Измерение и сопоставление моделей осаждения, относящиеся к концентрации карбоната почвы под управление сельским хозяйством и эрозии почвы

Общие цели данного исследования заключаются в том, чтобы, во-первых, предоставить эффективный метод количественной оценки и описания пространственных закономерностей эрозии и осаждения почвы в полевых масштабах и, во-вторых, протестировать концептуальную модель, связывающую эти закономерности с приповерхностными карбонатами почвы. Эти методы дают нам лучшее понимание взаимосвязей между поверхностными карбонатами почвы и процессами эрозии и отложения на поверхности земли. Основными преимуществами этих методов являются точное обнаружение изменений высоты поверхности почвы с течением времени и быстрый анализ карбонатов почвы на многих образцах почвы.

Идея этого исследования появилась у нас после обновления цифровых карт рельефа. Карта перепадов высот показала четкие закономерности эрозии и отложения, и мы хотели посмотреть, как это связано с концентрациями карбонатов. Для этого протокола используйте полевое программное обеспечение для записи данных о местоположении RTK GPS каждые пять минут по всей зоне съемки.

Начните с выполнения калибровки объекта в соответствии с местными эталонными показателями, чтобы обеспечить высочайший уровень точности. Локальная калибровка участка для обследуемой территории обеспечивает необходимый горизонтальный и вертикальный контроль для метода GPS. Это обеспечивает сантиметровую точность, необходимую для обнаружения небольших перепадов высоты.

Для эффективного сбора данных установите GPS-антенну ровера на фиксированной высоте над землей на транспортном средстве. Затем импортируйте точки разрезов в сборщик данных GPS и перемещайтесь между ними во время движения и собирая данные с постоянной скоростью, чтобы нанести на карту пятиметровые интервалы. Кроме того, установите на транспортном средстве гидравлическую машину для отбора керна из грунта и используйте пробоотборную трубку с желаемым диаметром керна почвы.

Для извлечения кернов в местах, определенных с помощью данных о местоположении RTK GPS. Отбор проб почвы осуществляется путем вытягивания грунта керном с помощью машины для отбора керна из грунта. Вытолкните сердцевину почвы из пробоотборной трубки и разрежьте на нужную глубину.

Переложите образцы почвы в предварительно промаркированные герметичные пластиковые пакеты. Затем храните образцы в холодильниках для транспортировки в лабораторию. При повторении этих анализов после того, как произошли значительные события эрозии и осаждения почвы, вернитесь к тем же местам отбора проб с помощью GPS и соберите новые керны почвы.

В лаборатории подготовьте образцы почвы для анализа. Для начала высушите их в духовке при температуре 60 градусов Цельсия на ночь. На следующий день измельчите сухие образцы почвы через двухмиллиметровое сито, используя либо моторизованную болгарку, либо измельчите вручную с помощью ступки и пестика.

Следующим этапом является настройка модифицированного нагнетательного кальциметра. Сначала подключите преобразователь давления к источнику питания с помощью провода 14 калибра. В комплект входит прилагаемый цифровой вольтметр для контроля выходного сигнала от преобразователя.

Включите фильтр частиц 0,6 микрона для сбора равномерного потока и, таким образом, защиты датчика давления. Затем прикрепите трубку к основанию фильтра для твердых частиц и подсоедините трубку к игле для подкожных инъекций с люэровским замком 18 калибра. Далее определите, должны ли реакционные сосуды находиться на 20 или 100 миллилитровых флаконах с сывороткой.

Смочите металлическую столовую ложку водой и зачерпните около чайной ложки почвы, которая может иметь высокую концентрацию карбонатов. Внесите пипеткой один миллилитр 0,5 безводной серной кислоты в почву и наблюдайте за шипением. Если шипение высокое, то предположите, что карбонат кальция превышает 15%, и используйте сосуд объемом 100 миллилитров.

В противном случае используйте флакон с сывороткой объемом 20 миллилитров. Чтобы определить концентрацию карбоната, взвесьте один грамм подготовленного образца почвы в маркированном реакционном сосуде. Далее пипеткой нанесите два миллилитра кислотного реактива во флакон.

Аккуратно поместите флакон в реакционный сосуд, чтобы он не пролился, затем тщательно запечатайте сосуд с помощью пробки из серого бутилкаучука и зафиксируйте его алюминиевым уплотнительным кольцом. Теперь встряхните сосуд, чтобы пролить кислоту на образец почвы, и дайте реакции протекать не менее двух часов. Пока ждете, сделайте стандартный гар с использованием стандартов в параллельной настройке с теми же параметрами.

Устанавливайте стандарты, смешивая 100% карбонат кальция со стеклянными шариками или песком в зависимости от веса, а не объема. При определении стандартного гара важно точно знать напряжение нулевого карбоната кальция, поскольку оно определяет предел обнаружения метода. Обычно я измеряю заготовку три раза вместе с известными стандартными концентрациями, чтобы получить гар.

После завершения реакции образца почвы проткните резиновую перегородку реакционного сосуда и зарегистрируйте выходное напряжение с помощью датчика давления. Позже рассмотрите процентное содержание карбоната кальция в образце с помощью стандартной кривой. Картирование различий ЦМР с 2001 и 2009 годами выявило эрозию и отложения за этот восьмилетний период.

С дециметровыми перепадами высот над большинством районов. Найти масштабы, эрозионные и осадочные структуры, которые напоминают пути водных потоков, возникших в областях топографической конвергенции. Образцы карбоната кальция были взяты в 2001 и 2012 годах для сравнения с эрозией и отложениями, которые произошли на исследуемой территории, и для проверки концептуальной модели.

При сравнении образцов почвы восточного и западного блоков полос управления была обнаружена обратная зависимость между изменением поверхностного карбоната кальция почвы и изменением высоты поверхности земли. Анализ вариантов показывает, что на изменение высоты существенно влияют все побочные переменные. Принимая во внимание, что на изменения карбоната кальция наиболее существенно повлиял класс эрозии или EDU или картографированная единица почвы.

Пять единиц почвы были определены ранее в результате обследования почвы на участке. Интерполяция результатов точечной выборки показывает, что относительно небольшие концентрированные области с высоким и низким содержанием карбоната кальция в 2001 году не были заметны в 2012 году. Пространственная структура стала менее сложной.

Чувствительность обнаружения перепадов высот, обеспечиваемая повторными наземными съемками RTK GPS, представляется оптимальной для количественной оценки и описания процессов эрозии и осаждения в масштабе поля. Модифицированный метод приближения давления является отличным методом измерения карбонатов, и мы можем обрабатывать множество образцов за короткий промежуток времени. Высота поверхности почвы была обнаружена легче, чем изменения в карбонатах почвы, вероятно, из-за увеличения отбора проб керна, которое в 2001 году составило 30 сантиметров.

Будущие пробы с шагом в 15 сантиметров должны улучшить обнаружение карбонатов почвы. Концептуальная модель и методы, описанные здесь, могут быть применены к другим сторонам, где известковые слои присутствуют вблизи поверхности почвы.