This material is based upon work supported by the National Science Foundation under Grant Number 1215858, by the US Department of Agriculture under Grant Number 2013-68002-20525, and by the US Department of Energy Great Lakes Bioenergy Research Center &#8211; DOE BER Office of Science (DE-FC02-07ER64494) and DOE OBP Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (DE-AC05-76RL01830). In-field video and images were recorded at the Wisconsin Integrated Cropping System Trial project of the University of Wisconsin&#8211;Madison. The authors are grateful to Ryan Curtin for skillful videography and editing.

1。会議所建設とアンカーの取り付け<ol><li>設計およびチャンバを構築 - 実験的なニーズを満たすために、 - 各々が土壌やフラックス測定時のアンカーの上に配置される蓋に挿入されるアンカーからなる。 <ol><li>チャンバの形状およびサイズ​​の設計では、そのような作物の行間隔、肥料または肥料バンディング、および植物高さの空間の要因を考慮する。土壌表面上のアンカーの突起が微気候の影響や水の滞水に寄与することができるので、蓋は可能な土壌表面へと低く座ることを検討。トレードオフは、チャンバの高さと検出感度との間に存在するので、設計上の蓋は、研究中のシステムのための実現可能な限り短くすることができる。 </li><li>例えばステンレス鋼またはPVCなどの頑丈な非反応性材料のチャンバーを構築し、アンカー上にふたをシールするための機構を含む。熱の蓄積を防ぐために蓋を絶縁し、着色された光や反射性材料でカバー測定中。サンプル収集及び通気管は、チャンバの展開とサンプル除去時の圧力摂動を防ぐことを可能にする隔壁を含めます。詳細は、パーキンおよびVenterea 8、およびクラフら 10、材質の表を参照してください。 </li></ol></li><li>少なくとも1日前に採取するには、目的のサイトでの土壌中のチャンバアンカーをインストールしてください。インストール方法は、チャンバ設計に依存するが、アンカーが土壌構造を変形したり歪曲しないように、一般的には、すべてのポイント間で均等に力が適用されます。土壌の種類、展開時間、チャンバ容積6,11に応じて、2.5〜13センチメートルの深さまでアンカーをシンクする。土壌表面上に突出（せいぜい5センチ）できるだけ少ないままにしておきます。 </li></ol> 2。キャリブレーションと実験計画注：前に実験を開始するには、データをできるようになります適切なサンプリング時間経過を決定するために、以下の手順を実行します。適切な線形または非線形のフラックスモデル（パーキンら 12を参照）に嵌合する。これは、ステップ3-5（フィールドサンプリング、サンプル分析、およびデータ解析）に記載されている技術の使用が必要になります。最適なタイミングは、研究対象のシステムと使用されている室の寸法の両方の関数である。いくつかの試行錯誤が関与している可能性がある。代替アプローチをVenterea 13を参照してください。 <ol><li>キャサンプリングと分析<ol><li>比較的高い微量ガスフラックスを生成することが期待環境や管理条件下で、セクション3に記載された技術、次の集中的なサンプリングを行う。密に離間サンプリング時点を使用して、典型的と考えられるであろうよりも長い持続時間の時系列を取り込む。時間かけて5月10日等間隔の時点でいくつかの代表的な室内から採取することから始めます。 </li><li>セクション4以下のガスクロマトグラフィーによってサンプルを分析します。 </li></ol></li><li>キャInterpretati上の<ol><li>関心のある各キャリブレーション時系列と各ガスのため、プロットの時間ごとの濃度。 </li><li>その流動速度が予想範囲の上限にあることを確認します。フラックス計算のためのセクション5を参照してください。トラブルシューティングのヒントについては、セクション2.3を参照してください。 </li><li>時間をかけてガス濃度のプラトー、より具体的には、非線形性の兆候、またはグラフを点検します。 注：濃度がプラトーに達し始める点は、ガスの種類によって異なり、ガスの生産または消費土壌内で、チャンバ内のヘッドスペースガスの濃度、及び二つのゾーンの間の拡散速度の関数である。したがって、非常に短い時間前にプラトーを生じる短いチャンバと、チャンバの高さによって影響を受ける。 </li><li>実験系に最適な室内の展開時間を決定するためのキャリブレーションセットを使用しています。線形回帰（ここではセクション5で説明したように）データ解析で使用される場合には、再線形に近く維持する選択タイミング時系列6内のサンプリング時間、3、好ましくは4の最小を可能にしながら、できるだけ関心のあるすべてのガス/システムのための時間と濃度のlationship。チャンバーのためのCO 2およびN 2 Oの測定に使用される10〜30センチメートルの高い、時系列は、典型的には20〜60分の範囲である8,14。 </li></ol></li><li>キャリブレーションのトラブルシューティング<ol><li>乏しい分化および/または難易肥え線形又はプラトーがある場合は、より厳しい較正時間点以上の較正時系列を使用し、濃度が検出限界内にあることを確認する。フラックスの低料金のために、蓄積速度の低下は、テストされた時間枠内で観察されないことがあります。これは問題はありません。 </li><li>フラックスが期待される実験的な範囲の上限ではない場合、（たとえば、肥料又は灌注を適用することにより）高いフラックスを誘導するために治療または環境条件を変化させること、キャリブレーションを繰り返す。代わりに、私たち実験的なフラックスが発生した較正及びプラトーの間に観察されるものよりも有意に高い場合には、線形回帰のための少なくとも3つの時点を保持しながら、後の時点を排除することができるように、実験計画で電子の少なくとも4つの時点、。曲線回帰手法を用いてもよい。 </li></ol></li><li>実験計画<ol><li> 2.2.4項で決定した最適なタイミングに基づいて、関連するすべてのサイトで、治療法、および/または、複製物をキャプチャし、担当者が効率的にチャンバーサイト内を移動することができ、全体的なサンプリング方式を考案。必要に応じて、次々にサンプリングされるいくつかの「ラウンド」、チャンバ部位を分割する。 <ol><li>測定は、一日の代表、温度は毎日最高値に合わせて、中程度である一日の時点でサンプルとして取られるのであれば。典型的な温帯作付体系では、理想的なウィンドウは半ばから後半の朝です。 </li><li>サンプルを採取する場合は連続したラウンドで、繰り返し日の同じ時刻に同じ治​​療をサンプリングすることによってバイアスを導入しないように注意してください。反復試験のブロックの外にではなく、治療によって治療ラウンドを構築します。 </li><li>必要に応じて、ラウンド内または/前後どちらかに取られる必要な補助的な措置のための時間が含まれます。 （典型的な補助的な措置についてはセクション3.3を参照してください。） </li><li>必要に応じて、周囲の空気の非線形のフラックスモデルで使用するためのサンプル、または開始の近似値（時間ゼロ、「T 0」）（ここでは説明しません）濃度などの収集のための時間が含まれます。 </li><li>場合により、サンプリングと分析の間の可能な試料の劣化を評価するために、サンプリング時にバイアル中に基準ガスをロードするための時間を含む。サンプル保管の考慮のためにパーキンおよびVenterea 8を参照してください。 </li></ol></li><li>研究目標に適したフラックスの測定の頻度を決定します。これは、単一の測定tの範囲であり得るO毎日、毎週、または定期的な測定数ヶ月または数年にわたって。実験的な設計上の考慮事項の徹底的な議論のためのロシェットら 14を参照してください。 </li><li>試料は低温状態に収集することができるのであれば、このような脆くなるのセプタムを防ぐために、バイアルにホットパックなどの加温装置を含めることを計画します。 </li></ol></li></ol> 3。フィールドサンプリング注：各サンプリング日に、下記に記載の技術を用いて、2.4節に設立されたサンプリング·スキームに従ってください。装置と試料体積は、使用される収集および転送方法及びGC分析に必要な試料8の量に応じて変化し得る。このプロトコルは、サンプル移送のフラッシング法で、5.9ミリリットルの収集バイアルと30ミリリットル注射器を利用しています。代替的なアプローチのための議論を参照してください。 <ol><li>準備<ol><li>ラウンドごとに複数の室からのサンプリングした場合、時刻REFEを準備renceグリッドは、いつどこで、試料に簡単に追跡すること（ 図2を参照）。あるいは、配置がサンプリング中に各時点を記録することを可能にする。 </li><li>事前ラベルとサンプリング中最大効率と混乱の最小可能性のためのコレクションバイアルを配置。 </li><li>サンプリング中の時間を節約するために、事前にすべての材料および機器を準備します。壊れたり、簡単にキャリートート、バケツ、または他の容器に（針、注射器、コックなど）、および場所を失っている、何のエキストラを含めます。 </li><li>機器の故障または他の不測の事態のために起こることができ、容易に特定のサンプルに関連する時間を調整することにより、データ解析中に補正することができる任意の遅延時間点を記録するために調製することができる。 </li></ol></li><li>試料捕集<ol><li>添付し、プリインストールされたチャンバーアンカーにチャンバーの蓋を密封し、ストップウォッチを開始します。これは、T 0である。 </li><li>すぐに蓋Cを密封した後チャンバトップのおおよその高さに、チャンバーに隣接した位置から周囲の空気のサンプルをollect：開いた位置にある針とコックを取り付けた空の30ミリリットル注射器で、30ミリリットルの空気サンプルを描き、閉じストップコック。これは、T 0サンプルです。代わりに、チャンバー6からT 0サンプルを採取する。 注： - タイミング（内部サンプル用蓋の閉鎖やサンプル収集の間の遅延）の考慮対空間（外のサンプルのためのサイトや外部微気候からの距離）を評価し、使用している機器に最も適した方法を決定し、トレードオフは二つのアプローチの間に存在する研究中のシステム。 </li><li>注射針で、すでに別の針がセプタムの端の近くを通ってつついている5.9ミリリットル収集バイアルのセプタムを突き刺す。 </li><li> （これは、以前の内容を引き起こしシリンジストップコックを開いて、バイアルに試料約20ミリリットルを注入バイアル）は、サンプルに置き換えられ、余分な針を介して排出される。 </li><li>サンプルの完全性を確保し、8必要に応じて、複数のサンプルの分析を可能にするために、わずかにオーバー加圧バイアル、可能な限り残りのサンプル（約10ミリリットル）をできるだけ多く注入を継続しながら、滑らかな動きでは、余分な針を取り除く。 </li><li>ストップコックを閉じて、セプタムから注射針を引き抜く。未充填バイアルから区別するために満たされたバイアルを裏返し。 </li><li>次のチャンバに進み、繰り返し、正しい予め決めT 0の時点でふたを密封、3.2.1-3.2.6を繰り返します。 </li><li>の手順を繰り返し続ける3.2.1-3.2.7ラウンド中のすべての室が密閉されており、T 0のサンプルが収集されるまで。 </li><li>第一室に戻ります。 </li><li>時刻T 1まで、10秒に近づくと、注射針とチャンバー上部にセプタムを貫通する。 </li><li> T 1、ウィットの10番目の範囲内でチャンバー内の空気の30ミリリットルのサンプルをhdrawとストップコックを閉じます。チャンバーセプタムから注射針を外します。 </li><li>手順に従って収集バイアルにサンプルを移す3.2.3-3.2.6。 </li><li>セクション2.4に設立されたサンプリング·スキームに従って、ステップ3.2.10-3.2.12次のサンプルを収集し続けています。 </li></ol></li><li>補助的な措置<ol><li>塊にガス濃度に変換するために、サンプリング時の空気温度を測定する。研究目標、レコード又は各位置および/または時刻、日降雨量、土壌の嵩密度、土壌、硝酸アンモニウムの濃度で、土壌温度、土壌水分含量のような他の補助的な対策を行う等に応じて様々な手段は、これらの手段を得るために存在する - 標準プロトコルに従ってください。 </li><li>任意選択的に、周囲のGHG濃度および電位貯蔵バイアル劣化を評価するために、iのバイアルに既知濃度の周囲空気試料および/または負荷フィールド基準を集めるNサンプリングと分析の間の期間は、（セクション2.4.1.4と2.4.1.5を参照）。 </li></ol></li></ol> 4。サンプル分析<ol><li> N 2 Oのための電子捕獲検出器、CO 2用赤外線ガス分析計又は熱伝導度検出器、及びCH 4のための水素炎イオン化検出器を備えた装置を用いて、ガスクロマトグラフィーにより各サンプルの関心対象のガスの濃度を決定する。 注：これは、適切にGHG分析のために構成され、利用可能な十分な実行時間を有している器具へのアクセスを取得することが不可欠である。ガスクロマトグラフィーの原理および方法は、他の場所に記載されている5,15,16。 </li><li>理想気体の法則を用いて、体積から質量に微量ガス濃度を変換します。 </li></ol> PV = NRT Pは圧力、V =容積=、nは気体、R =気体法則定数のモル数、Tは温度=場所。このように： <img alt="式（1）"FO：コンテンツの幅= &quot;4インチ&quot; SRC = &quot;/ files/ftp_upload/52110/52110eq1.jpg&quot;幅= &quot;400&quot; /&gt; 5。データ解析<ol><li>各時系列に対して、プロット時間 - 濃度ごとおよび直線性を評価する。さらなる分析から高原の兆しを見せ、後の時点を除く、適合度や目視でを使用して評価します。フラックスの計算のためのT 0（T 0、T 1、T 2···）を含む3つの時点の最小値を使用する。一貫性のあるプロトコルを確立し、直線性のために、そのプロトコルの基準を満たしていない任意の時系列を拒否します。フラックス計算ミス、バイアス、および分散の全体的な説明についてはパーキンおよびVenterea 8を参照してください。 </li><li>線形回帰を実行します。 </li><li>フラックスを計算するために、回帰のスロープを使用します。 </li></ol> F = S•V•A -1 回帰F =フラックス、S =傾き、V =チャンバー容積、およびA =室エリア。このように： <img alt="式2" fo:content-width="1.3in" src="/files/ftp_upload/52110/52110eq2.jpg" width="130" />注：計算をフラックス非線形アプローチのための議論とパーキンら 12を参照してください。

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The authors have nothing to disclose.

<html>ここで説明した静的室ベースのアプローチは、土壌システムからのGHGフラックスを測定するための効率的な方法である。その構成要素の相対的なシンプルさがより多くのインフラを集中的にメソッドが実行不可能である、条件やシステムへのそれは特に適しています。高品質なデータを生成するために、しかし、静的なチャンバのアプローチは、実験計画6に厳密に注意して行わなければならない。考慮されなければならない一つの注目すべき考慮事項は、反復室ベースの測定の間で高い変動性をもたらすことができる、土壌ガスフラックスの空間的な変動である。実験の設計において、従って、それは統計分析のために十分な電力を提供するのに十分な反復を含むことが重要である。トレードオフは、十分な複製を維持し、処理当たり4回の反復の最小値は一般的なガイドライン14の間に研究することができる治療の数の間に存在し得る。 測定されたフラックスは日々の排出量を推定するために使用する場合は、 &quot;ontent&gt;、気温、土壌温度、およびガス排出量の日内変動を考慮しなければなりません。研究目標は、温度が日次平均を反映する際に午前中で得られる測定値が必要な場合は、サンプリングのための制限されたウィンドウには、都合良く監視することができ室の数に影響することがあります。評価されるべき追加的な対価は、植物の根のと地上バイオマス上記包含または除外はガスフラックスに与える影響である。商工会議所の配置の相対植物組織になります適切にバランスでなければならない、フラックスデータの解釈に影響を与え、特にCO2 の場合には、微生物の呼吸だけでなく、根だけでなく呼吸や光合成を撃つ。これらの要因の追加的な議論については、パーキンおよびVenterea 8を参照してください。 前述したように、この方法には多くのバリエーションがチャンバ設計及びサンプリングを含む、存在するボリューム。一つのこのような変化は、注射器と収集バイアルとの間でサンプルを転送するために用いられる方法である。ここに記載された技術は、まず正圧5バイアルを充填する前にサンプルを収集バイアルをフラッシュします。より一般的に使用される技術は、真空ポンプを用いて予備真空排気されてきたバイアルにシリンジからの試料の移転であり、フラッシングない非排気バイアルの使用はまた、8,17報告されている。アプローチの範囲が存在する別の重要な点は、データ分析および研究中のシステムに最も適したフラックスモデルの選択である。ここで説明する線形回帰法に加えて、非線形モデルも長い、展開時間が使用される場合は特に、使用することができる。これらのモデルは、21。そのハッチンソン19,20及びMosierから18及び導出により開発されたアルゴリズム、Wagner らにより記載され次の手順を含む、非定常リビングストンら 22によって記載された状態の拡散フラックス推定。非線形のフラックスモデルの全体的な説明については、パーキンら 12とVenterea ら 23を参照してください。 静的チャンバアプローチに類似の方法はフーリエ変換赤外線（FTIR）サンプリングし、ガスクロマトグラフィーシリンジする代替として分析、ならびに様々な手段を介してチャンバの閉鎖及びサンプリングの自動化フロースルー測定システムの使用を含む。自動化されたシステムを削減担当者とより頻繁な測定を可能にするだけでなく、追加のインフラストラクチャへの投資を必要とする。グレースら 24は、自動化されたチャンバーベースのN 2 Oの測定ではオプションとトレードオフの広範な概要を提供します。 両方の管理·ナチュラル系からの温室効果ガスフラックスの特徴付けはした運営の影響を理解し、プロセスベースのモデルに知らせることが重要です実践と緩和戦略を通知し、グローバルな会計と気候変動のモデル化をサポートするために、NT。個々の研究は、ローカルスケールで有益であるがこのように、多くの付加価値はに貢献し、景観と大気とのガス交換で知識のグローバルな身体からの描画によって導出される。したがって、そのデータが収集され、より広範な知識ベースと寿命との相互運用性が確保さ方法で報告することが、鍵となります。これは、個別の研究を超えた調査結果の拡張を可能にするために、データの品質だけでなく、補助的な対策やメタデータの包括的なレポートの収集を確実にするためのベストプラクティスを、次が含まれています。データ報告のための優れたガイドラインはGRACEnetプロジェクトとGRA 25から入手できます。

Understanding the contributions of both human activities and natural systems to radiative properties of the atmosphere is an area of critical importance as we strive to mitigate anthropogenic contributions to the greenhouse effect. In addition to carbon dioxide (CO2), nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) are also potent GHGs, accounting for an estimated 7% and 19% of global warming, respectively, with the majority of emissions coming from landscape sources1,2. These range from managed systems such as agricultural fields, rice paddies, and landfills, to natural systems such as forest floors, wetlands, and termite mounds. Accurate measurement, supporting well-informed modeling of such landscape-based emissions is critical in order to understand the drivers of climate change as well as to identify mitigation opportunities.
A variety of greenhouse gas measurement strategies exist, each with their own strengths and weaknesses2-5. Mass balance techniques rely on wind-based dispersion of gases and are suited to measurement of flux from small, well-defined sources such as landfills and animal paddocks. Micrometeorological approaches such as eddy covariance are based on real-time direct measurement of vertical gas flux, and can provide direct measurements over large areas. However, homogeneity in source topography is an implicit assumption (in that measurements yield a mean for the area under study), and costly infrastructure can limit deployment possibilities. Finally, chamber-based methods focus on change in gas concentration at the soil surface by sampling from a restricted above ground headspace. They allow measurements to be obtained from small areas and numerous treatments, but are subject to high coefficients of variation due to spatial variation in soil gas flux.
Here we discuss the most prevalent and easily implemented form of chamber-based measurement, utilizing the type of closed chambers without air flow-through commonly referred to as &#8220;static&#8221; or &#8220;non-steady-state non-flow-through&#8221; chambers. In this approach, gas emissions from the soil surface are trapped within a vented chamber, and rates of flux are determined by measuring the change in gas concentration over time within the chamber headspace. The static chamber technique has been widely deployed across both managed and natural landscapes and underpins the bulk of data reporting soil-based flux of greenhouse gases, particularly N2O6,7. It is ideally suited to the study of small experimental plots, diverse sites over variable terrain, or in other situations where multiple distinct locations must be studied without significant infrastructure investments. Typical experimental uses might include the exploration of alternative landscape management practices and their impact on soil-based CO2, N2O, and/or CH4 emissions, examination of landscape-based flux dynamics under artificially induced climate change scenarios such as warming and rainfall exclusion/supplementation, or the descriptive study of natural and agricultural ecosystems and subsystems.
As a critical tool in GHG measurement and flux estimation, the static chamber method has been thoroughly evaluated, and significant efforts have been made towards standardization of techniques and harmonization of data reporting4,6,8,9. Of particular note are the detailed reviews and guidelines produced by the U.S. Department of Agriculture &#8211; Agricultural Research Service&#8217;s Greenhouse gas Reduction through Agricultural Carbon Enhancement network (GRACEnet)8 and by the Global Research Alliance on Agricultural Greenhouse Gases (GRA)9. Such guidelines provide an invaluable resource and platform for coordination, as ultimately the interoperability of data from a myriad of studies is critical for scaling up local findings to global modeling, and for translating research results into viable mitigation strategies.
GRACEnet, GRA, and other reviews also highlight the fact that specific techniques in static chamber-based greenhouse gas flux measurement are extremely diverse, with significant methodological variations possible at nearly every step of the way, including chamber design, temporal and spatial deployment, sampling volumes, sample analysis, and flux calculations. The method described here presents one possible variant, while showcasing best practices and highlighting critical considerations for the generation of high quality, broadly transferrable data. It is intended to provide an accessible overview of this standardized procedure, and a platform from which to explore further nuances and variations described in the literature.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="941">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:332px;">5.9 ml soda glass flat bottom 55 x 15.5 mm</td>
			<td style="width:73px;">Labco Limited</td>
			<td style="width:123px;">719W</td>
			<td style="width:413px;">Collection vials</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:332px;">16.5 mm screw caps with pierceable rubber septum</td>
			<td style="width:73px;">Labco Limited</td>
			<td style="width:123px;">VC309</td>
			<td style="width:413px;">Caps for&#160; vials</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:332px;">90-well plastic vial rack, 17.1 mm well I.D.</td>
			<td style="width:73px;">Wheaton</td>
			<td style="width:123px;">868810</td>
			<td style="width:413px;">Rack for organizing vials</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:332px;">Regular bevel needles 23G x 1&#34;</td>
			<td style="width:73px;">BD</td>
			<td style="width:123px;">305193</td>
			<td style="width:413px;">Needles for sample collection</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:332px;">Stopcocks with luer connections, 1-way, male slip</td>
			<td style="width:73px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:123px;">EW-30600-01</td>
			<td style="width:413px;">Stopcocks for syringes</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:332px;">30 ml syringe, slip tip</td>
			<td style="width:73px;">BD</td>
			<td style="width:123px;">309651</td>
			<td style="width:413px;">Syringes for sample collection</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:332px;">Stopwatch or timer</td>
			<td style="width:73px;">Various</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td style="width:413px;">For timing field sampling</td>
		</tr>
		<tr height="83">
			<td height="83" style="height:83px;width:332px;">Stainless steel or galvanized utility pans with rim, or fabricated stainless steel or PVC chambers and lids, dimensions as appropriate to experimental system</td>
			<td style="width:73px;">Various</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td style="width:413px;">Chamber anchor and lid - bottom cut out of anchor, holes for septum and vent tubing bored in lid</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:332px;">Gray butyl stoppers 20 mm</td>
			<td style="width:73px;">Wheaton</td>
			<td style="width:123px;">W224100-173</td>
			<td style="width:413px;">Chamber septa for syringe sampling - insert into hole bored in lid top</td>
		</tr>
		<tr height="83">
			<td height="83" style="height:83px;width:332px;">Tygon tubing 4.0 mm I.D. x 5.6 mm O.D.</td>
			<td style="width:73px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">Z685623</td>
			<td style="width:413px;">Chamber vent tubing - insert in hole bored in lid side, flush with exterior, approximately 25 cm coiled in lid interior (a 1ml syringe tip may be used as an attachement mechanism)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:332px;">Adhesive foam rubber tape or HDPE O-ring</td>
			<td style="width:73px;">Various</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td style="width:413px;">Chamber sealing mechanism - fastened to underside of lid rim</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:332px;">Reflective&#160; insulation, 0.3125&#34; thickness</td>
			<td style="width:73px;">Lowe&#39;s</td>
			<td style="width:123px;">409818</td>
			<td style="width:413px;">Insulating and reflective coating - affix to exterior of chamber lid</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:332px;">Large metal binder clips, 2&#34; size with 1&#34; capacity, or manufactured draw latch as appropriate</td>
			<td style="width:73px;">Staples / McMaster</td>
			<td style="width:123px;">831610 (Staples) / 1863A21 (McMaster)</td>
			<td style="width:413px;">Lid attachment mechanism - for clamping lid to anchor during sampling</td>
		</tr>
		<tr height="104">
			<td height="104" style="height:104px;width:332px;">Gas chromatography equipment fitted with electron capture detector for nitrous oxide, infrared gas analyzer or thermal conductivity detector for carbon dioxide, flame ionization detector for methane</td>
			<td style="width:73px;">Various</td>
			<td style="width:123px;">N/A</td>
			<td style="width:413px;">For sample analysis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurement of greenhouse gas flux from agricultural soils using static chambers

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the biogeochemical drivers of climate change and to the development and evaluation of GHG mitigation strategies based on modulation of landscape management practices. The static chamber-based method described here is based on trapping gases emitted from the soil surface within a chamber and collecting samples from the chamber headspace at regular intervals for analysis by gas chromatography. Change in gas concentration over time is used to calculate flux. This method can be utilized to measure landscape-based flux of carbon dioxide, nitrous oxide, and methane, and to estimate differences between treatments or explore system dynamics over seasons or years. Infrastructure requirements are modest, but a comprehensive experimental design is essential. This method is easily deployed in the field, conforms to established guidelines, and produces data suitable to large-scale GHG emissions studies.

静的室との研究プロジェクトを開始する前に、全体的なワークフロー、およびシリコ 、現場と実験室ベースの要素（ 図1） 内の構成を理解することが重要です。注意深い実験デザインとシステム較正（ 図2）を設け、データ分析は、一般に、比較的簡単であろう。フラックスの速度は、システム（ 図3）に適切な予め決定された磁束モデルを用いて濃縮することにより、時間の回帰によって各チャンバとサンプリング時間に対して決定される。しかし、ベストプラクティス次の困難に遭遇することができ、生データの品質管理が重要です。例えば、チャンバシール又は漏洩サンプルバイアルの障害は、異常濃度値をもたらすことができる。これらは、容易にCO 2の時系列は、多くの場合、特にusefuとして用いて、時系列濃度のプロット（ 図4）の目視検査により同定される原因時には無視でき、ほぼ検出限界、またはN 2 OまたはCH 4の偶数負のフラックスに比べて、CO 2の通常より堅牢かつ継続的な磁束にLインジケーター。データ品質が確認されると、結果は、治療間や季節（ 図5）の過程でガスフラックスの動態を比較するために使用されてもよい。 5月、6月束値およびエラーバーから分かるように、束の空間的不均一性に起因する変動が有意であり、より高いフラックスの速度を生成する条件下で顕著でもよい。このような変動は珍しくありませんし、この技術では、十分な複製の重要性を強調している。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/52110/52110fig1highres.jpg" width="600" /> 図1。ワークフローの概要。このプロトコルの様々な要素が実験室で、フィールドに、計画段階で実施することになる、と私n個のシリコ。矢印は、（必要に応じて、建設）チャンバ設計で始まり、ワークフローのシーケンスを示し、データ分析と結論。フィールドサンプリングとサンプル分析の間に複数のボックス/矢印は、実験の過程で複数のサンプリングの日付の可能性を表しています。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/52110/52110fig2highres.jpg" width="400" /> 図2。サンプルタイミング。同時に複数のチャンバーからのサンプルの収集のためのサンプル·タイミング方式。室数はグリッド内の全体分に記載されているサンプリング時間で、最上部に左と時間の点で示されている。この例では、36分毎（各チャンバーに1つ）の4つの別々の時系列が系列内の時点間の12分間の間隔、チャンバ間の2分間の歩行時間と、46分の空間内で行われる。この仮想たとえば、隋36分間の時系列のtabilityは、従来のキャリブレーションにより決定されていたであろう。等間隔のタイミングは必要ありませんが、それは多くの場合、サンプリング方式を簡素化します。あるいは、研究者は、個々のサンプリング間隔を決定するために、各サンプリング時点を記録することができる。 <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/52110/52110fig3highres.jpg" width="600" /> 図3フラックス計算。一般的なスタティックチャンバ時系列、N 2の36分間のサンプリング期間にわたって4つの時点で測定されたO濃度からなる。線形回帰が表示されている、の勾配はフラックス速度をもたらす。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/52110/52110fig4highres.jpg" width="600" /> 図4。品質管理。試料が、異なるガスの同じセットからの時系列をペアはWHIのに示されているCHバイアル漏れは目視検査（赤点）で時間をかけて、A）のCO 2濃度が確認されている。B）N 2 Oの濃度時間をかけて。 <img alt="図5" src="/files/ftp_upload/52110/52110fig5highres.jpg" width="600" /> 図5。合成結果、N 2 Oフラックス率農業分野からの単一の生育期間の経過。フラックス値は、4点の時系列を用いて六室の平均を表す。エラーバーは標準誤差である。

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Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

This article showcases the static chamber-based method for measurement of greenhouse gas flux from soil systems. With relatively modest infrastructure investments, measurements may be obtained from multiple treatments/locations and over timeframes ranging from hours to years.

静的チャンバを用いて農用地の土壌からの温室効果ガスフラックスの測定

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the ...

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The Kinetic Theory of Gases

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40.8K ビュー.  University of Wisconsin-Madison. This article showcases the static chamber-based method for measurement of greenhouse gas flux from soil systems. With relatively modest infrastructure investments, measurements may be obtained from multiple treatments/locations and over timeframes ranging from hours to years.

ビデオ: Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

Determination of Microbial Extracellular Enzyme Activity in Waters, Soils, and Sediments using High Throughput Microplate Assays

Much of the nutrient cycling and carbon processing in natural environments occurs through the activity of extracellular enzymes released by microorganisms. Thus, measurement of the activity of these extracellular enzymes can give insights into the rates of ecosystem level processes, such as organic matter decomposition or nitrogen and phosphorus mineralization. Assays of extracellular enzyme activity in environmental samples typically involve exposing the samples to artificial colorimetric or fluorometric substrates and tracking the rate of substrate hydrolysis. Here we describe microplate based methods for these procedures that allow the analysis of large numbers of samples within a short time frame. Samples are allowed to react with artificial substrates within 96-well microplates or deep well microplate blocks, and enzyme activity is subsequently determined by absorption or fluorescence of the resulting end product using a typical microplate reader or fluorometer. Such high throughput procedures not only facilitate comparisons between spatially separate sites or ecosystems, but also substantially reduce the cost of such assays by reducing overall reagent volumes needed per sample.

Microplate based procedures are described for the colorimetric or fluorometric analysis of extracellular enzyme activity. These procedures allow for the rapid assay of such activity in large numbers of environmental samples within a manageable time frame.

ハイスループットマイクロプレートアッセイを用いてウォーターズ、土壌、および底質中の微生物細胞外酵素活性の測定

Much of the nutrient cycling and carbon  processing in natural environments occurs through the activity of extracellular  enzymes released by ...

環境学

Surface Renewal: An Advanced Micrometeorological Method for Measuring and Processing Field-Scale Energy Flux Density Data

Advanced micrometeorological methods have become increasingly important in soil, crop, and environmental sciences. For many scientists without formal training in atmospheric science, these techniques are relatively inaccessible. Surface renewal and other flux measurement methods require an understanding of boundary layer meteorology and extensive training in instrumentation and multiple data management programs. To improve accessibility of these techniques, we describe the underlying theory of surface renewal measurements, demonstrate how to set up a field station for surface renewal with eddy covariance calibration, and utilize our open-source turnkey data logger program to perform flux data acquisition and processing. The new turnkey program returns to the user a simple data table with the corrected fluxes and quality control parameters, and eliminates the need for researchers to shuttle between multiple processing programs to obtain the final flux data. An example of data generated from these measurements demonstrates how crop water use is measured with this technique. The output information is useful to growers for making irrigation decisions in a variety of agricultural ecosystems. These stations are currently deployed in numerous field experiments by researchers in our group and the California Department of Water Resources in the following crops: rice, wine and raisin grape vineyards, alfalfa, almond, walnut, peach, lemon, avocado, and corn.

Surface renewal is a micrometeorological method that is being used increasingly to determine energy fluxes, but its technical complexity makes it inaccessible to a broad audience. We describe the steps needed to set up and calibrate a surface renewal field station, to acquire and process data, and to correctly interpret results.

Advanced micrometeorological methods have become  increasingly important in soil, crop, and environmental sciences.  For many scientists without formal ...

Colorimetric Paper-based Detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from Large Volumes of Agricultural Water

This protocol describes rapid colorimetric detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from large volumes (10 L) of agricultural waters. Here, water is filtered through sterile Modified Moore Swabs (MMS), which consist&#160;of a simple gauze filter enclosed in a plastic cartridge, to concentrate bacteria. Following filtration, non-selective or selective enrichments for the target bacteria are performed in the MMS. For colorimetric detection of the target bacteria, the enrichments are then assayed using paper-based analytical devices (&#181;PADs) embedded with bacteria-indicative substrates. Each substrate reacts with target-indicative bacterial enzymes, generating colored products that can be detected visually (qualitative detection) on the &#181;PAD. Alternatively, digital images of the reacted &#181;PADs can be generated with common scanning or photographic devices and analyzed using ImageJ software, allowing for more objective and standardized interpretation of results. Although the biochemical screening procedures are designed to identify the aforementioned bacterial pathogens, in some cases enzymes produced by background microbiota or the degradation of the colorimetric substrates may produce a false positive. Therefore, confirmation using a more discriminatory diagnostic is needed. Nonetheless, this bacterial concentration and detection platform is inexpensive, sensitive (0.1 CFU/ml detection limit), easy to perform, and rapid (concentration, enrichment, and detection are performed within approximately 24&#160;hr), justifying its use as an initial screening method for the microbiological quality of agricultural water.

Colorimetric Paper-based Detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from Large Volumes of Agricultural Water

A protocol involving integrated concentration, enrichment, and end-point colorimetric detection of foodborne pathogens in large volumes of agricultural water is presented here. Water is filtered through Modified Moore Swabs (MMS), enriched with selective or non-selective media, and detection is performed using paper-based analytical devices (&#181;PAD) imbedded with bacterial-indicative colorimetric substrates.

比色検出の紙ベース<em&gt;エシェリヒア·コリ</em&gt;<em&gt;サルモネラ</em&gt;属、および<em&gt;リステリア菌</em&gt;農業大量の水から

This protocol describes rapid colorimetric detection of Escherichia coli, Salmonella spp., and Listeria monocytogenes from large volumes (10 L) of ...

Laboratory-determined Phosphorus Flux from Lake Sediments as a Measure of Internal Phosphorus Loading

Eutrophication is a water quality issue in lakes worldwide, and there is a critical need to identify and control nutrient sources. Internal phosphorus (P) loading from lake sediments can account for a substantial portion of the total P load in eutrophic, and some mesotrophic, lakes. Laboratory determination of P release rates from sediment cores is one approach for determining the role of internal P loading and guiding management decisions. Two principal alternatives to experimental determination of sediment P release exist for estimating internal load: in situ measurements of changes in hypolimnetic P over time and P mass balance. The experimental approach using laboratory-based sediment incubations to quantify internal P load is a direct method, making it a valuable tool for lake management and restoration.
Laboratory incubations of sediment cores can help determine the relative importance of internal vs. external P loads, as well as be used to answer a variety of lake management and research questions. We illustrate the use of sediment core incubations to assess the effectiveness of an aluminum sulfate (alum) treatment for reducing sediment P release. Other research questions that can be investigated using this approach include the effects of sediment resuspension and bioturbation on P release.
The approach also has limitations. Assumptions must be made with respect to: extrapolating results from sediment cores to the entire lake; deciding over what time periods to measure nutrient release; and addressing possible core tube artifacts. A comprehensive dissolved oxygen monitoring strategy to assess temporal and spatial redox status in the lake provides greater confidence in annual P loads estimated from sediment core incubations.

Lake eutrophication is a water quality issue worldwide, making the need to identify and control nutrient sources critical. Laboratory determination of phosphorus release rates from sediment cores is a valuable approach for determining the role of internal phosphorus loading and guiding management decisions.

内部リン負荷の尺度として湖堆積物の研究室に決定されたリンフラックス

Eutrophication is a water quality issue in lakes worldwide, and there is a critical need to identify and control nutrient sources. Internal phosphorus (P) ...

Measurement of H2S in Crude Oil and Crude Oil Headspace Using Multidimensional Gas Chromatography, Deans Switching and Sulfur-selective Detection

A method for the analysis of dissolved hydrogen sulfide in crude oil samples is demonstrated using gas chromatography. In order to effectively eliminate interferences, a two dimensional column configuration is used, with a Deans switch employed to transfer hydrogen sulfide from the first to the second column (heart-cutting). Liquid crude samples are first separated on a dimethylpolysiloxane column, and light gases are heart-cut and further separated on a bonded porous layer open tubular (PLOT) column that is able to separate hydrogen sulfide from other light sulfur species. Hydrogen sulfide is then detected with a sulfur chemiluminescence detector, adding an additional layer of selectivity. Following separation and detection of hydrogen sulfide, the system is backflushed to remove the high-boiling hydrocarbons present in the crude samples and to preserve chromatographic integrity. Dissolved hydrogen sulfide has been quantified in liquid samples from 1.1 to 500 ppm, demonstrating wide applicability to a range of samples. The method has also been successfully applied for the analysis of gas samples from crude oil headspace and process gas bags, with measurement from 0.7 to 9,700 ppm hydrogen sulfide.

Measurement of H2S in Crude Oil and Crude Oil Headspace Using Multidimensional Gas Chromatography, Deans Switching and Sulfur-selective Detection

A multidimensional gas chromatography method for the analysis of dissolved hydrogen sulfide in liquid crude oil samples is presented. A Deans switch is used to heart-cut light sulfur gases for separation on a secondary column and detection on a sulfur chemiluminescence detector.

Hの測定<sub&gt; 2</sub&gt;原油や多次元ガスクロマトグラフィーを用いて原油ヘッドスペース中のSは、学部長は、スイッチングおよび硫黄選択的検出

A method for the analysis of dissolved hydrogen sulfide in crude oil samples is demonstrated using gas chromatography. In order to effectively eliminate ...

Enhancement of the Initial Growth Rate of Agricultural Plants by Using Static Magnetic Fields

Electronic devices and high-voltage wires induce magnetic fields. A magnetic field of 1,300-2,500 Gauss (0.2 Tesla) was applied to Petri dishes containing seeds of Garden Balsam (Impatiens balsamina), Mizuna (Brassica rapa var. japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. perviridis), and Mescluns (Lepidium sativum). We applied magnets under the culture dish. During the 4 days of application, we observed that the stem and root length increased. The group subjected to magnetic field treatment (n = 10) showed a 1.4 times faster rate of growth compared with the control group (n = 11) in a total of 8 days (p &#60;0.0005). This rate is 20% higher than that reported in previous studies. The tubulin complex lines did not have connecting points, but connecting points occur upon the application of magnets. This shows complete difference from the control, which means abnormal arrangements. However, the exact cause remains unclear. These results of growth enhancement of applying magnets suggest that it is possible to enhance the growth rate, increase productivity, or control the speed of germination of plants by applying static magnetic fields. Also, magnetic fields can cause physiological changes in plant cells and can induce growth. Therefore, stimulation with a magnetic field can have possible effects that are similar to those of chemical fertilizers, which means that the use of fertilizers can be avoided.

The goal of this protocol is to demonstrate the acceleration of the initial growth rate of plants by applying static magnetic fields with no external energy.

静磁場を利用した農業植物の初期の成長率の向上

Electronic devices and high-voltage wires induce magnetic fields. A magnetic field of 1,300-2,500 Gauss (0.2 Tesla) was applied to Petri dishes containing ...

Remote Sensing Evaluation of Two-spotted Spider Mite Damage on Greenhouse Cotton

The objective of this study was to evaluate a ground-based multispectral optical sensor as a remote sensing tool to assess foliar damage caused by the two-spotted spider mite (TSSM), Tetranychus urticae Koch, on greenhouse grown cotton. TSSM is a polyphagous pest which occurs on a variety of field and horticultural crops. It often becomes an early season pest of cotton in damaging proportions as opposed to being a late season innocuous pest in the mid-southern United States. Evaluation of acaricides is important for maintaining the efficacy of and preventing resistance to the currently available arsenal of chemicals and newly developed control agents. Enumeration of spider mites for efficacy evaluations is laborious and time consuming. Therefore, subjective visual damage rating is commonly used to assess density of spider mites. The NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) is the most widely used statistic to describe the spectral reflectance characteristics of vegetation canopy to assess plant stress and health consequent to spider mite infestations. Results demonstrated that a multispectral optical sensor is an effective tool in distinguishing varying levels of infestation caused by T. urticae on early season cotton. This remote sensing technique may be used in lieu of a visual rating to evaluate insecticide treatments.

This manuscript describes a multispectral optical sensor that effectively detected damage to early season cotton artificially infested with varying densities of the two-spotted spider mite populations.

温室効果コットンの二斑点スパイダーダニの被害のリモートセンシング評価

The objective of this study was to evaluate a ground-based multispectral optical sensor as a remote sensing tool to assess foliar damage caused by the ...

Capturing Flow-weighted Water and Suspended Particulates from Agricultural Canals During Drainage Events

The purpose of this study is to describe the methods used to capture flow-weighted water and suspended particulates from farm canals during drainage discharge events. Farm canals can be enriched by nutrients such as phosphorus (P) that are susceptible to transport. Phosphorus in the form of suspended particulates can significantly contribute to the overall P loads in drainage water. A settling tank experiment was conducted to capture suspended particulates during discrete drainage events. Farm canal discharge water was collected in a series of two 200 L settling tanks over the entire duration of the drainage event, so as to represent a composite subsample of the water being discharged. Imhoff settling cones are ultimately used to settle out the suspended particulates. This is achieved by siphoning water from the settling tanks via the cones. The particulates are then collected for physico-chemical analyses.

Nutrients present in particulate form can contribute significantly to the overall loads in agricultural drainage waters. This study describes a novel method to capture flow-weighted water and suspended particulates from farm canal drainage over the entire duration of the drainage event.

排水のイベント中に水の流れ加重と農業用水路から浮遊微粒子をキャプチャ

The purpose of this study is to describe the methods used to capture flow-weighted water and suspended particulates from farm canals during drainage ...

Assessment of Methane and Nitrous Oxide Fluxes from Paddy Field by Means of Static Closed Chambers Maintaining Plants Within Headspace

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based on the diffusion theory. A known volume of air overlaying a defined soil area is enclosed within a parallelepiped cover (named &#34;chamber&#34;), for a defined period of time. During this enclosure period, gases (methane (CH4) and nitrous oxide (N2O)) move from soil pore air near their microbial source (i.e., methanogens, nitrifiers, denitrifiers) to the chamber headspace, following a natural concentration gradient. Fluxes are then estimated from chamber headspace concentration variations sampled at regular intervals throughout the enclosure and then analyzed with gas chromatography. Among the techniques available for GHG measurement, the static closed chamber method is suitable for plot experiments, as it does not require large homogenously treated soil areas. Furthermore, it is manageable with limited resources and can identify relationships among ecosystem properties, processes, and fluxes, especially when combined with GHG driving force measurements. Nevertheless, with respect to the micrometeorological method, it causes a minimal but still unavoidable soil disturbance, and allows a minor temporal resolution. Several phases are key to the method implementation: i) chamber design and deployment, ii) sample handling and analyses, and iii) flux estimation. Technique implementation success in paddy fields demands adjustments for field flooding during much of the cropping cycle, and for rice plant maintenance within the chamber headspace during measurements. Therefore, the additional elements to be considered with respect to the usual application of non-flooded agricultural soils consist of devices for: i) avoiding any unintended water disturbance that could overestimate fluxes, and ii) including rice plants within the chamber headspace to fully consider gases emitted through aerenchyma transportation.

The overall goal of this protocol is to measure greenhouse gas emissions from paddy fields using the static closed chamber technique. The measurement system needs specific adjustments due to the presence of both a permanent water layer in the field and of the plants within the chamber headspace.

メタンおよび亜酸化窒素フラックス静電気による水田からの評価閉鎖チャンバー ヘッド スペース内の植物を維持します。

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based ...

Experimental Study of the Relationship Between Particle Size and Methane Sorption Capacity in Shale

The amount of adsorbed shale gas is a key parameter used in shale gas resource evaluation and target area selection, and it is also an important standard for evaluating the mining value of shale gas. Currently, studies on the correlation between particle size and methane adsorption are controversial. In this study, an isothermal adsorption apparatus, the gravimetric sorption analyzer, is used to test the adsorption capacity of different particle sizes in shale to determine the relationship between the particle size and the adsorption capacity of shale. Thegravimetric method requires fewer parameters and produces better results in terms of accuracy and consistency than methods like the volumetric method. Gravimetric measurements are performed in four steps: a blank measurement, preprocessing, a buoyancy measurement, and adsorption and desorption measurements. Gravimetric measurement is presently considered to be a more scientific and accurate method of measuring the amount of adsorption; however, it is time-consuming and requires a strict measuring technique. A Magnetic Suspension Balance (MSB) is the key to verify the accuracy and consistency of this method. Our results show that adsorption capacity and particle size are correlated, but not a linear correlation, and the adsorptions in particles sieved into 40 - 60 and 60 - 80 meshes tend to be larger. We propose that the maximum adsorption corresponding to the particle size is approximately 250 &#181;m (60 mesh) in the shale gas fracturing.

We use an isothermal adsorption apparatus, the gravimetric sorption analyzer, to test the adsorption capacity of different particle sizes of shale, in order to find out the relationship between particle size and the adsorption capacity of shale.

粒子径と頁岩中のメタン吸着容量との関係に関する実験的研究

The amount of adsorbed shale gas is a key parameter used in shale gas resource evaluation and target area selection, and it is also an important standard ...