Протокол для сбора и построения Основных лизиметрах Почвы

Общая цель этой процедуры — продемонстрировать сбор, сборку и орошение лизиметра неповрежденного почвенного ядра для изучения выщелачивания азота через ненарушенные сельскохозяйственные почвы. Этот метод предназначен для ответа на вопросы, касающиеся питательных веществ и других химических веществ, которые могут выщелачиваться ниже корневой зоны на неглубокие грунтовые воды. Главное преимущество этой методики в том, что она быстрая и простая.

Мы обнаружили, что для получения значимых результатов нам нужно четыре или пять повторов. Хотя в этом видео мы рассматривали выщелачивание нитратов, этот метод можно использовать для изучения многих других соединений, таких как фосфор, фармацевтические препараты, гормоны или металлы, такие как мышьяк. Для начала удалите поверхностную растительность, камни и другой мусор с места сбора.

Расположите два корпуса лизиметра на ровной поверхности, где будут сниматься лизиметры. Убедитесь, что лизиметры находятся на одном уровне, чтобы почва внутри колонны имела одинаковую глубину. Приведите в движение специально разработанный, установленный на прицепе откидной молоток на корпусе лизиметра.

Когда отбойный молоток будет на месте, разверните выносные опоры с гидравлическим приводом, чтобы выровнять стальную пластину с землей и верхней частью корпусов лизиметра. Выносные опоры также обеспечивают устойчивость для отбойного молотка. Частично поднять стальную пластину весом 1,180 килограмма вверх по 3-метровой башне с помощью механической лебедки.

Отпустите стальную пластину, чтобы забить к колоннам в почву. Повторите этот шаг несколько раз, пока край колонны не окажется на 2 см выше поверхности почвы. Проверьте уплотнение почвы внутри лизиметра, измерив глубину залегания почвы внутри и снаружи колонны.

Если почва внутри колонны более чем на 1 см ниже почвы снаружи колонны, почвы уплотняются, и не пригодны для исследований. Поместите фанерный диск внутрь обода колонны, чтобы предотвратить загрязнение. Выкопайте траншею рядом с сердцевиной почвы и немного глубже дна колонны с помощью обратной лопаты.

Расширьте отверстие лопатой или киркой и обнажите как можно большую часть цилиндра снаружи. Протолкните тяжелый металлический копалочный брус вниз по всей длине стороны колонны, так, чтобы она оказалась между почвой и внешней стеной колонны. Поддевайте копалку вперед и назад, пока почвенная граница в нижней части колонны не будет нарушена, и сдвиньте колонну в центр траншеи.

Обведите подъемные ножницы вокруг верхней части лизиметра, готовясь к удалению сердцевины почвы. С человеком, держащимся за каждый брусок, потяните вверх, пока ножницы плотно не сомкнутся вокруг столбика, и выньте лизиметр из отверстия. Поместите лизиметр на ровную рабочую поверхность, например, на плоскую доску.

Перевернув сердцевину почвы так, чтобы нижняя сторона была вверх, аккуратно разровняйте почву ровно с ободком из ПВХ с прямым краем. Камни, выступающие над плоскостью обода, удалите перочинным ножом или отверткой. Также разрыхлите почву и обнажите естественную текстуру поверхности.

Заполните любые пустоты химически инертным игровым песком и аккуратно утрамбуйте его. Отсортируйте песок ровно с дном колонны с прямым краем и удалите лишний песок. Далее выдавите непрерывный круглый шарик прозрачной силиконовой герметики вокруг края лизиметра.

Герметик должен быть достаточно толстым, чтобы герметизировать перфорированное дно диска с дном лизиметра и предотвратить утечку. Положите перфорированный диск на ободок так, чтобы фильтрующая ткань была обращена к песку, и сильно прижмите, чтобы обеспечить хороший контакт пластины и лизиметра. Затем просверлите восемь равномерно расположенных направляющих отверстий по краю пластины, и закрепите перфорированный диск 1-дюймовыми винтами из нержавеющей стали и дрель-шуруповертом.

Наденьте гибкую трубную муфту на основание лизиметра так, чтобы около 2 см муфты выступали над ободом лизиметра. Вставьте модифицированный колпачок из ПВХ в гибкую трубную муфту и нажмите на колпачок до тех пор, пока он не соприкоснется с корпусом лизиметра. Затем поместите крепежные ленты в пазы муфты и слегка закрепите, не сдавливая муфту.

Затяните металлические ленты с помощью ручного шестигранного драйвера до тех пор, пока колпачок лизиметра не будет надежно зафиксирован на месте. Лизиметр готов к переворачиванию и транспортировке в помещение с климат-контролем. Чтобы установить датчики влажности, сначала начертите горизонтальную линию длиной 5 см на стенке лизиметра на глубине 5 и 25 см.

Измеряйте от поверхности почвы, а не от края лизиметра. Просверлите отверстие диаметром 1 см через стенку лизиметра на каждом конце отмеченных линий. Отрежьте оставшиеся 3 см пластика между просверленными отверстиями с помощью вращающегося режущего инструмента.

Затем долбите в почве щель толщиной 1 см и длиной 5 см для размещения кожуха датчика влажности. Протолкните датчик влажности в отверстие, в вычищенный паз, пока зубцы датчика не будут прочно заглублены в почву и из лизиметра не будет торчать только провод. Очистите землю от стенок щели с помощью щетки или тряпки.

Нанесите в прорезь толстый шарик силиконовой герметики, чтобы предотвратить вытекание воды. После того как герметик высохнет, нанесите второй цикл силикона, чтобы убедиться, что все зазоры в отверстии вокруг датчика запечатаны. Заделайте зазоры между почвой и стенкой лизиметра с помощью герметика, чтобы снизить риск преимущественного стекания по внутренним стенкам лизиметра.

Сначала проткните и загрузите трубку прозрачного силиконового герметика в стандартный пистолет для герметика. Поместите кончик трубки для герметика между пустотой в почве, которую нужно заполнить, и внутренней поверхностью корпуса лизиметра. Затем протолкните кончик пистолета для герметика ниже почвы примерно на 2 см.

Выдавите герметик из трубки до тех пор, пока он не заполнит пустоту и не начнет сочиться над поверхностью почвы. Убедившись, что сердцевина почвы находится на одном уровне, как описано в текстовом протоколе, оберните тефлоновую ленту вокруг резьбового фитинга из капроновой трубки и поверните фитинг по часовой стрелке в колпачок. Затяните штуцер с помощью разводного ключа до тех пор, пока не будет видно ни одной резьбы.

Наденьте шланг диаметром 0,5 дюйма на зазубренный конец нейлонового фитинга и разрежьте шланг так, чтобы он проходил примерно на 4 см в горлышко кувшина для сбора. Установите емкость под лизиметр, а шланг поместите внутрь кувшина для сбора. Накройте поверхность почвы марлей или другой химически инертной сеткой, такой как оконная сетка, чтобы защитить и сохранить почвенные агрегаты и поверхностные остатки.

Отмерьте 1, 450 мл условной дождевой воды в градуированный цилиндр и вылейте ее в лейку, оборудованную душевой лейкой. Аккуратно и равномерно сбрызните оконную сетку водой со скоростью, которая не потревожит поверхность почвы. Подождав некоторое время, пока вода просочится и просочится через столб почвы в колпачок и контейнер для сбора, наклоните лизиметр к выпускному отверстию, пока вся вода не стечет из крышки резервуара лизиметра в сосуд для сбора.

Измерьте массу собранного фильтрата с помощью весов, и переведите массу в граммах в миллилитры. Налейте образец фильтрата в стерильную пластиковую бутылку для образца объемом 350 мл. Немедленно отфильтруйте 50 мл с помощью всасывающей воронки, оснащенной фильтровальной бумагой толщиной 0,45 микрона, для подготовки к анализу нитратов с помощью цветных изображений с помощью анализа впрыска потока.

Представлены репрезентативные результаты экспериментов по орошению и выщелачиванию. Средняя недельная глубина фильтрата варьировалась от 1,12 до 1,95 см для четырех почв. Извлечение фильтрата выражает процент используемой поливной воды, следуя общей тенденции, связанной с текстурой почвы, при этом восстановление на песчаных почвах Эвесборо и Сассафрас несколько более эффективно, чем на более мелкозернистых почвах Божак и Киндокуа.

На этом рисунке показано, что изменения содержания воды в почве на глубине 5 см и 25 см после орошения демонстрируют различия в пропускании воды между почвами с более грубой и более мелкой текстурой. Профили влажности указывают на быстрое движение поливной воды через песок Эвесборо с более грубой текстурой и песчаные почвы Сассафрас. На этом рисунке показано изменение концентрации нитратов до и после внесения в птичий помет.

Концентрации нитратов в фильтрате увеличивались после внесения подстилки, но следовали различным временным закономерностям на разных почвах. Различия в потере массы нитрата фильтрата отражают не только тенденции изменения концентраций нитратов в фильтрате, но и различия в глубине фильтрата. Для оценки роли внесения птичьего помета и объема фильтрата на поток нитратов из последующих еженедельных потоков вычитали потоки почвенных нитратов до внесения помета.

При попытке выполнить эту процедуру важно соблюдать осторожность. Всегда надевайте средства защиты органов слуха при работе с дрелями или отбойным молотком. В целях безопасности никогда не работайте под молотком.

Будьте внимательны к другим людям в этом районе, когда вы работаете с отбойным молотком, и держитесь на безопасном расстоянии от отбойника во время работы. После просмотра этого видео вы должны иметь хорошее представление о том, как собрать неповрежденное ядро почвы, построить лизиметр, установить датчики влажности почвы, проводить орошение и собирать фильтрат.