Summary
암모니아 배출은 부영양화, 토양의 산성화 및 미세 입자 형성하여 환경에 큰 위협 및 농업 소스에서 주로 줄기. 이 방법은 배출 및 작물 개발 및 배출량 사이의 관계의 통계 분석을 가능하게 복제 된 현장 시험에서 암모니아 손실 측정을 할 수 있습니다.
Abstract
농업 암모니아 (NH 3) 배출 (총 EU 배출량의 90 %)는 EU15 내에서 약 45 % 공기 부영양화, 31 % 토양 산성화 12 % 미세 먼지 형성에 대한 책임이 있습니다. 그러나 NH 3 배출량은 영양소의 상당한 손실을 의미한다. 유기 및 무기 비료 응용 프로그램에서 NH 3 배출에 많은 연구가 최근 수십 년간 수행되었다. 그럼에도 불구하고, 3 배출 응용 프로그램 비료 후 NH 관련 연구는 아직 배출 관계에 대해, 비료의 종류, 사이트 조건 및 작물 성장에 특별히 제한됩니다. 때문에 치료에 작물의 변수 응답, 효과는 통계적 테스트 필드 복제를 포함하는 실험 설계에서 확인 할 수있다. 양적 배출량을 산출 지배 암모니아 손실 방법은 큰 필드 지역, 고가의 장비 또는 복제 된 현장 시험에서 자신의 응용 프로그램을 제한 전류 공급을 필요로한다. 이 홍보otocol은 NH의 측정을위한 새로운 방법을 설명 선택한 플롯에 두 가지 방법을 사용하여 동시 측정하여 정량적 인 방법으로 모든 플롯에 사용되는 간단한 반 정량적 측정 방법을 연결하는 많은 플롯 3 배출. 반 정량적 측정 방법 등의 수동 샘플러가 사용된다. 두 번째 방법은 손실 양적하는 패시브 샘플러 반 정량적 손실 변환 전송 몫을 얻기 위해 동적 챔버 방법 (동적 관법)이다 (kg 질소 HA-1). 이 방법의 기초가되는 원리는 균질 실험 필드에 위치 패시브 샘플러 동일한 환경 조건 하에서 동일한 NH 3 흡착 거동을 가지고있다. 따라서, 이송 공동 효율적인 단일 패시브 샘플러로부터 얻어진 동일한 현장 시험에 사용 된 모든 패시브 샘플러의 값을 조절하는 데 사용된다. 실험 방법은 광범위한 조건 하에서 유효 증명에게 추천맨 손으로 흙이나 작은 캐노피 (<0.3 m)와 조건에서 사용할 수. 키가 큰 식물 실험에서 얻은 결과는 더 신중하게 처리해야한다.
Introduction
암모니아 (NH 3)는 EU 농업 소스로부터 방출 주로 만 대기 미량 가스 (90 %)이다. 농업 또한 주요 소스 (> EU 배출량의 50 %)이지만, 이들은 EU15 인위적 온실 가스 배출량의 합계에 대해 5 % ~에만 기여한다. 반면, 농업 NH 3 배출은 배출 파생 부영양화의 약 45 %, 유럽 연합 15 개국 1 내 산성화 12 % 미세 먼지 형성의 31 %에 대한 책임이 있습니다. 생태계와 인간의 건강에 해로운 효과에 더하여, NH 3에 의한 발광 질소 (N) 손실이 농부에게 경제적 손실이다. 비료 현대 농업 의해 전달 식품 생산의 고속 필수적이다. NH 3 직접 소용 키 무기 질소 화합물을 질산염 외에도 비료 암모늄으로부터 유도 된 바와 같이, 환경 손상 떨어져, NH 3 배출 따라서, 영양소의 상당한 손실을 의미작물의 성장 과정과 수율에 적용되는 공장 수. N 비료의 적용은 유럽 연합 (EU) 농민에 대한 연간 이익 € 20-80000000000에 기여하지만, 결국 그것은 농업에서 대기로 방출 NH 3는 유럽 연합 (EU) 3 ~ 연간 피해 € 500 억 원인 것으로 추정했다. 따라서, NH 3 배출의 감소는 반드시 모두 환경에 미치는 영향을 감소하고, N.인가의 효율을 증가시키는
농업, NH 3는 주로 동물의 집, 분뇨 (슬러리, 혐기성 digestates (AD), 고형 비료) 저장 및 관리뿐만 아니라 분뇨 필드 응용 프로그램에서 방출된다. 성향은 비료 성분, 예를 들면 건조 물질 함량과 비료의 pH에 따라 NH 3 다르다을 방출합니다. 요소 및 암모늄, 인산 등의 합성 질소 비료를 기반으로 어느 정도 암모늄 및 아민 또한 NH 3 배출에 기여한다. 석 질산 암모늄 (수 있지만) 주 N 비료가 많은 유럽 국가에, 세부적인 요소의 사용이 증가하고, 2012 년 중앙 및 서유럽 CAN에 두 번째였다있다 4. 우레아 인해 높은 N 함량의 장점으로 개발 도상국에서 특히 인기가있다, 안전하고 쉬운 교통은 세계에서 가장 중요한 합성 질소 비료 5입니다. 그러나, 요소 가수 분해에 의한 pH와 표면 토양 NH 4 + -concentrations의 증가는 높은 NH 3 배출 될 수 있습니다. 특히 유럽 -6,7- 우레아 비료의 사용을 제한하는 낮은 흡착 용량, 알칼리성 토양 토양 낮은 N 사용 효율을 야기 할 수있다.
유기 및 무기 비료 응용 프로그램과 가축 하우징에서 NH 3 배출에 많은 연구가 6, 8. 그럼에도 불구하고, 조사 3 배출 암모니아 emitt의 적용 후 NH 관련 최근 수십 년 수행 된비료를 보내고하는 것은 여전히 제한된다. 특히이 암모니아 배출, 사용되는 비료의 종류, 사이트 조건 및 작물 성장 간의 관계에 적용됩니다. 이상적인 조건에서 이는 단지 통계 테스트를위한 필드 복제를 포함하는 실험 설계에서 검증 할 수 치료에 작물의 변수 응답에 복제 된 현장 시험을 필요로한다.
암모니아 손실 따라서도 복제 된 다중 플롯 현장 시험 구에서 결정되어야하지만, 지배 암모니아 손실 방법은 양적 배출량을 산출 (즉, kg N / (하 *의 시간)가) 큰 필드 영역 (micrometeorological 방법), 고가의 장비 (바람 터널을 필요로 ) 또는 복제 된 현장 시험에서의 응용 프로그램이 어렵거나 불가능하게 - 필드 전원 공급 장치. 또한, 풍동의 특정 설정을 수득 배출 값 (10)의 정확성에 대해 비판되었다. 따라서,에 대한 강한 요구가 존재N 암모니아 손실 방법은 복제 된 현장 시험에서 암모니아 배출을 결정합니다. 이 방법은 현장 조건, 비료 종류, 도포 법 농작물 개발 통계적 효과 검증에 기초하여 암모니아 배출량을 줄이기 위해 농업 대책을 개선하는 데 사용될 수있다.
새로운 방법론의 기본 개념, 보정 수동 샘플링, 몇 플롯에 두 가지 방법으로 동시에 측정하여 정량적 인 방법으로, 많은 플롯의 측정을위한 간단한 반 정량적 측정 방법을 연결하는 것입니다. 일본어 출판 (11)에서의 설계에 비해 변형 패시브 샘플러 반 정량적 측정 방법으로 사용된다. 동적 튜브 법 (DTM) (12), 보정 동적 챔버에있어서, 정량 손실 패시브 샘플러 반 정량적 손실 (kg N HA -1)로 변환하는 전달 계수를 얻기 위해 사용된다. 때문에 실내의 낮은 공기 교환 율을DTM에서 얻은 시스템 보정되지 않은 배출량은 사실 배출량보다 낮은 크기의 약 순서입니다. 그러나,이 문제는 현장 바람 상태 (13)에 따라 챔버 플럭스를 보정하는 보정 방정식에 의해 극복되었다. 챔버 교정 시험에서 사용 된 것과 동일한 내부 헤드 스페이스 부피 및 디자인 할 때 이러한 보정 방정식에만 적용 할 수있다. 챔버 직접 토양에 삽입 또는 토양 링에 배치 할 수 있습니다. 후자는 토양의 과도한 교란을 방지하고 조밀 한 잔디 swards 또는 압축 된 토양에 챔버의 거의 완벽한 소개를 할 수 있습니다. 또한, 테스트 될 비료의 정확한 양은 토양 내부 링에 적용될 수있다. 그러나, 토양 반지 토양 흙덩이는 또한 챔버와 토양 링 사이에 체결 수반 할 수 있습니다.
그림 1 : 동시 방식 측정NT 패시브 샘플러 및 현장 플롯에서 챔버 방식 (DTM)와 함께. 패시브 샘플러는 0.15 m 토양 / 캐노피 위의 평방 음모의 중심에 위치하고 있습니다. DTM과 측정은 측정 날짜 별 그래프 내에서 적어도 2 곳을 만들어집니다. 수확 전용 영역은 챔버와 패시브 샘플러 측정 조작에 의해 영향을받지 않습니다.
계수 측정은 두 가지 방법으로 플롯 소수에 동시에 수행되는 전송 (도 1)를 도출한다. 동일한 전체 측정 기간에인가되는 측정하고 (1 시간 이내)을 동시에 수행하는 것이 중요하다. 많은 플롯하는 전달 계수의 적용을 용이 원리 패시브 샘플러 이상적, 헤, 건물 등의 (적어도 10 배 바람 필드 교란 장애물에 적절한 거리를두고, 균질 한 실험 필드 (20)에 위치한다는 사실에 기초 obstac의 시간르 높이) (14)는 동일한 환경 조건 하에서 동일한 NH 3 흡착 동작이있다. 따라서, 예를 들어, 줄거리 50 % 낮은 발광 직접 샘플러 용액에 의해 50 % 감소 된 암모니아의 흡수를 번역한다. 따라서, 하나의 플롯 산 트랩 값 스케일링에 사용되는 전달 계수는 동일 현장 시험에 사용 된 모든 산 트랩의 값을 조절하는 데 사용된다. 패시브 샘플러 (11)의 암모니아 흡수 효율에 다양한 환경 조건 (온도, 풍속, 표면 거칠기) 효과에 의한 열전달 계수는 각각, 각 측정 캠페인에서 유래되어야한다.
두 가지 방법의 일반적인 기능이 적용 및 현장 시험에 필요한 디자인은 큰 버퍼와 벨로우즈 펌프 (DTM), 패시브 샘플러와 큰 차 실험 플롯에 의해 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 (PTFE) 튜브와 연결하고 통풍이 토양에 배치 된 4 개의 동적 챔버를 포함 redu을위한 공간실제 플롯 발광 측정에 플롯 사이 NH 3 드리프트의 영향을 향하도록.
패시브 샘플러 묽은 황산 (0.05 MH 2 SO 4)로 충전되고, 플롯의 중심에 배치된다. 패시브 샘플러의 용액을 연속적으로 암모니아를 흡수하고, 배기 가스의 예상 세기에 따라 정기적으로 대체된다. 동시에, NH 3 플럭스는 두 가지 치료 플롯의 DTM과 시간의 특정 지점에서 제어 플롯으로 측정된다. 터널을 바람 대조적으로, 보정 수동 샘플링 결합 두 가지 방법은 매우 강력 6,8를 암모니아 배출 손실에 영향을 미칠 수있는 토양 수분, 토양 온도와 강수량에 매우 제한적인 효과가있다. 패시브 샘플러는 해당 변수에 영향없이, 토양 및 캐노피 표면 위의 0.15 m를 장착하는 동안, DTM 챔버와 측정 마지막에만 최소로 잠재적 인 챔버 효과를 감소시키는 약 5 분. 샘플링 용액에 NH 4 + 농도에 대한 정확한 결과 암모늄 성 전극을 측정함으로써 얻을 수있다. 연속 흐름 자동 분석기와 측정 수정을 필요로 사용되는 샘플링 용액과 화학 물질의 산성 pH에 의해 방해함으로써 수 있습니다 이러한 기기에 적용 산도 민감한 색상 반응 등의 문제가 될 수 있습니다. DTM의 챔버 시스템을 통과 한 공기 중 NH 3 농도는 순간적으로 표시 관에 의해 측정된다. 측정 된 NH 3 농도는 각각의 측정 후 데이터 시트에 기록되어있다.
DTM 들어, NH 3 플럭스 (mg의 N / (㎡ 크기의 * 인 H))을 측정 NH 3 농도 4 챔버 시스템으로 공기 유량 및 챔버 (식. 1, 문단 2.5.1)에 의해 커버되는 영역으로부터 계산된다. (실제 배출량을 과소 평가) 결과 않은 교정 플럭스는 양적 손실 조정됩니다보정 방정식 (식. 2, 3, 2.5.1 절 참조). DTM의 스케일 누적 NH 3 손실 (kg N / 하)는, 두 개의 연속적인 측정 날짜 사이의 플럭스를 평균 각 구간의 지속 시간이 평균 광속을 곱 및 추가-까지의 모든 손실을 측정 모든 측정 구간에서에 의해 계산된다 운동. 패시브 샘플러에서 누적 질적 NH 3 손실 (ppm의 합) 실험 캠페인 내의 음모에 수집 된 NH 4 + -concentrations 값 (ppm)까지 추가하여 계산됩니다. 동일 부피 측정 온도하에 PPM 값은 직접 암모니아 캡쳐 량으로 변환하기 때문에 가능하다. 양적 손실로 전달 계수를이 질적 손실을 확장하기 위해 (kg N이 / (하 * PPM)가)에 DTM의 누적 최종 손실과 관련하여 산출 (kg N 하 -1) 샘플러의 농도의 합으로 측정 같은 플롯. 이 전달 계수는 t를 사용O를 전송 계수의 누적 농도를 곱하여 정량적 플럭스에 수동 샘플링 (예 : kg N / 헥타르)에서 반 정량 배출을 변환합니다.
증발을 통해 콜렉터로부터 물의 손실 흡수 능력에 영향을주지 않지만, 데이터 분석 나중에 수정 될 수있다. 때문에 강한 바람 동안 용액을 흘리 심지어 독일 북부의 해안 습지에서 관찰되지 않았습니다. 이 방법의 성공적인 응용 프로그램에 대한 결정은 플롯에서 동일한 위치 및 배치의 높이를 포함하여 필드에 적용된 모든 패시브 샘플러의 동일한 디자인입니다. 패시브 샘플러 몇몇 설계는 이전에는 성공적으로 적용되었다. 이 논문은 현장 측정에서 동작 안정적이고 쉽게 입증했다 하나의 특정 디자인을 제안한다. 제시된 방법은 광범위 약 15 느낌에 표준 암모니아 손실 방법 (micrometeorological 방법)에 비교하여 테스트되었습니다절차 (15, 16)의 양적 유효성 및 배출 역학 (17)의 공정한 표현을 확인 D 시험. 교정 연구 (13)에서 측정 micrometeorological 비교 보정 광속의 측정 (R²) 계수는 최근 연구 (18)에서 측정 된 대기의 암모니아 농도에 대한 암모니아 센서를 비교하여 얻어진 계수 매우 유사 0.84이었다. 누적 암모니아 손실 상대 평균 제곱근 오차도 측정 micrometeorological 13 비교 다른 연구에서 얻어진 값에 매우 가까운 17 %였다. 제안 된 방법은 유기 슬러리 암모니아 배출량 (5 별도 시험), 0.96 (곡선의 기울기 ≈ 1) 5 %의 상대 평균 제곱근 오차의 R²의 micrometeorological 측정 비교 한 두번째 검증 얻었다 최종 누적 암모니아 배출 15. 이 방법은 민감한 증명했다다른 합성 N 비료 (19)를 사용하여 3 년 현장 시험. 이 방법의 응용 프로그램은 이러한 조건 13,15,16에서 검증 된 챔버 방법으로 2m 높이에서 ≤4 m / sec의 평균 풍속으로 제한됩니다.
측정 캠페인 주까지 수일 동안 지속되는 여러 플롯에 비료를 도포 한 후, 암모니아 배출량을 시험하는 실험으로서 정의된다. 플롯의 각 측정 캠페인은 여러 후속 샘플링 간격 (패시브 샘플러) 또는 측정 날짜 (DTM)로 구성되어 있습니다. 샘플링 간격은 샘플링 용액에 의해 방출되는 암모니아의 흡광도 순차 기간으로 정의된다. 측정 기간은 DTM 측정은 전달 계수를 도출하기 위해 사용 다른 플롯을 완료하는 시간에 연속 점으로서 정의된다.
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Protocol
1. 실험 설계 및 일반 운영 지침
- 암모니아 배출에 고르지 비료 유통 (그림 2)의 효과를 방지하기 위해 일반적으로 복제 된 현장 시험에 적용되는 크기에 비해 (예를 들어 3 MX 8m)와 같은 비교적 큰 플롯 (12 MX 12m 또는 9 MX 9m)를 사용합니다. 샘플러에 의해 암모니아 흡수에 바람의 방향을 변화의 영향을 피하기 위해 사각형 플롯 모양을 사용합니다. 플롯 사이에 1 플롯 크기의 버퍼 영역을 유지하여 허용 정도 다른 하나의 플롯에서 NH 3의 편차를 줄일 수 있습니다.
그림 2 : 패시브 샘플러 다중 플롯 암모니아 손실 측정을위한 최적 실험 설계 상대적으로 큰 사용 (12 MX 12m 9 MX 9m) 치료 가드 플롯에 의해 양쪽에 분리 평방 치료 플롯.. NH에 캐노피 효과를 방지하려면(3) 배출 플롯 무공해 질산 비료 시비 가능 버퍼.
- 치료 플롯 사이에 분산 시비없이 제어 플롯을 추가합니다.
- 플롯과 샘플의 간단한 식별을 위해 각 플롯에 번호 나 코드를 제공합니다.
- 이전 연구 15,16,19에서 수행으로 헥타르 당 50 내지 150kg의 암모니아 (암모늄 + 요소), 질소 (N)에 이르기까지 실험 플롯에 유기 또는 합성 질소 비료를 적용합니다.
참고 : 비료의 양이 실험의 목표에 따라 달라질 수 있습니다. - 이 치료 플롯과 DTM 방식과 패시브 샘플러 동시 측정을위한 하나의 제어 플롯을 선택합니다. 강한 측정 신호를주는 (경험이나 문학 기준) 추정되는 높은 배출과 처리 플롯을 선택했다.
- N의 (변화를 확산 현장 시험 기계 또는 정확한 흔적 호스 또는 표면에 의해 적용 고르게 분포 비료 적어도 두 개의 추가 플롯을 설정복제에 플롯 ~ 10 %) 사이에인가 불균일 세로 또는 가로 비료 분포가있는 경우. 고르지 비료 유통은 일반적으로 흔적 호스 응용 프로그램, 비료 및 슬러리 주입 또는 취소 교정 실제 살포기와 과립 비료의 응용 프로그램에서 슬러리의 적용 후에 발생합니다.
- 이러한 추가 플롯에 패시브 샘플러와 DTM 동시 측정을 실시하고 있습니다. 전송 계수의 도출 이러한 플롯의 결과를 사용한다. 전과 신청 후 슬러리 탱크 또는 응용 기계 무게에 의해 적용 비료의 양을 확인합니다.
- 원료를 계산하는 데 10 분의 시간 간격에 대한 동일계 기상대 기록 데이터에 함께 필드에서 다음 환경 변수를 기록 방정식 1-3 (기업 코드 파일 참조) 제거에 의해 NH 께 DTM 3 손실률 수정 플롯 측정의 오류 :
- 녹음 공기 온도 (1m 높이)
- 기록 기압 공기 압력 (hPa)
- 기록 풍속이 높은 캐노피와 m 높이도 0.2 m 높이 (m / 초)에서
- 기록 바람의 방향.
참고 : 세 사람의 동작 직원의 편의를 위해 샘플러 (동적 챔버 방법에 대한 한 사람, 패시브 샘플러 및 산 용액의 교환 설치를위한 2 개)의 비료 (제 1 측정 날짜) 및 설치의 응용 프로그램에 권장합니다. 나중에 측정 날짜에, 두 사람은 추천 (하나의 수동 샘플러, 하나의 동적 실); 그러나, 작은 플롯 번호 (<10)의 경우에는, 한 사람으로 모든 작업을 덮도록 관리한다.
2. 준비 필드에 가기 전에
- 다음 단계에 따라 DTM과 측정을위한 준비 :
- 챔버 시스템 (그림 3, 4)를 표 1에 주어진 항목으로 구성된 조립 및 포장. PTFE를 밀어튜브 각 챔버의 짧은 구리 파이프를 통해 (길이 0.3 m)와 각각 Y 커넥터 두 개의 PTFE 튜브를 연결합니다. 다른 PTFE 튜브 (0.3 m)와 두 개의 Y-각 커넥터를 연결하고 다른 Y-커넥터를 모두 연결합니다. 최상위 커넥터의 한 끝에 터미널 PTFE 튜브 (0.3 m)를 넣습니다.
- 팩 핸드 펌프 또는 시스템을 환기 자동 펌프 (그림 4). 항상 낮은 NH 3 농도 (단계 3.4.2)가 공기 시스템을 플러싱 필드에 핸드 펌프를 팩. 주 : 제조자에 의해 원래 펌프 표시기 튜브 내의 반응 속도 밀접 펌프에 의해 생성 된 공기 흐름에 링크로서 사용될 수있다. 자동 펌프를 이용한 경우는 광속 측정시 추가 스톱워치 측정을 필요로하지 않는다.
- 자동 펌프 전 또는 측정을 수행 한 후, 사용되지 않는 경우 핸드 펌프의 단일 스트로크의 지속 시간을 확인한다. 오픈 삽입 표시 TU로 펌핑하여이 작업을 수행수 (오프 / 깨진 튜브 헤드 절단) 및 중지 시계 10 스트로크 때까지의 시간을 측정 (과거 값 : 튜브 4.5 초 / 행정 0.25 / a와 5 / a를, 튜브 2 / A에 대한 칠초 / 행정).
- 실험을 시작하기 전에 자동 펌프 디스펜서 하루 동안 배터리를 충전하십시오.
참고 : 방전 된 배터리는 상당히 느린 펌핑 속도가 발생할 수 있습니다. - (단, 펌프 디스펜서를 사용하지 않는 경우 플롯 또는 치료, 날짜, 시간, 튜브, 뇌졸중, 농축 수, 측정 기간) DTM 측정 모니터링 워크는 클립 보드를 준비한다.
- 하나의 표시 관 상자 (각 농도 범위의 10 튜브 표 2) 준비를 위해 현장에 가지고가는 것은 다른 암모니아 플럭스 강도 (그림 4)을 준비한다.
그림 3 : 셋업 및 동적 (c)의 응용 프로그램동적 관법의 hamber (DTM)는. 각 시스템 PTFE 튜브로 연결된 4 챔버 이루어져 환원 연결 한 펌프로 챔버 모두를 연결하는데 사용된다. 공기가 하단부에 천공하여 매우 하단 밀봉 구리 튜브를 통해 인출하고, 토양을 통해 전달하고, 다른 구리 튜브의 원추형 내부 체적의 상단에 흡인. 시스템을 통과 한 공기는 암모니아 농도의 결정을위한 표시 관에 PTFE 튜브를 통해 안내된다.
그림 4 : 펌프 디스펜서 손 펌프 표시기 튜브 우측 : 핸드 펌프 (스트로크 카운터, 흰색 자리를 함께 펌프 제어를위한 윈도우) 사용 표시기 튜브;. 왼쪽 : 펌프 디스펜서 (컨트롤 디스플레이, 제어 버튼)과 새로운 표시 관 (0.25-3 PPM). 표시 관의 원래 충전은 노란색이 있습니다. 암모니아 연구와 반응보라색 색상에 변화 esults, 색상의 전면 규모 내에서 탈구된다. 암모니아 농도 값은 스케일을 판독함으로써 얻어진다.
| 아니. | 드래 거 튜브 시스템의 구성 요소 |
| 1 | 4 스테인레스 스틸 측정 챔버 (그림 3) |
| 이 | 테프론 튜브의 7 세그먼트 (7mm X 6mm 0.3 m 길이 각각); 강하게 꼬 때 교체 |
| 삼 | 3 Y-커넥터 (PP) |
| 4 | 옵션 : (특히 초원에 측정을 위해 권장) 토양 링, 스테인레스 스틸 |
| (5) | 핸드 펌프 (그림 4) |
| 6 | 표시기 튜브 (1 박스 10 관을 포함) (그림 4) |
| (7) | 옵션 : 펌프 디스펜서 (Figure 4) |
| 8 | 선택 사항 : 핸드 펌프는 측정에 사용되는 스톱워치, |
표 1 : 암모니아 손실 측정에 사용되는 튜브 표시기 (농도 범위).
| 튜브 | 농도 범위 (부피 PPM; μL / l) | 스트로크의 기본 수 | 논평 |
| 암모니아 0.25 / A | 0.25-3 | (10) | 최저 검출 농도 (약 0.05 ppm의 양)은 50 스트로크의 최대 스트로크 수의 증가에 의해 측정 될 수있다 |
| 암모니아 2가 / | 2-30 | (5) | |
| 암모니아 5 / a를 | 5-70 (600 1 스트로크) | (10) |
탁자2 : 설정하는 동적 튜브 방법 측정 시스템이 필요 구성 요소.
- 다음 단계에 따라 패시브 샘플러 측정을위한 준비 :
- 도에 도시 된 바와 같이 표 3에 주어진 항목 패시브 샘플러를 설정합니다. 필드 측정을위한 5 준비 추가 장치 (표 3).
- 유리 병 (= 샘플링 수) 전체 측정 캠페인의 수를 계산합니다.
- 비료 특정 용해 및 배출 동작에 따라 합성 N 비료 용 비료 (용액이 7 회 교환 IE) 응용 프로그램과 높은 숫자 후 플롯 당 약 8 튜브를 가정합니다. 플롯의 샘플링 개수의 곱 수는 총 수의 샘플링을 (총 개수 = 플롯 수가 샘플링 간격의 수를 x)를 산출한다. 모든 유출이 발생할 경우 10 여분의 튜브를 포함합니다.
- samplin의 총 수를 곱하여 필요한 용액의 총 부피를 계산0.05 MH 2 SO 4 용액 0.02 L와 GS.
- 증류수 리터당 진한 황산 (98 %) 9.8 g을 첨가하여 0.05 MH 2 SO 4 용액의 총 부피를 준비한다.
중요 : 먼저 물을 추가 황산을 농축하고, 보호 안경을 착용하십시오. - 산 용액으로 채우기 전에 뚜껑 각각의 빈 유리 병의 무게를 측정 또는 유리 병의 숫자 (예 : 10)를 사용하고 튜브 및 메모 결과의 평균 체중을 계산합니다.
- 병 탑 디스펜서 예 0.05 MH 2 SO 4 0.02 L, 모든 작은 튜브를 입력합니다.
- 예를 들어 레이블 튜브, 측정 순서 내에서 샘플러 솔루션 시험 번호, 플롯 번호, 주문 방수 잉크로 모두 병 뚜껑, B1 P1 T2 (보리 재판 1, 플롯 1, 2 차 솔루션 : 솔루션은 먼저 다음 실험의 개시) 또는 B1의 P23의 T1 (보리 시험 (1), 플롯 (23), 1 차 용액)에 입력합니다.
- 정렬 SM정렬 된 튜브와 트레이가 바람직하다 큰 줄거리 번호는 실험 번호, 년 등으로 표시 비닐 봉지에서 측정 캠페인의 각 측정 이벤트에 대한 모든 병. 라벨 비닐 봉투에 트레이에서 전송 튜브를 샘플링 한 후.
그림 5 :. 패시브 샘플러 (산 트랩)의 셋업은 샘플러의 주요 부분은 각면에 1 ~ 2 창 (크기가 병의 크기에 따라 달라집니다)와 산 증거 병으로 구성되어 있습니다. 상단 가장자리에 드릴 구멍 병을 배출하는 데 사용됩니다. 따라서 창은 약간 배수 동안 쉽게 처리 할 수 있도록 병이 날의이 코너에서 이동합니다. 병을 샘플 용액으로 상단의 입으로 채워 스테인리스 지붕에 나사 결합되는 뚜껑으로 입에 고정된다. 지붕은 유연한 나사에 고정하여 부착 할 수 있습니다강철 막대 강봉의 한 길이를 이용하여 다른 캐노피 높이를 조정하고있다.
| 아니. | 수동 샘플링 시스템의 구성 요소 |
| 1 | 플라스틱 지붕 부착 지점 스틸로드 (길이 0.5 m) |
| 이 | 스테인레스 스틸 지붕 |
| 삼 | 각면에 1 ~ 2 모기장 덮여 창문이 산에 강한 PE 병에서 만든 큐빅 패시브 샘플러. 하나의 상부 가장자리에 구멍이 샘플링 액 배수를 위해 천공된다. 창문을 통해 유출의 위험이 낮은 구멍을 통해 용액 분배 할 수 있도록 중앙에서 약간 창을 이동. 강철 지붕에 2 나사 병의 뚜껑을 수정합니다. 뚜껑에 병 나사. |
| 4 | 샘플러 솔루션의 전송 및 재충전을위한 작은 튜브 (20 ㎖ 0.05 MH 2 SO <서브> 4 용액) - 수백 큰 시험에 대한 |
| (5) | 모든 병에 대한 샘플러 용액 (0.05 MH 2 SO 4 용액) 대형 용기 / 병 |
| 6 | 병 톱 디스펜서 콜렉터 용액으로 작은 컨테이너를 채우는 (20 mL) 중 |
| (7) | 샘플링 액 저장 냉동고 |
표 3 : 설정하는 패시브 샘플러 필요한 구성 요소 및 수동 샘플링 측정을 수행합니다.
3. 측정 필드로 이동 한 후
- 작업의 용이성을 위해 필드에 다음과 같은 추가 장비를 가지고 : 사용되는 종이 타월의 처분을 위해 종이 수건, 가방, 노트, (분류) 유리 병, 산 용액의 처리를위한 산 증거 장갑 트레이를 만들기위한 클립 보드.
- DTM에서 측정을 수행하고 동시에 또는 Wi 패시브 샘플러 솔루션을 교환특히 측정 캠페인의 시작에서 또는 예상되는 높은 NH 3 손실에 큰 시간 차이 사전 통 보없이.
- 처음에 미 수정 제어 플롯의 DTM (단계 3.4) 및 각 측정 날짜의 끝으로 제어 측정을합니다. 이 순서를 따르 제어, 처리, 제어.
- 다양한 온도 및 풍속에 의한 배출 변화를 차지하여 하루의 시간 범위에 대한 신뢰성 암모니아 손실 측정을 획득하기 위해 위에 3~6일 측정한다. (일출 직후) 이른 아침, 늦은 아침, 이른 오후, 늦은 오후, 곧 일몰 전에 :이 시간에 측정을합니다.
- 토양 링은 토양에 플롯 내에서 두 쉽게 접근 가능한 위치에, 프레스 링을 사용하는 경우. 각 위치에 네 개의 링을 사용하여 챔버 시스템 (그림 3)의 네 연결된 챔버 중 하나에 의해 도달 할 수있는 각 위치에서 링 사이의 거리주의하십시오. 토양 린을 삽입반지에 배치 된 나무 보드에 의해 토양에 GS 균등하게 압력을 배포합니다.
- 합성 비료 (예 : 석 질산 암모늄, 요소)가인가되면 플롯의 수정 중에 작은 플라스틱 시트 링 커버. 즉시 컴퓨터 응용 프로그램에 따라 토양 반지의 영역 내 손으로 높은 정밀도로 비료의 필수 나누어지는을 적용합니다.
- 비료 시비의 경우, 첫 번째 (흔적 호스에 의해 예) 비료를 적용 한 후 링을 삽입합니다. 비료가 매우 고르게 분포주의하십시오.
참고 : 수정 된 트랙에 두 챔버 사이의 미 수정 지역에 두 개의 챔버 : 흔적 호스 수정 후 유효한 측정 챔버의 다음 배포에 관해서는 좋은 경험 값이 정확한 결과 13, 14을 제공하는 것으로 나타났다. 트레일 호스 적용 저점 슬러리의 매우 많은 양이 존재하는 경우에는 수정 된 토양에 네 개의 챔버를 배치했다. - DTM과 측정 절차
- 자동 펌프 작업의 용이성을 위해 사용되는 경우 50 스트로크 수를 설정합니다.
주 :이 방법은 용이하게 적용 할 수있는 5 내지 50 스트로크 스트로크 번호 스트로크 번호보다 작은 50 스트로크 펌핑 프로세스를 정지시킴으로써 달성 될 수있다. - 직접의 단말 PTFE 튜브에 접속되는 핸드 펌프와 PTFE 배관 및 챔버 (20-30 선)을 통해 공기를 약 1m 지상 높이로 챔버 올리고 펌핑 NH로 3 -free 공기를 DTM 시스템 린스 챔버 시스템.
- 를 눌러 DTM에 직접 약 15 mm의 깊이로 땅에 챔버 (깊이 챔버 하단의 테두리로 표시한다) 또는 토양 반지로 (목걸이). 확인 토양 흙 덩어리가 토양 링과 챔버 사이에서 제기되지 않도록합니다.
- 준 대신를 제작하는 데 사용 낮은 농도 표시 관 (0.25-3 ppm으로, 표 1)과 제 (20) 예비 펌프 스트로크를 수행Y-상태 조건.
참고 : 암모니아 농도는 푸른 빛이 도는 보라색 어두운 노란색에서 튜브 내부의 산도에 민감한 과립의 색 변화로 표시됩니다. 튜브 내에서이 색상 변경의 전면에는 한이 튜브에 인쇄 규모 내에 위치로 NH 3 농도를 보여줍니다. - 새로운 표시 관의 단계 3.4.4에서 사용되는 사용되는 튜브의 색 변화로부터 획득 된 정보에 기초하여 다음 측정에 적용하는 단계; 농도 범위 (표 1 별개의 농도 범위로 세 가지 튜브로부터)을 선택했다.
참고 : 대부분의 경우 관에서 '0.25 /는'사용됩니다. 즉시 튜브 '2A'및 '5A'슬러리의 고온 하에서 표면에 도포 후, 많은 경우에 사용되어야한다. 약간 색의 표시 과립 사용 '0.25 /는'관이 완전히 10 개 이상의 예비 스트로크 후 푸른 켜져 때이를 표시됩니다. - 새로운 지표를 엽니 다모두의 튜브 펌프 케이스에 설치된 튜브 차단기를 사용하여 떨어져 머리를 끊어서 끝납니다.
- 튜브를 눌러 터미널 PTFE 튜브와 펌프 사이의 표시 튜브를 삽입하면 PTFE 배관 및 펌프 입으로 끝납니다. 가장 낮은 PTFE 튜브에 튜브에 인쇄 된 스케일 값, 펌프의 입에 가장 높은 값으로 끝이 튜브 끝을 삽입합니다. 자동 펌프의 OK 버튼을 누르거나 핸드 펌프를 압축하여 기본 스트로크 수까지 펌핑 시작합니다. 가능한 한 짧게 실제 측정의 사용 튜브 (3.4.4)와 처음으로 미리 펌핑 사이의 일시 중지를 유지합니다.
주 : 펌프 동작의 상세한 설명은 제조업체에 의해 제공된다. - 핸드 펌프가 측정에 사용되는 경우, 핸드 펌프의 제 스트로크 동시에 스톱워치를 시작한다.
- 표준 스트로크 수 (10 스트로크, 튜브 5 스트로크 2 / A)가 도달 및 핸드 펌프가 완전히 이완 된 경우 (의 값을 측정 종료기본 스트로크 수는 자동 펌프의 표시 또는 핸드 펌프의 기계적인 스트로크 카운터)에 표시됩니다. 핸드 펌프의 휴식과 함께 스톱워치 측정 (핸드 펌프를) 종료합니다. 1 표시 - 스트로크 수 = 표준 스트로크 수를 할 때 '정지'버튼을 눌러 자동 펌핑을 종료합니다.
- 튜브에 인쇄 된 규모의 가장 낮은 값의 첫 번째 줄의 표시는 표준 스트로크 번호 다음에 도달하지 (그림 4 참조) 경우 50 스트로크 최대 스트로크 수를 늘립니다. 표시기 튜브의 규모 적어도 첫 번째 행에 도달 할 때에 만 표시 관의 판독을 사용한다.
- 규모에 가장 높은 값을 나타내는 선을 초과하지 마십시오. 도달이 값은 표준 획수 이하 스트로크의 수를 감소하기 전에 펌핑 중단 채용 스트로크의 수를 기록한다.
- 모든면에서 튜브에 가장 먼 색상 변화를 읽고 recor (색상의 라인은 종종 약간 경사 나 요철)D 농도 값.
- 기록 시트에 다음 값을 참고 : 플롯, 날짜, 측정 시간, 스트로크 수 (손 펌프 : 측정 (초 지속 시간)), (보충 코드 파일 참조 - 예 필드 기록 시트) ppm으로 읽기.
- 깨끗한 종이 타월로 토양, 비료 또는 비료 성분을 고집에서 챔버의 깨끗한 림.
- (3.4.2 참조)지면과 같은 높이에서 DTM 시스템을 들어 올립니다.
- 측정의 신뢰성을 높이기 위해 플롯 내에서 서로 다른 위치에서 적어도 두 개의 여러 측정합니다.
- 다른 플롯에 이후의 측정에서 3.4.3-3.4.16 반복 작업.
- 자동 펌프 작업의 용이성을 위해 사용되는 경우 50 스트로크 수를 설정합니다.
- 패시브 샘플러와 측정을위한 절차.
- 즉시 음모에 비료 신청 후 흙이나 캐노피 표면 위의 0.15 m 높이 (집의 창)에서 실험 플롯의 중심에 강철 막대에 고정 패시브 샘플러를 놓습니다. 슬러리 / 비료 APPL으로 서둘러ication 트랙터 / 시스템은 지체없이 샘플러를 설치합니다. 건조 토양의 경우에, 해머로 토양에 강봉을 삽입한다.
- 패시브 샘플러에 대한 첫 번째 샘플링 간격에 대한 분류 가득 산 유리 병 (; P1 T1 예 B1)와 분할 트레이 / 가방 걸어보세요. 산 용액으로 유리 병을 취급하기 전에 장갑을 착용 할 것. 각각의 플롯 및 샘플링 간격의 유리 병을 꺼내. 패시브 샘플러의 병을 풉니 다. 병의 입에 유리 병에서 0.05 MH 2 SO 4 용액을 붓고. 빈 유리 병에 유리 병의 뚜껑을 나사 트레이 / 가방 유리 병을 반환합니다.
- 플롯의 식별을위한 샘플러의 금속 지붕에 플롯 번호를 기입합니다.
- 다른 모든 교환 날짜에서의 실제 및 후속 샘플링 간격 (또는 다른 샘플링 간격을위한 두 개의 가방)에 따라 두 개의 연속 샘플링 간격을위한 유리 병에 나누어 트레이를 가져 가라.
- SO 0.05 MH 2를 교환하는 줄거리로 돌아 가기
- 조심스럽게 패시브 샘플러를 풀어 조심스럽게 빈 원래 유리 병 (예 : B1 / P1 / T1)로 배출 구멍을 통해 '창'의 솔루션을 라우팅하여 패시브 샘플러에서 0.05 MH 2 SO 4 용액을 제거합니다. 이후 사용되지 않은 바이알 (B1 / P1 / T2)의 새로운 0.05 MH 2 SO 4 용액으로 병 입구를 통해 다시 채우기 샘플러. 모두 유리 병에 올바른 라벨과 뚜껑에 나사. 강철 막대에 연결 뚜껑에 나사 결합에 의해로드에 패시브 샘플러를 수정합니다.
- 참고 플롯 번호, 충전 시간 (= 이전 샘플링의 종료 시간 → 시간 비우기) 기록 시트를.
- 바로 유기 N 비료의 적용 후 첫 날에 3-6 시간 후 샘플링 솔루션을 교환한다. 두 번째 날에 12 시간 (두 밤 시간과 낮 시간 배출 즉, 하나의 샘플링)과의 모든 샘플링에 대한 환율을 감소ynthetic N 비료.
주 : 샘플링 높은 저해 암모니아 흡수 될 수 여름 물의 증발 고온 하에서는 24 시간으로 연장 할 수있다.- 직접 최대 1 주간 -18 ° C에서 실험 캠페인 또는 동결 샘플을 체결하고 나중에 측정 후 (아래 설명 참조) 패시브 샘플러 솔루션의 암모늄 농도를 측정한다.
NH 3 플럭스 4. 계산
- 암모니아의 계산 DTM에 대한 플럭스.
- 자동으로 다음 계산 단계를 수행 스프레드 시트를 작성합니다.
- 첫째, 식을 사용하여 DTMs (mg의 N / (㎡ 크기의 *의 시간))로 측정에서 얻은 보정 플럭스를 계산합니다. 1 실 적용 시스템과 지역을 통과 농도 측정 값 (ppm NH 3), 측정 기간, 공기 볼륨에서 (기업 코드 파일 참조).
- N h를 kg 치수로 보정 플럭스의 차원 변환-1의 시간 -1 (100)에 의해 나누어.
- DTM의 보정 플럭스 및 실제 배출량의 차이에 현장 바람 속도의 효과를 보정 보정 식의 응용 프로그램 (식. 2, 3) (12) (보충 코드 파일 참조)에 의해 정량 배출이 값을 확장 할 수 있습니다. 두 캐노피 클래스에서 특정 조건을 설명하는 두 가지 방정식을 적용 : 식. 낮은 캐노피 <0.3 m / 발견 지상 및 식 1. 캐노피> 0.3 m 2.
- 챔버는 동일한 내부 체적을 갖고 있지 않은 경우 (식. 2-3) 보정 방정식을 적용하지 않는 설정 원래 캘리브레이션 실험 12에서 사용.
- 만 기본 스트로크 숫자에서 얻은 ppm의 측정과 계산을 수행 0.5 L 또는 시스템을 통과 한 L 공기에 해당하는 5 또는 10 스트로크 즉. 스트로크의 수를 벗어나는 경우, PPM 판독 및 EQ 적용 측정 지속 시간을 수정한다. (1)에 따라 t스트로크의 수 O를 :
ppm으로 스트로크 = ppm의 * 기본 번호 [5, 10] / 측정시 실제 스트로크 수 = 독서 시간 (초) * 스트로크의 기본 숫자 [5, 10] / 실제 스트로크 수를 측정하는 동안 - 각 측정 날짜 플롯 내에서 반복 측정의 평균 유량을 계산하여 각 플롯의 평균 배출량을 유도.
- 두 측정 기간들 사이의 시간 간격에 대한 평균 암모니아 플럭스를 계산한다.
- 이 간격 (시간)의 시간으로 평균 유량 (kg N / (하 *의 시간), 4.1.8)을 곱하여 두 DTM 측정 사이의 간격에 대한 암모니아 손실 (kg N / 하)를 계산합니다.
- 측정 캠페인 동안 얻은 모든 암모니아 손실 값 (4.1.9 참조)에 추가하여 특정 플롯에 대한 총 누적 손실을 계산합니다.
- 패시브 샘플러에서 플럭스의 계산 :
- 용액 전체 줄거리 데이터로부터 제거 될 수있다이 경우에 흘리하여 손실 된 경우의 값을 버린다. 데이터 조지아 있는지 확인P는, 예를 들면, 충전 할 수 있고, 동일한 샘플링 간격 동안 복제 플롯의 평균값.
- 솔루션 볼륨을 결정 : 시료 용액으로 유리 병의 무게에서 유리 병의 무게를 (단계 2.4 참조) 빼고 1.0 g / ml의 밀도를 가정합니다.
- 제조업체의 지시에 따라 암모니아 성 전극을 이용하여 시료 용액에 NH 4 + 농도를 측정한다.
- 수정 ppm의 [mg의 NH 4 + -N / L = 측정 PPM * 볼륨 측정 [X ㎖의] / 기본 볼륨 [20 ㎖] : 샘플 볼륨은 표준 볼륨, 정확한 농도에서 벗어나면
- 각 샘플링 간격을위한 독서 치료 플롯에서 제어 플롯에서 얻은 평균 농도를 뺍니다. 음수 값의 경우에는 0의 값을 설정합니다.
- 누적 농도를 얻기 위해 측정 캠페인 내의 그래프로부터 얻어지는 모든 측정 간격의 볼륨 제어 수정 ppm의 값을 정리해.
- 강력하게 제거양으로 바이어스의 원인을 식별 할 수 없다면 데이터 세트에서 NH 3 발광 값을 벗어남. 강하게 샘플링 아마 바람을 안고 높은 배출 플롯에서 표류 암모니아의 영향을받는 다른 복제에서 플롯을 벗어나지 동안 바람의 방향을 고려하여 이상 값을 확인합니다.
- 전달 계수의 적용으로 수동 샘플러가 장착 플롯에서 양적 손실을 계산합니다.
- 샘플러 (4.2.6) (식. 4)의 누적 암모니아 흡수에 의해 최종 누적 양적 DTM 손실 (4.1.10)을 나누어 전달 계수 (kg N / (하 * PPM))를 얻습니다. 예를 들면 : 마지막 DTM : 10kg의 N 하 -1; 샘플러 누적 : 20 ppm의 [mg의 N / L] 전달 계수 = 0.5 kg N / (하 PPM) → : 1 ppm으로는 NH 3 흡수 해당하는 0.5 kg / 헥타르 -N NH 3 방출)
- 전달 계수 모든 수동 샘플링의 곱 ppm의 값은 모든 시험 플롯에서 정량 배출을 얻었다. 전송 계수 샘플링 간격에 대한 PPM 판독 곱하여 측정 간격 손실률을 유도 한 후, 샘플링 간격 기간으로 나눈다. 0.5 kg의 N 하 -1 ppm의 -1 * 12 PPM / 6 시간 = 1 kg N 하 -1 시간 -1 : 예 (샘플러 흡수 12 ppm의 시간 6 후)를 참조하십시오.
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Representative Results
2014 년에, 현장 시험은 가축의 신청 후 암모니아 배출을 줄이기 위해 여러 가지 방법의 효과를 테스트하기 위해 덴마크의 중심에 슬러리 설립되었다 : 통합을 회전 경운기, 산성화 된 슬러리 및 폐쇄 슬롯 주입 슬러리 (분사의 통합과 토양 이후에 따르면 토양에서). 높은 발광 응용 기술에 슬러리의 챔버에있어서 흔적 호스 애플리케이션의 적절한 애플리케이션에 특히 비교도 포함한다. 전부 24 플롯 대상으로 하였다. 소 슬러리 80 kg의 비율 NH 4 + -N / 헥타르에 적용 하였다.
그림 6 : 다른 슬러리 응용 방법을 사용하여 복제 된 현장 시험에서 누적 암모니아 배출의 시간 과정 유제품 가축 슬러리 흔적 호스 (표면) 응용 프로그램, 표면 응용 제품에 의해 적용되었다.이온 결합 및 후속 황산으로 산성화 된 슬러리의 혼입 (분사 슬롯 토양 피복) 슬롯 주입 폐쇄. 전달 계수가 흔적 호스 응용 처리로부터 획득하고, 오차 막대는 표준 편차가 문자 p <0.05 (편도 ANOVA)에서의 유의 수준 (Tukey에 HSD)를 나타내는 도시한다.
이 방법은 민감한 증명, 매우 높은 매우 낮은 배출량은 낮은 방출 플롯 높은 발광 플롯에서 표류 암모니아의 강한 간섭없이 구별 할 수있다. 결과적으로,이 방법은 다른 기술 (도 6)에 의해 도포 슬러리 암모니아 배출량 사이의 매우 큰 차이를 수득 하였다. 이론적으로 예상 흔적 호스에서 배출이 가장 높았다 동안 60 % 이하로 혼입 배출 감소. 높은 손실 감소는 후속 혼입 (약 90 %)와 슬롯 폐쇄 주사 또는 산성화와 애플리케이션에 의해 얻어졌다. 이 방법에있어서 매우 releva 준후속 혼입으로 산성화 등 실용적인 관점 하에서 NT 정보는 많은 노동 효율적인 폐쇄 슬롯 주입보다 저렴하다.
2012 년 독일에서 수행 다른 연구에서, 요소에서 암모니아 배출에 분해 효소 억제제의 효과를 시험 하였다 겨울 밀에 적용. 우레아 암모니아 배출과 관련하여 가장 문제가 합성 N 비료하지만 세계적으로 가장 중요하다. 우레아가 가수 분해 효소 억제제의인가에 의해 둔화 될 때 방출이 감소 될 수있다. 또한, 질화 억제제 온실 가스의 질소 산화물의 방출을 자극 할 수있는 토양의 질산 빌드 업 (N 2 O)을 감소시키기 위해 첨가된다. 그러나, 지속적으로 높은 NH 4 + 농도 이상 기간은 또한 NH 3 배출을 촉진 할 수있다. 이 시험에서 모두 다른 요소 비료와 연결된 응용 프로그램 전략 (질산화 억제제와 비료 3 2 대 응용 프로그램)시험 하였다. 결과는 암모니아 배출 강하게 질화 효소 억제제의 사용을 독립적 우레아제 억제제 (도 7)을 이용하여 감소 된 것으로 나타났다. 단지 질화 억제제와 조합 우레아 특정 애플리케이션 기간에서 암모니아 방출을 자극 토양 및 기상 효과에 연결된 높은 방출을 나타내었다. 다른 응용 프로그램 날짜에 기상 조건이 강력한 효과는이 방법 (그림 8)에 의해 얻어진 암모니아 배출의 시간 과정을 변화에서 볼 수 있습니다. 강한 강우 번째 애플리케이션에서 처음 며칠 후에 배출을 감소하면서 처음 두 애플리케이션 날짜, 낮은 온도 및 제 애플리케이션 정기 작지만 침전 이벤트 비교적 낮은 암모니아 배출량을 보였다. 세 번째와 네 번째 애플리케이션에서 높은 온도가 제 3 양상에서의 최고 온도와 배출 가스 우세. 두 날짜에 배출은 강한 강우 EV에 의해 중단되었다엔트. 특정 응용 프로그램의 날짜에서 방출의 강도에 기상 조건의 강력한 효과도 네 번째로 적용된 일반 요소로 질산화 억제제 (2 응용 프로그램) (그림 7)와 일반 요소 (3 응용 프로그램) 및 요소 사이의 평균 배출량의 차이를 설명 낮은 상대 배출량 응용 프로그램 날짜입니다.
그림 7 :. (하단의 그래프) 다른 응용 프로그램 날짜에 대해 서로 다른 요소 비료의 응용 프로그램 (위 그래프) 및 누적 모든 응용 프로그램에 대한 후 누적 암모니아 배출 세분화 된 비료가 서로 다른 성장 단계에서 겨울 밀에 표면에 적용하고, 억제제가 사용된다 암모니아 배출 (UI)를 감소 또는 암모늄 (NI)에 질산의 변환을 천천히 (U = 요소, UI = 분해 효소 억제제, NI는 = 질산화 억제제, CAN =석 질산 암모늄); U는, U + UI가 두 날짜에 세 날짜, U + NI, U + NI + UI에 적용된 CAN, APP = 응용 프로그램 날짜, 오차 막대는 표준 오류를 묘사, 문자 페이지에서 유의 수준 (Tukey에 HSD) <0.05 (표시 한 가지 방법 ANOVA).
그림 8 :. 네 가지 요소 비료와 CAN에서 암모니아 배출의 시간 코스와 날씨 조건은 겨울 밀에 다른 날짜 및 용량에 적용 3 배출량 (하단의 그래프) NH의 공기 기온과 강수량 (위 그래프) 및 시간 과정이 도면은 제안 방법 암모니아 배출 상당히 상이한 시간 코스는 기상 조건 (= 석회 질산 암모늄 CAN U = 요소, UI = 우레아제 억제제, NI는 = 질화 효소 억제제), U는 CAN 비료 종류에 따라 구별 될 수 있다는 것을 예시 U + UI 세 날짜, U + NI, TW에 U + NI + UI에 적용되었다오 날짜, 오차 막대는 문자 P <0.05 (편도 ANOVA)에서 유의 수준 (Tukey에 HSD)를 표시, 표준 편차를 묘사.
측정 방법은 곡물 생산량 및 곡물 N 흡수 (그림 9)에 암모니아 배출의 효과를 테스트하기 위해 또한 수 있습니다. 공분산 분석은 암모니아 배출 곡물 N 흡수에 응용 전략 (2 대 식물주기 당 3 애플리케이션)과 연도의 효과를 테스트하기 위해 적용 하였다. 이 곡물 N 흡수에 (10 세 사이의 동일한 기울기) 암모니아 손실 및 연도 (절편)의 심각한 영향을 존재했다. 곡선의 기울기가이 변수에 암모니아 배출의 효과를 나타내는 반면, 두 곡선의 절편은 N 흡수 (날씨, 토양 조건 등)에 대한 해 효과를 나타낸다. 침출 물, 특히 N 손실 작물 N 흡수에 영향을 미치는 다른 잠재적 질소 손실이 집중 토양 샘플링과 분석으로 관찰 하였다 (데이터는 보이지 않음). 어떤 질산 침출 채식 동안 관찰되지 않았다etation 기간. 따라서, 가장 현저하게, 기울기의 값 (= 1) 암모니아 손실 직접 시험 저감 N 흡수 번역 보여준다. 이 또한이 방법에 의해 측정 암모니아 손실의 크기의 순서를 확인한다.
그림 9 :. 암모니아 배출과 다른 요소 비료와 함께 수정 된 겨울 밀 곡물 질소 흡수의 관계 암모니아 배출은 식물의 성장에 영향을 미칠한다 직접 공장 가능한 질소의 손실이다. 이 그래프는 보정 수동 샘플링 방법으로 측정 출사 암모니아 질소 흡수 양방향 ANOVA에 의해 분석 된 데이터에 관련 될 수 있다는 것을 보여준다.
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Discussion
이 제안 된 방법은 복제 된 현장 시험 상이한 비료 치료 암모니아 배출량을 비교하고 N 비료의 관리를 향상시키기 위해 이러한 측정으로부터 얻어진 유의 한 정보를 사용하여 사용될 수 있음을 도시 하였다. 이 방법에 의해 얻어진 배기 가스의 양은 micrometeorological 측정 13,15,16과 비교하여 이전 연구에서 검증되었습니다. 본 논문에서는 이러한 접근 방식의 양적 유효성은 간접적으로 측정 암모니아 배출과 작물 N 흡수 사이에 밀접한 선형 관계에 의해 입증되었다. 따라서,이 방법은 암모니아 배출량 농경법 관련 질소 손실의 측정에 적용 간주 될 수있다. 암모니아 손실 정량이 접근법의 적용은 이러한 조건 하에서 확인 된 챔버에있어서의 교정 2- m 높이에서 ≤4 m / sec의 평균 풍속이 제한된다.
e_content "> 그러나, 어려운 이러한 접근법의 적용을 조건.에서 매우 낮은 제로 바람 (20)을 관찰 한 발광 부위에 재 증착에 의해 암모니아 이중 과금 속도 및 수동 샘플링에 의해 설명 될 수 없다. 이러한 상황은 밤 시간과 (산, 높은 장애물 피난처) 특정 지리적 조건에서 발생할 수있다.이 경우는 방출되는 암모니아의 반송 동작은 14 불확실로 배출을 정량화하기 어렵다. 그러나, 이러한 문제는 대부분의 암모니아 배출 방법에 영향 와, 발광 관점에서, 제로 방출 폐기해야하는 조건 또는 측정 간격에 따라 가정되어야한다. 그들은 제어에 의해 설명 될 수있는 실험 필드가 제시된 방법론에 문제를 제기하지 않는 다중 플롯에 인접 분야에서 암모니아를 표류 측정 (더 시비 치료 없음). 그러나,이 영향은 암모니아 농도를 초과하는 경우가 이리저리치료 플롯을 해요, 암모니아 손실의 결정이 불가능할 수있다. 따라서, 실험 사이트를 이웃 필드의 수정은 통제되어야하고 더 암모니아는 그 분야에서 방출 될 수 없습니다. 비료 편재 또는 (불균일) 토양에 혼입되는 조건 하에서, 적절하게 측정 된 광속으로 인해 알 비료 분포 필드 대표적인 않을 수 있으므로 챔버 시스템을 적용하는 것이 곤란 또는 불가능하다. 이 경우 다른 치료가 제대로 토양에 챔버의 배치에 의해 설명 될 수있는 잘 알려진 비료 배포판에 포함되어야한다. 이 흔적 호스 응용 프로그램이 눈에 띄게 알려진 흔적 호스와 슬러리에 의해 토양의 범위로 추가 된 위에서 주어진 예에서 볼 수 있습니다. 그러한 조치가 가능하지 않은 경우, 제시된 방법은 적용될 수 없다. 그러나, 이러한 제한의 영향을받지 않습니다 수동 샘플링, 적어도 t 사이의 반 정량적 인 차이를 줄 것이다더 정확한 정량 배출하지만 reatments. 적절하게 고르지 비료 유통를 차지하지의 문제는 모든 챔버 또는 바람 터널 시스템에 문제가 있습니다. 그러나, 풍동하여 비료 유통에 마이크로 규모의 요철을 평균보다 큰 토양의 범위를 가질 수있다. 따라서,이 방법에 사용 된 챔버에있어서 플롯 측정 (예 풍동)에서 정량 배출을 제공하는 다른 방법으로 대체 될 수있다. 그러나 바람 터널의 특정 디자인은 정확한 계량 값을 10,21를 제공하고 비 이벤트 전에 제거 후 교체 할 수없는 경우 종종 잘못된 정보를 제공합니다. 비료 분포의 특정 문제 떨어져있을 정확하게 정량화 암모니아 손실 다른 암모니아 손실 측정 시스템의 유효성에 대한 지속적인 논쟁은 여전히, 챔버 시스템은 일반적으로 20 문제시된다. 그러나, 이전의 연구에서 나타났다
> 0.3 m 높은 캐노피는 여전히 적용 챔버 시스템과 바람 터널을 포함한 모든 동적 챔버 시스템을위한 도전을 제기. 과거 시험이 종이와 micrometeorological 결과에 제시된 방법 사이 좋은 계약을 보여 주었다. 그러나, 미래의 시험 결과를 확인하는 것이 필요하다.
장기적으로는 패시브 SAMP를 사용하는 것이 가장 바람직 할 것이다 별도의 보정 방정식에 기초 정량법없이 결과 LER. 풍속 등, 온도에 대한 이러한 식베이스를 유도 과거의 노력은 성공하지 않았다. 이는 패시브 샘플러 디자인의 변화에 아마 - 그리고 캐노피 효과 - 방법은 아직 개발했다. 향후 샘플러 정의 디자인이 제안되고 수많은 실험 후 보정 방정식의 도출 패시브 샘플러의 이러한 특정 타입에 적용 할 수 있어야한다. 산없이 유출의 위험 및 취급의 더 쉽게 매트릭스에 결합되는 경우 액체 묽은 황산, 기성 산 트랩 (22), 예를 들어 알파 샘플러 (23)를 사용하는이 연구에서 자체 제작 패시브 샘플러에 대한 대안으로 사용할 수 있습니다 . 그러나 이러한 샘플러는이 방법 (22)에인가보다 긴 노출 시간이 필요할 수 있습니다 아직 유사한 방식으로 테스트되지 않았습니다.
e_content "> 새로운 방법, 실험 조건의 넓은 범위에서 유효합니다. 방법 입증 제시했다 정량적으로 복제 된 현장 시험에서 암모니아 배출을 측정하기 위해, 수동 샘플링을 보정 맨 손으로 흙이나 작은 캐노피와 조건에서 사용하는 것이 좋습니다. 결과 큰 식물 캐노피 더 신중 처리되어야과 실험으로부터 얻어진. 사용자가 방법의 정량적 유효성에 대한 의심 상태 인 경우, 그것은 동일 토양 아래 micrometeorological 챔버 기법 동시 측정에이 방법을 조합하여 시험 할 수있다 캐노피의 조건으로 얻어진 배출 후의 비교. 패시브 샘플러 성적 다중 플롯 현장 시험 암모니아 배출량을 측정 및 스케일링 방법에 대한 전달 계수. 요건을 얻기 위해 서로 다른 스케일링의 방법에서 사용할 수있는 매우 강력한 도구를 입증 패시브 샘플에 이용 된 것과 동일한 그래프에 그 적용RS. 샘플러의 최종 디자인을 형성 한 후, 또는 기성 패시브 샘플러를 적용하는 등 샘플러에 대한 별도의 보정 방정식이 개발 될 수 있고, 정량 방법에 동시 측정을 불출 할 수있다.Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
저자는 그가 더 경쟁 재정적 이익을 가지고 있지 함을 선언합니다.
Acknowledgments
저자는 개발 및이 방법의 발전에 자신의 노력에 대한 박사 마르코 Roelcke 박사 더크 Niekisch 박사 로버트 Quakernack 박사 강 니켈에 감사합니다. 또한 현장 기술자 도리스 Ziermann 및 6월 양에 감사드립니다. 기본 조사는 독일 연구 협회, 연방 국가 슐레스비히 홀슈타인, 유럽 연합 (EU)과 SKW Piesteritz 공사의 EFRE 보조금에 의해 지원되었다. 인용 된 간행물에 상세히 나타낸 바와 같이.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| stainless steel Dräger chamber + soil rings | Fa. Hofmann GmbH, Metallindustriewerk, Kiel, Germany | no number | |
| roofs and stainless steel rod for passive sampler | Fa. Hofmann GmbH, Metallindustriewerk, Kiel, Germany | no number | |
| ammonia electrode + bench | Thermo scientific | Cat. No. 9512BNWP or 951201 | |
| ammonia electrode filling solution | Thermo scientific | Cat. No. 951202 | |
| Ammonia calibration standards; 0.1 M ammonia chloride standard | Thermo scientific | Cat. No. 951006 | |
| Dräger pumps | Draeger Safety AG& Co Kg | ||
| Dräger tubes | Draeger Safety AG& Co Kg | types: 0.25/a; 2/a; 5/a | |
| acid resistant passive sampling bottles (Azlon bottle, HDPE) | Dunn Labortechnik GmbH | Cat.No.: BGE230P | |
| small vials (scintillation bottles PE 60 mm x 27 mm) | any laboratory store | ||
| PTFE tubing 7 mm x 1 mm WDG | any laboratory store | ||
| connectors PP Y-Form 6-7 mm | any laboratory store |
References
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