このプロトコルの全体的な目標は、静的な密閉容器を用いた水田からの温室効果ガス排出を測定することです。測定システムには、フィールドの両方永続的な水層とチャンバー ヘッド スペース内で植物の存在のため、特定の調整が必要があります。
このプロトコルでは、静的な密閉容器を用いた水田土壌からの温室効果ガス (GHG) 排出の測定について説明します。このメソッドは、拡散理論に基づきます。定義された土壌領域を覆う空気量が知られている時間の定義された期間のため (「室」という名前)、平行六面体カバーが囲まれます。このエンクロージャ間土壌間隙空気の微生物源 (すなわち、メタン生成古細菌、硝化、脱窒菌) の近くからを移動次の自然、商工会議所のヘッド スペースにガス (メタン (CH4) と亜酸化窒素 (N2O))濃度勾配。フラックスは、エンクロージャ全体で一定の間隔でサンプリングし、ガスクロマトグラフィーで分析され、チャンバー ヘッド スペース濃度変動から見積もられます。温室効果ガス測定が可能の技術の中で静的閉鎖チャンバー法は、大規模なゆく処理土壌地帯を必要としないプロット実験に適しています。さらに、限られたリソースで管理し、温室効果ガス駆動力の測定と組み合わせる場合は特に、生態系のプロパティ、プロセス、およびフラックス、間の関係を識別できます。それにもかかわらず、微気象のメソッドに関してまだやむを得ない土壌攪乱が最小限が増え、マイナーな時間分解能をことができます。いくつかの段階がメソッドの実装にキー: i) 商工会議所設計および展開、ii) サンプルの処理と分析、および iii) フラックス推定。水田における技術実装の成功は、調整フィールドは洪水トリミング サイクルの大部分で、測定中に商工会議所ヘッド スペース内米プラント メンテナンスを要求します。したがって、農用地の土壌の湛の通常のアプリケーションに関して考慮すべき他の要素から成るデバイス: i) フラックスを過大評価することができる任意の意図しない水障害を回避し、ii) 稲を含む通気輸送で排出されるガスを完全に考慮するチャンバー ヘッド。
農業、林業と他の土地利用では、世界的な温室効果ガス排出量1の約 21% を生成する生産部門です。農地土壌の温室効果ガス排出量の正確な測定は気候の変更2ソースとシンクの両方として生態系の適切な役割の決定を確立するのみならず内適切かつ効果的な緩和戦略を定義するキーパリの契約対象のフレームワーク。
農耕地土壌 (すなわちN2O および CH4) によって生成される最も重要な 2 つの温室効果ガスの排出フラックスが微メソッドまたは閉鎖チャンバー法3によって測定可能過去 3 年間の土壌からの温室効果ガス排出量データを報告する研究の大多数は、最初 1926年6で記述された閉鎖チャンバー法4,5を適用されます。技術を微調整し、実験成果物とバイアス7,8,9,10、11,12 のすべてのソースを克服するためにいくつかの努力がなされました。 ,,1314。特定のプロトコルは、別の回でコンパイル方法論15,16,17,18,19、標準化し、科学的な試みは、まだ進行中を手法を用いたフラックス推定におけるバイアスを最小限に抑えるのためのベスト プラクティスを確立します。
水田土壌には、このペーパーで説明されて、静的の閉鎖室技術拡散理論に依存している、正確な期間の知られている土の表面の部分の上の空気量のエンクロージャを提供しています。エンクロージャの中に CH4 N2O の分子は特定の微生物によって製造された場所、土壌間隙空気から自然な濃度勾配に沿う拡散によって移行 (メタン CH の場合4; 硝化とN2O の脱窒菌)、洪水の水や植物通気組織を通じて最終的に、商工会議所のヘッド スペースで囲まれた空気に。チャンバー ヘッド スペース内で 2 つのガスの濃度を時間をかけて増やすし、フラックス推定のこれらの増加の出現を提供します。
微気象のメソッドに関して密閉チャンバー測定は、しばしば異なる土地利用タイプと生態系の最寄りプロット スケールでフラックス温室効果ガスを学ぶ抱えた大規模な同種のフィールド2または高ではないため物流投資要件20。さらに、彼らは異なる栽培方法など他の分野の治療12,21の操作実験の同時分析ができます。最後に、テクニックは生態系のプロパティ、プロセス、およびフラックス間の関係の識別ができます。また、技術の 2 つの主な欠点は、時空の不均一性の比較的非能率的な探査と商工会議所展開22による土壌障害の効果を含めます。ただし、これらの弊害は、少なくとも部分的にで克服することができます、: (土壌攪乱を最小限に抑える) する適切な室の設計、(空間的変動を調べる) 複製の十分な数の採用の強化を可能にするシステムの使用を自動化もしくは (残留変動の温度の影響を省略) にレギュラー (一日の同じ時間) 測定 (日周変動のアカウント) に毎日測定の頻度。
To 水田日付を戻って 80 年代初頭の23メソッドの最初のアプリケーションと畑に関してその使用の主な特質は、土壌と商工会議所の中にヘッド スペース内で植物を含める必要性水の存在筐体。慎重に本稿に記載されている、最初の特徴は、フラックスは、洪水の水を通ってガス拡散の乱れによる強化による過大評価を避けるために測定イベント中に水障害を防ぐために特定のシステムの必要性を意味します。第二の重要な特色は、放出される CH4の24、測定イベント中に植物を含むように適切なデバイスが必要ですの 90% までを表す米通気ガス輸送を考慮することです。
水稲栽培における静的閉鎖チャンバー技術のアプリケーションは、プロトコルに記載されている主要なセクションに対応する 5 つの重要なフェーズで構成されます。各フェーズには、図 4に要約注意して実装フェーズの成功を確認する指標の重要なポイントが含まれています。
図 4で説明されているほとんどの重要なポイントは、プロトコルで既に解決されて、含まれている推奨事項に従うことによって簡単に解決することができます。この議定書の最も重要なポイントは、商工会議所のエンクロージャの中に温室効果ガスの濃度変化に基づくフラックスの計算です。またそれは適用する最高のモデルを選択することをお勧め、視覚的評価に基づいて、HMR 提案の独立した計算で HMR のパッケージを使用する場合。これは、時間で濃度が一貫して増加の予想される動作から逸脱または減少よりも重要です。
記載した技術のいくつかのバリエーションは、主な原則は、室形状 (商工会議所は円筒でもことがあります)、商工会議所資料 (任意非透過性、反応性、非-ソース/シンクのガスに特に関連の構造の内で可能です検討、および適切なしかしより高価なテフロンなどの使いやすい素材を受けて分子)、および温室効果ガス分析装置の種類 (ポータブル システムが利用可能バイアルと注射器のガス伝達を要求しない)。それにもかかわらず、土壌からの温室効果ガスのフラックスの測定は極めて重要なステップ監視に必要な気候の変更ソース、可能な緩和戦略の有効性を研究し、将来を予測するためのモデルを知らせる、排出に至るプロセスを理解するにはシナリオ。これまでに全球の温室効果ガス収支の生態系を監視するための知識の統一体をビルドする共通のプロトコルを採用するよりも重要です。
ここで、理想気体法律を適用して、実在気体のモル体積を計算します。このアプリケーションは、広く普及し、文学の特定の体の受け入れし、理想気体の近似は妥当な精度30で使用できます。
最後に、温室効果ガス測定のコンテキスト内で対処する実験の質問に応じて CH4の主要なドライバーを測定検討し、N2O 排出量、土壌温度、酸化還元電位、土壌間隙溶存有機二酸化炭素濃度は、土壌間隙硝酸塩、アンモニウム濃度。
The authors have nothing to disclose.
著者は、マルコ ・ ロマーニとエレオノーラ フランチェスカ ・ Miniotti 研究センターの Ente ナツィオナーレ リシ、ビデオが作成された実験的試みを主催したスタッフに感謝しています。我々 はまた原稿の英語の編集の彼女の貴重な作品のプロトコル実現、ジョアン ・ レナードと続く最初の科学的なフラッシュのフランチェスコ洪水を感謝したいと思います。
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. |