Environment

स्टेटिक मंडलों का प्रयोग कृषि मिट्टी से ग्रीनहाउस गैस प्रवाह का मापन

Published: August 3, 2014 doi: 10.3791/52110

Sarah M. Collier¹, Matthew D. Ruark², Lawrence G. Oates^3,4, William E. Jokela⁵, Curtis J. Dell⁶

¹Office of Sustainability, University of Wisconsin-Madison, ²Department of Soil Science, University of Wisconsin-Madison, ³Department of Agronomy, University of Wisconsin-Madison, ⁴Great Lakes Bioenergy Research Center, University of Wisconsin-Madison, ⁵USDA-ARS Dairy Forage Research Center, ⁶USDA-ARS Pasture Systems Watershed Management Research Unit

Protocol

1. चैंबर निर्माण और एंकर स्थापना

डिजाइन और कक्षों का निर्माण - प्रयोगात्मक जरूरतों को पूरा करने के लिए - प्रत्येक मिट्टी और प्रवाह माप के दौरान एंकर के शीर्ष पर रखा गया है कि एक ढक्कन में डाला जाता है कि एक लंगर से मिलकर.
1. कक्ष आकार और आकार डिजाइन में, इस तरह के फसल पंक्ति रिक्ति, उर्वरक या खाद बैंडिंग, और पौधे की ऊंचाई के रूप में स्थानिक कारकों पर विचार करें. मिट्टी की सतह से ऊपर एंकर के फलाव microclimate प्रभाव और पानी ponding के लिए योगदान कर सकते हैं, पलकों संभव के रूप में मिट्टी की सतह के रूप में कम बैठते होने पर विचार करें. Tradeoffs कक्ष ऊंचाई और संवेदनशीलता का पता लगाने के बीच मौजूद हैं, क्योंकि डिजाइन lids के अध्ययन के तहत प्रणाली के लिए संभव के रूप में के रूप में कम किया जाना है.
2. स्टेनलेस स्टील या पीवीसी के रूप में मजबूत, nonreactive सामग्री के कक्षों का निर्माण, और लंगर पर ढक्कन सील करने के लिए एक तंत्र शामिल हैं. गर्मी buildup को रोकने के ढक्कन बचाने और रंग का प्रकाश या चिंतनशील सामग्री के साथ कवरमाप के दौरान. चैम्बर तैनाती और नमूना हटाने के दौरान दबाव perturbations को रोकने के लिए नमूना संग्रह और एक वेंट ट्यूब अनुमति देने के लिए एक पट शामिल करें. अतिरिक्त जानकारी के लिए सामग्री तालिका, Parkin और Venterea ⁸ को देखें, और Clough एट अल ^10.
कम से कम 1 दिन पहले नमूने के लिए, वांछित स्थलों पर मिट्टी में चैम्बर लंगर स्थापित करें. स्थापना विधि कक्ष डिजाइन पर निर्भर करती है, लेकिन लंगर मृदा संरचना ताना या बिगाड़ना नहीं है कि इतनी सामान्य में, सभी बिंदुओं के पार भी दबाव लागू होगी. मिट्टी के प्रकार, तैनाती के समय, और चैम्बर मात्रा ^6,11 के आधार पर 2.5-13 सेमी की गहराई तक लंगर सिंक. (अधिक से अधिक 5 सेमी) मिट्टी की सतह के ऊपर फैला हुआ जितना संभव हो कम छोड़ दें.

2. कैलिब्रेशन और प्रयोगात्मक डिजाइन

नोट: पहले प्रयोग शुरू करने के लिए, की अनुमति देगा कि एक उपयुक्त नमूने समय पाठ्यक्रम निर्धारित करने के लिए इन चरणों का पालन डेटाएक उपयुक्त रेखीय या गैर रेखीय प्रवाह मॉडल (Parkin एट अल. ¹² देखें) के लिए फिट होने के लिए. इस कदम 3-5 (फील्ड सैम्पलिंग, नमूना विश्लेषण, और डेटा विश्लेषण) में वर्णित तकनीकों के उपयोग की आवश्यकता होगी. इष्टतम समय अध्ययन के तहत प्रणाली और इस्तेमाल किया जा रहा कक्षों के आयाम दोनों का एक समारोह है. कुछ परीक्षण और त्रुटि शामिल हो सकता है. वैकल्पिक तरीकों के लिए Venterea ¹³ देखें.

अंशांकन नमूना और विश्लेषण
1. अपेक्षाकृत उच्च ट्रेस गैस अपशिष्टों उत्पन्न होने की उम्मीद पर्यावरण या प्रबंधन शर्तों के तहत, धारा 3 में वर्णित तकनीकों के बाद गहन नमूने का संचालन. कसकर दूरी पर नमूने समय अंक का उपयोग कर, ठेठ विचार किया जाएगा की तुलना में लंबी अवधि के लिए एक समय श्रृंखला आबाद. एक घंटे के कोर्स पर 5-10 समान अंतराल समय बिंदुओं पर कई प्रतिनिधि कक्षों से नमूना द्वारा शुरू करो.
2. धारा 4 निम्नलिखित गैस क्रोमैटोग्राफी द्वारा नमूनों का विश्लेषण करें.
कैलिब्रेशन Interpretatiपर
1. ब्याज की प्रत्येक अंशांकन समय श्रृंखला और प्रत्येक गैस के लिए, प्लाट समय दर एकाग्रता.
2. उस प्रवाह दरों उम्मीद रेंज के उच्च अंत पर हैं सत्यापित करें. प्रवाह गणना के लिए धारा 5 देखें. समस्या निवारण युक्तियों के लिए खंड 2.3 का संदर्भ लें.
3. समय पर गैस की सांद्रता के plateauing, और विशेष रूप से गैर linearity के लक्षण, या के लिए रेखांकन का निरीक्षण किया.
  नोट: एकाग्रता गैस प्रकार से अलग पठार के लिए शुरू होता है, और मिट्टी के भीतर गैस के उत्पादन या खपत की दर, कक्ष headspace में गैस की एकाग्रता, और दो क्षेत्रों के बीच प्रसार का एक समारोह है जो बिंदु पर. इसलिए यह दृढ़ता से पठार से पहले कम समय उपज कम कक्षों के साथ, चैम्बर ऊंचाई से प्रभावित है.
4. प्रायोगिक प्रणाली के लिए इष्टतम कक्ष तैनाती के समय निर्धारित करने के लिए अंशांकन सेट का उपयोग करें. रेखीय प्रतिगमन (यहां धारा 5 में वर्णित है) डेटा विश्लेषण में उपयोग किया जाएगा, तो एक रेखीय पुनः के करीब रखता है कि चुनिंदा समयसमय श्रृंखला ⁶ भीतर टाइम्स नमूने, तीन, अधिमानतः चार की एक न्यूनतम के लिए अनुमति देता है, जबकि के रूप में संभव हित के सभी गैसों / प्रणालियों के लिए समय और एकाग्रता के बीच संबंधों. सीओ ₂ और एन के लिए ₂ हे माप, समय श्रृंखला का इस्तेमाल कक्षों 10-30 सेमी उच्च के लिए आम तौर पर 20-60 मिनट ^8,14 से लेकर.
कैलिब्रेशन समस्या निवारण
1. गरीब भेदभाव और / या कठिनाई linearity या पठार विवेकी तंग अंशांकन समय अंक या उससे अधिक समय अंशांकन समय श्रृंखला का उपयोग, और सांद्रता का पता लगाने सीमा के भीतर हैं कि जाँच, अगर वहाँ. प्रवाह के कम दरों के लिए, संचय की दर में कमी का परीक्षण समय सीमा के भीतर नहीं देखा जा सकता है. यह चिंता का कारण नहीं होना चाहिए.
2. अपशिष्टों उम्मीद प्रयोगात्मक रेंज के उच्च अंत में नहीं हैं, (उदाहरण के लिए खाद या सिंचाई लगाने से,) उच्च प्रवाह प्रेरित करने के लिए उपचार या पर्यावरण की स्थिति में फेरबदल, अंशांकन दोहराएँ. वैकल्पिक रूप से, हमेंप्रयोगात्मक अपशिष्टों होती है अंशांकन और plateauing दौरान मनाया उन लोगों की तुलना में काफी ज्यादा हैं, तो रेखीय प्रतिगमन के लिए कम से कम तीन बार बिंदुओं को बनाए रखना है, जबकि बाद में समय अंक बाहर रखा जा सकता है, ताकि प्रयोगात्मक डिजाइन में ई कम से कम चार बार के अंक,. वक्रीय प्रतिगमन दृष्टिकोण भी नियोजित किया जा सकता है.
प्रयोगात्मक डिजाइन
1. खंड 2.2.4 में निर्धारित इष्टतम समय के आधार पर सभी प्रासंगिक साइटों, उपचार, और / या प्रतिकृति कब्जा, और कर्मियों को कुशलतापूर्वक कक्ष साइटों के माध्यम से ले जाने के लिए अनुमति देता है कि एक समग्र नमूना योजना तैयार करना. यदि आवश्यक हो, एक के बाद एक नमूना होना करने के लिए कई "दौर" में चैम्बर साइटों विभाजित करते हैं.
  1. माप तापमान दैनिक चरम पर रिश्तेदार उदारवादी हैं, जब दिन के एक समय में एक पूरा दिन, नमूना के प्रतिनिधि के रूप में लिया जा करने के लिए कर रहे हैं. ठेठ शीतोष्ण फसल प्रणाली में, आदर्श खिड़की मध्य देर सुबह है.
  2. नमूने एकत्र हो रहे हैंलगातार राउंड में, बार बार दिन के एक ही समय में एक ही उपचार के नमूने से एक पूर्वाग्रह लागू करने के लिए नहीं सावधान रहना होगा. Replicates के बाहर ब्लॉक के बजाय उपचार द्वारा इलाज राउंड का निर्माण.
  3. के रूप में उपयुक्त राउंड के भीतर या / के बाद से पहले या तो उठाए जाने की किसी भी आवश्यक सहायक उपायों के लिए समय शामिल करें. (विशिष्ट सहायक उपायों के लिए खंड 3.3 देखें.)
  4. वैकल्पिक रूप से, परिवेशी वायु गैर रेखीय प्रवाह मॉडल में इस्तेमाल के लिए नमूने, या शुरू करने की एक सन्निकटन (समय शून्य, "टी _0") (यहाँ वर्णित नहीं) एकाग्रता के रूप में की वसूली के लिए समय भी शामिल है.
  5. वैकल्पिक रूप से, नमूना और विश्लेषण के बीच संभव नमूना गिरावट का आकलन करने के लिए नमूने के समय में शीशियों में संदर्भ गैस लोड करने के लिए समय भी शामिल है. नमूना भंडारण विचार के लिए Parkin और Venterea ⁸ देखें.
2. अनुसंधान लक्ष्यों के लिए उपयुक्त है कि प्रवाह माप की आवृत्ति निर्धारित. इस रेंज सकता है एक ही माप टी सेओ दैनिक, महीनों या वर्षों के दौरान साप्ताहिक, या आवधिक माप. प्रयोगात्मक डिजाइन विचारों की एक पूरी तरह से चर्चा के लिए Rochette एट अल. ¹⁴ को देखें.
3. नमूने ठंड स्थितियों में एकत्र हो रहे हैं, ऐसे भंगुर बनने से SEPTA को रोकने के लिए शीशियों के साथ एक हॉट पैक के रूप में एक वार्मिंग डिवाइस के शामिल किए जाने के लिए योजना है.

3. फील्ड सैम्पलिंग

नोट: प्रत्येक नमूने तिथि पर, नीचे वर्णित तकनीकों का उपयोग करते हुए, धारा 2.4 में स्थापित नमूने योजना का पालन करें. उपकरण और नमूना मात्रा नियोजित किया जा रहा संग्रह और हस्तांतरण के तरीकों और जीसी विश्लेषण ⁸ के लिए आवश्यक नमूने की राशि के आधार पर भिन्न हो सकती हैं. इस प्रोटोकॉल नमूना हस्तांतरण के एक निस्तब्धता विधि के साथ, 5.9 मिलीलीटर संग्रह शीशियों और 30 मिलीलीटर सीरिंज का इस्तेमाल करता. वैकल्पिक तरीकों के लिए चर्चा देखें.

तैयारी
1. दौर प्रति एकाधिक कक्षों से नमूने हैं, तो एक बार बिंदु refe तैयारrence ग्रिड जहां और जब नमूने को आसानी से ट्रैक करने के लिए (चित्र 2 देखें). वैकल्पिक रूप से, नमूने के दौरान हर बार बिंदु रिकॉर्ड करने की व्यवस्था सुनिश्चित करें.
2. पूर्व लेबल और नमूने के दौरान अधिक से अधिक दक्षता और भ्रम की न्यूनतम संभावना के लिए संग्रह शीशियों की व्यवस्था.
3. नमूने के दौरान समय की बचत करने के लिए, पहले से सभी सामग्री और उपकरण तैयार करते हैं. भंग हो सकता है या आसानी से एक उठाने ढोना, बाल्टी, या अन्य कंटेनर में (सुई, सीरिंज, stopcocks, आदि), और जगह खो दिया है कि कुछ भी की अतिरिक्त शामिल.
4. उपकरणों की खराबी या अन्य अप्रत्याशित परिस्थितियों की वजह से भी हो सकता है, जो और आसानी से एक निश्चित नमूना के साथ जुड़े समय का समायोजन करके डेटा विश्लेषण के दौरान सुधारा जा सकता है जो किसी भी देरी समय अंक दर्ज करने के लिए तैयार रहें.
नमूना संग्रह
1. देते हैं और पहले से स्थापित चैम्बर लंगर के लिए चैम्बर ढक्कन सील, और एक स्टॉपवॉच शुरू करते हैं. यह टी ₀ है.
2. तुरंत ढक्कन सी सीलिंग के बादचैम्बर शीर्ष की अनुमानित ऊंचाई पर, कक्ष के निकट एक स्थान से परिवेशी वायु का एक नमूना ollect: खुले स्थान में एक सुई और एक पानी निकलने की टोंटी के साथ लगे एक खाली 30 मिलीलीटर सिरिंज के साथ, एक 30 मिलीलीटर हवा नमूना आकर्षित और बंद पानी निकलने की टोंटी. यह टी ₀ नमूना है. वैकल्पिक रूप से, कक्ष ⁶ से टी ₀ नमूना ले.
  नोट: - समय (के अंदर नमूने लिए ढक्कन बंद करने और नमूना संग्रह के बीच देरी) विचार बनाम स्थानिक (बाहर के नमूनों के लिए साइट या बाहरी microclimate से दूरी) का मूल्यांकन करने और इस्तेमाल किया जा रहा उपकरणों के लिए सबसे उपयुक्त तकनीक का निर्धारण और tradeoffs दो दृष्टिकोणों के बीच मौजूद अध्ययन के तहत प्रणाली.
3. सिरिंज सुई के साथ, पहले से ही एक और सुई पट के किनारे के पास के माध्यम से poked है कि एक 5.9 मिलीलीटर संग्रह शीशी का पट घुसाना.
4. सिरिंज पानी निकलने की टोंटी खोलें और (इस के पिछले सामग्री का कारण बनता शीशी में नमूने के लगभग 20 मिलीलीटर इंजेक्षनशीशी) नमूना द्वारा प्रतिस्थापित, अतिरिक्त सुई के माध्यम से निष्कासित कर दिया जाएगा.
5. थोड़ा अधिक-दबाव नमूना अखंडता को सुनिश्चित करने और ⁸ यदि आवश्यक हो तो कई नमूने के विश्लेषण की अनुमति शीशी, संभव के रूप में शेष नमूना (लगभग 10 मिलीलीटर) के रूप में ज्यादा इंजेक्षन करने के लिए जारी है, जबकि एक निर्बाध गति में, अतिरिक्त सुई को हटा दें.
6. पानी निकलने की टोंटी बंद करें और पट से सिरिंज सुई वापस ले लें. रिक्त शीशियों से अलग करने के लिए भरी शीशी ऊपर से नीचे बारी.
7. अगले कक्ष के लिए आगे बढ़ें, दोहराने सही पूर्व निर्धारित टी ₀ समय बिंदु पर ढक्कन सील, 3.2.1-3.2.6 कदम.
8. कदम दोहराने के लिए जारी 3.2.1-3.2.7 दौर में सभी कक्षों को सील कर दिया गया है और टी ₀ नमूने एकत्र किया गया है जब तक.
9. पहला कक्ष पर लौटें.
10. समय ₁ टी तक 10 सेकंड दृष्टिकोण, सिरिंज सुई के साथ चैम्बर शीर्ष में पट घुसाना.
11. टी _1, बुद्धि की एक 10 सेकंड सीमा के भीतरकक्ष के अंदर से हवा के एक 30 मिलीलीटर नमूना hdraw और पानी निकलने की टोंटी बंद करें. चैम्बर पट से सिरिंज सुई निकालें.
12. कदम के बाद एक संग्रह शीशी नमूना हस्तांतरण 3.2.3-3.2.6.
13. खंड 2.4 में स्थापित नमूने योजना के अनुसार, कदम 3.2.10-3.2.12 निम्न नमूने इकट्ठा करने के लिए आगे बढ़ें.
सहायक उपाय
1. बड़े पैमाने पर गैस एकाग्रता परिवर्तित करने के लिए, नमूने के समय हवा के तापमान को मापने. अनुसंधान लक्ष्यों, रिकॉर्ड या ऐसे प्रत्येक स्थान और / या आदि समय, दैनिक वर्षा, मिट्टी थोक घनत्व, मिट्टी नाइट्रेट और अमोनियम सांद्रता में मिट्टी के तापमान और मिट्टी की नमी सामग्री के रूप में अन्य सहायक उपायों प्रदर्शन के आधार पर विभिन्न साधन इन उपायों को प्राप्त करने के लिए मौजूद हैं - मानक प्रोटोकॉल का पालन करें.
2. वैकल्पिक रूप से, परिवेश जीएचजी सांद्रता और संभावित भंडारण शीशी गिरावट मैं आकलन करने के लिए शीशियों में जाना जाता सांद्रता की परिवेशी वायु के नमूनों और / या भार क्षेत्र मानकों इकट्ठाn नमूना और विश्लेषण के बीच की अवधि (वर्गों 2.4.1.4 और 2.4.1.5 देखें).

4. नमूना विश्लेषण

एन ₂ ओ के लिए एक इलेक्ट्रॉन कब्जा डिटेक्टर, सीओ ₂ के लिए एक अवरक्त गैस विश्लेषक या थर्मल चालकता डिटेक्टर, और सीएच ₄ के लिए एक लौ ionization डिटेक्टर के साथ लगे उपकरणों का उपयोग कर, गैस क्रोमैटोग्राफी द्वारा प्रत्येक नमूने के लिए ब्याज की गैसों की एकाग्रता का निर्धारण.
नोट: यह ठीक से जीएचजी विश्लेषण के लिए विन्यस्त और उपलब्ध पर्याप्त चलाते समय है कि एक उपकरण के लिए पहुँच प्राप्त करने के लिए आवश्यक है. सिद्धांतों और गैस क्रोमैटोग्राफी के तरीकों कहीं ^5,15,16 वर्णित हैं.
आदर्श गैस कानून का उपयोग कर बड़ा से बड़े पैमाने पर करने के लिए ट्रेस गैस एकाग्रता कन्वर्ट:

पीवी = NRT

कहां पी = दबाव, वी = मात्रा, एन = गैस, आर = गैस कानून निरंतर, और टी = तापमान का मोल. इस प्रकार:

1 समीकरण

5. डेटा विश्लेषण

हर बार श्रृंखला के लिए, प्लाट समय एकाग्रता दर और linearity के लिए मूल्यांकन. आगे के विश्लेषण से पठार के संकेत दे रहा बाद में समय बिंदुओं को छोड़कर, फिट की भलाई या दृश्य निरीक्षण से उपयोग कर मूल्यांकन. प्रवाह गणना के लिए टी ₀ (टी _{0, 1} टी, टी ₂ ...) सहित तीन समय अंक की एक न्यूनतम का उपयोग करें. एक सुसंगत प्रोटोकॉल की स्थापना, और linearity के लिए कि प्रोटोकॉल के मानकों को पूरा करने में विफल है कि किसी भी समय श्रृंखला अस्वीकार. प्रवाह गणना में त्रुटि, पूर्वाग्रह, और विचरण की गहन विचार - विमर्श के लिए Parkin और Venterea ⁸ देखें.
रेखीय प्रतिगमन प्रदर्शन करना.
प्रवाह की गणना करने के लिए प्रतिगमन की ढाल का प्रयोग करें:

एफ एस • वी • एक = ^-1

जहां एफ = प्रवाह, प्रतिगमन के एस = ढलान, वी = मात्रा कक्ष, और एक = चैम्बरक्षेत्र. इस प्रकार:

2 समीकरण

नोट:. गणना प्रवाह के लिए गैर रेखीय दृष्टिकोण के लिए चर्चा और Parkin एट अल ¹² को देखें.

Representative Results

पिछले स्थिर कक्षों के साथ एक अनुसंधान परियोजना शुरू करने के लिए, यह समग्र कार्यप्रवाह समझने के लिए महत्वपूर्ण है, और सिलिको के संगठन, क्षेत्र और प्रयोगशाला आधारित तत्वों (चित्रा 1). सावधान प्रयोगात्मक डिजाइन और प्रणाली अंशांकन (चित्रा 2) प्रदान की, डेटा विश्लेषण आम तौर पर अपेक्षाकृत सरल हो जाएगा. प्रवाह की दर प्रणाली के लिए उपयुक्त एक पूर्व निर्धारित प्रवाह मॉडल (चित्रा 3) का उपयोग एकाग्रता से समय की प्रतिगमन द्वारा प्रत्येक कक्ष और नमूने समय के लिए निर्धारित किया जाता है. हालांकि, यहां तक कि सर्वोत्तम प्रथाओं का पालन, कठिनाइयों का सामना करना पड़ा हो सकता है, और कच्चे डेटा की गुणवत्ता नियंत्रण के लिए महत्वपूर्ण है. उदाहरण के लिए, एक कक्ष सील या टपकाया नमूना शीशियों की विफलता विषम एकाग्रता मूल्यों में परिणाम कर सकते हैं. ये आसानी से सीओ _{2 के} समय श्रृंखला अक्सर एक विशेष रूप से usefu के रूप में सेवा के साथ समय श्रृंखला एकाग्रता भूखंडों का दृश्य निरीक्षण (चित्रा 4), के माध्यम से पहचाने जाते हैंकारण कभी कभी नगण्य, पास का पता लगाने सीमा, या एन ओ ₂ या सीएच ₄ का भी नकारात्मक अपशिष्टों की तुलना में सीओ ₂ का आम तौर पर अधिक मजबूत और सतत प्रवाह के लिए एल सूचक. डेटा की गुणवत्ता की पुष्टि हो जाने के बाद परिणाम की उपचार के बीच या एक मौसम के पाठ्यक्रम (चित्रा 5) से अधिक गैस प्रवाह की गतिशीलता तुलना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. मई और जून प्रवाह मूल्यों और त्रुटि सलाखों से देखा जा सकता है, प्रवाह के स्थानिक विविधता की वजह से भिन्नता महत्वपूर्ण हो सकता है, और अधिक प्रवाह की उच्च दर के उत्पादन परिस्थितियों में स्पष्ट हो सकता है. ऐसे परिवर्तनशीलता असामान्य नहीं है, और इस तकनीक में पर्याप्त प्रतिकृति के महत्व को रेखांकित करता है.

चित्रा 1. कार्यप्रवाह अवलोकन. इस प्रोटोकॉल के विभिन्न तत्वों को प्रयोगशाला में, क्षेत्र में, योजना बना चरण में बाहर किया जाएगा, और मैंn सिलिको. तीर कक्ष डिजाइन (और निर्माण आवश्यक हो तो) के साथ शुरुआत कार्यप्रवाह के अनुक्रम का संकेत मिलता है, और डेटा विश्लेषण के साथ समापन. क्षेत्र नमूना और नमूना विश्लेषण के बीच कई बक्से / तीर एक प्रयोग के पाठ्यक्रम पर कई नमूने तिथियों की संभावना का प्रतिनिधित्व करते हैं.

चित्रा 2. नमूना समय. एक साथ कई कक्षों से नमूनों के संग्रह के लिए एक उदाहरण के समय योजना. चैंबर संख्या ग्रिड के भीतर पूरे मिनट में सूचीबद्ध नमूने समय के साथ शीर्ष पर छोड़ दिया और समय बिंदुओं पर संकेत कर रहे हैं. इस उदाहरण में, 36 मिनट प्रत्येक (प्रत्येक कक्ष के लिए एक) के चार अलग समय श्रृंखला एक श्रृंखला के भीतर समय अंक के बीच 12 मिनट रिक्ति, और कोठरियों के बीच 2 मिनट चलने के समय के साथ, 46 मिनट के अंतरिक्ष के भीतर बाहर किया जाता है. इस काल्पनिक उदाहरण के लिए, सुई36 मिनट के समय की श्रृंखला के tability पूर्व अंशांकन द्वारा निर्धारित किया गया होगा. समान स्थान समय आवश्यक नहीं है, यह अक्सर नमूने योजना सरल करता है. वैकल्पिक रूप से, शोधकर्ताओं ने अलग - अलग नमूने अंतराल निर्धारित करने के लिए प्रत्येक नमूने timepoint रिकॉर्ड कर सकते हैं.

₂ एन एक 36 मिनट नमूना अवधि के पाठ्यक्रम पर चार बार बिंदुओं पर मापा हे सांद्रता से मिलकर चित्रा 3. फ्लक्स गणना. एक ठेठ स्थिर चैम्बर समय श्रृंखला,. रेखीय प्रतिगमन प्रदर्शित किया जाता है, जो की ढलान प्रवाह दर अर्जित करता है.

नमूने लेकिन विभिन्न गैसों का एक ही सेट से चित्रा 4. गुणवत्ता नियंत्रण. बनती समय श्रृंखला whi में दिखाए जाते हैंचर्चा शीशी रिसाव दृश्य निरीक्षण (लाल बिंदु) द्वारा पहचान की गई है. समय के साथ एक) सीओ समय के साथ ₂ एकाग्रता. बी) ₂ एन ओ एकाग्रता.

एक भी बढ़ती मौसम के पाठ्यक्रम पर एक कृषि क्षेत्र से चित्रा 5. संश्लेषण परिणाम. एन ₂ ओ प्रवाह दर. फ्लक्स मूल्यों चार सूत्री समय श्रृंखला का उपयोग, छह कक्षों का मतलब प्रतिनिधित्व करते हैं. त्रुटि सलाखों मानक त्रुटि हैं.

Discussion

यहाँ वर्णित स्थिर कक्ष आधारित दृष्टिकोण मिट्टी सिस्टम से जीएचजी प्रवाह की माप के लिए एक कारगर तरीका है. उसके घटकों के रिश्तेदार सादगी अधिक बुनियादी सुविधाओं के गहन तरीकों अव्यवहार्य हैं जिन स्थितियों में या सिस्टम के लिए यह विशेष रूप से अच्छी तरह से अनुकूल बनाता है. उच्च गुणवत्ता वाले डेटा उत्पन्न करने के लिए, हालांकि, स्थिर कक्ष दृष्टिकोण प्रयोगात्मक डिजाइन ⁶ के लिए सख्त ध्यान के साथ किया जाना चाहिए. ध्यान में रखा जाना चाहिए कि एक उल्लेखनीय विचार दोहराने चैम्बर आधारित माप के बीच उच्च परिवर्तनशीलता में परिणाम कर सकते हैं, जो मिट्टी गैस अपशिष्टों के स्थानिक परिवर्तनशीलता है. प्रयोगों को डिजाइन करने में, इसलिए, यह सांख्यिकीय विश्लेषण के लिए पर्याप्त बिजली उपलब्ध कराने के लिए पर्याप्त replicates शामिल करने के लिए महत्वपूर्ण है. Tradeoffs पर्याप्त प्रतिकृति बनाए रखने, और इलाज के प्रति चार replicates की एक न्यूनतम एक सामान्य दिशानिर्देश ¹⁴ है, जबकि अध्ययन किया जा सकता है, जो उपचार की संख्या के बीच मौजूद हो सकता है.

मापा अपशिष्टों दैनिक उत्सर्जन अनुमान लगाने के लिए उपयोग किया जाएगा "यदि ontent>, हवा के तापमान, मिट्टी के तापमान, और गैस के उत्सर्जन में प्रतिदिन विविधताओं को ध्यान में रखा जाना चाहिए. अनुसंधान लक्ष्यों तापमान दैनिक मूविंग प्रतिबिंबित जब मध्य सुबह में प्राप्त किया जा करने के लिए माप की आवश्यकता होती है, नमूना लेने के लिए प्रतिबंधित खिड़की feasibly नजर रखी जा सकती है कि कक्षों की संख्या को प्रभावित कर सकता है. मूल्यांकन करने की एक अतिरिक्त विचार पौधे की जड़ों की और जमीन बायोमास ऊपर शामिल किए जाने या अपवर्जन गैस अपशिष्टों पर होगा प्रभाव है. चैंबर प्लेसमेंट रिश्तेदार ऊतक संयंत्र के लिए होगा विशेष रूप से सूक्ष्म जीवाणु श्वसन केवल लेकिन यह भी जड़ और श्वसन और प्रकाश संश्लेषण उचित संतुलित किया जाना चाहिए शूट नहीं. इन कारकों के अतिरिक्त चर्चा के लिए, Parkin और Venterea ⁸ देख जहां सीओ ₂ के मामले में प्रवाह डेटा की व्याख्या, प्रभाव.

जैसा कि पहले उल्लेख किया है, इस पद्धति पर कई रूपों कक्ष डिजाइन और नमूने सहित मौजूदमात्रा. ऐसा ही एक रूपांतर सिरिंज और संग्रह शीशी के बीच नमूने का स्थानांतरण करने के लिए नियोजित विधि में है. यहाँ वर्णित तकनीक पहला सकारात्मक दबाव ^{से 5} शीशी भरने से पहले नमूने के साथ संग्रह शीशी flushes. एक और आमतौर पर इस्तेमाल तकनीक एक वैक्यूम पंप का उपयोग कर पूर्व निकाला गया है कि शीशियों को सीरिंज से नमूनों का हस्तांतरण है, और निस्तब्धता के बिना गैर खाली शीशियों का इस्तेमाल भी ^8,17 सूचित किया गया है. दृष्टिकोण की एक श्रृंखला मौजूद है, जहां एक और महत्वपूर्ण बिंदु डेटा विश्लेषण और अध्ययन के तहत व्यवस्था करने के लिए सबसे उपयुक्त प्रवाह मॉडल के चयन में है. यहाँ वर्णित रेखीय प्रतिगमन विधि के अलावा, गैर रेखीय मॉडल भी रह तैनाती बार उपयोग किया जाता है, खासकर जब नियोजित किया जा सकता है. इन मॉडलों हचिंसन और Mosier ¹⁸ द्वारा विकसित एल्गोरिथ्म और derivations ^19,20 क्या है, वैगनर एट अल. ²¹ से वर्णित द्विघात प्रक्रिया, और गैर स्थिर शामिललिविंग्स्टन एट अल ²² द्वारा वर्णित राज्य वाचाल प्रवाह अनुमानक. गैर रेखीय प्रवाह मॉडल की गहन चर्चा के लिए, Parkin एट अल. ¹² को देखें और Venterea एट अल ^23.

स्थैतिक कक्ष दृष्टिकोण करने के लिए इसी तरह के तरीकों के विभिन्न साधनों के माध्यम से नमूने और गैस क्रोमैटोग्राफी सिरिंज के लिए एक वैकल्पिक रूप फूरियर स्थानांतरण अवरक्त (FTIR) स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ प्रवाह के माध्यम से माप सिस्टम का उपयोग, साथ ही चेंबर बंद करने और नमूने के स्वचालन शामिल हैं. स्वचालित प्रणाली कम कर्मियों के साथ अधिक लगातार माप सक्षम है, लेकिन यह भी अतिरिक्त बुनियादी सुविधाओं में निवेश की आवश्यकता होती है. अनुग्रह एट अल. ²⁴ स्वचालित चैम्बर आधारित एन ₂ ओ माप में विकल्प और tradeoffs की एक व्यापक सारांश प्रदान करते हैं.

कामयाब और प्राकृतिक प्रणालियों प्रबंधन कौशल के प्रभावों, प्रक्रिया आधारित मॉडल को सूचित समझना महत्वपूर्ण है कि दोनों से ग्रीनहाउस गैस प्रवाह की विशेषताNT प्रथाओं और शमन रणनीतियों को सूचित, और वैश्विक लेखांकन और जलवायु परिवर्तन मॉडलिंग का समर्थन है. व्यक्तिगत अध्ययनों से स्थानीय स्तर पर जानकारीपूर्ण हैं इस प्रकार, जबकि ज्यादा अतिरिक्त मूल्य के लिए योगदान, और परिदृश्य और वातावरण के बीच गैस विनिमय पर ज्ञान की एक वैश्विक शरीर से ड्राइंग के माध्यम से ली गई है. यह इसलिए, कि डेटा एकत्र और व्यापक ज्ञान के आधार के साथ लंबी उम्र और अंतर यह सुनिश्चित करता है कि एक तरह से सूचित किया, कुंजी है. इस असतत पढ़ाई से परे निष्कर्ष के विस्तार की अनुमति के लिए डेटा की गुणवत्ता, साथ ही सहायक उपायों और मेटाडेटा की व्यापक रिपोर्टिंग का संग्रह करने के लिए सुनिश्चित सर्वोत्तम प्रथाओं का पालन भी शामिल है. डेटा रिपोर्टिंग के लिए बहुत बढ़िया दिशा निर्देशों GRACEnet परियोजना और gra ²⁵ से उपलब्ध हैं.

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

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References

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