Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Environment

Måling af Greenhouse Gas Flux fra landbrugsjorde Brug Static Chambers

Published: August 3, 2014 doi: 10.3791/52110

Protocol

1.. Chamber Byggeri og Ankerinstallation

  1. Design og konstruktion af kamre - hver bestående af et anker, der er indsat ind i jorden og et låg, der er placeret på toppen af ​​ankeret under flux måling - at imødekomme eksperimentelle behov.
    1. Ved udformningen kammer form og størrelse, mener rumlige faktorer såsom afgrøde rækkeafstand, gødning eller gylle banding, og plante højde. Fordi fremspring af ankre over jordoverfladen kan bidrage til mikroklima effekter og vandansamlinger, mener at have lågene sidde så lavt på jordoverfladen som muligt. Fordi der findes kompromiser mellem kammer højde og følsomhed, at design låg være så kort som er muligt for systemet under studiet.
    2. Byg kamre robust, ikke-reaktivt materiale såsom rustfrit stål eller PVC og indeholde en mekanisme til tætning af låget på ankeret. Isolér låg og dække med lys-farvet eller reflekterende materiale for at forhindre overophedningunder målingen. Medtag en skillevæg for at tillade prøvetagning og et ventilationsrør at forhindre tryk forstyrrelser under kammer indsættelse og fjernelse prøve. For yderligere oplysninger henvises til Materials bordet, Parkin og Venterea 8, og Clough et al 10.
  2. Mindst 1 dag før prøveudtagning, installere kammer ankre i jorden på ønskede steder. Installationen metode vil afhænge af kammer design, men i almindelighed, anvendelse, selv pres på tværs af alle punkter, så ankeret ikke warp eller fordreje jordstrukturen. Sink ankeret til en dybde på 2,5 til 13 cm, afhængig af jordtype, implementering tid, og kammer volumen 6,11. Lad så lidt som muligt (ikke mere end 5 cm), rager op over jordoverfladen.

2.. Kalibrering og Experimental Design

Bemærk: Før begyndelsen af ​​forsøget, skal du følge disse trin for at fastlægge en passende prøveudtagning tidsforløb, der vil tillade dataskal passe til en passende lineær eller ikke-lineær flux model (se Parkin et al. 12). Dette vil kræve brug af teknikker, der er beskrevet i trin 3-5 (Field Sampling, Sample Analyse og dataanalyse). Optimale tidspunkt er en funktion af både systemet under undersøgelsen og dimensionerne af kamrene, der anvendes. Nogle trial and error kan være involveret. Se Venterea 13 for alternative tilgange.

  1. Kalibrering Prøveudtagning og analyse
    1. Under miljø-eller ledelse, der forventes at generere relativt høje sporgas flux, gennemføre en intensiv prøveudtagning efter teknikker beskrevet i § 3. Stk. Brug stramt fordelte prøvetagning tidspunkter, udfylde en serie af længere varighed, end det ville blive betragtet typiske tid. Begynd ved stikprøver fra flere repræsentative kamre på 5-10 jævnt fordelte tidspunkter i løbet af en time.
    2. Analysere prøver ved gaskromatografi efter § 4.
  2. Kalibrering Interpretatipå
    1. For serier hver kalibrering gang og hver gas af interesse, plot tid-by-koncentration.
    2. Kontroller, at fluxhastigheder er i den høje ende af det forventede interval. Se afsnit 5 for flux beregning. Der henvises til afsnit 2.3 med tip til fejlfinding.
    3. Undersøg grafer for tegn på ikke-linearitet, eller mere specifikt, plateauing af gaskoncentrationer over tid.
      Bemærk: Det punkt, hvor koncentrationen begynder at plateau afviger med gastype, og er en funktion af hastigheden af ​​gas produktionen eller forbruget i jorden, at koncentrationen af ​​gassen i kammeret headspace, og diffusion mellem de to zoner. Det er derfor stærkt påvirket af kammer højde, med kortere kamre der giver kortere tid, før plateau.
    4. Brug kalibrering sæt for at bestemme optimal kammer indsættelsen tid til det eksperimentelle system. Hvis lineær regression vil blive brugt i dataanalyse (som beskrevet her i afsnit 5), vælg timing, der fastholder så tæt på en lineær relationship muligt mellem tid og koncentration for alle gasser / systemer af interesse, samtidig med at mindst tre, fortrinsvis fire, prøveudtagning gange inden de tidsserier 6. For kamre 10-30 cm høj, der anvendes til CO 2 og N 2 O målinger, tidsserier ligger typisk 20-60 min 8,14.
  3. Kalibrering fejlfinding
    1. Hvis der er dårlig differentiering og / eller svært kræsne linearitet eller plateau, brug strammere kalibrering tidspunkter eller længere serie kalibrerings tid og kontrollere, at koncentrationerne er inden detektionsgrænser. For lave flux, kan ikke observeres en reduktion i antallet af ophobning inden for den testede tidsramme. Dette bør ikke give anledning til bekymring.
    2. Hvis fluxe er ikke i den høje ende af det forventede eksperimenterende interval, gentag kalibrering, ændre behandling eller miljøforhold at fremkalde højere flux (ved at anvende gødning eller kunstvanding, for eksempel). Alternativt ose mindst fire tidspunkter i eksperimentel design, så hvis eksperimentelle flusmidler er væsentligt højere end dem, der observeres under kalibrering og plateauing opstår, kan senere tidspunkter udelukkes samtidig bevare mindst tre tidspunkter for lineær regression. Krum regression metoder kan også anvendes.
  4. Eksperimentel Design
    1. Baseret på den optimale timing bestemt i punkt 2.2.4, udtænke en samlet prøveudtagningsplan, der opfanger alle relevante steder, behandlinger, og / eller gentagelser, og tillader personale til at bevæge sig gennem kammeret sites effektivt. Hvis det er nødvendigt, opdele kammer sites i flere "runder" der skal udtages prøver den ene efter den anden.
      1. Hvis der skal træffes som repræsentant for en hel dag, prøve på et tidspunkt på dagen, hvor temperaturen er moderat i forhold til daglige ekstremer målinger. I typiske tempererede dyrkningssystemer, den ideelle vindue er medio til sent morgen.
      2. Hvis prøverne skal indsamlesi runder i træk, skal du passe på ikke at indføre en bias ved gentagne gange at prøveudtagning de samme behandlinger på samme tid af dagen. Konstruere runder ud af blokke af gentagelser snarere end behandling-for-behandling.
      3. Medtag tid til eventuelle nødvendige supplerende foranstaltninger, der skal træffes enten inden runder eller før / efter, hvad der er relevant. (Se afsnit 3.3 for typiske supplerende foranstaltninger.)
      4. Eventuelt omfatter tid til indsamling af omgivende luft prøver til brug i ikke-lineære flux-modeller, eller som en tilnærmelse af start (tid nul, "T 0") koncentration (ikke beskrevet her).
      5. Eventuelt omfatter tid til lastning henvisning gas i hætteglas på tidspunktet for prøveudtagning for at vurdere mulig nedbrydning prøve mellem prøvetagning og analyse. Se Parkin og Venterea 8 for prøveopbevaring overvejelser.
    2. Bestemme hyppigheden af ​​flux målinger, der er passende for forskning mål. Dette kan variere fra en enkelt måling to dagligt, ugentligt eller periodiske målinger i løbet af måneder eller år. Se Rochette et al. 14 for en grundig diskussion af eksperimentelle design overvejelser.
    3. Hvis prøverne skal indsamles i kolde omgivelser, planlægge optagelsen af ​​en opvarmning enhed, såsom en varm pakke med hætteglas for at forhindre septa bliver skør.

3.. Field Sampling

Bemærk: Følg På hver dato prøveudtagning prøveudtagningsordningen etableret i punkt 2.4, ved hjælp af de teknikker, der er beskrevet nedenfor. Udstyr og prøvevolumen kan variere afhængigt af indsamlings-og overførselsmetoder bliver ansat, og mængden af prøven kræves for GC-analyse 8. Denne protokol udnytter 5,9 ml indsamling hætteglas og 30 ml sprøjter med en rødmen metode prøve overførsel. Se diskussionen efter alternative tilgange.

  1. Forberedelse
    1. Hvis prøveudtagning fra flere kamre per runde, forberede et tidspunkt reference grid (se figur 2) til nemt at spore, hvor og hvornår du skal prøve. Alternativt sørge for at registrere hvert tidspunkt under prøvetagningen.
    2. Pre-label og arrangere indsamling hætteglas til maksimal effektivitet og minimal risiko for forveksling under prøvetagningen.
    3. For at spare tid under prøveudtagning, forberede alle materialer og udstyr på forhånd. Medtag ekstramateriale af noget, der kan gå i stykker eller bliver let tabt (nåle, sprøjter, stophaner, osv.), og anbring dem i en carry tote, spand eller anden beholder.
    4. Vær forberedt på at registrere eventuelle forsinkede tidspunkter, som kan ske på grund af defekt udstyr eller andre uforudsete omstændigheder, og som let kan korrigeres under dataanalyse ved at justere den tid, der er forbundet med en vis prøve.
  2. Prøvetagning
    1. Fastgør og forsegle kammeret låg til pre-installeret kammer anker, og start et stopur. Dette er T 0.
    2. Umiddelbart efter forsegling af låget collect en prøve af omgivende luft fra et sted ved siden af ​​kammeret, med en omtrentlig højde af kammeret top: med en tom 30 ml sprøjte forsynet med en nål og en stophane i den åbne stilling, trækker en 30 ml luftprøve og luk stophane. Dette er T 0 prøve. Alternativt kan du tage T 0 prøve fra kammeret 6.
      Bemærk: Der findes Kompromiser mellem de to tilgange - vurdere rumlige (afstand fra pladsen eller ekstern mikroklima for eksterne prøver) vs timing (forsinkelse mellem låg lukning og prøvetagning til inde prøver) overvejelser og bestemme den mest hensigtsmæssige teknik til det udstyr, der anvendes, og systemet under studiet.
    3. Med sprøjtenålen, gennembore skillevæggen af ​​en 5,9 ml samling hætteglas, der allerede har en anden nål stukket igennem nær kanten af ​​skillevæggen.
    4. Åbn sprøjten stophane og injicer cirka 20 ml af prøven i hætteglas (dette medfører det tidligere indhold afhætteglas at blive udvist gennem det ekstra nål, erstattet af prøven).
    5. I en jævn bevægelse, fjerne den ekstra nål, samtidig med at injicere så meget af den resterende prøve (ca. 10 ml) som muligt, lidt over-presse hætteglasset for at sikre prøveintegritet og tillade analyse af flere prøver, hvis det er nødvendigt 8.
    6. Vandhanen lukkes, og trække kanylen fra skillevæggen. Vend fyldte hætteglas hovedet at skelne fra ubesatte hætteglas.
    7. Fortsæt til næste kammer Gentag trin 3.2.1-3.2.6, forsegling låget på den korrekte forudbestemte T 0 tidspunkt.
    8. Fortsæt med at gentage trin 3.2.1-3.2.7 indtil alle kamre i runde er blevet forseglet og T 0 prøver er blevet indsamlet.
    9. Tilbage til det første kammer.
    10. Som tiden nærmer sig 10 sekunder, indtil T 1, gennembore skillevæggen i kammeret top med kanylen.
    11. Inden for en 10 anden vifte af T 1, withdraw en 30 ml prøve af luft fra inde i kammeret og lukke stophanen. Fjern kanylen fra kammeret septum.
    12. Overfør prøven til en samling hætteglas følge trin 3.2.3-3.2.6.
    13. Fortsæt med at indsamle prøver følgende trin 3.2.10-3.2.12 ifølge prøveudtagningsordningen fastsat i afsnit 2.4.
  3. Ledsageforanstaltninger
    1. For at konvertere gaskoncentration til masse, måle lufttemperaturen på tidspunktet for prøvetagningen. Afhængig af forskningsmål, optag eller udføre andre supplerende foranstaltninger såsom jord temperatur og fugtindhold jord på hvert sted og / eller tid, daglig nedbør, jord rumvægt, jord nitrat og ammonium-koncentrationer, etc. Der findes forskellige midler til at opnå disse foranstaltninger - følge standardprotokoller.
    2. Eventuelt indsamle omgivende luftprøver og / eller belastning felt standarder for kendte koncentrationer i hætteglas til at vurdere omgivelserne drivhusgaskoncentrationer og potentiale storage-hætteglas nedbrydning in perioden mellem prøvetagning og analyse (se afsnit 2.4.1.4 og 2.4.1.5).

4.. Prøveanalyse

  1. Bestem koncentrationen af gasser af interesse for hver prøve ved gaskromatografi ved hjælp af udstyr med en elektron capture detektor for N 2 O, en infrarød gas analysator eller varmeledningsevne detektor for CO 2 og en flammeionisationsdetektor for CH 4.
    Bemærk: Det er vigtigt at opnå adgang til et instrument, der er konfigureret korrekt til drivhusgasemissioner analyse og har tilstrækkelig køretid til rådighed. Principper og metoder for gaskromatografi er beskrevet andetsteds 5,15,16.
  2. Konverter Koncentrationskurven gas fra volumetrisk til masse hjælp gaslov Ideal:

PV = nRT

P = tryk, V = volumen, n = mol gas, R = gaslov konstant, og T = temperatur. Således:

Ligning 1

5.. Dataanalyse

  1. For hver serie gang, plot tid-by-koncentration og evaluere for linearitet. Vurdere bruge goodness of fit eller ved visuel inspektion, undtagen senere tidspunkter viser tegn på plateau fra yderligere analyse. Brug mindst tre tidspunkter, herunder T 0 for flux beregning (T 0, T1, T2 ...). Etablere en ensartet protokol, og afvise enhver tidsserier, der ikke opfylder denne protokol standarder for linearitet. Se Parkin og Venterea 8 for en grundig diskussion af fejl, bias, og varians i flux beregning.
  2. Udfør lineær regression.
  3. Brug hældningen af ​​regression til beregning af flux:

F = S • V • En -1

Hvor F = flux, S = hældning af regression, V = kammer volumen, og A = kammerområde. Således:

Ligning 2

Bemærk: Der henvises til Diskussion og Parkin m.fl. 12 for ikke-lineære metoder til Flux beregningen..

Representative Results

Før du starter et forskningsprojekt med statiske kamre, er det vigtigt at forstå den overordnede arbejdsgang, og organiseringen af in silico, felt-og laboratorie-baserede elementer (Figur 1). Forudsat omhyggelig eksperimentelle design og system-kalibrering (figur 2), vil dataanalyse generelt være relativt ligetil. Et sats på flux opgøres for hvert kammer og prøvetagning tid ved regression af tid ved koncentration ved hjælp af en forudbestemt flux model Passende for systemet (Figur 3). Men selv efter bedste praksis, kan vanskeliggøres, og kvalitetskontrol af rå data er kritisk. For eksempel kan svigt af et kammer segl eller utætte prøvehætteglas resultere i unormale koncentrationsværdier. Disse er let identificeres ved besigtigelse af tidsserier koncentration plots (Figur 4), med serie CO 2 tid ofte tjener som en særlig useful indikator på grund af den typisk mere robust og kontinuerlig flux af CO 2 i forhold til tider ubetydelig, nær-afsløring-limit, eller endda negativ N fluxe 2 O eller CH 4. Når data kvalitet er blevet bekræftet kan resultaterne bruges til at sammenligne gas flux dynamik mellem behandlingerne, eller i løbet af en sæson (figur 5). Som det kan ses fra maj og juni flux værdier og fejl barer, kan variationen skyldes rumlig heterogenitet flux være betydelige, og mere udtalt under forhold, der producerer høje flux. En sådan variation er ikke usædvanligt, og understreger vigtigheden af ​​tilstrækkelig replikation i denne teknik.

Figur 1
Figur 1.. Workflow overblik. Forskellige elementer af denne protokol vil blive gennemført i planlægningsfasen, i marken, i laboratoriet, og jegn silico. Pile angiver rækkefølgen af ​​arbejdsgangen, begyndende med kammer design (og konstruktion, hvis nødvendigt), og afsluttende med dataanalyse. Flere kasser / pile mellem prøvetagning felt og analyse prøve repræsenterer muligheden for flere datoerne for prøvetagningen i løbet af et eksperiment.

Figur 2
Figur 2.. Sample timing. Et eksempel timing ordning for indsamling af prøver fra flere kamre samtidigt. Chamber numre er angivet på venstre og tidspunkter på top, med prøveudtagning gange opført i hele minutter i gitteret. I dette eksempel er fire serier af 36 minutter hver (en for hver afdeling) særskilt tid udføres inden løbet af 46 min, med 12 min afstand mellem tidspunkter inden for en serie, og 2 min gå tid mellem kamre. For dette hypotetiske eksempel, suitability af serie 36-min tid ville have været bestemt af forudgående kalibrering. Mens jævnt fordelt timing ikke er nødvendig, er det ofte forenkler prøveudtagningsplan. Alternativt kan forskerne individuelt registrere hver enkelt prøveudtagning tidspunkterne at bestemme sampleintervaller.

Figur 3
Statisk serie fig. 3. Flux beregning. En typisk kammer tid, bestående af N 2 O-koncentrationer målt ved fire tidspunkter i løbet af en 36-min prøvetagningsperiode. Den lineære regression vises, hældningen på som giver flux sats.

Figur 4
Tidsserier Figur 4.. Kvalitetskontrol. Parret fra det samme sæt af prøver, men forskellige gasser er vist i which hætteglas lækage er blevet identificeret ved visuel inspektion (rød punkt). A) CO 2-koncentration over tid. B) N 2 O-koncentration over tid.

Figur 5
Figur 5. Synthesis resultater. N2 O fluxhastighed fra en mark i løbet af en enkelt vækstsæson. Flux værdier repræsenterer middelværdien af ​​seks kamre ved hjælp af serie firepunkts tidspunkt. Fejlsøjler er standard fejl.

Discussion

Den statiske kammer tilgang beskrevet her er en effektiv metode til måling af drivhusgasser fluxen fra jord-systemer. Den relative enkelhed af dens komponenter gør det særligt velegnet til betingelser eller systemer, hvor flere infrastruktur-intensive metoder er umuligt. For at generere data af høj kvalitet, men den statiske kammer fremgangsmåde skal udføres med nøje opmærksomhed på eksperimentelle design 6. En bemærkelsesværdig overvejelse, som skal tages i betragtning, er den rumlige variabilitet af gas-flux jord, hvilket kan resultere i store variation blandt replikere kammer-baserede målinger. Ved udformningen af ​​eksperimenter, er det derfor vigtigt at medtage nok gentagelser til at levere tilstrækkelig strøm til statistisk analyse. Kan eksistere kompromiser mellem antallet af behandlinger, som kan studeres samtidig opretholde tilstrækkelig replikation, og mindst fire gentagelser pr behandling er en generel retningslinje 14.

NDHOLDET "> Hvis der skal bruges målt fluxe at estimere daglige emissioner skal daglige variationer i lufttemperatur, jordtemperatur og drivhusgasser blive taget i betragtning. Hvis forsknings mål kræver målinger, der skal opnås i midten af ​​formiddagen, når temperaturerne afspejler daglige gennemsnit, den begrænsede vindue for prøvetagning kan påvirke antallet af kamre, der let kan overvåges. En yderligere vederlag, der skal evalueres, er den effekt, optagelse eller udelukkelse af planterødder og overjordiske biomasse vil få på gas flux. Chamber placering i forhold til plante væv vil have indflydelse på fortolkningen af flux data, især i tilfælde af CO 2, hvor ikke bare mikrobiel respiration, men også rod og skyde respiration og fotosyntese skal være en passende balance. For yderligere diskussion af disse faktorer, se Parkin og Venterea 8..

Som tidligere nævnt, mange variationer på denne metode findes, herunder kammer design og prøvetagningvolumen. En sådan variation er i de beskæftigede til at overføre prøver mellem sprøjten og indsamling hætteglas metode. Den her beskrevne teknik først skyller hætteglasset samling med prøve inden påfyldning hætteglasset til positivt tryk 5.. En mere almindeligt anvendt teknik er overførsel af prøver fra sprøjter til hætteglas, der har været præ-evakueret ved hjælp af en vakuumpumpe, og anvendelsen af ikke-evakuerede hætteglas uden skylning er også blevet rapporteret 8,17. En anden væsentlig punkt, hvor en række forskellige tilgange findes i dataanalyse og udvælgelsen af ​​flux-modellen mest hensigtsmæssigt at systemet under studiet. Ud over den lineære regression her beskrevne fremgangsmåde kan ikke-lineære modeller også anvendes, især når længere opstartsfase anvendes. Disse modeller omfatter algoritme udviklet af Hutchinson og Mosier 18 og afledninger heraf 19,20, den kvadratiske procedure beskrevet af Wagner et al. 21, og den ikke-steady-tilstand diffusive flux estimator beskrevet af Livingston et al 22. For en grundig diskussion af ikke-lineære flux-modeller under Parkin et al. 12 og Venterea et al 23.

Metoder svarende til den statiske kammer tilgang omfatter anvendelse af flow-through målesystemer med Fourier transfer infrarød (FTIR) spektrometri som suppleant til sprøjte prøvetagning og gaskromatografi, samt automatisering af lukning og prøveudtagning kammer gennem forskellige midler. Automatiserede systemer gør det muligt hyppigere målinger med reduceret personale, men også kræve yderligere investeringer i infrastruktur. Grace et al. 24 giver en omfattende oversigt over muligheder og kompromiser i automatiserede kammer-baserede N 2 O måling.

Karakterisering af drivhusgas flux fra både forvaltes og naturlige systemer er vigtigt at informere proces-baserede modeller, forstå virkningerne af management praksis og informere afbødningsstrategier og støtte globale regnskabs-og klimaændringer modellering. Så mens de enkelte studier er informative på lokalt plan, er meget ekstra værdi udledt ved at bidrage til, og trække fra, en global samling af viden om udveksling af gas mellem landskabet og atmosfæren. Det er nøglen, derfor indsamles, at data og rapporteres på en måde, der sikrer lang levetid og interoperabilitet med den bredere videngrundlag. Dette omfatter følgende bedste praksis for at sikre kvaliteten af ​​data, samt indsamling af supplerende foranstaltninger og omfattende rapportering af metadata for at muliggøre en udvidelse af fund over diskrete undersøgelser. Fremragende retningslinjer for indberetning af data er tilgængelige fra GRACEnet projektet og GRA 25.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
5.9 ml soda glass flat bottom 55 x 15.5 mm Labco Limited 719W Collection vials
16.5 mm screw caps with pierceable rubber septum Labco Limited VC309 Caps for  vials
90-well plastic vial rack, 17.1 mm well I.D. Wheaton 868810 Rack for organizing vials
Regular bevel needles 23 G x 1" BD 305193 Needles for sample collection
Stopcocks with luer connections, 1-way, male slip Cole-Parmer EW-30600-01 Stopcocks for syringes
30 ml syringe, slip tip BD 309651 Syringes for sample collection
Stopwatch or timer Various N/A For timing field sampling
Stainless steel or galvanized utility pans with rim, or fabricated stainless steel or PVC chambers and lids, dimensions as appropriate to experimental system Various N/A Chamber anchor and lid - bottom cut out of anchor, holes for septum and vent tubing bored in lid
Gray butyl stoppers 20 mm Wheaton W224100-173 Chamber septa for syringe sampling - insert into hole bored in lid top
Tygon tubing 4.0 mm I.D. x 5.6 mm O.D. Sigma-Aldrich Z685623 Chamber vent tubing - insert in hole bored in lid side, flush with exterior, approximately 25 cm coiled in lid interior (a 1 ml syringe tip may be used as an attachment mechanism)
Adhesive foam rubber tape or HDPE O-ring Various N/A Chamber sealing mechanism - fastened to underside of lid rim
Reflective  insulation, 0.3125" thickness Lowe's 409818 Insulating and reflective coating - affix to exterior of chamber lid
Large metal binder clips, 2" size with 1" capacity, or manufactured draw latch as appropriate Staples / McMaster 831610 (Staples) / 1863A21 (McMaster) Lid attachment mechanism - for clamping lid to anchor during sampling
Gas chromatography equipment fitted with electron capture detector for nitrous oxide, infrared gas analyzer or thermal conductivity detector for carbon dioxide, flame ionization detector for methane Various N/A For sample analysis

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Myhre, G., et al. Anthropogenic and Natural Radiative Forcing. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Stocker, T. F. , 8, Cambridge University Press. Cambridge, UK. (2013).
  2. Denmead, O. T. Approaches to measuring fluxes of methane and nitrous oxide between landscapes and the atmosphere. Plant and Soil. 309 (1-2), 5-24 (2008).
  3. Smith, K. A., et al. Micrometeorological and chamber methods for measurement of nitrous oxide fluxes between soils and the atmosphere: Overview and conclusions. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 99 (1984-2012), 16541-16548 (1984).
  4. Bouwman, A. F., Boumans, L. J. M., Batjes, N. H. Emissions of N2O and NO from fertilized fields: Summary of available measurement data. Global Biogeochemical Cycles. 16 (4), 1058 (2002).
  5. Hensen, A., Skiba, U., Famulari, D. Low cost and state of the art methods to measure nitrous oxide emissions. Environmental Research Letters. 8 (2), 025022 (2013).
  6. Rochette, P., Eriksen-Hamel, N. S. Chamber Measurements of Soil Nitrous Oxide Flux: Are Absolute Values Reliable. Soil Science Society of America Journal. 72 (2), 331 (2008).
  7. Robertson, G. P. Greenhouse Gases in Intensive Agriculture: Contributions of Individual Gases to the Radiative Forcing of the Atmosphere. Science. 289 (5486), 1922-1925 (2000).
  8. Parkin, T. B., Venterea, R. T. Chamber-Based Trace Gas Flux Measurements. In: Sampling Protocols. http://www.ars.usda.gov/research/GRACEnet. Follet, R. F. 3 (1), 3-39 (2010).
  9. Klein, C., Harvey, M. Nitrous Oxide Chamber Methodology Guidelines. Ministry for Primary Industries. , Wellington, UK. 1-146 (2013).
  10. Clough, T. J., Rochette, P., Thomas, S. M., Pihlatie, M., Christiansen, J. R., Thorman, R. E. Chamber Design. In: Nitrous Oxide Chamber Methodology Guidelines. Ministry for Primary Industries. deKlein, C., Harvey, M. , 2, Wellington, UK. (2013).
  11. Hutchinson, G. L., Livingston, G. P. Vents and seals in non-steady-state chambers used for measuring gas exchange between soil and the atmosphere. European Journal of Soil Science. 52 (4), 675-682 (2001).
  12. Parkin, T. B., Venterea, R. T., Hargreaves, S. K. Calculating the Detection Limits of Chamber-based Soil Greenhouse Gas Flux Measurements. Journal of Environment Quality. 41 (3), 705 (2012).
  13. Venterea, R. T. Simplified Method for Quantifying Theoretical Underestimation of Chamber-Based Trace Gas Fluxes. Journal of Environment Quality. 39 (1), 126 (2010).
  14. Rochette, P., Chadwick, D. R., de Klein, C. Deployment Protocol. In: Nitrous Oxide Chamber Methodolog Guidelines. Ministry for Primary Industries. deKlein, C., Harvey, M. (3), Wellington, UK. (2013).
  15. Fundamentals of Gas Chromatography. Agilent Technologies, Inc. , 1-60 (2002).
  16. Holland, E. A., Robertson, G. P., Greenberg, J., Groffman, P. M., Boone, R. D., Gosz, J. R. Soil CO2, N2O, and CH4 Exchange. Standard Soil Methods for Long-Term Ecological Research. Robertson, G. P., Coleman, D. C., Bledsoe, C. S. , Oxford University Press. New York, NY. (1999).
  17. Venterea, R. T., Burger, M., Spokas, K. A. Nitrogen Oxide and Methane Emissions under Varying Tillage and Fertilizer Management. Journal of Environment Quality. 34 (5), 1467 (2005).
  18. Hutchinson, G. L., Mosier, A. R. Improved soil cover method for field measurement of nitrous oxide fluxes. Soil Science Society of America Journal. 45 (2), 311-316 (1981).
  19. Pedersen, A. R., Petersen, S. O., Vinther, F. P. Stochastic diffusion model for estimating trace gas emissions with static chambers. Soil Science Society of America Journal. 65, 49-58 (2001).
  20. Pedersen, A. R., Peterson, S. O., Schelde, K. A comprehensive approach to soil-atmosphere trace-gas flux estimation with static chambers. European Journal of Soil Science. 61, 888-902 (2010).
  21. Wagner, S. W., Reicosky, D. C., Alessi, R. S. Regression models for calculating gas fluxes measured with a closed chamber. Agronomy Journal. 89, 279-284 (1997).
  22. Livingston, G. P., Hutchinson, G. L., Spartalian, K. Trace gas emission in chambers. Soil Science Society of America Journal. 70, 1459-1469 (2006).
  23. Venterea, R. T., Parkin, T. B., Cardenas, L., Petersen, S. O., Pedersen, A. R. Data Analysis Considerations. In: Nitrous Oxide Chamber Methodology Guidelines. Ministry for Primary Industries. deKlein, C., Harvey, M. (6), Wellington, UK. (2013).
  24. Grace, P., van der Weerden, T. J., Kelly, K., Rees, R. M., Skiba, U. M. Automated Greenhouse Gas Measurement in the Field. In: Nitrous Oxide Chamber Methodology Guidelines. Ministry for Primary Industries. deKlein, C., Harvey, M. , 5, Wellington, UK. (2013).
  25. Alfaro, M. A., Giltrap, D., Topp, C. F. E., de Klein, C. How to Report Your Experimental Data. In: Nitrous Oxide Chamber Methodology Guidelines. Ministry for Primary Industries. deKlein, C., Harvey, M. , 7, Wellington, UK. (2013).

Tags

Miljøvidenskab drivhusgas sporgas gas flux statisk kammer jord felt landbrug klima
Måling af Greenhouse Gas Flux fra landbrugsjorde Brug Static Chambers
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Collier, S. M., Ruark, M. D., Oates, More

Collier, S. M., Ruark, M. D., Oates, L. G., Jokela, W. E., Dell, C. J. Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers. J. Vis. Exp. (90), e52110, doi:10.3791/52110 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter