Vurdering af metan og lattergas strømme fra rismark ved statisk lukkede kamre opretholde planter inden for Headspace

Environment
 

Summary

Det overordnede mål med denne protokol er at måle emissioner af drivhusgasser fra rismarker ved hjælp af statisk lukket kammer teknikken. Målesystemet skal specifikke justeringer på grund af tilstedeværelsen af begge en permanent vandet lag i feltet og planter i salen 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

Denne protokol beskriver måling af udledningen af drivhusgasser (GHG) fra uafskallet jord ved hjælp af statisk lukket kammer teknikken. Denne metode er baseret på teorien om diffusion. En kendt mængde luft overliggende en defineret jord område er indkapslet i et parallelepipedum cover (benævnt "kammer"), i en defineret periode. I denne periode, kabinet flytter gasser (metan (CH4) og lattergas (N2O)) fra jord pore luften nær deres mikrobielle kilde (dvs., methanogens, nitrifiers, denitrifiers) til kammer headspace, efter en naturlig koncentration gradient. Strømme er derefter anslået fra salen headspace koncentration variationer stikprøven med jævne mellemrum i hele skabet og derefter analyseres med gaskromatografi. Blandt de teknikker til rådighed for DHG måling er statisk lukket kammer metode egnet til plot eksperimenter, da det ikke kræver stor homogen måde behandlet jord områder. Endvidere, det er overskueligt med begrænsede ressourcer og kan identificere relationer mellem økosystem egenskaber, processer og strømme, især når den kombineres med DHG driving force målinger. Alligevel skal det forårsager en minimal men stadig uundgåelige jorden forstyrrelse og giver mulighed for en mindre tidsmæssige opløsning med hensyn til metoden micrometeorological. Flere faser er nøglen til metodeimplementering: i) kammer design og implementering, ii) prøve håndtering og analyser, og iii) flux skøn. Teknik gennemførelsen succes i rismarkerne kræver justeringer for feltet oversvømmelser i meget af den beskæring cyklus og for ris plante vedligeholdelse i salen headspace under målingerne. Derfor, de ekstra elementer skal betragtes med hensyn til den sædvanlige anvendelsen af ikke-oversvømmede landbrugsjorder består af enheder til: i) undgå utilsigtet vand forstyrrelser der kunne overvurdere strømme, og ii) herunder ris planter inden for salen headspace til fuldt ud at overveje gasser emitteres metan transportation.

Introduction

Landbrug er en produktiv sektor, der sammen med skovbrug og anden arealanvendelse, producerer ca. 21% af globale DHG-emissioner1. Nøjagtig måling af landbrugsjord DHG-emissionerne er afgørende ikke blot at etablere den rette rolle bestemmelse af agroecosystems som både kilde og vask i klima ændre2, men også at fastlægge hensigtsmæssige og effektive risikobegrænsende strategier inden for for rammerne af Paris-aftalen mål.

Emissioner strømme af de to vigtigste drivhusgasser produceret af landbrugsjorder (dvs., N2O og CH4) er målelige ved enten micrometeorological metoder eller lukket-kammer teknikken3. Det store flertal af undersøgelser rapporterer data om drivhusgasemissioner fra jord i de seneste tre årtier anvendes lukket-kammer teknikken4,5 , blev første gang beskrevet i 19266. Flere har været bestræbelser på at finjustere teknikken, og overvinde alle kilder til eksperimentel artefakt og bias7,8,9,10,11,12 ,13,14. Særlige protokoller, udarbejdet på forskellige tidspunkter, har til formål at standardisere metoderne15,16,17,18,19, og videnskabelige forsøg er stadig gang for at fastlægge de bedste praksis for ansættelse af teknikken og minimere bias i flux skøn.

Statisk lukket-kammer teknikken, hvis ansøgning til uafskallet jord er beskrevet i denne hvidbog, bygger på diffusion teori og giver en præcis frist i kabinettet med et kendt volumen af luften over en del af jordens overflade. Under kabinettet, CH4 og N2O molekyler migrere ved diffusion langs en naturlig koncentration gradient fra jord pore luft, hvor de er fremstillet af specifikke mikroorganismer (methanogens for CH4; nitrifiers og denitrifiers for N2O), at luften indkapslet i salen headspace, til sidst gennem vandets oversvømmelse eller plante Dunhammer. Koncentrationerne af de to gasser i salen headspace stige over tid, og forekomsten af disse stigninger foreskriver flux skøn.

Med hensyn til metoderne micrometeorological foretrækkes lukket kammer målinger ofte til forskellige land brug typer og økosystemer når studerer DHG fluxe på plot-skala, fordi de ikke er behæftede med en stor homogen felt2 eller høj logistisk og investering krav20. Desuden, de tillader simultan analyse af manipulerede eksperimenter, som forskellige agronomiske praksis eller andre felt behandlinger12,21. Endelig tillader teknikken identifikation af relationer mellem økosystem egenskaber, processer og flux. Alternativt, to vigtigste ulemper ved teknikken omfatter de relativt ineffektive udforskning af rumlige og tidsmæssige heterogenitet og virkningerne af jorden forstyrrelse på grund af kammeret installation22. Men disse formidlerne kan, i det mindste delvist overvindes med: korrekt kammer design (at minimere jorden forstyrrelse), vedtagelse af et tilstrækkeligt antal flergangsbestemmelser (at udforske rumlige variation), og automatiseret systembrug, som tillader, at intensivering af hyppigheden af daglige målinger (for at tage højde for temperaturprofil variation) eller regelmæssig (samme tid af dagen) måling (for at udelade effekt af temperatur i resterende variation).

En første anvendelse af metoden til en rismark datoer tilbage til den tidlige 80 's23, og de vigtigste særheder af dens anvendelse med hensyn til højlandet felter er tilstedeværelsen af oversvømmelser vand på jorden og behovet for at omfatte planter inden for headspace under afdeling kabinet. Nøje beskrevet i denne hvidbog indebærer den første træk behovet for specifikke systemer til at forhindre vand forstyrrelser under måling begivenheder, at undgå flux overdimensionerede forårsaget af turbulens-induceret forbedring af gas diffusion gennem oversvømmelse vand. Den anden afgørende træk er at tage højde for gastransport gennem ris Dunhammer, svarende til op til 90% af udsendte CH424, som kræver ordentlig enheder til også at omfatte planter under måling begivenheder.

Protocol

1. salen Design

  1. Saml hvert kammer med tre hovedelementer: et anker, låg og mindst fire udvidelser.
  2. Bygge anker i form af en 75 cm x 36 cm x 25 cm (L x b x H) rektangulære kasse af rustfrit stål. Svejse en vand-indtastningsklare kanal 10-13 mm (w) x 13-20 mm (h) af anker øverste rektangulære perimeter. Bore to huller (1 cm i diameter) på hver af de fire sider af anker 5 cm fra den øverste vand kanal.
    Bemærk: Ankre isolere kolonnen jord under kammeret og forhindre lateral diffusion. Kanalen er nødvendige for at opnå en effektiv tætning mellem ankeret og låget. Hullerne sikre en hurtig decharge ponding vand inden i kammeret under dræning felthændelser.
  3. Opbygge et låg i en rektangulær kasseform af rustfrit stål og størrelse 75 cm x 36 cm x 20 cm (L x b x H) med et indre rumfang paa 54 L. sikre at det passer den vand-indtastningsklare kanal perfekt.
  4. Dække låg med en 4-cm tyk lukket celle skum, til gengæld er omfattet af en lys reflekterende (aluminium-lignende) belægning.
    Bemærk: Det er nødvendigt at udstyre kammer med en temperaturregulator så ikke at fremme mikrobielle aktivitet kunstigt, deraf til en utilsigtet temperaturstigning under kammer lukning.
  5. Udstyre hver låg med en udluftningsanordning ventil, lavet af en buet stykke af plastslanger (1,5 cm x 24 cm, D x L) størrelse for kammer-volumen og vind betingelser-25. Tilslut udluftningsanordning ventil til låget ved at bore en 1,5 cm hul i midten af en af de to 36-cm lateral ansigter af låget. Fastgør derefter den plastikrør med en skrue-stik.
    Bemærk: Udluftningsanordning ventil er anbefalet for fremsendelse af Omslut Barometrisk ændringer luft lydstyrken og kompensere for volumen forandringer, der opstår under kammer kabinet og luft prøvetagning tilbagetrækning, og/eller forbundet med ukontrolleret, lukkede luften temperaturændringer. Ventilen skal være et rør og ikke blot et hul, så at luften opbrugt fra kabinettet under et fald i ydre pres er fanget i røret og vendte derefter tilbage til prøvelokalet, hvis trykket stiger igen. Den buede figur minimerer potentialet i salen trykreduktion på grund af vinden flow over dens ydre åbning, dvs., Venturi effect26.
  6. Give en prøveudtagning port til tilbagetrækning af gasprøver. Lave en 1 cm hul i midten af toppen af låget i en 7-cm x 7 cm niche gravet ind i celle skum. Luk hullet med en gummiprop, der passer til en Teflon tube (3 mm indre diameter, 20 cm længde). Sikre, at Teflon tube Ekstruderer 3 cm og trænger 17 cm når proppen er placeret i sin niche. Tilsluttes en envejs stophane til at styre åbning/lukning af prøveudtagning port den udad del af røret.
  7. Udstyre hver låg med en 12V PC fan strøm fra en 12V 7Ah Genopladelig og transportabel batteri, at sikre luft blanding. Placere PC blæseren på den interne oversiden af låget ved hjælp af to stål skruer boltet til den indre side af salen.
    Bemærk: Luft blanding er nødvendig for at forhindre enhver gas stratificering i salen headspace under kabinet, især når store mængder af vegetation er til stede.
  8. Opbygge et antal udvidelser til omfatter planter inde i kammeret, når de er fuldt udvoksede. For eksempel, hvis planterne ikke vil overstige 80 cm højde på deres endelige størrelse, bygge 4 udvidelser for hver afdeling. Sikre, at hver en rektangulær kasse fremstillet af rustfrit stål og 75 x 36 x 25 cm (L x b x H) i størrelse, og med en øverste vand-indtastningsklare kanal, som beskrevet for ankeret. Tilføje disse udvidelser mellem et anker og låg under kammer kabinet, afhængigt af stadiet afgrøde.

2. anker implementering og Arrangement af systemet for at forhindre jorden forstyrrelse

  1. Indsæt ankre i jorden efter feltet forberedelse (dvs.efter alle jordbearbejdning operationer) og før ris såning. Hvis det er muligt, må du ikke fjerne ankre for varigheden af måleperioden medmindre strengt nødvendige, såsom for jordbearbejdning drift mellem to efterfølgende beskæring sæsoner. Indsæt ankre et par dage (mindst 2 dage) før flux måling starter, således at jorden igen afbalanceres efter forstyrrelser under installationen.
  2. Inden du distribuerer enhver anker på den nøgne jord, placere 30 cm x 3 m (W x L) træ planker (i feltet og gang udelukkende på dem under de følgende operationer til at undgå jordpakning. Placere plankerne mindst 0,5 m fra hver anker.
  3. Indsæt ankre i 40 cm dybde i den overpløjede pan at sikre ankeret og undgå utilsigtet laterale bøjning efter feltet oversvømmelser, især når udvidelse bruges. Efter ankre har været placeret på jorden i området tildelte felt, placere en brugerdefineret-samlet stålramme på toppen af anker, samtidig bevare korrekt justering af begge komponenter. Hammer anker i jorden, og være opmærksom på at ramme rammen og ikke anker, at undgå skader på ankeret. Efter indsættelse, sikre at ankre er helt flad ved hjælp af et vaterpas.
  4. Indsæt mindst tre ankre for hver overvåget behandling (dvs., replikater). Respektere en minimumsafstand mellem tilstødende kamre af 1 m, i tilfælde af mere end ét kammer i samme eksperimentel enhed skal anvendes.
  5. Når alle ankre er indsat, midlertidigt fjerne omvandrende træplanker, og derefter flytte feltet med et system af gangbroer med oprindelse fra de laterale bredden af feltet. Detalje, sted i feltet betonblokke mindst 0,5 m langt fra ankre i antal tilstrækkeligt til at holde et system af træplanker.
    Bemærk: Catwalks er nødvendige for at forhindre jorden forstyrrelse i efterfølgende DHG måling begivenheder. Antallet af betonblokke vil afhænge af afstanden af ankre fra de laterale bredden af feltet. Hver 3-m lang planke vil kræve to betonblokke til stabilitet.

3. afdeling lukning og DHG målinger

  1. Kør måling begivenheder altid på samme tid hver dag, for at minimere temperaturprofil variabilitet.
    Bemærk: I øjeblikket bedste repræsenterer gennemsnitlige daglige flux er når temperaturerne er tæt på det daglige gennemsnit, dvs., kl. Dette er den bedste måde at vurdere den daglige akkumulerede værdi fra en entydig måling i dag27.
  2. Når du ankommer i feltet, placere træ planker på betonblokke til ankre. Bagefter, udfylde de kanaler, der er placeret på den øverste omkredsen af ankre med vand. Forsigtigt tilføje udvidelser som nødvendigt at vedlægge alle planter i salen headspace.
    Bemærk: Denne handling skal udføres af to operatører for at undgå skader, afgrøde. Fyld med vand kanal for hver anvendte forlængelse.
  3. Tæt hvert kammer, placere låget i den vandfyldte kanal af den øverste forlængelse. I den afsluttende periode (typisk 15-20 min, men kan ændres for at opfylde eksperimentelle behov), skal du trække mindst tre gasprøver på samme tid-intervaller (f.eks.lige efter lukning, efter 10 min, og efter 20 min). På prøveudtagninger, tilslutte en 50 mL sprøjte udstyret med en en-vejs stophane til prøveudtagning port og derefter åbne de to stopcocks (en i sprøjten) og en indport prøveudtagning, "skylle" sprøjten ved at flytte stemplet op og ned tre gange før tilbagetrækning 35 mL af kammer headspace, og luk til sidst de to stopcocks. Fjern sprøjten fra havnens prøveudtagning, og gemme det fra hinanden.
    Bemærk: Hvis du arbejder i nærheden af afdelingerne under feltet oversvømmelser, undgå forstyrrelser eller turbulens ponding vand det kan producere atypiske gasbobler og ændre DHG flux skøn.
  4. Tilføje flere lokalnumre, der er egnet til at indeholde ris planter. Placere extensions mellem anker og låg, fylder alle vand-indtastningsklare kanaler. Bruge en forlængelse, når ris er 20-40 cm over jordoverfladen (som målt med en sammenfoldelig lineal); hjælp to extensions, hvor risen er 40-60 cm, og så videre.
  5. Under lukningen kammer måle headspace temperatur hver 3-5 min med en temperatur datalogger.
  6. Overveje hændelsen prøvetagning komplette efter lukningsperioden. Fjern låget og derefter alle brugte udvidelser.
    Bemærk: For at forkorte den tid, der kræves til at overvåge flere kamre, og undgå temperaturprofil variabilitet bias, det er muligt at måle samtidigt mere end ét kammer. For eksempel med et team af to operatører er det muligt at administrere prøveudtagning fra op til 10 tilstødende kamre i 30 min.
  7. Efter hver prøveudtagning begivenhed, måle headspace højden af hvert kammer fra jorden (når feltet er drænet) eller ponding vand (når feltet er oversvømmet) ved hjælp af en sammenfoldelig lineal.

4. prøve håndtering og analyser

  1. Før hver rismark besøg, evakuere tre (eller flere) 12 mL hætteglas lukket med butylgummi septa pr. felt afdeling i laboratoriet.
    Bemærk: Hætteglas kan genbruges. Før hver genbrug er det nødvendigt at erstatte gummi septum og gendanne vakuum.
  2. Efter tilbagetrækningen af gas fra salen headspace, overføre de sprøjte-gemt prøver til evakueret hætteglassene hurtigt fordi plastik sprøjter, selv med lukkede stophane, ikke kan garantere nogen lækage28. Udføre overførslen med en 25-gauge kanyle. Først, passe nålen ind i hanen, og derefter åbne det og skyl nålen med 5 mL af prøven. Næste, indsætte nålen i septum og skub de resterende 30 mL prøve ind en pre evakueret hætteglas, og derefter trække nålen.
    Bemærk: Eksemplet inde i hætteglasset er > 2 atm tryk at levere gas til flere analyser og undgå en masse flux fra det ydre miljø mod den prøve, som ville ændre sin DHG koncentration. 5 mL prøve flush af nålen tillader det at genbruges til andre prøver.
  3. I slutningen af hver event, prøvetagning, overførsel hætteglassene til laboratoriet til analyse.
    Bemærk: Selv om bevarelse af prøven er garanteret ved 20 ° C i mere end fire måneder28, det er altid at foretrække at udføre analytiske procedurer så hurtigt som muligt.
  4. Bestemme koncentrationerne i de indsamlede prøver ved hjælp af en automatisk gaskromatograf udstyret med en elektron capture detektor for N2O beslutsomhed og en flammeionisationsdetektor for CH4 bestemmelse29. Ud over prøverne, måle koncentrationer af en række kendte N2O og CH4 prøver (normer) for at udføre en nøjagtig kalibrering.
    Bemærk: Koncentrationen af standarderne bør omfatte vifte af forventede koncentrationer af prøverne.

5. flux estimering

  1. Den model valgt for flux skøn skal forudsige flux øjeblikket kammer installation, dvs, den ideelle tidspunkt, som den sande kurs upåvirket af kammeret tilstedeværelse.
  2. Efter bestemmelse af koncentrationen af gas på en base volumen via gas beregne chromatografisk analyse og efterfølgende kalibrering, den absolutte mængde stof (N2O eller CH4) inden for headspace, ifølge den molære luftmængde afledt af den Ideal Gas lov.
    Bemærk: Det er særdeles tilrådeligt at frembringe en kalibreringskurve, der er tilknyttet hver prøveudtagning begivenhed, da gaskromatograf kan lide lille signal ændringer som funktion af temperaturer, hvilket kan føre til fejl.
  3. Vælge mellem en lineær eller ikke-lineær model, afhængigt af emission mønster. Blandt ikke-lineære modeller, skal du vælge den HM model25, i sidste ende stole på HMR pakke9. Hvis du har tre tidspunkter (tid 0, tid 1 og tid 2) vælger baseret på hældningen af de to segmenter: i tilfælde af, at hældningen mellem 0 ogtid 1 er større i absolutte værdier end hældning mellem tid 1 og tid 2 og pisterne er overensstemmende , bruge HM model; i alle andre tilfælde skal du bruge en lineær model. Hvis du har mere end tre tidspunkter, passer de to modeller ved hjælp af HMR, men bagefter vælger på din egen baseret på visuel vurdering af modellens bedste montering tendensen.
  4. Indstillet til nul strømme under Minimum påviselige Flux, beregnet efter detektionsgraensen for gaskromatograf og driftsbetingelser (temperatur, tryk, headspace volumen).
  5. For at beskrive den sæsonmæssige variation af strømme korrekt, give mindst 40 prøveudtagning begivenheder hele året (overvågning både cykler og intercropping perioder), intensivere samplingfrekvensen nær afgørende begivenheder af den beskæring cyklus, såsom jordbearbejdning, fertilizations, afvanding, etablering af oversvømmelser betingelser, belægningsarbejder af ris planter fra ponding vand, og så videre. Overgangen fra en maksimale frekvens af daglige (fxpå dræning perioder, fertilizations, osv.) til et minimum af en gang bi-ugentlige (f.eks., om vinteren).

Representative Results

Hver måling begivenhed producerer en serie af drivhusgaskoncentrationerne over tid for hver af de overvågede kamre, der er grundlaget for estimering DHG strømme. Dybest set, der er ingen særlig grund til at kassere data, men en høj forekomst af situationer, der falder uden for den teoretiske model for monoton funktion (strengt stigende eller faldende) warrants opmærksomhed på nøjagtigheden af protokollens anvendelse og eventuel uforudsete fejl (fx, hætteglas lækage).

Figur 1 rapporter et helt år af korrekte eksempel CH4 strømme. Som påvist med fejllinjer, sådanne resultater kan variere betydeligt, hovedsagelig som følge af at den rumlige heterogenitet af mikrobielle processer ansvarlig for DHG produktion. For brugere, der oplever høj variabilitet, sådanne resultater ikke nødvendigvis signal dårlige resultater. Til adresse høj variabilitet, der gør behandlingen forskelle umuligt at registrere, skal i blot forøge antallet af gentagelser.

I figur 2, er der vist et eksempel på dårlig udforskning af sæsonmæssige variation: det utilstrækkelige antal måling begivenheder førte til en undervurdering af årlige strømme.

Daglige strømme kan kombineres efterfølgende for at beregne kumulative emissioner over et solar år, over en beskæring sæson eller over bestemte beskæring faser. Typisk, beregning af kumulative strømme er afhængig af lineær ændringen af strømme mellem to efterfølgende måling begivenheder. Et eksempel på kumulative strømme er vist i figur 3 for CH4.

Figure 1

Figur 1. Eksempel på sæsonvariation af CH4 daglige strømme fra en oversvømmet rismark over et helt år, herunder både en beskæring cyklus (fra maj til September) og indbyrdes beskæring perioder. Fejllinjer udgør standard fejl. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2. Eksempel på sæsonvariation af CH4 daglige strømme fra en oversvømmet rismark over et helt år, med et utilstrækkeligt antal måling begivenheder ikke godt dækker alle de afgørende øjeblikke for DHG-emissioner. Fejllinjer udgør standard fejl. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3. Eksempel på kumulative CH4 -emissioner over en beskæring sæson. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4. Hovedfaser metode anvendelse med tilsvarende kritiske punkter og indikatorer for succes. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Discussion

Anvendelsen af statisk lukket-kammer teknikken i uafskallet ris består af fem væsentlige faser, svarende til de vigtigste afsnit beskrevet i protokollen. Hver fase indeholder kritiske punkter som at være opmærksom, og indikatorer til at kontrollere succes af fase gennemførelse, som sammenfattet i figur 4.

De fleste kritiske punkter beskrevet i figur 4 er allerede rettet i protokollen og let kunne løses ved at følge de henstillinger, der er inkluderet. Det vanskeligste kritiske punkt i denne protokol er beregningen af strømme baseret på DHG koncentration variation under kammer kabinet. Også anvender pakken HMR beregninger, er det tilrådeligt at vælge den bedste model skal anvendes, uafhængigt af HMR forslag, baseret på visuel vurdering. Dette er endnu vigtigere, når koncentrationer i tiden afvige fra den forventede funktionsmåde konsekvent stigning eller fald.

Flere variationer af den beskrevne teknik er muligt inden for strukturen af de vigtigste principper, især i forbindelse med kammer geometri (salen kan også være cylindrisk), kammer materiale (alle ikke-gennemtrængelige, ikke-reaktiv, ikke-source/sink af gas molekyler under overvejelse, og nem at bruge materiale, såsom Teflon, som er egnet, men dyrere), og typen af DHG analyzer (bærbare systemer findes der kræver ikke gas overførsel injektionssprøjter og hætteglas). Ikke desto mindre er måling DHG strømme fra jord et afgørende skridt skal overvåge climate change kilder, for at forstå processer, der fører til emissioner, undersøgelse af mulige risikobegrænsende strategier og underrette modeller til at forudsige fremtidige scenarier. Det er vigtigere end nogensinde at vedtage fælles protokoller, der vil bygge en ensartet krop af viden til at overvåge agroecosystems for den globale DHG budget.

Ideal Gas lov er her anvendt til at beregne den molære volumen af virkelige gasser. Dette program er almindeligt brugt og accepteret i den specifikke mængde af litteratur, og ideal gas tilnærmelse kan bruges med rimelig nøjagtighed30.

Endelig, alt efter de eksperimentelle spørgsmål skal behandles inden for rammerne af DHG målinger, overveje måling af de vigtigste drivkræfter bag CH4 og N2O-emissioner, jordbundens temperatur, redox potentiale, jord pore opløst organisk Kulstof koncentrationer, jord pore nitrat og ammoniak koncentrationen.

Disclosures

Forfatterne har ikke noget at oplyse.

Acknowledgements

Forfatterne er taknemmelig til Marco Romani og Eleonora Francesca Miniotti og ansatte i Research Centre af Ente Nazionale Risi, der var vært for den eksperimentelle forsøg hvor videoen blev skabt. Vi vil også gerne takke Francesco Alluvione for den første videnskabelige flash fører til erkendelse, protokol og Joan Leonard for hendes værdifulde arbejde i dansk redaktion af 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