną złączkę rurową na podstawę lizymetru tak, aby około 2 cm złączki wystawało ponad krawędź lizymetru (Rysunek 5c).
5. Załóż zmodyfikowaną nasadkę z PVC do elastycznej złączki rurowej (Rysunek 6c) i dociśnij nasadkę w dół, aż zetknie się z korpusem lizymetru. Z drewnianym klockiem na nasadce, użyj młotka, aby delikatnie postukać nasadką na miejscu.
6. Umieść opaski mocujące w rowkach sprzęgła i lekko zabezpiecz, nie uciskając złącza. Dokręć metal wokół złącza za pomocą ręcznego wkrętaka sześciokątnego 1/4 cala, aż nasadka lizymetru zostanie mocno zamocowana na miejscu. Lizymetr jest gotowy do przestawienia i przetransportowania do klimatyzowanego obiektu.

6. Instalowanie czujników wilgotności

1. Narysuj poziomą linię o długości 5 cm na ścianie lizymetru na głębokości 5 i 25 cm. Mierz od powierzchni gleby, a nie od krawędzi lizymetru.
2. Wywierć otwór o średnicy 1.0 cm w ściance lizymetru na każdym końcu zaznaczonych linii.
3. Odetnij pozostałe 3 cm plastiku między wywierconymi otworami za pomocą obrotowego narzędzia tnącego.
4. Wydłutuj w glebie szczelinę o grubości 1 cm i długości 5 cm, aby pomieścić obudowę czujnika wilgotności (np. Dziesięciokąt).
5. Wsuń czujnik wilgotności do otworu w oczyszczoną szczelinę, aż bolce czujnika zostaną mocno zakopane w glebie i że z lizymetru wystaje tylko drut.
6. Oczyść ziemię ze ścian szczeliny za pomocą szczotki lub szmatki.
7. Nałóż grubą kulkę silikonowej uszczelki w szczelinę, aby zapobiec wyciekaniu wody. Po wyschnięciu uszczelki nałóż drugi cykl silikonu, aby upewnić się, że wszystkie szczeliny w otworze otaczającym czujnik są uszczelnione.

7. Przygotowanie lizymetrów do zbierania odcieków

1. Uszczelnij szczeliny między glebą a ścianą lizymetru za pomocą uszczelki, aby zmniejszyć ryzyko preferencyjnego przepływu po wewnętrznych ściankach lizymetru.
   1. Przebij i załaduj tubkę przezroczystej silikonowej uszczelki do standardowego pistoletu do uszczelniania.
   2. Umieść końcówkę rurki uszczelniającej między pustką w glebie, która ma być wypełniona, a wewnętrzną powierzchnią korpusu lizymetru. Wepchnij końcówkę pistoletu do uszczelek pod ziemię na około 2 cm. Wyciśnij uszczelkę z tuby, aż wypełni pustkę i wyleje się nad powierzchnię gleby.
2. Ustaw lizymetry na ławce lub płaskiej powierzchni i są wystarczająco mocne, aby wytrzymać ciężar kilku lizymetrów i wystarczająco wysokie, aby umożliwić swobodny odpływ wody do dzbanka o pojemności 4,0 l (rysunek 7).
3. Sprawdź, czy lizymetry rdzenia glebowego są wyrównane we wszystkich kierunkach za pomocą małej (15 cm) poziomicy. W razie potrzeby umieść podkładki pod lizymetrami, aż powierzchnia gleby zostanie całkowicie wyrównana.
4. Owiń taśmę teflonową wokół gwintowanej nylonowej rurki (0.5 cala NPT) i przekręć złączkę zgodnie z ruchem wskazówek zegara do nasadki. Dokręć złączkę kluczem nastawnym, aż żaden z gwintów nie będzie widoczny.
5. Wsuń wąż o średnicy 0.5 cala na kolczasty koniec nylonowej złączki i przytnij wąż tak, aby przechodził około 4.0 cm do otworu dzbanka zbiorczego.
6. Umieść pojemnik pod lizymetrem i umieść wąż w dzbanku zbiorczym.

8. Nawadnianie lizymetrów i zbieranie odcieków

1. Przykryj powierzchnię gleby gazą serową lub inną przepuszczalną, chemicznie obojętną tkaniną, aby chronić i konserwować kruszywa glebowe i resztki powierzchniowe.
2. Odmierz 1 450 ml wody dejonizowanej do cylindra z podziałką i wlej ją do konewki wyposażonej w głowicę prysznicową. Delikatnie i równomiernie spryskaj tkaninę wodą w tempie, które nie narusza powierzchni gleby.
3. Poczekaj pewien czas, aż woda przeniknie przez przesiąknięcie przez kolumnę gleby do nakrętki i pojemnika zbiorczego.
4. Przechylić lizymetr w kierunku otworu wylotowego, aż cała woda zostanie spuszczona z korka zbiornika lizymetru do naczynia zbiorczego.
5. Zmierzyć masę zebranego odcieku za pomocą skali i przeliczyć masę w gramach na ml (załóżmy, że 1,0 g wody odpowiada 1,0 ml). Wlać próbkę odcieku do sterylnej plastikowej butelki na próbkę o pojemności 350 ml. Natychmiast przefiltrować 50 ml za pomocą lejka ssącego wyposażonego w bibułę filtracyjną 0,45 μm w ramach przygotowań do analizy azotanów za pomocą kolorymetrii poprzez analizę wtrysku przepływowego³¹.
6. Przefiltrowane i nieprzefiltrowane porcje próbek należy przechowywać w lodówce w temperaturze 4 °C do czasu analizy.

Results

Wilgotność gleby, głębokość odcieku i skład chemiczny odcieku ilustrują zmienność między glebami, ujawniając różnice w funkcji właściwości gleby, pomimo wewnętrznej zmienności między replikowanymi lizymetrami rdzenia glebowego danej gleby. Ten ostatni punkt zasługuje na szczególną uwagę z punktu widzenia projektu doświadczalnego, ponieważ nieodłączna zmienność wilgotności gleby i procesów wymywania wymaga znacznej replikacji w celu zminimalizowania błędu statystycznego typu 2. W niniejszy...

Discussion

Ważne etapy pobierania lizymetru

Badania wymywania ilustrują wpływ właściwości gleby i gospodarowania obornikiem na straty azotu do płytkich wód gruntowych. Właściwości fizyczne gleby, takie jak tekstura gleby, struktura kruszywa i gęstość nasypowa, pośredniczą w przesiąkaniu wody i substancji rozpuszczonych. Dokładne określenie objętości odcieku i stężeń substancji rozpuszczonej zależy od zachowania integralności tych właściwości fizycznych gleby podczas zbierania lizymetru poprzez wykonanie ...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Harmonogram 80 Rura PVC	Fry's Plastic Call		Sprzedawane w długościach 10 stóp
Fernco Fittings	Fry's Plastic	Call	średnicy 12 cali
do dysków perforowanych	AIN Plastic	Call	Sprzedawane w arkuszach 4 'x 8' PVC II Vintec II
Harmonogram 40 nakrętek PVC	Fry's Plastic	Call	średnicy 12 cali
	Mocowanie	135716	# 8 Naciąg trąbki Napęd Phillips Ostra końcówka Klasa 18-8 Silikon ze stali nierdzewnej
II Uszczelniacz	Lowe's	447488
Łącznik rurki nylonowej	United State's Plastic Corp.	61137	0,5-calowe rurki NPT
Foodgrade Lowe's		443209	0,5 cala winyl