Summary
氨氮排放量是由水体富营养化，土壤酸化和细颗粒形成环境的主要威胁，主要源于农业源。这种方法允许氨损耗测量中复制田间试验使排放量和作物生长和排放之间的关系进行统计分析。
Abstract
农业氨（NH 3）的排放量（90％欧盟总排放量）负责约45％的水体富营养化空降，31％土壤酸化和12％的罚款 粉尘形成欧盟15国之内。但是NH 3排放也意味着营养物质相当大的损失。从有机和无机肥施用对NH 3排放许多研究近几十年来被执行。然而，3排放后申请化肥与NH研究尤其是仍局限于相对关系来排放，化肥类型，场地条件和作物生长。由于作物对治疗的可变响应，效果只能在实验设计包括用于统计检验字段复制验证。占主导地位的氨的减肥方法产生的排放量需要大的场区，昂贵的设备或电流供应，限制在重复田间试验他们的应用。该公关otocol描述NH测量新方法的许多情节联的所有地块使用一个简单的半定量测量方法，通过使用选定的地块两种方法同时测量定量的方法3排放。作为半定量测定方法被用于被动采样。第二种方法是一种动态室方法（动态管法），得到转印商数，它转换被动采样器的半定量损失到定量的损失（公斤氮气公顷-1）。这种方法的基本原理是，放置在一个均匀的试验田被动采样具有相同的环境条件下相同的 NH 3的吸收行为。因此，转移合作效率，从单一的被动采样获得可用于规模在同一个现场试验中使用的所有被动采样值。该方法在大范围的实验条件下被证明有效并建议裸露的土壤或小檐（<0.3米）的条件下使用。与较高的植物，从实验中得到的结果应该更慎重对待。
Introduction
氨（NH 3）是从在欧盟农业源发射的唯一大气微量气体主要（90％）。虽然农业也是一个主要来源（>欧盟排放的50％），这些既有助于一下〜5％的总EU15人为温室气体排放量。与此相反，农业的NH 3排放负责大约45％的排放衍生富营养化，欧盟15 1内酸化和12％的细粉尘形成的31％。除了 不利影响生态系统和人类健康，通过NH 3排放氮（N）的损失是经济损失给农民2。氮肥是一种通过现代农业提供食品生产率高的关键。除了 对环境的损害，NH 3排放，因此，意味着营养素相当大的损失，作为NH 3从肥料铵衍生，除硝化密钥矿物氮物种直接利用能治作物生长过程和产量的工厂。氮肥应用的贡献20-80十亿€每年的利润为欧盟农民，但反过来，据估计，NH 3从农业释放到空气中造成〜年度损坏50个十亿€欧盟3。因此，还原的NH 3排放的是必不可少的既降低对环境的影响，并增加施加N的效率
在农业方面，NH 3主要发出动物的房子，粪便（泥浆，厌氧digestates（AD），固体肥料）的存储和管理，以及肥料领域的应用。的倾向发出NH 3的不同取决于粪便成分， 如干物质含量和肥料的pH值。基于合成氮肥如尿素，磷酸二铵一定程度铵和胺也有助于NH 3排放。虽然钙质硝酸铵（CAN）是主要的氮肥在许多欧洲国家，使用大颗粒尿素的增加，并且是第二次在中欧和西欧CAN于2012年4尿素是在发展中国家尤为流行，由于高N含量的优势，安全，运输方便，是世界上最重要的合成氮肥5。然而，pH值和表层土壤NH 4 +尿素水解产生-concentrations的增加可导致高NH 3排放。这会导致低氮利用效率，尤其是在碱性土壤或土壤具有低吸附能力，这限制了在欧洲6,7-使用尿素肥料。
从有机和无机肥和牲畜外壳上NH 3排放许多研究近几十年来6,8。然而，相关的研究NH氨emitt的申请后3排放已执行ING化肥仍然是有限的。这特别适用于氨的排放量，使用肥料类型，场地条件和作物生长之间的关系。在理想情况下，这需要重复的田间试验中，由于作物对只能在一个实验设计包括用于统计检验字段复制进行验证处理的可变响应。
氨损 失，因此应该还复制多情节的现场试验9确定，但占主导地位的氨的减肥方法产生的量化的排放（ 即公斤N /（公顷* H））需要大的场区（微气象方法），昂贵的设备（风洞），或者在场的电力供给这使得它们在重复的田间试验中应用困难或不可能。此外，风洞的特定设置而受到批评相对于得到的发光值10的精确度。因此，存在为强烈需要2N氨损失的方法来确定在重复的田间试验中氨氮排放量。这种方法可以用来帮助提高农业的措施，以减少基础上，场地条件，施肥种类，使用方法和作物生长统计学验证效果氨氮排放量。
新方法的基本思想，校准被动采样，是提供一种用于测量在许多小区通过同时测量结果与上几个重复这两种方法链接的简单的半定量测量方法中，用一个定量的方法。相比，在原始出版物11中的设计修改被动采样用作半定量测量方法。动态管法（DTM）12，一个校准动态室法中，采用以获得传递系数，它转换被动取样定量损失的半定量的损失（千克氮公顷-1）。由于在腔室中的低的空气交换率从DTM获得系统未校准的排放量要比真正的排放量低约一个数量级。不过，这个问题是由校准方程，校正该室通量取决于原位风力条件13克服。当腔室具有相同的内部顶空体积和设计中的那些校准试验中使用这些校准方程只能应用。腔室可以直接插在土壤或放置在土壤环。后者防止土壤过度干扰，并允许在密集的草皮或压实土几乎密不透风引进室。此外，待测试肥料的确切量可以在土壤环内施加。然而，在土壤环土壤土块也可以意味着在腔和土壤环之间的夹紧。
图1：同时measuremeNT与被动采样，并在田间室法（DTM）。被动采样位于方密谋0.15米以上土壤/冠层的中心。与DTM测量是根据测量日期剧情内进行至少2个位置。专门用于收割面积不应室和被动采样测量操作的影响。
来导出传递系数测量在这两种方法的少数地块同时进行（ 图1）。重要的是，它们都具有相同的总测量持续时间应用，该测量是在同一时间进行的（1小时内）。原则促进许多重复的转移系数的应用是基于这样的事实，被动采样器放置在一个均匀的试验田，以适当的距离到障碍物干扰风场作为树篱，建筑物等。（至少10倍，理想地20 obstac次乐高）14，具有相同的环境条件下同一NH 3吸收行为。因此，例如，在一个情节低50％的发射将直接由一个取样溶液转化为减少50％的氨的吸收。因此，用于酸阱值的比例在单个情节的转移系数可用于按比例在相同的现场试验所用的所有酸的陷阱的值。由于对被动采样11的氨吸收效率变化的环境条件（温度，风速，表面粗糙度）效应的传递系数具有分别以导出针对每个测量活动。
采用这两种方法的一般特征和要求的田间试验设计包括4个放置在由波纹管泵（DTM），被动采样和大型二次试验田大缓冲与聚四氟乙烯（PTFE）油管相连，通风的土壤动态室对于空间热度庆安NH 3漂移地块之间的发射测量实际情节的影响。
被动采样填充用稀硫酸（0.05 MH 2 SO 4）并放置在图的中心。在被动采样溶液不断吸收氨，并根据排放的预期强度定期更换。同时，NH 3通量与在两个处理区的DTM和在时间的特定时间点的控制积测量。相反，风洞，这两种方法组合在校准被动采样只对土壤湿度，土壤温度和降雨非常有限的影响，从而影响氨气排放的损失非常强烈6,8。虽然被动采样是在这些变量上面装土壤，植被表面0.15米，无任何影响，与DTM室测量最后只剩下约5分钟减少潜在室效应降至最低。 在取样溶液的 NH 4 +浓度精确的结果可以通过与铵敏感电极测量来获得。用连续流自动分析仪的测量可能是有问题如在这些仪器可以通过所使用的取样溶液和化学品的酸性pH通过阻碍施加pH敏感色反应需要修改。在通过DTM的室系统通过空气NH 3浓度瞬间带指示灯管测量。测得的NH 3浓度记录每次测量后数据表。
对于DTM，NH 3通量（毫克N /（平方米* h））进行从测量的 NH 3浓度，并通过四腔系统中的空气流率和由腔室（式1，段落2.5.1）所覆盖的面积来计算。由此产生的未校准通量（这低估了真正的排放量）被调整为亏损定量用校准方程（方程2和3，请参见第2.5.1）。 DTM中的缩放累积的 NH 3损失（公斤/公顷）由平均两个后续测量日期之间的磁通量，此平均流量与每个间隔的持续时间相乘，并从测量的所有测量间隔加入式的所有损失计算运动。从被动采样累积定性NH 3负（ppm的总和）由累加在试验活动中的一个情节收集NH 4 + -concentrations（PPM）计算。这是可行的，因为在相同的体积和温度测量，PPM值直接转化为捕获的氨。缩放这些定性损失定量损失传递系数（公斤/（公顷* ppm的））由与所述DTM的累积最终损失衍生（千克氮公顷-1），以在该取样器的浓度的总和所测量的同样的地块。然后，该传热系数用吨Ø通过累积浓度与传热系数乘以转换被动采样量化通量（ 如千克/公顷）半定量排放。
通过蒸发的水损失从收集器不影响吸收能力但在以后进行数据分析进行校正。由于在强风的蔓延的解决方案还没有被观察到，即使在德国北部的沿海沼泽地。决定性这种方法的成功应用在包括地块内同一位置和布局的高度领域应用的所有被动采样的相同的设计。被动采样的几种设计在过去得到了成功应用。本文认为这已被证明可靠，易于现场测量操作一个特殊的设计。所提出的方法已经通过比较标准的氨损失的方法（微气象方法）在约15 FIEL广泛的测试Ð试验确认程序15,16的定量有效性和排放动态17一个不带偏见的代表性。相比于校准研究13微气象测量校准通量测定（R 2）的系数为0.84，非常类似于在最近的一项研究比较18对测得的大气氨的浓度氨气传感器获得的系数。累计损失氨氮相对根均方误差为17％，也相当接近在比较微气象测量13其它研究得出的值。在所提出的方法相比，从有机浆料氨气排放（5个独立试验），0.96（曲线的斜率≈1）和5％的相对根均方误差的R 2的微气象测量所述第二验证得到最终累积氨氮排放量15。该方法已被证明在敏感使用不同的合成氮肥19 3年田间试验。这种方法的应用受到限制，以平均风速≤4米/秒以2米的高度作为该室方法只有那些条件13,15,16下验证。
一个测量活动被定义为一个实验测试氨氮排放量在几个地块持续数天，长达数周施肥后。在一块土地上的每个测量活动是由若干后续采样间隔（被动采样）或测量日期（DTM）的。采样间隔被定义为通过一个取样溶液中释放氨的吸光度的顺序持续时间。测量日期被定义为在时间顺序点在该DTM测量在用于推导传递系数不同重复进行。
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Protocol
1.实验设计和一般操作说明
- 使用比较大的地块（12米×12米或9米×9米）相比，通常是在重复的田间试验中施加的尺寸（ 例如 3米×8米），以避免对氨排放肥料分布不均（ 图2）的效果。使用平方积的形状，以避免由取样风向氨摄取移位的效果。通过保持小区间1地块大小的缓冲区从一个阴谋，对方可以接受的程度降低NH 3的漂移。
图2：最佳实验设计与被动采样多情节氨损耗测量使用比较大的（12米×12米; 9米×9米）未处理后卫地块每边方形分离处理区。为了避免对NH树冠影响3排放缓冲地块可以用零排放的硝酸盐肥料施肥。
- 加入对照地块没有处理区之间分布施肥。
- 给号码或代码，各小区的情节和样品的简单的识别。
- 适用有机的或合成的氮肥对试验田测距每公顷50至150之间公斤氨（铵+尿素）氮（N），为在早期的研究15,16,19完成的。
注意：肥料的量可根据实验的目标而有所不同。 - 选择两个治疗地块和与DTM法和被动采样同时测量一个控制图。选择治疗地块具有推定的高排放（根据经验或文献）给人以强烈的测量信号。
- 设置与通过现场试验机械或准确线索软管或表面施加均匀分布的肥料散布由N（变异的至少两个额外的重复复制地块〜10％）之间时，如果有不均匀的垂直或横向肥料分布。需要注意的是不均匀的化肥流通通常由小道软管应用，肥料和泥浆注入，或颗粒状肥料与未校准的实际吊具应用程序浆后发生。
- 开展与被动采样和DTM对这些额外的地块同时测量。使用从这些地块的结果传递系数的推导。检查前通过应用和称重后浆池或应用机械施肥量。
- 记录在该领域的以下环境变量具有在 10分钟的时间间隔原位气象站记录的数据来计算原始和校正NH的DTM的3不敌利率方程式1-3（见补充编码文件），以消除手段错误的情节测量：
- 记录空气温度（1米高度）
- 记录大气气压（HPA）
- 记录风速为2米的高度高檐，也以0.2米的高度（米/秒）
- 记录风向。
注意：为了便于三人操作人员的建议在肥料（第一测量日期）和采样器（一人动态室法，两个用于安装被动采样和酸溶液的交换）的安装的应用程序。在后来的测量日期，建议两个人（一个被动采样，一个动态室）;然而，在积小数目（<10）的情况下，它是可控的以覆盖所有的任务与一个人。
2.准备才去现场
- 按照以下步骤准备测量与DTM：
- 组装和包装室系统（ 图3和4）由表1给出的项目。推聚四氟乙烯管（长度0.3米）在每个腔室的短铜管和2根PTFE管与一个Y形连接器连接，分别。连接每个所述两个y连接器与另一个PTFE管（0.3米）的和既与另一个Y形连接器连接。放终端PTFE管（0.3米）的最上面的连接器的单端。
- 包手泵或用于通风系统的自动泵（ 图4）。总是收拾手压泵到现场冲洗空气系统具有低NH 3浓度（步骤3.4.2）。注意：由生产原始泵必须被用作指示管的反应动力学是密切相关的由泵产生的空气通量。当使用自动泵，它不要求在通量测量附加秒表测量。
- 如果自动泵不使用，之前或进行测量之后，检查手压泵的单个行程的持续时间。通过以开放的插指标涂抽做到这一点是（切断/破管头）和测量时间，直到10招用秒表（过去的价值观：为管4.5秒/冲程0.25 / a和5 / A;对于管2/7秒/分行程）。
- 为电池充电试验开始前自动泵分配器一天。
注意：放电的电池可能会导致一个显著较慢的泵送率。 - 制备具有工作表DTM测量监测剪贴板（情节或治疗，日期，时间，管，中风，浓度的数目，并且测量持续时间，如果不使用泵分配器）。
- 准备一个指示器管箱（10管各浓度范围之外; 表2）取到现场，以便针对不同的氨通量强度（ 图4）来制备。
图3：设置和动态的c应用动态管法的hamber（DTM）。每个系统由由PTFE管连接4室，减少连接用于所有室连接到一个泵。空气通过在其下端的穿孔和在最底层密封的铜管拉伸，通过了在土壤中，并且在圆锥形内部容积到另一个铜管的顶部被吸入。这已通过系统中的空气然后经由聚四氟乙烯管连接到用于测定氨浓度的指示管领导。
图4：指标与管泵分配器和手动泵右侧：手泵（中风柜台，窗口白斑泵控制）用过的指示管。左侧：泵分配器（控制显示屏，控制按钮）和新指示管（0.25-3 PPM）。指示管的原厂灌装有一个黄色的颜色。与氨反应ř在改变到紫色esults，颜色前方规模内错位。氨浓度值由读取刻度获得。
| 没有。 | 德尔格管系统的组件 |
| 1 | 4不锈钢测量室（ 图3） |
| 2 | 聚四氟乙烯管的7段（7×6mm的;每次0.3米长）;当更换扭结强烈 |
| 3 | 3 Y型连接器（PP） |
| 4 | 可选：土圈，不锈钢（特别推荐用于草原测量） |
| 五 | 手泵（ 图4） |
| 6 | 指示管（1盒含10管）（ 图4） |
| 7 | 可选：泵分配器（Figure 4） |
| 8 | 可选：秒表，当手泵被用于测量 |
表1：用于氨损耗测量显示管（浓度范围）。
| 管 | 浓度的范围（体积ppm的;微升/升） | 招默认数量 | 评论 |
| 氨0.25 /一 | 0.25 - 3 | 10 | 最低可检测浓度（ 约 0.05体积ppm的）可以通过增加行程数目为最大的50笔被测量 |
| 氨2 / A | 2 - 30 | 五 | |
| 氨5 / A | 5 - 70（600 1行程） | 10 |
表2：建立一个动态管法测量系统所需的组件。
- 按照以下步骤准备被动采样测量：
- 建立被动采样与如图1所示表3中给出的项目。 5并准备实地测量其他设备（ 表3）。
- 计算小瓶（=采样数）为整个测量活动的数量。
- 假设每块地约8瓶后施肥（ 即解决方案交换了7倍）和较高的号码取决于特定的肥料溶解和排放行为的合成氮肥。与重复的采样数的乘法数目来计算总采样数（总数=地块数×采样间隔数）。包括情况下，任何泄漏发生10多瓶。
- 计算乘以samplin总数所需要的溶液总体积GS用0.02升0.05 MH 2 SO 4溶液。
- 通过加入9.8克每升蒸馏水浓硫酸（98％）的制备的0.05 MH 2 SO 4溶液的总体积。
重要提示：先加水再浓硫酸，并戴安全防护眼镜。 - 称取盖每个空瓶与酸性溶液灌装前，或使用一些小瓶（ 如 10），并计算平均体重小瓶和注意事项的结果。
- 填写所有小小瓶0.02升0.05 MH 2 SO 4， 如与瓶顶饮水机。
- 标签小瓶，既瓶子和盖子与试验编号，情节号，测量序列中的采样方案的顺序防水墨，为例如 ，B1 P1 T2（大麦试验1，区1，第2溶液：溶液后的第一个填补实验发作）或B1 P23 T1（大麦试验1，积23，1 日溶液）。
- SM排序所有瓶在标有实验编号，年份等对于较大的地块编号排序与小瓶托盘最好塑料袋的测量活动的各测量事件。从纸盒采样传输小瓶标记的塑料袋后。
图5：被动采样器（酸阱）的设置的采样器的主要部分包括一个防酸瓶并在每个侧面1-2窗口（大小取决于瓶子的尺寸）。在上边缘处的钻孔被用来排空瓶中。因此窗口略微从瓶的该边缘的这个角位移，以允许容易处理而排出。瓶子被通过口在与取样溶液的顶部填充和固定用口向其中拧到不锈钢屋顶盖。屋顶可以由柔性螺钉固定到附连钢棒通过仅使用一个长的钢线材，以允许调整不同树冠的高度。
| 没有。 | 被动采样系统的组件 |
| 1 | 钢杆连接点的塑料屋顶（长0.5米） |
| 2 | 不锈钢屋顶 |
| 3 | 从耐酸PE瓶，每边1-2蚊帐覆盖的窗户取得立方被动采样。在一个上边缘的孔钻用于排放的抽样方案。从中心略微偏移的窗口，以允许通过与通过窗口溢出的风险低的孔分配的溶液中。修复的瓶子盖用2个螺丝的钢结构屋顶。拧上盖子的瓶子。 |
| 4 | 为解决采样运输和回填小瓶装（20毫升0.05 MH 2 SO <子> 4溶液） -几百年的大型试验 |
| 五 | 大容器/瓶采样液（0.05 MH 2 SO 4溶液）的所有小瓶 |
| 6 | 瓶顶分配器填补了小容器与收集器溶液（20毫升）中 |
| 7 | 冷冻采样存储解决方案 |
表3：以建立一个被动采样所需的组件和用于进行被动采样测量。
3.要到现场，并进行测量后，
- 采取以下附加设备到外地为便于操作：纸巾袋处置用纸巾，剪贴板做笔记，托盘（排序）的小瓶中，对于酸性溶液的处理耐酸手套。
- 通过DTM进行测量，并同时或无线交换被动采样解决方案thout大的时间差异，尤其是在测量活动的开始，或在预期的高NH 3负。
- 让与未受精的对照地块的DTM（步骤3.4）在开始和每个测量日期的最后一个控制测量。下列顺序进行：控制，治疗，控制。
- 测量过3-6天通过考虑用于改变由于不同的温度和风速的排放得到了一整天的时间跨度可靠氨损耗测量。请在以下时间测量：清晨（日出后不久），逾期上午，午后，傍晚，日落前不久。
- 如果土壤环使用，按环两个方便可用位置的地块到土壤中。使用四个环为每个位置和照顾在可通过的腔室系统（ 图3）的4个连接室中的一个到达每个位置的环之间的距离。插入土RINGS入土壤通过一个木板放置在环均匀分布的压力。
- 如果施加合成肥料（ 例如钙质硝酸铵，尿素）的田块受精过程中覆盖小塑料片的环。紧跟在机应用，用手土壤环的区域之内的施肥所需等份高精度。
- 在施用有机肥的情况下，首先应用肥料（ 如通过线索软管），然后插入环。请注意，该肥料非常均匀地分布。
注：为线索软管受精后有效测量室的分布如下由于良好的经验值被证明是提供准确的结果13,14：两院对受精的轨道，在之间的未受精的区域两室。如果有一个非常大的量与线索软管采用低粘度的料浆也把四个腔室到受精的土壤。 - 程序与DTM测试
- 设置笔划数到50，如果自动泵用来便于操作。
注意：在笔5和50之间的这种方式笔划数可以很容易地施加，行程数小于50笔可以通过停止泵送过程来实现。 - 通过PTFE管和腔室（20-30笔）直接连接到的终端PTFE管的手泵提升腔室到上述地面约1米的高度和泵送空气冲洗的DTM系统用NH 3 -free空气腔室系统。
- 按DTM腔室直接进入地面至约15毫米的深度（深度由在腔室底部的边缘标记时）或进入土壤环（环）。确保土壤土块不要让土环与室之间提出英寸
- 与使用低浓度指示剂管（0.25-3 ppm时， 表1）来创建准代替执行第一20预备泵冲程Y型状态下。
注：氨气浓度通过pH敏感的颗粒的管内部至蓝紫色的颜色变化从暗黄色表示。只要它位于印刷在管的规模内的管内这种颜色变化的前面示出的NH 3浓度。 - 选择的浓度范围（下具有不同的浓度范围三种可能管; 表1）的新指示管的，在未来的测量的基础上从在步骤3.4.4所采用的用于管的颜色变化所获得的信息可以应用。
注意：在大多数情况下，管“0.25 /一个”被使用。后立即浆料管“2A”和“5A”的和在高温下的表面的应用程序应在许多情况下使用。当一个略带颜色的指示灯颗粒使用经过十余准备招'0.25 /一个'管已经完全变成了蓝色这表示。 - 打开一个新指标管在两个通过打破后仰使用安装在泵壳的管断路器结束。
- 按管端插入PTFE管和泵之间的指示管结束到PTFE管和泵嘴。插入的管端与印刷在管插入PTFE管的刻度最低值，并且具有最高值到泵口端。开始按自动化泵的OK按钮或压缩手泵抽至默认笔划数。之间保持与实际测量尽可能短的使用管（3.4.4）和开始泵送预暂停。
注意：泵操作的详细描述是由制造商提供的。 - 如果一个手泵用于测量，以手压泵的第一笔划同时启动秒表。
- 结束测量时达到标准笔划数（10冲程，5笔与管2 / a）和手泵完全松弛（的值默认杆数显示出来自动泵的显示器上或手动泵的机械行程计数器）。随着手泵放松终止秒表测量（手动泵）。显示1 - 由笔画数=标准行程号码时按下“停止”按钮终止自动抽水。
- 增加行程数目最大为50笔，如果上印管刻度的最低值的第一行指示（ 见图4）的标准笔划数后没有达到。使用指示管读数达到至少上的指示器管规模第一线，只有当。
- 不要超过指示上规模最高值的行。之前该值达到降低低于标准笔划数笔划数，停止泵送，并记录所用笔划的数量。
- 阅读来自各方面的管最远的颜色变化（颜色的线往往是稍微倾斜或不均匀）和录音功D水平值。
- 注意在记录纸上以下值：剧情，日期，测量时间，笔画数（手动泵：测量（秒持续时间）），阅读以ppm（见补充编码文件 - 例如现场记录表）。
- 从干净的纸巾粘土壤，肥料或肥料成分腔的清洁边缘。
- 从地面和冲洗提起DTM系统（参见3.4.2节）。
- 使多次测量，至少两个，在不同位置的曲线图中，以增加测量的可靠性。
- 3.4.3-3.4.16其他地块，并在随后的测量重复操作。
- 设置笔划数到50，如果自动泵用来便于操作。
- 程序与被动采样测量。
- 上方放置土壤或冠面以0.15米的高度（集电极的窗口）紧固到在试验区的中心的钢杆被动采样应用肥到的曲线图之后。与浆料/肥料申请快点ication拖拉机/系统中安装采样刻不容缓。在干燥的土壤中的情况下，将钢杆与锤的土壤。
- 被动采样与细分托盘/袋为第一采样间隔排列充满酸小瓶（; P1 T1 如 B1）的步行路程。用酸性溶液处理小瓶之前戴上手套。取出用于各个图和采样间隔的小瓶中。拧下被动采样的瓶子。倾来自小瓶的0.05 MH 2 SO 4溶液进入瓶口。拧上空小瓶小瓶的盖子，并返回小瓶到托盘/袋。
- 写在采样的地块识别的金属屋面门牌号码。
- 根据所有其他交易所日期的实际和随后的采样间隔（或两袋不同的采样间隔）采取与小瓶细分托盘随后的两个采样间隔。
- 返回情节交换0.05 MH 2 SO
- 通过仔细地拧下被动采样和通过排放孔'窗口'之间的溶液小心地路由到空的原始瓶中（ 例如 B1 / P 1 / T1），除去在被动采样的0.05 MH 2 SO 4溶液。通过瓶口重新填写采样与后续未使用的瓶（B1 / P1 / T2）全新0.05 MH 2 SO 4溶液。拧上有两个小瓶正确标注盖子。通过拧紧它连接到钢杆盖固定被动采样到杆。
- 注情节号，装填时间（=排空时间→以前采样结束时间）记录表。
- 有机氮肥后立即交换后的第一天3-6小时采样方案。减少汇价在第二天12小时（ 即，一个采样为夜间和白天时间排放）和对于s的所有采样ynthetic氮肥。
注意：采样可以然而，延长至24小时，在夏季和下的水的高温蒸发可以是高的妨碍氨摄取。- 测量在被动采样解铵浓度在-18℃下结论的实验系列或冷冻样品最大1周和以后测量后直接（如下所述）。
4.计算NH 3通量
- 氨的计算通量为DTM。
- 创建电子表格自动执行下列计算步骤。
- 首先，计算使用公式的DTM（毫克N /（平方米·小时））从测量获得的未修正的通量。 1从浓度读数（PPM NH 3），测量持续时间，风量通过系统和区域的覆盖室通过（见补充编码文件）。
- 转换裸通量的尺寸为千克氮小时尺寸-1小时-1通过除以100。
- 通过应用校准公式（式2和3）12（参见补充编码文件），该修正的原位风速在DTM的未校正通量与真排放之间的差异的影响缩放这些值来定量排放。应用两种不同的方程式来解释两个篷类的具体条件：式1低檐篷<0.3米/发现地面和公式。 2檐>0.3米。
- 不适用的校准方程（方程2-3）当腔室不具有相同的内部容积和设置为在原始校准试验12中使用。
- 仅使用从默认笔划号码得到ppm的读数进行计算， 即 5或10的笔触，相当于0.5 L或通过系统1升的空气。如果笔划的数量偏离，校正ppm的读出和在方程应用于所测量的持续时间。 1根据：Ø笔画数：
PPM = ppm的*默认冲程的数目[5,10] /测量过程中实际行程数=读取时间（秒）*笔划默认号码[5,10]测定时/实际行程数 - 通过为每个测量日期的曲线图内计算重复测量的平均值磁通导出用于每个小区的平均排放量。
- 计算平均氨通量的两个测量日期之间的时间间隔。
- 通过此区间（小时）的时间平均通量（公斤N /（公顷*小时），4.1.8）相乘计算两个DTM测量之间的间隔氨损失（公斤/公顷）。
- 通过加入了测量活动中获得的所有的氨损失值（见4.1.9）计算为特定情节累计总损失。
- 从被动采样通量的计算：
- 如果溶液被溢出，在这种情况下，整个情节可以从数据中去除丢失丢弃的值。检查是否数据GAp可以为通过填充，例如，在相同的采样间隔期间从复制曲线的平均值。
- 确定溶液体积：从重量小瓶减去小瓶重量（参见步骤2.4）与样品溶液和假定为1.0g / ml的密度。
- 通过根据制造商的说明使用氨敏感电极测量样品溶液的NH 4 +浓度。
- 纠正PPM [毫克NH 4 + -N / L] =实测PPM *体积测量[X毫升] /默认音量[20毫升]：如果样品体积从标准血容量，纠正偏离的浓度
- 减去处理小区读取每个采样间隔从控制图上得到的平均浓度。在负值的情况下，设定值0。
- 总结了测量活动中从情节获得的所有测量间隔的音量和控制纠正PPM浓度值，以获得累积浓度。
- 坚决删除正从数据集，如果偏差的因果关系可以识别偏离的 NH 3排放值。取样作为强烈偏离从其他重复曲线很可能受氨从上风高排放地块漂流时通过考虑风向识别离群值。
- 从计算配有由传热系数的应用被动采样地块定量的损失。
- 通过由采样（4.2.6）（等式4）的累积氨摄取除以最终累积的定量DTM损耗（4.1.10）得到传递系数（公斤/（公顷* ppm的））。例如：DTM 决赛 10千克氮公顷-1;采样累计 ：20 ppm的[毫克N / L]→传导系数= 0.5公斤/（公顷PPM）：1 ppm的吸收NH 3对应0.5千克/公顷排放氨氮 ）
- 通过传热系数的所有被动采样的乘PPM值，以获取所有试验地块的定量排放。 通过由传递系数为采样间隔的ppm的读数乘以推导测量间隔损失率然后通过采样间隔的持续时间划分。例如（采样摄取12 ppm的6小时后）：0.5千克氮公顷-1 -1 PPM * 12 PPM / 6小时= 1公斤氮公顷-1 -1。
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Representative Results
在2014年，田间试验成立于丹麦用于测试的几种方法的效果，减少牛的申请后，氨氮排放中心浆：公司成立有旋耕机，酸化泥浆和封闭槽注射剂（注射液浆掺入土壤与随后覆盖用土）。作为具有高发射应用技术，特别是对浆料的室方法线索软管应用的正确应用的比较也被包括在内。共有24地块被列入这项研究。牛浆液在80公斤NH 4 + -N /公顷的比率施用。
图6：复制田间试验使用不同的浆料的应用方法累积氨氮排放时间课程奶牛浆液通过线索软管（表面）的应用，表面应用APPLICAT。离子和随后掺入，用硫酸酸化浆料中掺入，封闭槽注入（注射槽用土壤覆盖）。从线索软管的应用程序处理，得到传热系数，误差棒描绘标准偏差，字母表示在P <0.05（单向ANOVA）显着性水平（杜克HSD）。
该方法被证明敏感，而且非常高，非常低的排放量可能从没有高排放的阴谋低排放地块漂流氨的强干扰区分开来。其结果是，该方法产生了不同的技术（ 图6）施加浆料的氨排放之间高度显著差异。为理论值，从小径管的排放量最高，而掺入减少排放量低于60％。最高损失内减少了应用程序与封闭槽注射或酸化随后掺入（约90％）获得。这种方式的方法，得到高度releva根据实践的角度NT的信息，随后掺入酸化是更加高效的劳动力比封闭槽注入便宜。
在2012年在德国进行的另一项试验中，应用到冬小麦脲酶抑制剂对氨氮排放量从尿素的效果进行了测试。尿素是最容易出问题的合成氮肥相对于氨氮排放量，但全球范围内最重要的。当尿素水解通过脲酶抑制剂的应用减慢排放可能会降低。此外，硝化抑制剂被添加到减少在土壤硝酸盐的建成可刺激温室气体一氧化二氮的排放量（N 2 O）。然而，持续的高NH 4 +浓度持续时间较长可能会刺激此外NH 3排放。在这项试验中两种不同的尿素化肥和连接应用策略（3对2的应用对化肥用硝化抑制剂）进行了测试。结果表明，氨的排放量进行了强烈使用独立使用硝化抑制剂的脲酶抑制剂（ 图7）的降低。尿素只能用硝化抑制剂结合显示连接到土壤和气候的影响在刺激特定的应用程序日期氨氮排放量最高的排放量。这种强烈的不同应用的日期的天气条件的影响可以从改变由该方法（ 图8）中得到的氨排放的时间进程中可以看出。前两个应用程序的日期显示相对较低氨氮排放量由于气温低，并在第一个应用程序正规，但小降水事件，而强降雨的第二个应用程序的最初几天后降低排放量。在第三和第四应用更高的温度盛行与第三应用最高温度和排放。在这两个日期的排放量是由强降雨EV停止经济需求测试。的天气条件对在特定的应用程序的日期发射的强度的强烈影响解释了在第四也适用纯尿素（3应用程序）和脲之间平均排放量与硝化抑制剂（2应用程序）（ 图7）为纯尿素的差申请日期相对较低的排放。
图 7：应用程序的不同的尿素肥料 针对不同的应用时间（上图）和累积的所有应用程序（图底部） 之后的累积氨氮排放量在表面分别适用于不同生长阶段的冬小麦颗粒肥料，抑制剂使用降低氨的排放量（UI）或硝酸盐的转化减缓铵（NI）的（U =脲，UI =脲酶抑制剂，NI =硝化抑制剂，CAN =钙质硝酸铵）; U，CAN，U + UI被应用在三个日期，U + NI，U + NI + UI上两个日期，APP =申请日，误差棒描绘标准错误，字母表示在P显着性水平（图基HSD）<0.05（单向ANOVA）。
图8：从四个尿素化肥和CAN氨氮排放时间课程和天气条件适用于不同的日期和剂量冬小麦 NH的气温和降水（上图）和全日制课程3排放（图底部），这一点。图举例说明与所提出的方法氨氮排放量有很大的不同时间的课程可以根据化肥类型（U =尿素，UI =脲酶抑制剂，NI =硝化抑制剂，能=钙质硝酸铵）和天气条件，U，可以区分， U + UI被应用在三个日期，U + NI，对TW U + NI + UIØ日期，误差线描绘的标准偏差，字母表示在P <0.05（单向ANOVA）显着性水平（杜克HSD）。
测量方法也可以测试对粮食产量和粮食吸氮量（ 图9），氨氮排放量的影响。协方差分析应用于测试氨氮排放量，应用策略（2对每个生长期3应用程序）和年份对粮食氮吸收的效果。这个世界只有对粮食氮素吸收氨损失（坡度，岁之间的相同）和年份（拦截）的显著影响。两条曲线的截距显示在氮吸收（气候，土壤条件等 ）的年效果，而该曲线的斜率代表氨排放对这个变量的影响。 （数据未显示）影响作物吸氮量，在浸出水特别氮损失其他潜在的氮损失，是由密集的土壤采样和分析监测。在蔬菜中未发现硝酸盐淋失etation时期。因此，最引人注目的是，该斜率值（= 1）表明，氨损失直接翻译在降低氮的吸收在这次试验。这也证实了通过该方法测定的氨的损失的数量级。
图9：氨氮排放量和不同的尿素肥料施肥冬小麦籽粒氮素吸收的关系氨氮排放量是其应该对植物生长的影响，直接工厂速效氮的损失。该曲线图表明，与校准的被动采样方法测量发射氨可以与氮摄取，由双因子ANOVA分析数据。
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Discussion
结果表明，该方法可以用来比较不同施肥处理氨氮排放量在重复田间试验，并利用从这些测量得到的统计显著信息，提高氮肥的管理。通过这种方法获得的排放量已经在早期的研究与微气象测量13,15,16验证的比较。在本文中，这种方法的有效性定量测量所氨氮排放量和吸氮量之间有密切的线性关系，间接证明。因此，该方法可以被认为是适用于的农艺相关氮损失的氨排放的测定。这种方法对于氨损失量化的应用被限制为平均风速≤4米/秒以2米的高度作为室法的校准只在这些条件下进行验证。
e_content“>然而，存在这使得该方法的困难的应用条件。在非常低的和零风通过重新沉积在发射站点加速氨的双重会计观察20，并且不能由被动采样进行会计处理。这种情况在夜间的时间和特定的地理条件下（由山脉，高障碍住所），可能会发生，在这种情况下，这是非常难以量化排放发射氨的运输行为是不确定的14，但是，这一问题会影响几乎所有氨的排放方法并且，从排放的角度来看，零排放应该这样的条件下，或如测量间隔所承担的应该被丢弃。漂流氨从邻近领域进入多情节试验田构成了对提出的方法没有问题，因为他们可以占到通过控制测量（无肥处理）。然而，如果这种影响超过氨的浓度来回回m为治疗地块，氨损失的测定是不可能的。因此，相邻的实验场地字段受精应控制和无氨应从那些字段发射。下当肥料不均匀地分布或（不均匀）在土壤掺入的条件下，也很难或不可能正确地应用该室系统测得通量可能并不代表该字段由于未知肥料分布。在这种情况下，另一种治疗已被列入与知名化肥流通可适当地对土壤腔的摆放来解释。这可以从那里步道软管申请加入土覆盖率浆液线索软管被称为可见上面给出的例子可以看出。如果这种措施是不可能的所提出的方法不能应用。然而，被动采样，这是不受此限制，将至少给T与半定量的差异reatments虽然没有精确的定量排放。不恰当占化肥分布不均的问题是所有室或风洞系统的问题。然而，风洞可能有较大的用土覆盖，从而平均微尺度不均匀化肥流通。因此，在这种方法中所使用的腔室方法可以通过赋予从曲线图测量（ 如风洞）定量排放另一种方法来代替。但是，只有风洞的具体设计提供精确的定量值10,21，往往给出错误信息，如果他们不能雨前事件被删除，随后更换。开的肥料分布的具体问题的，仍然有用于精确定量氨损失不同氨损耗测量系统的有效性进行辩论，以及腔室系统一般质疑20。然而，它在早期的研究结果表明
高檐>0.3米仍然构成对应用腔系统和所有动态室系统，包括风洞是一个挑战。过去的测试表明，本文和微气象学结果提出的方法之间有很好的一致性。然而，未来的测试是必要的，以确认这些结果。
从长远来看，这将是最理想的是使用被动SAMP LER结果而不基于一个单独的校准公式定量的方法。过去的努力来推导关于风速，温度等这样的方程碱没有成功。这可能是由于被动采样设计变化 - 方法仍在发展 - 和树冠的影响。在未来的一个所限定的采样器的设计将被提出和大量的实验后的校准方程的推导应尽可能被应用于这种特定类型的被动采样的。作为替代使用液体稀硫酸，现成酸陷阱22， 例如 ALPHA取样23在这项研究中自制被动采样，都可以在这里的酸是在基质结合没有溢出的危险和更易于处理。然而，这些采样可能需要比在此方法22施加更长的曝光时间，但尚未在一个类似的方法进行了测试。
e_content“>的一种新方法，校准被动采样，定量测定在重复的田间试验中氨的排放被提出，该方法证明了有效在宽范围的实验条件下，这是推荐用裸露的土壤或小檐的条件下被使用，结果具有较大植物冠层应该被更仔细地处理从实验获得的。如果用户仍然有疑问相对于该方法的定量有效性，它可以通过这种方法用相同土壤下微气象和腔室技术同时测量组合被测试和树冠条件和得到的排放随后比较该被动采样证明一个非常强大的工具，以定性地测量在多情节田间试验氨气排放，并且可以用不同的比例的方法可用于获得一个传递系数。要求用于这种缩放方法是其同积作为被动样品使用的那些应用RS。确定采样的最终设计之后，或者在应用现成的被动采样，对于这样一个取样单独的校准公式可开发和使用定量方法的同时测量可能是可有可无的。Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
作者宣称，他有没有竞争经济利益。
Acknowledgments
笔者感谢马可Roelcke博士，德克Niekisch博士罗伯特博士Quakernack，康妮博士他们在开发和这种方法的进一步发力。非常感谢也给现场技术人员多丽丝Ziermann和杨君。底层的调查是由德意志研究联合会，俄罗斯联邦国家的Schleswig Holstein，欧盟和SKW Piesteritz CORP的EFRE资助。如在引用的出版物中详细说明。
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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