Bedömning av metan och lustgas flöden från risfält genom statisk stängd Chambers underhålla växter inom Headspace

Environment
 

Summary

Det övergripande målet med detta protokoll är att mäta växthusgaser från risfält med hjälp av statiska sluten kammare teknik. Mätsystemet behöver särskilda justeringar på grund av förekomsten av både ett permanent vatten lager i fältet och växterna inom den kammaren headspace.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Bertora, C., Peyron, M., Pelissetti, S., Grignani, C., Sacco, D. Assessment of Methane and Nitrous Oxide Fluxes from Paddy Field by Means of Static Closed Chambers Maintaining Plants Within Headspace. J. Vis. Exp. (139), e56754, doi:10.3791/56754 (2018).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Det här protokollet beskriver mätning av utsläppen av växthusgaser (GHG) från paddy jordar med hjälp av statiska sluten kammare teknik. Denna metod är baserad på teorin om diffusion. En känd volym av luft överliggande ett definierade jord område är innesluten i en parallellepiped cover (heter ”kammare”), för en definierad tidsperiod. Under denna inhägnad flytta gaser (metan (CH4) och dikväveoxid (N2O)) från jord pore luft nära deras mikrobiell källa (dvs.methanogens, nitrifiers, denitrifiers) till den kammare headspace, efter en naturlig koncentrationsgradient. Flöden beräknas sedan från kammaren headspace koncentration variationer provtas med jämna mellanrum i hela skåpet och sedan analyseras med gaskromatografi. Bland teknikerna som är tillgängliga för GHG mätning är statisk sluten kammare metoden lämplig för tomt experiment, eftersom det inte kräver stora likartad behandlade jordmånsområden. Dessutom är hanterbar med begränsade resurser och kan identifiera relationer bland ekosystem egenskaper, processer och flöden, särskilt i kombination med GHG driving force mätningar. Dock med avseende på den mikrometeorologiska metoden, det orsakar en minimal men fortfarande är oundviklig jord störning, och tillåter en mindre temporal upplösning. Flera faser är nyckeln till metoden genomförandet: i) kammare design och distribution, ii) prova hantering och analyser, och iii) flux uppskattning. Teknik genomförandet framgång i risfält kräver justeringar för fältet översvämningar under mycket av beskärning cykeln, och ris anläggning underhåll inom den kammaren headspace under mätningarna. Därför, de ytterligare faktorerna som skall beaktas med avseende på vanliga tillämpningen av icke-översvämmade jordbruksmarker utgörs av enheter för: i) att undvika oavsiktliga vatten störningar som kan överskatta flussmedel, och ii) inklusive ris växterna inom den kammaren headspace att fullt ut beakta gaser som släpps ut genom Aerenkym transport.

Introduction

Jordbruket är en produktiv sektor som, tillsammans med skogsbruk och annan markanvändning, producerar cirka 21% av global GHG-utsläpp1. Noggrann mätning av utsläppen av jordbruksmark är nyckeln inte bara att fastställa rätt roll bestämning av agroecosystems som både käll- och sjunka i klimat förändring2, men också att definiera lämpliga och effektiva riskreducerande strategier inom inom ramen för Paris-avtalet målen.

Utsläpp flödena från de två viktigaste växthusgaser som produceras av jordbruksmark (dvs., N2O och CH4) är mätbara genom mikrometeorologiska metoder eller stängd-kammare teknik3. Majoriteten av studier rapportering på utsläppen av växthusgaser från jordar under de senaste tre decennierna tillämpas de Stäng-kammare teknik4,5 som beskrevs första gången 19266. Flera insatser har gjorts för att finjustera tekniken, och övervinna alla källor experimentella artefakt och bias7,8,9,10,11,12 ,13,14. Särskilda protokoll, sammanställt vid olika tidpunkter, syftade till att standardisera metoder15,16,17,18,19, och vetenskapliga försök är fortfarande pågår för att fastställa bästa praxis för använda teknik och att minimera bias i flux uppskattningar.

Den statiska stängd-kammare teknik, vars ansökan till paddy jordar beskrivs i detta dokument, bygger på diffusion teorin och föreskriver en exakt period inhägnad av en känd volym av luften ovanför en del av jordytan. Under höljet, CH4 och N2O molekyler migrera genom diffusion längs en naturlig koncentration gradient från jord pore luft, där de produceras av specifika mikroorganismer (methanogens när det gäller CH4, nitrifiers och denitrifiers för N2O), att luften innesluten i kammaren headspace, så småningom genom översvämningar vattnet eller den växt Aerenkym. Koncentrationerna av de två gaserna inom den kammaren headspace öka över tiden, och förekomsten av dessa ökningar ger för flux uppskattningar.

Med avseende på de mikrometeorologiska metoderna är sluten kammare mätningar ofta att föredra för olika mark användningstyper och ekosystem när studera GHG Flusser vid tomt skalan, eftersom de inte är pantsatta av stora homogena fält2 eller hög logistiska och investeringar krav20. Dessutom möjliggör de samtidig analys av manipulerade experiment, såsom olika agronomiska metoder eller andra fältet behandlingar12,21. Slutligen, tekniken tillåter identifiering av förhållandet mellan ekosystem egenskaper, processer och flöden. Alternativt är två huvudsakliga nackdelar av tekniken relativt ineffektiva utforskandet av rumsliga och temporal heterogenitet och effekterna av jord störning på grund av kammaren distribution22. Men dessa nackdelar kan, åtminstone delvis, övervinnas med: rätt kammare design (för att minimera jord störning), antagandet av ett tillräckligt antal replikat (att utforska rumslig variabilitet), och automatiserade systemanvändning som tillåter intensifiering av frekvensen av dagliga mätningar (att redovisa dagaktiva variabilitet) eller vanliga (samma tid på dagen) mätning (att utelämna temperatureffekten i kvarvarande variabilitet).

En första tillämpning av metoden på ett risfält har anor från tidigt 80-tal23och huvudsakliga egenheter av dess användning med avseende på höglänta områden är förekomsten av översvämningar vatten på marken och behovet av att inkludera växter inom headspace under avdelningen inhägnad. Som noggrant beskrivs i denna uppsats innebär den första drag behovet av specifika system att förhindra vatten störning under mätning händelser, att undvika flux överskattningar orsakas av turbulens-inducerad förbättring av gasdiffusion genom översvämningar vatten. Den andra väsentliga drag är att redogöra för gas transport genom ris Aerenkym, motsvarar upp till 90% av utsläppta CH424, vilket kräver rätt apparater med växter under mätning händelser.

Protocol

1. kammare Design

  1. Montera varje kammare med tre huvudinslag: ett ankare, lock och minst fyra filändelser.
  2. Bygga ankare i form av en 75 x 36 cm x 25 cm (L x b x H) rektangulär låda i rostfritt stål. Svetsa en vatten-ifyllbara kanal 10-13 mm (w) x 13-20 mm (h) till övre rektangulära omkretsen av ankaret. Borra två hål (1 cm i diameter) på varje av de fyra sidorna av ankaret 5 cm från den övre vatten kanalen.
    Obs: Ankare isolera kolumnen jord under kammaren och förhindra lateral diffusion. Kanalen är nödvändigt för att uppnå en effektiv tätning mellan ankaret och locket. Hålen säkerställa en snabb urladdning av vattenansamlingar i kammaren under fältet dränering händelserna.
  3. Bygga ett lock i en rektangulär låda-form av rostfritt stål och storlek 75 x 36 cm x 20 cm (L x b x H) med en inre volym av 54 L. se till att det passar kanalen vatten-ifyllbara.
  4. Täcka locket med en 4 cm tjock cellplast som är, i sin tur täcks av en ljus reflekterande (aluminium-liknande) beläggning.
    Obs: Det är nödvändigt att utrusta kammaren med ett system för kontroll av temperatur så att inte främja mikrobiell aktivitet artificiellt, därav att en oavsiktlig temperaturökningen under avdelningen stängning.
  5. Utrusta varje lock med en ventilationsventil, gjort av en böjd bit plaströr (1,5 cm x 24 cm, D x L) storlek för kammare volym och vind villkor25. Anslut ventilationsventil till locket genom att borra ett 1,5 cm hål i mitten av en av de två 36-cm laterala ansiktena av locket. Sedan säkra plast röret med en skruv-koppling.
    Obs: Ventilationsventil rekommenderas för att överföra ändringar barometrisk bifoga luft volym och kompensera för volymförändringar som inträffar under avdelningen kapsling och luft provtagning uttag och/eller associerade med okontrollerad, inneslutna luften temperaturförändringar. Ventilen bör en tub och inte bara ett hål, så att luften utmattad från inneslutningen under externa blodtrycksfall fångas inom röret och återvände sedan till inneslutningen ifall trycket ökar igen. Den böjda formen minimerar potentialen i kammaren råoljor på grund av vind flöde över dess yttre öppning, dvsden Venturi effekt26.
  6. Ge en provtagning port för att återkalla gasprover. Gör en 1 cm hål i mitten av toppen av locket i en 7 cm x 7 cm nisch grävde i cell skum. Stänga hålet med en gummipropp som passar en Teflon-slang (3 mm innerdiameter, 20 cm längd). Säkerställa att Teflon röret strängpressar 3 cm och inkräktar 17 cm när proppen placeras i sin nisch. Anslut den utåt delen av röret till en enkelriktad Avstängningskranen att hantera öppning/stängning av provtagning hamnen.
  7. Utrusta varje lock med en 12V PC fläkten drivs av en 12V-7Ah uppladdningsbara och bärbar batteri, att säkerställa luft blandning. Placera PC fläkten på interna ovansidan av locket med hjälp av två stål fästen som skruvas till den inre sidan av kammaren.
    Obs: Luft blandning är nödvändiga för att förhindra någon gas stratifiering inom den kammaren headspace under inneslutning, särskilt när stora mängder växtlighet är närvarande.
  8. Bygga ett antal tillägg att inkludera växter inne i kammaren när de är fullvuxen. Till exempel om växterna inte kommer att överstiga 80 cm höjd på sin slutliga storlek, bygga 4 tillägg för varje kammare. Se till att varje är en rektangulär låda tillverkad av rostfritt stål och 75 x 36 x 25 cm (L x b x H) i storlek, och med en övre vatten-ifyllbara kanal, som beskrivs för ankaret. Lägga till dessa tillägg mellan ankare och locket under avdelningen inneslutningen, beroende på gröda Stadium.

2. förankra distribution och arrangemang av systemet för att förhindra mark störning

  1. Infoga ankare i marken efter fält förberedelse (dvs, efter all jordbearbetning verksamhet) och före ris sådd. Om möjligt, ta inte bort ankare under hela mätperioden om inte absolut nödvändigt, såsom för jordbearbetning drift mellan två efterföljande beskärning säsonger. Infoga ankare några dagar (minst 2 dagar) innan flux mätningen startar, så att marken åter balanserar efter störning under installationen.
  2. Innan du distribuerar någon ankare på kala marken, placera 30 cm x 3 m (W x L) trä plankor (i fältet och promenad uteslutande på dem under följande åtgärder att undvika jordpackning. Placera plankorna minst 0,5 m från varje ankare.
  3. Infoga ankare på ett djup av 40 cm i plogad pannan att säkra ankaret och undvika oavsiktlig laterala böjning efter fältet översvämningar, särskilt när förlängning används. Efter ankare har placerats i jorden i fältområdet tilldelad, placera en anpassad-monterade stålram ovanpå ankaret, bibehållen rätt anpassning av båda komponenterna. Hammer ankaret i marken, och uppmärksamma hit ramen och inte ankaret, att förhindra skador på ankaret. Efter införande, säkerställa att ankare är helt platt med hjälp av ett vattenpass.
  4. Infoga minst tre ankare för varje övervakad behandling (dvsreplikat). Respektera ett minsta avstånd mellan intilliggande avdelningar med 1 m, ifall fler än en avdelning inom samma experimentell enhet behöver användas.
  5. När alla ankare infogas, tillfälligt ta bort gångavstånd träplankor och ordna sedan om fältet med ett system av bryggor med ursprung från de laterala bankerna i fältet. I detalj, placera i fältet betong block minst 0,5 m långt från ankare, i nummer rymmer ett system av träplankor.
    Obs: Bryggor är nödvändiga för att hindra jord störning under efterföljande GHG mätning händelser. Antal konkreta block beror på distansera av ankare från laterala bankerna i fältet. Varje 3-m lång planka kräver två betongblock för stabilitet.

3. avdelningen stängning och växthusgaser mätningar

  1. Kör mätning händelser alltid vid samma tid varje dag, för att minimera dagaktiva variabilitet.
    Obs: För närvarande bästa representerar genomsnittliga dagliga flux är när temperaturen ligger nära det dagliga medelvärdet, dvsklockan 10.00 Detta är det bästa sättet att uppskatta det dagliga kumulativa värdet från en unik mätning i dag27.
  2. När du anländer i fältet, placera träplankor på betong block för att nå ankare. Efteråt Fyll kanalerna placeras på övre omkretsen av ankare med vatten. Tillsätt försiktigt tillägg som nödvändigt att bifoga alla växter inom den kammaren headspace.
    Obs: Denna operation bör utföras av två operatörer för att undvika skador grödan. Fyll med vatten kanalen för varje begagnad förlängning samt.
  3. Stäng varje kammare, placera locket i den vattenfyllda kanalen övre förlängningen. Under bokslutsperioden (vanligtvis 15-20 min, men kan ändras för experimentell tillgodose), frånträda avtalet minst tre gasprover vid lika tid-intervall (t.ex., precis efter stängning, efter 10 min och efter 20 min). Vid provtagningar, Anslut en 50 mL spruta försedd med en enkelriktad Avstängningskranen till provtagning porten och öppna de två Avstängningskranar (en i sprutan) och en i provtagning hamnen, ”sköljning” sprutan genom att flytta kolven upp och ner tre gånger innan du drar 35 mL av kammare headspace och Stäng slutligen de två Avstängningskranar. Koppla bort sprutan från hamnen provtagning och lagra det apart.
    Obs: När löpande nära kamrarna under fältet översvämningar, undvika störning eller turbulensen av vattenansamlingar som den kan producera atypiska gasbubblor och förändra GHG flux uppskattningar.
  4. Lägga till flera förlängningar lämplig innehåller ris växterna. Inskjuta tillägg mellan ankare och lock, fylla alla vatten-ifyllbara kanaler. Använd en förlängning när riset är 20-40 cm över markytan (mätt med en hopfällbar linjal); Använd två förlängningar när riset är 40-60 cm, och så vidare.
  5. Under avdelningen stängningen, mäta headspace temperaturen varje 3-5 min med en temperatur datalogger.
  6. Överväga provtagning händelsen komplett efter stängningsperioden. Ta bort locket och därefter alla används filändelser.
    Obs: För att förkorta den tid som krävs för att övervaka flera kammare och undvika dagaktiva variabilitet bias, är det möjligt att mäta samtidigt mer än en kammare. Till exempel med ett team av två aktörer är det möjligt att hantera provtagning från upp till 10 angränsande chambers i 30 min.
  7. Efter varje provtagning händelse, mätning av headspace höjd av varje kammare från marken (när fältet är tomt) eller vattenansamlingar (när fältet är översvämmade) använder en hopfällbar linjal.

4. prova hantering och analyser

  1. Före varje risfält besök, evakuera tre (eller fler) 12 mL glasampuller stängd med butylgummi septa per fält kammare i laboratoriet.
    Obs: Injektionsflaskor kan återanvändas. Innan varje återanvändning är det nödvändigt att ersätta gummi septum och återställa vakuum.
  2. Efter tillbakadragandet av gas från den kammaren headspace, överföra spruta-arkiverat proverna till evakuerade rören snabbt eftersom plast sprutor, även med slutna Avstängningskranen, inte kan garantera läckage28. Utföra överföringen med 25 gauge injektionsnål. Först montera nålen i Avstängningskranen, och sedan öppna den och spola nålen med 5 mL av provet. Nästa, stick in nålen i septum och tryck in de återstående 30 mL provet i en pre evakuerade injektionsflaska, och dra sedan ut injektionsnålen.
    Obs: Urvalet inuti libellen är > 2 atm trycksatt att ge gas för flera analyser och för att undvika eventuella massa flux från den yttre miljön mot urvalet, vilket skulle ändra sin växthusgaskoncentrationen. 5 mL prov spola av nålen gör att den kan återanvändas för andra prover.
  3. I slutet av varje provtagning händelse, överföra injektionsflaskorna till laboratoriet för analys.
    Obs: Även om bevarande av provet är garanterad vid 20 ° C i mer än fyra månader28, det är alltid bättre att utföra analytiska förfaranden så snart som möjligt.
  4. Bestämma koncentrationerna i de insamlade proverna med hjälp av en automatisk gaskromatograf utrustad med en electron capture detektor för N2O beslutsamhet och en flamjonisationsdetektor för CH4 bestämning29. Utöver urvalen, mätning av koncentrationerna av ett antal kända N2O och CH4 prover (standarder) för att utföra en korrekt kalibrering.
    Obs: Koncentrationen av normerna bör täcka förväntade koncentrationer av proverna.

5. flux uppskattning

  1. Den modell som valts för flux uppskattning bör förutse flux just nu av kammaren distribution, dvs, perfekt nu som den verkliga växelkursen är opåverkad av kammaren närvaro.
  2. Efter att bestämma koncentrationen av gas på en bas volym via gas beräkna Gaskromatografisk analys och efterföljande kalibrering, den absoluta mängden ämne (N2O eller CH4) inom headspace, enligt den molar luftvolymen härrör från den ideala gaslagen.
    Obs: Det rekommenderas starkt att producera en kalibreringskurva som associeras med varje provtagning händelse, eftersom gaskromatograf kan drabbas av svag signal förändringar som en funktion av temperaturer, vilket kan leda till fel.
  3. Välj mellan en linjära eller icke-linjära modell, beroende på utsläpp mönstret. Bland tillgängliga icke-linjära modeller, Välj HM modell25, så småningom att förlita sig på HMR paketet9. Om du har tre tidpunkter (tid 0, tid 1 och 2) väljer baserat på sluttningen av de två segmenten: i händelse av att lutningen mellan tid 0 och 1 är större i absoluta tal än lutningen mellan tid 1 och 2 och backarna är samstämmiga , använda HM modellen; i alla övriga fall använda en linjär modell. Om du har fler än tre tidpunkter, passa de två modellerna använder HMR, men efteråt välja på egen hand utifrån visuell utvärdering av modellen bästa passande trenden.
  4. Ange noll flöden under den minsta detekterbara Flux, beräknas enligt detektionsgränsen för gaskromatograf och driftsförhållanden (temperatur, tryck, headspace volym).
  5. För att beskriva den årstidsbetingade variationen av flussmedel ordentligt, ge minst 40 provtagning under hela året (övervakning både cykler och samodling perioder), intensifiera samplingsfrekvensen nära pivotala händelser av beskärning cykeln, såsom jordbearbetning, fertilizations, dränering, inrättandet av översvämningar villkor, påsvetsning av ris plantor från vattenansamlingar och så vidare. Övergången från en maximal frekvens på dagligen (t.ex., på dränering perioder, fertilizations, etc.) till minst en gång varannan vecka (t.ex., under vintern).

Representative Results

Varje mätning event producerar en serie av växthusgaskoncentrationerna över tid för var och en av de övervakade kamrarna som ligger till grund för beräkning av Växthusgasutsläppen flussmedel. I grund och botten, det finns ingen särskild anledning att ignorera data, men en hög förekomst av situationer som faller utanför den teoretiska modellen av monotonisk funktion (strikt ökar eller minskar) uppmärksammas på riktigheten i protokollet ansökan och eventuella oförutsedda fel (t.ex., injektionsflaskor läckage).

Figur 1 rapporterar ett helt år av korrekt exempel CH4 flussmedel. Som visat med felstaplar, sådana resultat kan variera kraftigt, främst som en följd av att mikrobiella processer ansvarar för GHG produktion rumslig heterogenitet. För användare som upplever hög variabilitet, sådana resultat inte nödvändigtvis signal dåliga resultat. Till adress hög variabilitet som gör behandlingen skillnader omöjligt att upptäcka, helt enkelt öka antalet replikat.

I figur 2visas ett exempel av dålig utforskning av årstidsbetingade variationer: ett otillräckligt antal mäta händelser ledde till en underskattning av årliga flöden.

Dagliga flöden kan kombineras därefter för att beräkna kumulativa utsläpp över ett solår, över en beskärning säsong eller över specifika beskärning arrangerar. Typiskt, beräkning av kumulativ flöden bygger på linjär ändringen av flöden mellan två efterföljande mäta händelser. Ett exempel på kumulativ flussmedel visas i figur 3 CH4.

Figure 1

Figur 1. Exempel av årstidsvariationer av CH4 dagliga flöden från en översvämmade risfält under ett helt år, inklusive både en beskärning cykel (från maj till September) och Inter beskärning perioder. Felstaplar representera standardfel. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2. Exempel av årstidsvariationer av CH4 dagliga flöden från en översvämmade risfält över ett helt år, med ett otillräckligt antal mäta händelser inte väl täcker alla de avgörande ögonblicken för växthusgasutsläpp. Felstaplar representera standardfel. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3. Exempel på kumulativ CH4 utsläpp över en beskärning säsong. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4. Huvudfaser av metod-programmet med motsvarande kritiska punkter och indikatorer för framgång. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Discussion

Tillämpningen av den statiska stängd-kammare-tekniken i paddyris består av fem viktiga faser, motsvarar de viktigaste avsnitten beskrivs i protokollet. Varje fas innehåller kritiska punkter som att vara medveten och indikatorer för att kontrollera framgången för fasen genomförande, som sammanfattas i figur 4.

De flesta kritiska punkter beskrivs i figur 4 behandlas redan i protokollet och kan lösas enkelt genom att följa rekommendationerna som ingår. Den svåraste kritiska punkten i detta protokoll är beräkning av flöden baserat på GHG koncentration variation under avdelningen kapsling. Även när du använder paketet HMR för beräkningar, är det lämpligt att välja den bästa modellen att tillämpa, oberoende av HMR förslag, baserat på visuell utvärdering. Detta är ännu viktigare när koncentrationerna i tiden avviker från det förväntade resultatet av konsekvent ökning eller minskning.

Flera varianter av den beskrivna tekniken är möjliga inom strukturen för de viktigaste principerna, särskilt med anknytning till kammaren geometri (kammaren kan också vara cylindrisk), kammare material (alla icke-permeable, icke-reaktivt, icke-källa/handfat av gas molekyler i fråga, och lätt att använda material, såsom Teflon som är lämplig, men dyrare), och typ av växthusgaser analyzer (finns portabla system som inte kräver gas överföring i sprutor och injektionsflaskor). Dock är mäta växthusgaser flöden från jordar ett avgörande steg krävs för att övervaka klimatet förändring källor, för att förstå processer som leder till utsläpp, att studera effektiviteten hos eventuella riskreducerande strategier, och att informera modeller för att förutsäga framtida scenarier. Det är viktigare än någonsin att anta gemensamma protokoll som kommer att bygga en enhetlig kropp av kunskap att övervaka agroecosystems för globala växthusgaser budget.

Den ideala gaslagen används här för att beräkna verkliga gaser molar volym. Denna ansökan är allmänt används och accepteras i det särskilda organet av litteratur, och ideal gas tillnärmning kan användas med rimlig noggrannhet30.

Slutligen, beroende på de experimentella frågorna att behandlas inom ramen för GHG mätningar, överväga mäta de viktigaste drivkrafterna för CH4 och N2O utsläpp, såsom marktemperatur, redoxpotential, jord pore upplöst organiskt Kol koncentrationer, jord pore nitrat och ammonium koncentration.

Disclosures

Författarna har något att avslöja.

Acknowledgements

Författarna är tacksamma att Marco Romani och Eleonora Francesca Miniotti och Personalen på forskning centrum av Ente Nazionale Risi, som var värd för den experimentella prövningen där videon skapades. Vi vill också tacka Francesco Alluvione för den första vetenskapliga blixten leder till protokollet insikten och Joan Leonard för hennes värdefulla arbete av engelska redigering av manuskriptet.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Anchor/Chamber - - Self-produced
5 cm thick closed cell foam - - It is an insulating material, to be found in a store of building materials.
Light reflective (aluminum-like) coating - - We use a shiny blanket, but it is possible to use aluminium foil for food.
Curved piece of plastic tubing (1.5 cm and 24 cm, DxL) - - We use an electrical duct, to be found in a hardware store.
Screw connector - - We use a connector for electrical ducts, to be found in a hardware store.
Rubber stopper (1 cm D) - - To be found in a store for laboratory equipments.
Teflon tube (3 mm internal D) - - To be found in a store for laboratory equipments.
One-way stopcock - - We use stopcock for drip, to be found in a store for medical equipments.
12V PC fan - - To be found in a PC store.
12V-7Ah rechargeable and portable battery - - To be found in a store for electrical material.
Steel fasteners - - To be found in a hardware store.
30 cm X 3 m (WxL) wood planks - - To be found in a store of building materials.
Steel frame - - Self-produced
Bubble level - - To be found in a hardware store.
Concrete blocks - - To be found in a store of building materials.
50 ml syringe - - To be found ina store for medical/veterinary equipments.
Folding Ruler - - To be found in a hardware store.
Temperature datalogger Onset HOBO U23 Pro v2 External Temperature Data Logger
Exetainer 12ml Vial - Flat Bottom Labco UK 736 W
Butil rubber septa for vials Labco UK VW101
25-gauge hypodermic needle - - To be found in a store for medical equipments.
CH4 and N2O standards - - To be found at a supplier of gas bottles.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Tubiello, F. N., et al. Agriculture, Forestry and Other Land Use Emissions by Sources and Removals by Sinks. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations. 4-89 (2014).
  2. Oertel, C., Matschullat, J., Zurba, K., Zimmermann, F., Erasmi, S. Greenhouse gas emissions from soils-A review. Chemie der Erde. 76, 327-352 (2016).
  3. Hutchinson, G. L., Livingston, G. P. Soil-atmosphere gas exchange. Methods of soil analysis. Dane, J. H., Topp, G. C. Soil science society of America. Madison, WI. 1159-1182 (2002).
  4. Nakano, T., Sawamoto, T., Morishita, T., Inoue, G., Hatano, R. A comparison of regression methods for estimating soil-atmosphere diffusion gas fluxes by a closed-chamber technique. Soil Biol. Biochem. 36, 107-113 (2004).
  5. Rochette, P., Eriksen-Hamel, N. S. Chamber Measurements of Soil Nitrous Oxide Flux: Are Absolute Values Reliable? Soil Sci. Soc. Am. J. 72, (2), 331-342 (2008).
  6. Lundegardh, H. Carbon dioxide evolution of soil and crop growth. Soil Sci. 23, (6), 417-450 (1926).
  7. Buendia, L. V., et al. An efficient sampling strategy for estimating methane emission from rice field. Chemosphere. 36, 395-407 (1998).
  8. Khalil, M. A. K., Butenhoff, C. L. Spatial variability of methane emissions from rice fields and implications for experimental design. J Geophys. Res. 113, 1-11 (2008).
  9. Pedersen, A. R., Petersen, S. O., Schelde, K. A comprehensive approach to soil-atmosphere trace-gas flux estimation with static chambers. Eur. J. Soil Sci. 61, 888-902 (2010).
  10. Christiansen, J. R., Korhonen, J. F. J., Juszczak, R., Giebels, M., Pihlatie, M. Assessing the effects of chamber placement, manual sampling and headspace mixing on CH4 fluxes in a laboratory experiment. Plant Soil. 343, 171-185 (2011).
  11. Minamikawa, K., Tokida, T., Sudo, S., Padre, A., Yagi, K. Guidelines for measuring CH4 and N2O emissions from rice paddies by a manually operated closed chamber method. National Institute for Agro-Environmental Sciences. Tsukuba, Japan. (2015).
  12. Parkin, T. B., Venterea, R. T., Hargreaves, S. K. Calculating the detection limits of chamber-based soil greenhouse gas flux measurements. J. Environ. Qual. 41, 705-715 (2012).
  13. Pihlatie, M. K., et al. Comparison of static chambers to measure CH4 emissions from soils. Agr. Forest. Meteorol. 171-172, 124-136 (2013).
  14. Sander, B. O., Wassmann, R. Common practices for manual greenhouse gas sampling in rice production: a literature study on sampling modalities of the closed chamber method. Greenhouse Gas Meas. Manage. 4, 1-13 (2014).
  15. IAEA. Manual on measurement of methane and nitrous oxide emissions from agriculture. International Atomic Energy Agency. Vienna, Austria. (1992).
  16. IGAC. Global Measurement Standardization of Methane Emissions from Irrigated Rice Cultivation: A Report of the Rice Cultivation and Trace Gas Exchange Activity (RICE) of the International Global Atmospheric Chemistry (IGAC) Project. IGAC Core Project Office, Massachusetts Institute of Technology. Cambridge, USA. (1994).
  17. Parkin, T. B., Venterea, R. T. Chapter 3. Chamber-Based Trace Gas Flux Measurements. Sampling Protocols. Follett, R. F. 3.1-3.39 (2010).
  18. Minamikawa, K., Tokida, T., Sudo, S., Padre, A., Yagi, K. Guidelines for measuring CH4 and N2O emissions from rice paddies by a manually operated closed chamber method. National Institute for Agro-Environmental Sciences. Tsukuba, Japan. (2015).
  19. Firbank, L. G., et al. Towards the co-ordination of terrestrial ecosystem protocols across European research infrastructures. Ecol Evol. 7, (11), 3967-3975 (2017).
  20. FAO,, IFA, Global estimates of gaseous emissions of NH3, NO and N2O from agricultural land. ISBN 92-5-104689-1 (2001).
  21. Denmead, O. T. Approaches to measuring fluxes of methane and nitrous oxide between landscapes and the atmosphere. Plant Soil. 309, 5-24 (2008).
  22. Cleemput, O. V., Boeckx, P. Greenhouse gas fluxes: measurement. Encyclopedia of Soil Science. Lal, R. Second Edition, CRC Press. (2005).
  23. Cicerone, R. J., Shetter, J. D. Sources of atmospheric methane: Measurements in rice paddies and a discussion. J Geophys. Res. 86, 7203-7209 (1981).
  24. Le Mer, R., Roger, J. Production, oxidation, emission and consumption of methane by soils: A review. Eur. J. Soil Biol. 37, 25-50 (2001).
  25. Hutchinson, G. L., Mosier, A. R. Improved soil cover method for field measurement of nitrous oxide fluxes. Soil Sci. Soc. Am. J. 45, 311-316 (1981).
  26. Conen, F., Smith, K. A. A re-examination of closed flux chamber methods for the measurement of trace gas emissions from soils to the atmosphere. Eur. J. Soil Sci. 49, 701-707 (1998).
  27. Minamikawa, K., Yagi, K., Tokida, T., Sander, B. O., Wassmann, R. Appropriate frequency and time of day to measure methane emissions from an irrigated rice paddy in Japan using the manual closed chamber method. Greenhouse Gas Meas. Manage. 2, 118-128 (2012).
  28. Rochette, P., Bertrand, N. Soil air sample storage and handling using polypropylene syringes and glass vials. Can. J. Soil Sci. 83, 631-637 (2003).
  29. Peyron, M., et al. Greenhouse gas emissions as affected by different water management practices in temperate rice paddies. Agr. Ecosyst. Environ. 232, 17-28 (2016).
  30. Ussiri, D., Lal, R. Soil Emission of Nitrous Oxide and its Mitigation. Springer Science & Business Media. (2012).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics