Bozulmamış toprak çekirdek lizimetrelerinin ekstraksiyonu ve montajı için ayrıntılı bir yöntem ve bunların sızıntı suyu ve yüzeye uygulanan kanatlı altlığından ilişkili besin kaybının incelenmesi için kullanımları gösterilmiştir.
Method Article
Bozulmamış toprak çekirdek lizimetrelerinin ekstraksiyonu ve montajı için ayrıntılı bir yöntem ve bunların sızıntı suyu ve yüzeye uygulanan kanatlı altlığından ilişkili besin kaybının incelenmesi için kullanımları gösterilmiştir.
Tarımda kullanılan toprağa uygulanan gübre ve gübreden besin maddelerinin sızması, yüzey suyunun hızlandırılmış ötrofikasyonuna yol açabilir. Peyzaj karmaşık ve çeşitli toprak morfolojisine sahip olduğundan, toprak makro gözeneği ve matris yapısı boyunca sızıntı suyu için akış yollarında eşlik eden bir eşitsizlik mevcuttur. Bu yollardan geçen akış hızı, önceki toprak neminden daha fazla etkilenir. Lizimetreler, akış hızını, su hacmini ve topraktan aşağı doğru sızan besin maddelerinin konsantrasyonunu ölçmek için kullanılır. Birçok lizimetre tasarımı mevcut olsa da, su hacmini ve besin maddelerinin kütle dengesini doğru bir şekilde belirlemek, doğal toprak yapısını sağlam bırakan sınırlı lizimetrelerle en iyi şekilde gerçekleştirilir.
Burada, 5 cm ve 25 cm derinliklerde toprak nem sensörleri ile donatılmış toprak karot lizimetrelerinin çıkarılması ve inşası için ayrıntılı bir yöntem sunuyoruz. Dört farklı Kıyı Ovası toprağından (Bojac, Evesboro, Quindocqua ve Sassafras) lyzimetreler Delmarva Yarımadası'nda toplandı ve kapalı iklim kontrollü bir tesise taşındı. Toprak nitrat-N konsantrasyonlarını düşürmek için topraklar haftada bir kez 2 cm yağışa eşdeğer şekilde sulandı. Çekme süresinin sonunda, kanatlı altlığı (162 kg TN ha-1) uygulandı ve liç işlemine beş hafta daha devam edildi. Uygulanan sulama suyunun toplam geri kazanımı %71 ile %85 arasında değişmiştir. Nitrat-N konsantrasyonu, çalışma süresince çöp uygulamasından önce ortalama 27.1 mg L-1'den, çöp uygulamasından sonra 40.3 mg L-1'e kadar değişmiştir. En büyük besin akışı, kaba kumun (Sassafras) hakim olduğu topraklarda ölçülürken, en büyük ani akış, belirgin makropor gelişimi (Quindocqua) ile en ince dokulu topraktan meydana geldi.
Delmarva Yarımadası Chesapeake Körfezi'nin doğu kıyısını komşudur ve ABD'deki en büyük kanatlı üretim bölgelerinden birine ev sahipliği yapmaktadır. Kabaca 600 milyon tavuk ve gübre tahmini 750,000 ton, bu kuşların her yıl 1 üretiminden oluşturulur. gübre çoğu tarım alanlarında gübre değişiklikle yerel olarak kullanılır. Çünkü gübre uygulamasının tarihsel olarak yüksek oranları, azot ve fosfor gibi besin toprakta biriken ve yeraltı liçi 2 üzerinden off-site kayıpları şimdi duyarlı olması. Yeraltısuyu akışının çok sonuçta Chesapeake Bay 3 tahliye hendekler geniş bir ağ yöneliktir. Bay taşınan besin ötrofikasyon 4 nedeniyle Bay'in sağlığı düşüşe bağlıdır.
besinlerin off-site kayıpları ile bağlanması besin yönetimi hidrolojik izlemek için özel araçlar gerektirirakışları ve ilişkili besin transferleri. Lizimetereleri karakterize ve toprakların yoluyla besinlerin hareketi ölçmek için kullanılan araçların önemli bir kategorisini temsil etmektedir. Lizimetereleri böylece toprak matris potansiyelini karşı ayarlanabilir gerginlik lizimetereleri gelen su 5-7 süzülen izleme besin akışında kullanımının uzun bir geçmişi var onlar daha iyi bir tahmin bitki mevcut su, süreçlerin daha iyi temsil sıfır-tansiyon lizimetereleri için ücretsiz drenajı sırasında meydana. Tüm yaklaşımlar mevcut doğal önyargıları lysimetery için. Örneğin, bazı lizimetereleri tamamen doğal topraklarda uzamsal karmaşık süreçleri temsil etmek için çok küçük, ya da heterojen toprakların 8 iyi istatistiksel çoğaltma sağlamak için çok büyük ve pahalı. Dahası, tava lizimetereleri üstlerinde topraklar sızıntı suyu toplamak için doymuş ve matris akışını 9 ölçme de gerginlik lizimetereleri göre verimsiz gerektirir.
Kapalı Lizimetre sistemleriBöyle (aynı zamanda toprak monolit lizimetereleri olarak da bilinir) sıfır gerilim toprak çekirdek lizimetereleri olarak, büyük ölçüde su bütçeleri ve ilgili kirletici bütçeleri (örneğin, besin bütçeler) 10 yürütülmektedir hangi güveni artırmak. Bu lizimetereleri onlar toprağın bozulmamış çekirdeği içeren zaman en temsilcisi; Repacked topraklar dolu lizimetereleri çözünen ve partikül bileşiklerin hem 11,12 taşınmasını etkileyen özgün yapısı, ufuklar ve makro-bağlantılarını korumak yok. Deneysel standı noktasından, örselenmemiş koşulları daha tekrarlanmasının kolaylaştırılması yaklaşımlar toprağın fiziksel ve kimyasal özellikleri 13 var doğasında mekansal değişkenlik göz önüne alındığında, avantajlıdır.
İki tercih edilen yöntemler bozulmamış toprak çekirdek lizimetereleri toplamak için kullanılmıştır: damla çekiç ve kesme kafası. Bu kızak ham gibi basit cihazlarla elde edilebilir önceki daha yaygın olarak gerçekleştirilmiştirmer (küçük lizimetereleri). Düzgün yapıldığında, bir damla çekiç ile toprak çekirdek toplama nispeten diğer karot teknikleri ile karşılaştırıldığında, özellikle maliyet etkin olduğu gösterilmiştir. Ancak, zemine bir Lizimetre kasasını sürüş dayattığı sırf güçler yerli toprağın temsilcisi değildir Lizimetre içinde koşulları üreten, bulaşması ve sıkıştırma neden olabilir ve hatta su hareketi (örneğin, baypas akışının belirli türde lehine, ya da birlikte akabilir toprak çekirdek kenar). Bunun bir sonucu olarak, bazı araştırmacılar, bir sondaj cihazı veya başka bir kazı cihazı 5, bir intakt toprak kesilerek corers kullanımını tercih etmektedirler.
Çeşitli malzemeler, toprak çekirdek lizimetereleri için muhafaza olarak kullanılmıştır. Çelik borular ve kutular nispeten düşük maliyetli, dayanıklı ve kolaylıkla temin edilebilir ve bağlı güçleri 14-17 daha büyük lizimetereleri toplamak için kullanılabilir. Bununla birlikte, iken çelik rel liç değerlendirmek için tatmin edicionları bir arada reaktif bileşikler, nitrat gibi, çelik, demir fosfat ile reaksiyona girer ve bu nedenle kaplanabilir veya başka bir şekilde fosfor süzdürme çalışma için işlemden geçirildi. Büyük çaplı toprak çekirdek elde edildiğinde yaygın, plastik kılıflar gibi kalın duvarlı (kullanılıyorsa) bir damla çekiç etkisini dayanabilir (Çizelge 80) PVC boru olarak fosfor liçi, çalışma ve yapısını korumak için kullanılır (örneğin, ≥30 cm) 18-22.
Genel olarak, toprak çekirdek lizimetereleri ex situ analiz edilmektedir. Bir kez toprak çevreleyen ve yerüstü iklimler doğal alan koşullarını temsil eder toprak çekirdek lizimetereleri açık "Lizimetre çiftlikleri" monte edilebilir, topladı. Örneğin, İsveç'te, İsveç Tarım Üniversitesi 30 cm çapında INTA ölçeklendirilebilir pestisit kader-taşıma, uzun vadeli toprak verimliliği denemeleri ve yönetim uygulamalarını analiz, son otuz yıldır, üç ayrı Lizimetre çiftlikleri korumuşturct 23 çekirdekler. Toprak çekirdek lizimetereleri da iklim koşulları 24,25 daha fazla kontrol vardır iç liç deneylere tabi tutulmuştur. Liu ve ark., Düzenli yakalamak bir dizi 26 bitkiler altında toprak çekirdek lizimetereleri sulamak için bir yağış simülatörü kullanılır. Kibet ve Kun tüm istihdam elle sulama teknikleri, toprak çekirdek 27,28 ile arsenik ve besin liç incelemek için.
edafik ve hidrolojik süreçlerin çeşitli toprak çekirdek lizimetereleri anlaşılmaktadır olabilir. Kun ve ark. (2015) üre uygulaması 28 bir azot liç araştırmak için, 30 cm çapında PVC den mamul kolon lizimetereleri kullanılır. bir sulama olayın ardından farklı zaman aralıklarında sızıntı suyu toplama, onlar makro-akışı hakim olduğu varsayılır eski ile, hızlı ve kademeli akışlarının ayırt başardık ve daha sonra matris akışı hakim olduğu varsayılır. üre kolayca iletişim wi zaman hidrolize olduğundaninci toprak, onlar toprak matrisi bypass makro-ulaşım delil olarak üre uygulamasından kısa bir süre sonra toplanan sızıntı suyunun yükselmiş üre konsantrasyonlarının varlığını yorumlanır. Zamanla, bu başlangıç hidrolizinden sonra amonyum uygulanan üre dönüşümü izleme sızıntı suyunun azot farklı formlarının yüksek konsantrasyonlarda tespit sonra amonyum dönüşümü nitrifikasyon ile nitrata.
Tasarımı, yürütülmesi ve toprak çekirdek Lizimetre deneyler yorumlama hususları göstermek için, ABD'nin orta-Atlantik kıyı ovaları bulunan dört farklı topraklarda bir soruşturma yürütülmektedir. Çalışma ölçülen liç konsantrasyonu öncesi ve kuru kanatlı gübresinin (yani, kümes hayvanları "çöp") 28 uygulamasından sonra nitrat kaybı. topraklara kanatlı altlığının uygulamasından Besin kayıplar önemli bir Chesapeake Bay sağlığına endişe ve uygulamalı etkileşimini anlamak vardırKanatlı çöp ve tarımsal toprak özellikleri besin yönetim öneriler geliştirmek için gereklidir. Biz burada, bozulmamış toprak çekirdek lizimetereleri açılan toprak nemi izleme ve bu topraklardan diferansiyel nitrat liç kayıpları yorumlamak için ayrıntılı bir yöntem mevcut.
Bu deney Delmarva Yarımadası, ABD 27,28 tarımsal topraklardan besin liç değerlendirmek için yapılan büyük bir çalışmada parçasıdır. 2010. İşte bu çalışmalardan elde edilen yayınlanmamış sonuçlarını sunmak Toprak çekirdek lizimetereleri Delaware, Maryland ve Virginia sitelerden toplanmıştır. İlk deneyler tezler topraklardan fosfor süzülmesini, nitrat liç değerlendirmek için yapılmıştır olsa da izlendi.
Chesapeake Körfezi Havzası'nın Atlantik kıyı düzlüğünde Dört ortak tarım topraklar örneklenmiş: Bojac (kaba-tınlı, karışık, semiactive, termik Typic Hapludult); Evesboro (mesic, LAMELL kaplıIC Quartzipsamment); Quindocqua (ince tınlı, karışık, aktif, mesiç Typic Endoaquult); Sassafras (ince tınlı, silisli, semiactive, mesiç Typic Hapludult). Her toprak için, ufuk morfoloji sütunları (Tablo 1) kazı ile açığa profillerdeki tanımlanmıştır. toprakların yüzey dokuları (Bojac ve Sassafras) (Quindocqua) tınlı silt ince kum / kumlu balçık balçık kum (Evesboro) arasında değişmekteydi. Tüm topraklar tarihsel olarak kümes çöp ile döllenmiş olmasına rağmen, hiçbiri çalışmadan önce 10 ay içinde uygulanmıştır. Tüm topraklar önce toprak çekirdek Lizimetre koleksiyonuna en az bir sezon için mısır üretiminde kadar hiç olmuştu.
koleksiyonu ardından, toprak çekirdek lizimetereleri State College, Pensilvanya USDA-ARS simulatorium tesisine taşınmıştır. Orada kanatlı çöp uygulamasına ilişkin besin liç değerlendirmek için kapalı sulama deneyleri (22-26 ° C) tabi tutulmuştur. spesifik olarak,percolate nitrat topraklar arasında dengelendi kadar lizimetereleri 8 hafta boyunca suyuna haftalık 2 cm ile sulanmıştır. Kümes hayvanları altlık (kuru tavuk gübresi) daha sonra, toplam N Sulama -1 5 hafta daha devam ettirilmiştir 162 kg ha oranında Tüm toprakların yüzeyine uygulandı. Nem sensörleri sulama ve liç döngüsü boyunca, sürekli olarak 5 dakikalık aralıklarla hacimsel nem içeriği kaydedildi. Sızıntı suyu 24 saat sonra toplanan ve sulamaya tekrar 7 gün sonra hemen önce oldu.
Toprak çekirdek lizimetereleri gelen sızıntı suyu verileri öncesi ve çöp uygulamasından sonra topraklar arasında sızıntı suyu miktar ve kalitede farklılıkları yanı sıra, farklılıkları göstermek için basit bir tanımlayıcı istatistikler kullanılarak analiz edildi. toprak nem sensörleri, her toprak iki kopya toprak çekirdek lizimetereleri arasında yerleştirilmiştir için (Evesboro, Bojac, Sassafras, Quindocqua), nem içeriği için istatistikler, n = 2 'göre s ise edildiSızıntı suyu derinliği tatistics, nitrat-N-konsantrasyonunun ve nitrat-N akı Evesboro, Bojac ve Sassafras ve Quindocqua 5 Toprak çekirdek lizimetereleri 10 zemin temel lizimetereleri elde edilmiştir. Toprakların içinde çoğaltma önemini değerlendirmek için, sızıntı suyu derinliği için varyasyon (CV) katsayıları farklı tekrarlanan numaralar için hesaplanmıştır. (Evesboro, Bojac, Sassafras için 10, 5 Quindocqua için) bir Monte Carlo simülasyonu yaklaşımı art arda her toprak grubu içinde çoğaltır toplam sayısının toprak çekirdek lizimetereleri (N = 3) bir alt kümesini örnek kullanılmıştır.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. Malzemeler hazırlanması
Bırak Hammer ile Toprağa 2. Sürüş Lizimetre Muhafaza
3. Toprak Çekirdek Çıkarma
4. Lizimetre Meclisi Toprak Çekirdek hazırlanıyor
5. Lizimetre Montaj
6. Nem Sensörler yükleme
Sızıntı suyu Koleksiyonu için lizimetereleri Hazırlama 7.
8. Sulama lizimetereleri ve Toplama sızıntı suyu
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Toprak nem sızıntı suyu derinliği ve sızıntı suyu kimyası hepsi belirli bir toprağın tekrarlanan toprak temel lizimetereleri arasındaki iç değişkenliğe rağmen zemin özelliklerinin bir fonksiyonu olarak farklılıklar ortaya, toprak boyunca değişkenlik gösterir. Daha sonra nokta garanti toprak nemi ve liç işlemlerinde doğasında değişkenlik gibi deneysel tasarım açısından özellikle not, tip 2 istatistiksel hatayı en aza indirmek için önemli çoğaltma gerektirir. Bu çalışmada, tüm toprakların ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Lizimetre Koleksiyonu önemli adımlar
Liç çalışmalar sığ yeraltı azot kayıpları toprak özellikleri ve gübre yönetimi etkisini göstermektedir. Bu toprak yapısı, toplam yapı ve hacim yoğunluğu gibi toprak fiziksel özellikleri, su ve çözünmüş maddelerin sızma aracılık eder. Doğru Sızıntı suyu hacmi ve çözünen konsantrasyonlarını belirleyen bu kritik adımları izleyerek Lizimetre toplama sırasında bu toprağın fiziksel özelliklerinin bütünlüğünü koruyarak bağlıdır: 1) Lizimetre ve sütun toprağa tah...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarlar herhangi bir rakip mali çıkar beyan etmemektedir.
Yazarlar, USDA-ARS Mera Sistemleri ve Havza Yönetim Birimi personeline minnettardır. David Otto, özel yapım damla çekicinin (diğer adıyla 'The Intimidator') hem tasarımı hem de yapımı için önemliydi. Michael Reiner ve Terry Troutman, bu çalışmada bildirilen lizimetrelerin toplanmasına ve inşasına yardımcı oldular. Sarah Fishel, Charles Montgomery ve Paul Spock, bu el yazmasında bildirilen tüm besin analizlerini gerçekleştirdiler.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Program 80 PVC Boru | Fry'ın Plastik | Çağrısı | 10 ft uzunluklarda satılır |
| Fernco Bağlantı Parçaları | Fry'ın Plastik | Çağrısı | 12 inç çap |
| Tip II Delikli diskler için PVC plakalar | AIN Plastik | Çağrı 4 'x 8' PVC II Vintec II levhalar halinde satılır; | |
| Program 40 PVC Kapaklar | Fry'ın Plastik | Çağrısı | 12 inç çaplı |
| Paslanmaz Çelik Vidalar | Fastenal | 135716 | #8 Bugle Head Phillips Drive Sharp Point Sınıf 18-8 Paslanmaz Çelik |
| Silikon II Kalafat | Lowe's | 447488 | |
| Naylon Boru Uydurma | Amerika Birleşik Devletleri'nin Plastik A.Ş. | 61137 | 0.5 inç NPT |
| Gıdaya Uygun Boru | Lowe's | 443209 | 0.5 inç vinil |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission