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Artículo de método

Calibrada de muestreo pasivo - Mediciones de campo multi-trama de NH

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DOI:

10.3791/53273

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21 de marzo de 2016

En este artículo

Resumen

Las emisiones de amoníaco son una gran amenaza para el medio ambiente debido a la eutrofización, la acidificación del suelo y la formación de partículas finas y se derivan principalmente de fuentes agrarias. Este método permite que las mediciones de pérdida de amoníaco en pruebas de campo replicados que permite el análisis estadístico de las emisiones y de las relaciones entre el desarrollo de los cultivos y las emisiones.

Resumen

Amoníaco Agrícola (NH 3) las emisiones (90% de las emisiones totales de la UE) son responsables de alrededor del 45% eutrofización en el aire, el 31% acidificación del suelo y la formación de polvo fino 12% dentro de la UE-15. Pero las emisiones de NH 3 también significan una considerable pérdida de nutrientes. Muchos estudios sobre las emisiones de NH3 a partir de la aplicación de fertilizantes orgánicos y minerales se han realizado en las últimas décadas. Sin embargo, la investigación relacionada con las emisiones de NH 3 después de fertilizantes de aplicación es aún limitada en particular con respecto a las relaciones con las emisiones, el tipo de fertilizante, las condiciones del lugar y el crecimiento de los cultivos. Debido a la variabilidad de respuesta de los cultivos a los tratamientos, los efectos sólo pueden ser validados en los diseños experimentales, incluyendo la replicación de campo para la prueba estadística. Los que dominan métodos de pérdida de amoniaco que producen emisiones cuantitativos requieren áreas de campo grandes, costosos equipos o suministro de corriente, lo que restringe su aplicación en ensayos de campo replicados. esta protocol describe una nueva metodología para la medición de las emisiones de NH 3 en muchas parcelas enlazan un método simple semi-cuantitativo de medición utilizado en todas las parcelas, con un método cuantitativo por mediciones simultáneas utilizando ambos métodos en parcelas seleccionadas. Como un método semi-cuantitativo de medición se utilizan muestreadores pasivos. El segundo método es un método de cámara dinámica (método de tubo dinámico) para obtener un cociente de transferencia, que convierte las pérdidas semi-cuantitativos del muestreador pasivo a cuantitativa pérdidas (kg de nitrógeno ha -1). El principio que subyace en este enfoque es que muestreadores pasivos colocados en un campo experimental homogénea tienen el mismo comportamiento de absorción de NH3 en condiciones ambientales idénticas. Por lo tanto, una transferencia coeficiente obtenido a partir de muestreadores pasivos individuales se puede utilizar para subir los valores de todos los muestreadores pasivos utilizados en la misma prueba de campo. El método resultó válido en virtud de una amplia gama de condiciones experimentales y se recomiendaser utilizado en condiciones con suelo desnudo o marquesinas pequeñas (<0,3 m). Los resultados obtenidos a partir de experimentos con plantas más altas deben ser tratados con más cuidado.

Introducción

El amoníaco (NH3) es el único gas atmosférico traza predominantemente (90%) emitida a partir de fuentes agrícolas de la UE. Aunque la agricultura es también una fuente importante (> 50% de las emisiones de la UE), éstos sólo contribuyen a alrededor de ~ 5% al ​​total de las emisiones de gases de efecto invernadero antropogénico UE15. Por el contrario, las emisiones de NH3 agrícolas son responsables de aproximadamente el 45% de las emisiones derivadas de la eutrofización, el 31% de la acidificación y la formación de polvo fino 12% dentro de la UE-15 1. Además de los efectos perjudiciales para los ecosistemas y la salud humana, el nitró....

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Protocolo

1. Diseño experimental y de consignas generales

  1. Utilice comparativamente grandes parcelas (12 mx 12 m o 9 mx 9 m) en comparación con los tamaños generalmente aplicadas en las pruebas de campo replicadas (por ejemplo, 3 mx 8 m) para evitar los efectos de la distribución desigual de fertilizantes en las emisiones de amoníaco (Figura 2). Utilice formas trama cuadrados para evitar los efectos de cambios de dirección del viento sobre la absorción de amoniaco por los muestreadores. Reducir la deriva de NH3 de una parcela a la otra en un grado aceptable, manteniendo una zona de amortiguamiento de 1 parcela entre las parcelas. ....

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Resultados

En el año 2014, un ensayo de campo se estableció en el centro de Dinamarca para probar los efectos de varios métodos para reducir las emisiones de amoníaco después de la aplicación de purín de vacuno: incorporación con un cultivador rotativo, la incorporación de suspensión acidificada y la inyección ranura cerrada (inyección de lechada en el suelo con la cobertura posterior con el suelo). A modo de comparación con una técnica de aplicación de alta emisión y, en particular, para la correcta aplicación de la aplicación de la manguera rastro m.......

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Discusión

Se demostró que el método propuesto se puede usar para comparar las emisiones de amoníaco de diferentes tratamientos de fertilización en pruebas de campo replicados y utilizar la información estadísticamente significativa resultante de estas mediciones para mejorar la gestión de fertilizantes nitrogenados. La cantidad de emisiones obtenidos por este método ha sido validado en estudios anteriores por comparación con mediciones micrometeorológicas 13,15,16. En este documento, la validez de este enfoque cu.......

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Divulgaciones

El autor declara que no tiene intereses financieros en competencia.

Agradecimientos

El autor agradece al Dr. Marco Roelcke, el Dr. Dirk Niekisch, el Dr. Robert Quakernack, el Dr. Kang Ni por su esfuerzo en el desarrollo y un mayor desarrollo de este enfoque. Muchas gracias también a los técnicos de campo Doris Ziermann y Jun Yang. Las investigaciones subyacentes fueron apoyados por el Deutsche Forschungsgemeinschaft, el Estado Federal de Schleswig-Holstein, subvenciones efre de la Unión Europea y SKW Piesteritz corp. como se indica en detalle en las publicaciones citadas.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
acero inoxidable Drä cámara ger + anillos de sueloFa. Hofmann GmbH, Metallindustriewerk, Kiel, Alemaniasin número
techos y varilla de acero inoxidable para muestreador pasivoFa. Hofmann GmbH, Metallindustriewerk, Kiel, Alemaniasin número
electrodo de amoníaco + bancoThermo scientificCat. Nº 9512BNWP o 951201
solución de llenado de electrodos de amoníacoThermo scientificCat. Nº 951202
Patrones de calibración de amoníaco; 0,1  M estándar de cloruro de amoníacoThermo scientificCat. No. 951006 
Drä bombas ger DraegerSafety AG& Co Kg
Drä tubos de gerDraeger Safety AG& Tipos de Co Kg: 0,25/a; 2/a; 5/a
los ácidos (botella de Azlon, HDPE)Dunn Labortechnik GmbHCat.No.: BGE230P
viales pequeños (botellas de centelleo PE 60 mm x 27  mm)cualquier almacén
de laboratorio Tubo de PTFE de 7 mm x 1  mm WDGcualquier almacén
de laboratorio conectores PP Y-Form 6-7 mmcualquier almacén
botellas de muestreo pasivas resistentes a de laboratorio

Referencias

  1. Erisman, J. W., Bleeker, A., Hensen, A., Vermeulen, A. Agricultural air quality in Europe and the future perspectives. Atmos. Environ. 42, 3209-3217 (2008).
  2. Bremner, J. M. Recent research on problems in the use of urea as a nitrogen fertilizer. Fert. Res. 42

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Reimpresiones y permisos

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