이 프로토콜의 전반적인 목표 정적 닫힌된 챔버 기술을 사용 하 여 논에서 온실 가스 배출량을 측정 하는 것입니다. 측정 시스템 분야에서 모두 영구 물 층의와 챔버 headspace 내 식물의 존재로 인해 특정 조정 필요합니다.
이 프로토콜 정적 닫힌된 챔버 기술을 사용 하 여 논 토양에서 온실 가스 (GHG) 배출량의 측정을 설명 합니다. 이 방법은 확산 이론을 기반으로 합니다. 정의 된 토양 영역을 오버레이 하는 공기의 알려진된 볼륨 시간의 정의 된 기간에 대 한 평행 6 면 체 덮개 (라는 “약 실”), 포함입니다. 이 인클로저 기간 동안 가스 (메탄 (CH4)과 질소 산화물 (N2O))는 자연에 따라 챔버 headspace에 토양 공 공기 그들의 미생물 소스 (즉, methanogens, nitrifiers, denitrifiers) 근처에서 이동 농도 그라데이션입니다. 용은 다음 챔버 headspace 농도 변화 인클로저를 통해 정기적으로 샘플링 하 고 다음 가스 크로마토그래피 분석에서 추정 됩니다. GHG 측정에 사용할 수 있는 기술 중 정적 닫힌된 챔버 메서드는 큰 homogenously 토양 지역 취급을 필요로 하지 않습니다 플롯 실험에 적합 합니다. 또한, 한정 된 자원을 가진 관리 이며 힘 측정을 운전 하는 GHG와 결합 될 때 특히 생태계 속성, 프로세스, 플럭스, 간의 관계를 식별할 수 있습니다. 그럼에도 불구 하 고, micrometeorological 방법에 관하여 그것 여전히 피할 수 없는 토양 소요, 하지만 최소한의 발생 하 고 부 임시 해결 있습니다. 여러 단계는 메서드 구현의 핵심: i) 챔버 디자인 및 배포, ii) 샘플 처리 및 분석, 및 iii) 유출 추정. 벼 분야에서 기술 구현 성공 필드 많이 자르기 주기 동안 홍수 및 측정 중 챔버 headspace 내 쌀 공장 유지 보수에 대 한 조정을 요구 한다. 따라서, 홍수 비 농업 토양의 일반적인 응용 프로그램에 대해 고려해 야 할 추가 요소에 대 한 장치 구성: i) 용과 대 평가 수 어떤 의도 하지 않은 물 소요 고 ii) 내에서 쌀 식물을 포함 하 여 챔버 headspace aerenchyma 교통 통해 방출 하는 가스를 완전히 고려 하.
농업 임업 및 다른 토지 이용, 글로벌 GHG 배출량1의 약 21%를 생산 하는 생산 분야 이다. 농업 토양 GHG 배출량의 정확한 측정은 기후 변화2, 소스 및 싱크 agroecosystems의 적절 한 역할 결정을 설정할 뿐만 아니라 내에서 적절 하 고 효과적인 완화 전략을 정의 하는 키 파리 계약 대상의 프레임 워크입니다.
농업 토양 (즉, N2O 및 채널4)에 의해 생산 하는 두 가지 가장 중요 한 GHGs의 방출 용은 micrometeorological 메서드 또는 폐쇄 챔버 기술3에 의해 측정. 지난 3 년 동안 토양에서 GHG 배출량 데이터를 보고 하는 연구의 대부분 적용 처음 19266에 설명 되었다 폐쇄 챔버 기술4,5 . 여러 노력 기술, 미세 조정 및 실험적인 유물 및 바이어스7,,89,,1011,12의 모든 소스를 극복 한 ,,1314. 서로 다른 시간에 컴파일된 특정 프로토콜 표준화 방법론15,,1617,18,19, 목적 및 과학적인 시도 여전히 진행 하는 기술을 고용 하 고 플럭스 견적에 바이어스를 최소화에 대 한 유용한 설정 합니다.
논 토양에 그 응용 프로그램을이 문서에서 설명 하는 정적 폐쇄 챔버 기술 확산 이론에 의존 하 고 정확한 기간에 대 한 토양 표면 부분의 위 공기의 알려진된 볼륨의 인클로저를 제공 합니다. 인클로저, 동안 채널4 와 N2O 분자는 토양 공 공기, 그들이 어디 특정 미생물에 의해 생산에서 자연 농도 기온 변화도 따라서 유포 여 마이그레이션 (methanogens 채널의 경우4, nitrifiers 및 N2O denitrifiers), 결국 홍수 물 또는 식물 aerenchyma 통해 챔버 headspace, 안에 공기에. 시간이 지남에, 챔버 headspace 내 두 가스의 농도 증가 이러한 증가의 발생 자 속 추정 합니다.
Micrometeorological 방법, 닫힌된 챔버 측정은 종종 다른 토지 이용 종류와 생태계에 대 한 선호 플롯 축척에서 플럭스 GHG를 공부 하면 되지 않기 때문에 큰 동질적인 필드2 에 의해 방해 또는 높은 물류 및 투자 요구 사항20. 또한, 그들은 다른 농경 관행 등 다른 필드 치료12,21조작된 실험의 동시 분석을 허용합니다. 마지막으로, 기술은 생태계 속성, 프로세스, 용 간의 관계의 식별 수 있습니다. 또는, 기술의 두 가지 주요 단점이 공간 및 시간이 상대적으로 비효율적인 탐험 등 때문에 챔버 배포22토양 소요의 효과. 그러나, 이러한 손해, 적어도 부분적으로 극복할 수 있습니다: 적절 한 챔버 디자인 (토양 소요 최소화), (공간 가변성을 탐구)에 복제, 충분 한 수의 자동 시스템 사용의 강화를 허용 하 고 매일 측정 (일주 변화에 대 한 계정) 또는 일반 (하루 중 같은 시간) 측정 (잔류 가변성에 온도 효과 생략)의 주파수.
1980 년대 초23에 다시 논 날짜는 메서드의 첫 번째 응용 프로그램 및 고지대 분야에 관하여 그것의 사용의 주요 특성은 홍수 물 토양 및 챔버 동안에 헤드 스페이스 내 식물을 포함 하는 필요의 존재 인클로저입니다. 신중 하 게이 문서에 설명 된 대로 첫 번째 특성 플럭스 홍수 물을 통해 가스 확산의 난 기류 유도 향상으로 인 한과 대 평가 피하기 위해 측정 이벤트 기간 동안 물 소요를 방지 하기 위해 특정 시스템에 대 한 필요를 의미 합니다. 두 번째 필수 특성 내보낸된 채널424, 적절 한 장치 측정 이벤트 기간 동안 식물을 포함 하는 최대 90% 쌀 aerenchyma 통해 가스 전송에 대 한 계정을 것입니다.
5 필수 단계, 해당 프로토콜에서 설명 하는 주요 부분 하 논 쌀에 정적 폐쇄 챔버 기술의 응용 프로그램에 의하여 이루어져 있다. 각 단계는 그림 4에 요약 된 대로 인식 하는 단계 구현 성공을 확인 하는 지표의 중요 한 포인트를 포함 합니다.
그림 4 에 설명 된 대부분의 중요 한 포인트는 프로토콜에서 이미 해결 하 고 포함 된 권장 사항에 따라 쉽게 해결 될 수 있습니다. 현재의 프로토콜의 까다로운 한계점 챔버 인클로저 동안 GHG 농도 변화에 따라 용의 계산 이다. 또한 HMR 패키지를 사용 하 여 계산에 대 한, 그것은 최고의 모델 적용을 선택 하는 것이 좋습니다, 시각적 평가에 따라 HMR 제안의 독립. 이 때 훨씬 더 중요 한 시간에 농도의 일관 된 증가 예상 되는 동작에서 이탈 또는 감소.
설명된 방법의 몇 가지 유사 콘텐츠는 특히 챔버 형상 (챔버 수 있습니다 원통형), 챔버 물자 (어떤 비 투과성, 비 반응성, 비-소스/싱크 가스에 관련 된 주요 원리의 구조 내에서 가능 고려 사항, 및 적합 한, 하지만 더 비싼 테 플 론 등 사용 하기 쉬운 소재, 분자), GHG 분석기의 유형과 (휴대용 시스템은 사용할 수 있는 가스 전송 주사기와 튜브에 필요 하지 않은). 그럼에도 불구 하 고, 토양에서 GHG 플럭스 측정 중추적인 단계 하는 데 필요한 기후 변화 소스, 배출량, 이어지는 가능한 완화 전략의 효과 공부 하 고 미래 예측을 위한 모델에 게 프로세스를 이해 하는 것을 모니터링 시나리오입니다. 적 지식 agroecosystems 글로벌 GHG 예산에 대 한 모니터링의 균일 한 시체를 구축 하는 일반적인 프로토콜을 채택 하는 것 보다 더 중요 하다.
이상 기체 법칙 진짜 가스의 어 금 니 볼륨을 계산 하 여기 적용 됩니다. 이 응용 프로그램은 널리 사용 하 고 문학, 특정 본문에 허용 그리고 합리적인 정확도30이상 가스 근사를 사용할 수 있습니다.
마지막으로,에 따라 실험 질문 GHG 측정의 컨텍스트 내에서 해결 되어야 하는 측정 채널4 의 주요 드라이버 고려와 N2O 배출, 토양 온도, 산화 환 원 잠재력, 토양 유기 해체 기 공 탄소 농도, 토양 공 질산염, 암모늄 농도
The authors have nothing to disclose.
저자는 마르코 Romani와 엘 레 노어 프란체스카 Miniotti 연구 센터의 Ente Nazionale Risi, 누가 비디오 만들어진 실험 재판을 호스팅의 직원에 감사. 우리는 또한 첫 번째 과학적인 플래시 영어 원고 편집의 그녀의 소중한 작품에 대 한 프로토콜 실현 하 고 조 안 레너드를 선도 대 한 프란체스코 Alluvione를 감사 드립니다.
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. |