Değerlendirme metan ve azot oksit Cerayanlar Paddy alanından aracılığıyla statik Headspace içinde bitki bakımı Chambers kapalı

Environment
 

Summary

Bu iletişim kuralı genel amacı sera gazı emisyonları paddy statik kapalı odası tekniği kullanarak alanları ölçmek etmektir. Ölçüm sistemi belirli ayarlar alanında bir her iki kalıcı su tabakasının ve odası headspace içinde bitkilerin varlığı nedeniyle ihtiyacı var.

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

Bu protokolü sera gazı (SG) emisyon paddy topraklar statik kapalı odası teknikle ölçüm açıklar. Bu yöntem difüzyon teorisi üzerinde temel alır. Bilinen bir tanımlanmış toprak alan overlaying hava hacmi ("odası" olarak adlandırılır), bir parallelepiped kapak içinde tanımlanan bir dönem için alınır. Bu muhafaza dönemde gaz (metan (CH4) ve azot oksit (N2O)) toprak gözenek hava mikrobiyal kaynaklarını (yani, methanogens, nitrifiers, denitrifiers) yakınındaki bir doğal takip odası headspace için hareket konsantrasyon gradyanı. Cerayanlar o zaman boyunca düzenli aralıklarla örneklenmiş ve gaz kromatografi ile analiz odası headspace toplama varyasyon üzerinden tahmin edilir. Bu büyük homojen toprak alanlarda tedavi gerektirmez gibi teknikleri arasında sera gazı ölçüm için statik kapalı odası Yöntem Arsa deneyler için uygundur. Ayrıca, bu sınırlı kaynaklarla yönetilebilir ve ekosistem özellikleri, süreçleri ve tozlar, arasındaki ilişkileri özellikle kuvvet ölçümleri sürüş sera gazı ile birlikte ne zaman tanımlayabilirsiniz. Yine de, micrometeorological yöntemi ile ilgili olarak en az ama hala kaçınılmaz toprak rahatsızlık neden olur ve küçük bir geçici çözüm sağlar. Bir kaç aşamada Yöntem uygulama anahtarıdır: i) odası tasarım ve dağıtım, II) örnek kullanım ve analizleri ve III) akı tahmini. Teknik uygulama başarı paddy alanlarında ayarlamalar ve pirinç bitki bakım odası headspace ölçümler sırasında içinde alan çok kırpma döngüsü sırasında sel için talep ediyor. Bu nedenle, aygıt için tarımsal topraklar olmayan sular altında her zamanki uygulanması ile ilgili dikkate alınması gereken ek öğeler oluşur: i) Cerayanlar abartma herhangi bir istenmeyen su rahatsızlık kaçınarak ve II) pirinç bitkiler içinde de dahil olmak üzere aerenchyma ulaşım yayılan gaz tam düşünmeye odası headspace.

Introduction

Tarım, Ormancılık ve diğer arazi kullanımı ile birlikte küresel sera gazı emisyonlarının1yaklaşık % 21'i üreten bir üretken kesimi var. Hassas ölçüm tarım toprak sera gazı emisyonlarının iklim değişikliği2' agroecosystems uygun rol belirlenmesi hem kaynak hem de lavabo olarak kurmak için hem de uygun ve etkili azaltma stratejileri içinde tanımlamak için anahtarıdır Paris Anlaşması hedefler çerçevesinde.

Emisyon Cerayanlar tarımsal topraklar (yani, N2O ve CH4) tarafından üretilen iki en önemli GHGs micrometeorological yöntemleri ya da kapalı-odası tekniği3ölçülebilir. Son üç yılda sera gazı emisyonları topraklar veri raporlama çalışmaları büyük çoğunluğu ilk tarif eden 19266' kapalı-odası tekniği4,5 uygulanan. Çeşitli teknik ince ayarlarını yapmak ve deneysel yapı ve önyargı7,8,9,10,11,12 tüm kaynakları üstesinden gelmek için yapılmıştır ,13,14. Belirli iletişim kuralları, farklı zamanlarda derlenmiş metodolojileri15,16,17,18,19standart hale getirmek amaçlı ve hala bilimsel girişimleri vardır devam tekniği istihdam ve önyargı akışı tahminlerinde en aza indirmek için en iyi uygulamalar oluşturmak için.

Paddy topraklar olan uygulamaya Bu yazıda anlatılan, statik kapalı-odası teknik difüzyon teorisi üzerine dayanır ve toprak yüzeyinin bir bölümü üzerindeki hava hacmi çok bilinen muhafazanın kesin bir süre için sağlar. Çevirme sırasında CH4 ve N2O moleküller tarafından difüzyon toprak gözenek hava, nerede onlar belirli mikroorganizmalar tarafından üretilen doğal bir konsantrasyon degrade boyunca göç (methanogens CH durumunda4; nitrifiers ve denitrifiers N2O için), sonunda-den geçerek sel su ya da bitki aerenchyma odası headspace içinde kapalı hava için. Odası headspace içinde iki gaz konsantrasyonları zaman içinde artış ve bu artışlar oluşumunu akı tahminleri için sağlar.

Sera gazı eğitimi çizim ölçeğinde değişimlerinde çünkü onlar büyük homojen alan2 tarafından ipotekli veya yüksek değildir micrometeorological yöntemleri ile ilgili olarak, kapalı odası ölçümleri genellikle farklı arazi kullanım türlerini ve ekosistemler için tercih vardır Lojistik ve yatırım gereksinimleri20. Ayrıca, farklı çifçiliği uygulamaları veya diğer alan tedaviler12,21gibi işlenmiş deneyler eşzamanlı Analizi sağlarlar. Son olarak, teknik ekosistem özellikleri, süreçleri ve tozlar arasındaki ilişkileri tanımlamasını sağlar. Alternatif olarak, iki ana sorunlardan biri teknik kayma ve temporal heterojenite nispeten verimsiz keşfi ve toprak rahatsızlık nedeniyle odası dağıtım22etkileri bulunmaktadır. Ancak, bu zararları en azından kısmen ile üstesinden gelinebilir: (toprak rahatsızlık en aza indirmek için) uygun odası tasarımı, (kayma değişkenlik keşfetmek için) çoğaltır, yeterli sayıda kabulü ve otomatik yoğunlaştırılması izin veren sistem kullanın günlük ölçümler (diurnal değişkenliği için hesap için) veya (Sıcaklık etkisi artık değişkenlik atlamak) normal (aynı saat) ölçüm sıklığı.

Bir çeltik alan tarihleri geri erken 80 's23yönteminin ilk bir uygulama ve kullanımı ile ilgili upland alanları ana özellikleri olan toprak ve bitkiler headspace içinde odası sırasında gerek su sel varlığını muhafaza. Dikkatli bir şekilde açıklandığı gibi bu gazetede, ilk özellik ölçüm olaylar sırasında su karışıklık önlemek için belirli sistem için gereken türbülans kaynaklı geliştirme gaz difüzyon sel su yoluyla neden akı overestimates önlemek için anlamına gelir. Pirinç aerenchyma, bitkiler ölçüm olaylar sırasında dahil etmek için uygun cihazlar gerektiren verilmiş CH424, % 90'temsil eden yoluyla gaz ulaşım için hesap için ikinci önemli özellik olduğunu.

Protocol

1. Deniz Ticaret Odası Tasarım

  1. Her odası ile üç ana unsur bir araya: bir çapa, bir kapak ve en az dört uzantıları.
  2. Çapa bir 75 cm x 36 cm x 25 şeklinde inşa cm (L x g x Y) dikdörtgen kutu paslanmaz çelikten yapılmıştır. Su doldurulabilir Kanal 10-13 mm (w) x 13-20 mm (y) çapa üst dikdörtgen çevre için kaynak. İki (1 cm çapında) her üst su kanalı 5 cm çapa dört tarafı bir delik.
    Not: Dübel odası altında toprak sütun yalıtmak ve yanal difüzyon önlemek. Kanal çapa ve kapak arasında etkili bir mühür sağlamak gereklidir. Delikleri ponding su odası içinde hızlı bir deşarj alanı drenaj olaylar sırasında olun.
  3. Bir kapak paslanmaz çelik bir dikdörtgen kutu şeklinde inşa ve boy 75 cm x 36 cm x 20 cm (L x g x Y) 54 L. emin olun bir iç hacmi ile bu kadar su doldurulabilir Kanal tam uydu.
  4. Kapak 4 cm kalınlığında kapalı hücre köpük ile yani, sırayla, bir ışık yansıtıcı (alüminyum gibi) kaplama ile kaplanmıştır kapsar.
    Not: Bir sıcaklık kontrol sistemi yani mikrobiyal aktiviteyi yapay olarak teşvik olarak değil, bir istenmeyen sıcaklık artışı sonucu ile odası odası kapatma sırasında donatmak gereklidir.
  5. Her kapak plastik boru kavisli bir parçası yapılan bir havalandırma vana ile donatmak (1.5 cm x 24 cm, D L x) büyüklük Odası hacmi ve rüzgar koşulları25için. Havalandırma kapak kapak için bir kapak iki 36 cm yanal yüz ortasına 1,5 cm delik delme tarafından bağlayın. Sonra plastik tüp bir vida bağlayıcı ile güvenli.
    Not: Havalandırma Vana iletmek için içine barometrik herhangi bir değişiklik birim hava ve muhafaza odasına sırasında oluşan cilt değişiklikleri tekniker ve para çekme örnekleme ve/veya kontrolsüz ve kapalı hava ile ilişkili hava önerilir Sıcaklık değişiklikleri. Havalandırmaya bir tüp ve değil, sadece bir delik olmalı, böylece gelen hava bitkin dış basıncında düşüş sırasında muhafaza tüp içinde yakalanan ve tekrar basınç artar diye muhafaza geri döndü. Kavisli şekli üzerinde onun dış açma, yani, Venturi etkisi26odası depressurization rüzgar akışı nedeniyle potansiyelini en aza indirir.
  6. Gaz örnekleri geri çekilmesi için bir örnekleme noktası sağlar. Hücre köpük kazdık bir 7 cm x 7 cm niş içinde kapak üst ortasına 1 cm delik açın. Bir Teflon tüp (3 mm iç çapı, 20 cm uzunluk) uygun bir kauçuk tıpa o deliği kapatın. Teflon tüp 3 cm dışarı ve ne zaman tıpa kendi niş içinde yerleştirilir 17 cm hakim oluyor emin olun. Tüp dışa doğru parçası açılış/kapanış örnekleme noktasının yönetmek için tek yönlü bir stopcock için bağlayın.
  7. Her kapak hava karıştırma sağlamak için bir 12V 7Ah şarj edilebilir ve Taşınabilir yeti yanında batarya, 12V PC fan ile donatmak. Odası iç tarafına cıvatalı iki çelik bağlantı elemanları aracılığıyla PC fan kapağı üst iç tarafında yerleştirmek.
    Not: Hava karıştırma özellikle bitki örtüsü büyük miktarlarda mevcut olduğunda herhangi bir gaz stratifikasyon odası headspace içinde muhafaza sırasında önlemek gereklidir.
  8. Onlar tam olarak yetiştirilen bitkiler odası içinde eklemeyi uzantıları inşa. Eğer bitkiler 80 cm yükseklik son büyüklükleri, tutarınızı geçmez, örneğin, her odası için 4 uzantıları inşa. Her bir dikdörtgen kutu paslanmaz çelik ve 75 x 36 x 25 cm yapılmış olduğundan emin olun (L x g x Y) içinde büyüklük ve kanallı bir üst su doldurulabilir, çapa için açıklandığı gibi. Odası muhafaza bağlı olarak ürün sahne sırasında bir çapa ve kapak arasında bu uzantıları ekleyin.

2. çapa dağıtım ve toprak karışıklık önlemek için sistemin düzenlenmesi

  1. Alan hazırlık (yani, tüm toprak işleme işlemleri sonra) sonra toprağa Çapa Ekle ve pirinç tohum önce. Mümkünse, çapa ölçüm dönemi süresince sürece çıkarmayın kesinlikle gerekli, örneğin iki sonraki kırpma Sezon arasında toprak işleme işlemi için. Yeniden yükleme sırasında rahatsızlık sonra toprak sakinleştiği çapa akı ölçüm başlamadan önce bir kaç gün (en az 2 gün) ekleyin.
  2. Herhangi bir çapa çıplak toprak dağıtmadan önce 30 cm x 3 m yerleştirin (W x U) ahşap plakalar (içinde alan ve sadece onları toprak sıkıştırma önlemek için aşağıdaki işlemleri sırasında üzerinde yürüme. Her çapa en az 0,5 m plakalar yerleştirin.
  3. Çapa 40 cm derinlikte çapa güvenliğini sağlamak ve özellikle uzantısı kullanıldığında yanlışlıkla yanal alan sel sonra eğilmesini önlemek için sürülmüş tavaya yerleştirin. Çapa atanan alanı alanı toprak üzerinde konumlandırılmış olan sonra bir özel monte çelik çerçeve çapa, üstüne doğru hizalaması her iki bileşenleri koruyarak yerleştirin. Çapa toprağa çekiç ve vurmak belgili tanımlık çerçevelemek ve değil çapa çapa için zarar görmesini önlemek için dikkatini ver. Sonra ekleme, bir kabarcık düzey kullanarak çapa mükemmel düz olduğundan emin olun.
  4. (Yani, çoğaltır) izlenen her tedavi için en az üç çapa yerleştirin. Birden fazla oda aynı deneysel biriminde kullanılmak üzere ihtiyacı olursa diye 1 m, bitişik odaları arasında en az bir mesafe saygı duyuyorum.
  5. Tüm çapa eklendikten sonra ahşap yürüyüş plakalar geçici olarak kaldırmak ve alanın alan yanal bankalardan kaynaklanan podyumları oluşan bir sisteme sahip yeniden düzenleyebilirsiniz. Ayrıntılı olarak, alan beton bloklar en az 0,5 m çapa, ahşap plakalar sistemi fazlasını saklamak için yeterli sayıda uzak yerleştirin.
    Not: Podyumları sonraki sera gazı ölçüm olaylar sırasında toprak karışıklık önlemek gereklidir. Beton blokların sayısı alanının yanal bankalardan çapa mesafe bağlı olacaktır. Her 3-m uzun tahta iki beton blok istikrar için gerektirir.

3. Oda kapanması ve sera gazı ölçümleri

  1. Ölçüm olaylar her zaman aynı anda her gün gündüz değişkenlik en aza indirmek için çalıştırın.
    Not: sıcaklık 10 üzerinde yani, günlük ortalama yakın olduğunda ortalama günlük akı temsil eden en iyi andır Bu gün27' deki benzersiz bir ölçüm günlük toplu değeri tahmin etmek için en iyi yoldur.
  2. Alana gelen ahşap plakalar çapa ulaşmak için beton bloklar üzerinde yer. Daha sonra su ile çapa üst tarafını yerleştirilmiş kanalları doldurun. Dikkatle uzantıları odası headspace içinde bütün bitkileri içine gerektiği gibi ekleyin.
    Not: Bu işlem, herhangi bir ürün zarar görmemesi için iki operatörleri tarafından gerçekleştirilmelidir. Su ile kullanılan uzantıların de Kanal doldurun.
  3. Kapağı üst uzantısı su dolu kanal yerleştirerek her odası kapatın. Kapanış döneminde (genellikle 15-20 dk, ama deneysel ihtiyaçlarının karşılanması için değiştirilebilir), en az üç gaz örnekleri eşit zaman aralıklarında-(Örneğin, sadece kapatma sonra 10 dk sonra ve 20 dk sonra) geri alıyorum. Örnekleme, örnekleme noktasına tek yönlü bir stopcock ile donatılmış bir 50 mL şırınga bağlanmak, daha sonra iki Kesme muslukları (şırınga biri) ve bir "şırınga pistonu yukarı ve aşağı üç kez 35 mL çekilmesi daha önce hareket ettirerek durulama" örnekleme bağlantı noktası açık Headspace odası ve nihayet iki Kesme muslukları kapatın. Şırınga örnekleme konumundan bağlantısını kesin ve ayrı saklayın.
    Not: atipik gaz kabarcıkları üretmek olarak sera gazı akı tahminleri alter odaları alan sel sırasında çalışırken, herhangi bir rahatsızlık ya da türbülans ponding su kaçının.
  4. Çeşitli uzantıları pirinç bitkileri içeren uygun ekleyin. Uzantıları çapa ve tüm su doldurulabilir kanallar dolum kapak arasında interpose. Pirinç (katlanabilir bir cetvel ile ölçülen) toprak yüzeyinin üzerinde 20-40 cm olduğunda bir uzantısı kullanın; pirinç 40-60 cm ve benzeri iki uzantısını kullanın.
  5. Odası kapatılması sırasında her 3-5 dk ile bir sıcaklık datalogger headspace ısısını ölçmek.
  6. Örnekleme olay tam kapatma döneminden sonra göz önünde bulundurun. Kapağı kaldırın ve daha sonra tüm uzantıları kullanılacaktır.
    Not: birkaç chambers izlemek ve gündüz değişkenlik önyargı önlemek için gereken süreyi kısaltmak için contemporaneously birden fazla odası ölçmek mümkündür. Örneğin, iki işleç bir ekip ile 30 dk içinde en çok 10 bitişik odalarından örnekleme yönetmek mümkündür.
  7. (Alanının sular altında olduğunda) her örnekleme olayından sonra her odası (alanının drene zaman) toprak veya ponding su headspace yüksekliğini ölçmek katlanan bir cetvel kullanarak.

4. örnek işleme ve analizleri

  1. Her paddy alan önce ziyaret, bütil kauçuk septa laboratuvar odasında alan başına ile kapalı üç (veya daha fazla) 12-mL cam şişeleri boşaltın.
    Not: Şişeleri yeniden kullanılabilir. Her yeniden kullanım önce kauçuk septum yerine ve vakum geri yüklemek gereklidir.
  2. Gaz odası headspace geri çekilmesi, şırınga under örnekleri için tahliye şişeleri bile ile kapalı stopcock, plastik şırıngaların hiçbir sızıntı28garanti edemeyiz çünkü hızlı bir şekilde transfer. 25'lik Hipodermik iğne ile aktarımı gerçekleştirmek. İlk olarak, iğne stopcock sığacak sonra aç ve iğne ile örnek 5 mL sifonu. Daha sonra iğne septum yerleştirin ve kalan 30 mL örnek önceden tahliye şişe itmek ve iğne çekmek.
    Not: Birden fazla analizler için gaz sağlamak ve onun sera gazı konsantrasyonu değiştirecek örnek doğru dış ortamdan herhangi bir kitle akı önlemek için basınçlı > 2 atm şişe içinde örneğidir. 5-mL örnek floş iğne diğer örnekleri için yeniden izin verir.
  3. Her örnekleme olay analiz için laboratuvara şişeleri tayin.
    Not: örnek korunması için daha--dan 4 ay2820 ° C'de garantilidir rağmen o her zaman en kısa zamanda analitik işlemleri gerçekleştirmek için tercih edilir.
  4. Gaz konsantrasyonları bir otomatik gaz Kromatograf N2O belirleme CH4 belirlenmesi29için bir alev iyonizasyon detektörü için bir elektron yakalama bulmak ile donatılmış kullanarak toplanan örneklerinde belirlemek. Örnekleri ek olarak, doğru bir kalibrasyon gerçekleştirmek için birkaç bilinen N2O ve CH4 örnekleri (standartlar) konsantrasyonları ölçmek.
    Not: Standartlar konsantrasyon örnekleri beklenen konsantrasyonları aralığını kapsamalıdır.

5. akı tahmini

  1. Akı tahmini için seçilen model akı odası dağıtım, yani, hangi gerçek Döviz Kuru odası varlığı tarafından etkilenmez ideal an şu anda tahmin.
  2. Gaz konsantrasyonu gaz ile temel bir birimdeki belirledikten sonra kromatografik analiz ve sonraki kalibrasyon, hesaplamak (N2O veya CH4) headspace içinde mevcut madde mutlak miktarı hava molar birimin göre Ideal gaz yasası türetilmiş.
    Not: Bu gaz Kromatograf hafif sinyal değişiklikleri hatalarına neden sıcaklık fonksiyonu olarak acı olabilir bu yana her örnekleme olay ile ilişkilendirilmiş bir kalibrasyon eğrisi üretmek için son derece tavsiye edilir.
  3. Emisyon desen bağlı olarak bir doğrusal veya doğrusal olmayan model arasında seçim yapın. Kullanılabilir doğrusal modeller arasında HM modeli25sonunda HMR paket9tarihinde güvenerek, seçin. Var üç zaman puan (süresi 0, saat 1 ve süresi 2) isterseniz dayalı iki kesimi yamaçta: yamaç zaman 0 ve 1 arasında mutlak değerleri saat 1 saat 2 arasındaki eğim daha büyüktür ve yamaçları uyumlu olması durumunda, , HM modeli; Tüm diğer durumlarda, bir doğrusal modeli kullanın. Üçten fazla zaman-puan var, HMR kullanarak iki model uygun, ancak daha sonra kendi seçim modeli eğilim uygun en iyi görsel değerlendirmesine dayanarak.
  4. Minimum algılanabilir gaz Kromatograf algılama sınıra göre hesaplanan ve çalışma koşulları (sıcaklık, basınç, headspace cilt) akı altında sıfır tozlar için ayarlayın.
  5. Cerayanlar mevsimsel değişkenlik doğru açıklamak için en az 40 (her iki döngüleri izleme ve dönemleri intercropping) yıl boyunca olaylar örnekleme, örnekleme frekansı kırpma döngüsü, toprak işleme gibi önemli olaylar yakınındaki yoğunlaştırılması sağlamak, fertilizations, drenaj, kuruluş şartları, sel, yüzey pirinç fidan ponding su ve benzeri. Geçiş günlük (Örneğin, drenaj dönemleri, fertilizations, vb) en yüksek frekans en az bir kez, iki haftada (Örneğin, kış aylarında).

Representative Results

Her ölçüm olay her sera gazı Cerayanlar tahmin etmek için temelidir izlenen odaları için zamanla sera gazı konsantrasyonları bir dizi üretir. Temel olarak, verileri belirli gerek yoktur, ama (kesinlikle artan veya azalan) monoton işlevi teorik modeli dışında kalan durumlarda yüksek insidansı dikkat protokolü uygulama ve olası doğruluğunu garanti eder. gizemli hataları (Örneğin, şişeleri kaçak).

Şekil 1 doğru örnek CH4 Cerayanlar bütün bir yıl bildirir. Hata çubukları ile gösterildiği gibi böyle sonuçlar büyük ölçüde, esas olarak bir sonucu olarak mikrobiyal süreçleri sera gazı üretimi için sorumlu kayma heterojen için farklı olabilir. Yüksek değişkenlik karşılaşan kullanıcılar için böyle sonuçlar mutlaka kötü sonuçlar işaret. Tedavi farklılıkları algılamak, sade bir şekilde çoğaltır sayısını artırmak mümkün kılan adresi yüksek değişkenlik için.

Şekil 2' de, mevsimsel değişkenlik zavallı keşif bir örnek gösterilmiştir: etkinlikler ölçme yetersiz sayısı yıllık Cereyanlar bir küçümseme için yol açtı.

Günlük Cerayanlar daha sonra güneş yılı aşkın, kırpma bir sezon boyunca veya belirli kırpma aşamaları üzerinde kümülatif emisyonları hesaplamak için kombine edilebilir. Genellikle, hesaplama toplu Cerayanlar Cerayanlar iki sonraki ölçüm olaylar arasındaki doğrusal değişiklik kullanır. Bir örnek toplu Cerayanlar CH4için Şekil 3 ' te gösterilmiştir.

Figure 1

Şekil 1. CH4 günlük Cerayanlar mevsimsel değişimi örneği hem bir döngüsü (Eylül-Mayıs) üzerinden kırpma ve kırpma dönemler arası da dahil olmak üzere tam bir yıl boyunca su dolu bir paddy alanından. Hata çubukları standart hataları gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Şekil 2. CH4 günlük Cerayanlar mevsimsel değişimi örneği yetersiz bir sayıyla ölçme sera gazı emisyonları için önemli anları değil de kapsayan olaylar bütün bir yıl boyunca su dolu bir paddy alanından. Hata çubukları standart hataları gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3. Örnek toplu CH4 emisyon kırpma bir sezon boyunca. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 4
Şekil 4. Ana aşamadan yöntemi uygulaması ile ilgili kritik noktaları ve başarı göstergeleri. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Discussion

Çeltik pirinç statik kapalı-odası tekniğinde uygulanması iletişim kuralında tanımlanan ana bölümlerine karşılık gelen beş temel aşamadan oluşur. Her aşama, Şekil 4' te özetlendiği gibi kritik noktaları olan farkında olmak ve faz uygulama, başarısını kontrol göstergeleri içerir.

Şekil 4 ' te açıklanan en kritik noktaları zaten iletişim kuralında ele alınmaktadır ve kolayca dahil önerileri takip ederek çözülebilir. En zor kritik nokta mevcut Protokolü sera gazı toplama varyasyon odası muhafaza sırasında temel Cerayanlar hesaplamasıdır. Ayrıca paket HMR hesaplamalar için kullanırken, uygulamak için en iyi modeli seçmek için tavsiye, bağımsız üzerinde görsel değerlendirme dayalı HMR öneri olarak. Bu daha da zaman zaman konsantrasyonlarda tutarlı artış beklenen davranış sapma veya azaltmak önemlidir.

Özellikle (odası da silindirik olabilir) odası geometrisi, odası malzeme (daha geçirgen, non-reaktif, Sigara-kaynak/lavabo gaz ile ilgili temel ilkeleri yapısı içinde açıklanan tekniği çeşitli varyasyonları mümkündür molekülleri dikkate ve uygun ama daha pahalı olan Teflon gibi kolay kullanımlı malzeme altında) ve sera gazı analizörü türünü (taşınabilir sistemler mevcuttur şırıngalar ve tüpleri gaz aktarma gerekmez). Yine de, ölçme sera gazı Cerayanlar topraklar gelen çok önemli bir adım iklim değişikliği kaynakları, olası azaltma stratejileri etkinliğini incelemek ve gelecekteki oluşabileceğini modelleri bilgilendirmek için emisyon, lider süreçleri anlamak için izlemek için gereklidir senaryolar. Hiç bilgi agroecosystems küresel sera gazı bütçe için izlemek için tek biçimli bir vücut inşa edecek genel iletişim kurallarını evlat edinmek için çok daha önemlidir.

Ideal gaz yasası burada gerçek gazlar molar hacminin hesaplamak için uygulanır. Bu uygulama yaygın olarak kullanılan ve edebiyat belirli vücut içinde kabul ve ideal gaz yaklaşım makul doğruluk30ile kullanılabilir.

Son olarak, CH4 ana sürücüleri ölçme sera gazı ölçümleri bağlamı içinde ele alınması deneysel soruları bağlı olarak düşünün ve N2O emisyonları, toprak sıcaklığı, redoks potansiyeli, toprak gibi çözünmüş organik gözenek Karbon konsantrasyonları, toprak gözenek nitrat ve amonyum konsantrasyonu.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgements

Yazarlar Marco Romani ve Eleonora Francesca Miniotti ve Araştırma Merkezi, Ente Nazionale video oluşturulduğu deneysel deneme ev sahipliği Risi, personel için minnettarız. Biz de Francesco Alluvione Protokolü gerçekleştirilmesi ve Joan Leonard İngilizce yazması düzenleme değerli eserleri için önde gelen ilk bilimsel flash için teşekkür etmek istiyorum.

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