The authors are grateful to the staff of USDA-ARS Pasture Systems and Watershed Management Unit. David Otto was important to both the design and construction of the custom made drop hammer (aka 'The Intimidator'). Michael Reiner and Terry Troutman assisted in the collection and construction of the lysimeters reported in this study. Sarah Fishel, Charles Montgomery and Paul Spock performed all of the nutrient analyses reported in this manuscript.

1. Malzemeler hazırlanması <ol><li> programı 80 PVC, 30.5 cm (12 inç) çaplı (nominal ID) den Lizimetre ana gövdesini kesti; Bu 1.9 cm (0.75 inç) (Şekil 1a) bir çeper kalınlığına sahiptir. incelenecek toprak katman (lar) kalınlığına bağlı olarak Lizimetre gövdenin uzunluğunu azaltabilir; Burada, bir 53 cm (21 inç) uzunluğunda bedenlerini kullanırlar. toprakta kesme yardımcı olmak için Lizimetre gövdesinin iç duvarında keskin uç kenar oluşturmak üzere Lizimetre alt ucunda yaklaşık 45 ° eğim derin bir 0.63 cm Rout. </li><li> Koleksiyona önce (Şekil 1b) su drenaj sağlamak ve sızıntı suyunun depolama kapasitesi sağlamak için kapağı içine programı 80 PVC 15.3 cm boyunda 30.5 cm kimliği halka yapıştırma 34,5 cm kimliği, düz dipli PVC kapağını değiştirin. Ana gövde gövdeye kapağını katılmak için bağlantı olarak hizmet etmek aynı stoktan halka kesin. kapağın (esnek birleştirme ve hortum kelepçeleri gövdeye katılacakŞekil 1c ve 1d). Bir 1.27 cm&#39;lik delik ve bir 1.27 cm 14 NPT boru musluk ile dokunarak numune toplama için bir bağlantı noktası yükleyin ve kapağın dış kenarından içine 1,27 cm naylon dikenli erkek adaptörü (Şekil 1e) açmak nerede yan ve alt buluşuyor. </li><li> Lizimetereleri (Şekil 1g) alt kapağı için kullanılacak 1,27 cm kalınlığında yassı stok PVC bir 34 cm çapında bir diski kesin. Matkap 180, eşit, 0.32 cm aralıklı. disk içine çaplı delikler kapak girmek için toprak dolu Lizimetre altından drenaj izin vermek. Tutkal zemin kumaş ya da diskinin bir tarafı diğer filtre kumaş sızıntı suyu drenajı sırasında taban diski geçen toprağın önler. </li><li> 2.5 cm düz demir ve 2.5 cm su borusu (Şekil 2) kaldırma makas oluşturun. 50.0 cm uzunlukta düz demir 2.5 cm bantları iki kesin ve bir rehber olarak Lizimetre vücudun dışında kullanarak bir yarım daire içine viraj. Kaynak 5 cm bve her bir yarım daire bandının her bir ucuna. Bir pimi bantların her katılın. birbirlerine zıt bantların dış halka su borusu kaynak. </li></ol> Bırak Hammer ile Toprağa 2. Sürüş Lizimetre Muhafaza <ol><li> toplama alanından yüzey örtüsü, kayalar ve diğer pislikleri temizleyin. Lizimetereleri alınan (Şekil 3a) edilecek Düz zemin üzerinde organları Lizimetre Pozisyon 2. sütun içinde bu toprak, bir üniforma derinliği böylece lizimetereleri seviyesi olduğundan emin olun. </li><li> Lizimetre bedenleri üzerinde yerine özel olarak tasarlanmış, römork monte damla çekiç sürün. damla çekiç yerinde olduğunda, Lizimetre organlarının zemin ve üst çelik levha düzeyine, hidrolik ayakları dağıtın. Ayakları da tokmak (Şekil 3b) için istikrar sağlamak. </li><li> Kısmen 1,52 m yardımı ile yukarı 1.180 kg, 3 m kule ağırlığında 1,52 m kare çelik levha ile, 10.2 cm kalınlığında kaldırmaMekanik bir vinç (Şekil 3b). toprağa sütunları çekiç çelik levha bırakın. </li><li> 2.3 birkaç kez kolon jant kadar adımı yineleyin toprak yüzeyinden (Şekil 3c) Yukarıdaki 2 cm dir. </li><li> Sütunun içinde ve dışında toprağın derinliğini ölçerek Lizimetre içinde toprak sıkıştırma için kontrol edin. sütun içinde toprak sütununun dışında toprağa daha fazla 1 cm düşük ise, toprak sıkıştırılmış ve araştırma için uygun değildir. </li></ol> 3. Toprak Çekirdek Çıkarma <ol><li> Kazı sırasında toprak ve diğer enkaz tarafından kirlenmeyi önlemek için sütun üzerinde bir delikli PVC diski (Şekil 1c) ve esnek boru kaplin (Şekil 1d) yerleştirin. </li><li> Bir kazıcı (Şekil 4a) ile kolon alt biraz daha derin bir toprak çekirdek yanında siper ve Dig. </li><li> Kürekle delik genişletmek veya çekme (Şekil 4b) ve m olarak maruzmümkün olan silindirin dışına UCH. </li><li> Toprakta ve dış kolon duvarının (Şekil 4c) arasında olacak şekilde kolonun yan tüm uzunluğu boyunca bir ağır metal kazma çubuğunu aşağı doğru itin. </li><li> sütunun altındaki toprak arayüzü kırılıncaya kadar ileri geri kazma çubuğunu kaldırın. </li><li> Toprak çekirdek çıkarma için hazırlık olarak (Şekil 2&#39;de gösterilmiştir) Lizimetre üst etrafında kaldırma makas Frame. makas sütunun etrafına sıkıca kapatın ve deliğinden dışarı Lizimetre kaldırın kadar her bar tutan bir kişi ile, yukarı doğru çekin. Böyle kontrplak parçası olarak düz bir çalışma yüzeyi üzerinde Lizimetre yerleştirin. </li></ol> 4. Lizimetre Meclisi Toprak Çekirdek hazırlanıyor <ol><li> alt tarafı yukarı böylece üzerinde toprak çekirdek çevirin. Adım 3.1 yüklü ahşap kontrplak, disk yerinde toprak tutacaktır. </li><li> Yavaşça, hatta PVC (Şekil 5a) kenarı w ile toprak seviyesidüz bir kenar i. Bir kalem bıçak veya tornavida ile jantın düzlemi üzerinde çıkıntılı taşları kaldırın. </li><li> Kimyasal olarak inert oyun kum ile herhangi boşlukları doldurmak ve yavaşça (Şekil 5b) paketi. </li><li> Sınıf bile düz kenarlı kolon alt kum ve herhangi bir aşırı kum (Şekil 5c ve d) sökün. </li><li> RIM herhangi bir toprak ve bir fırça ile lizimetereleri dış yan duvarları temiz ya da hafifçe kenarından onu uçurdu ve yapıştırıcılar sopa ve kapağın rahat bir montaj için için jant temiz olduğundan emin olun. </li></ol> 5. Lizimetre Montaj <ol><li> Lizimetre (Şekil 6a) kenarı etrafında açık silikon kalafat sürekli yuvarlak boncuk a&#39;ya. kalafat lizimetereleri için delikli bir disk altını mühür ve sızıntı önlemek için yeterli kalınlıkta olmalıdır. </li><li> Kum bakacak filtre kumaş ile jant üzerine delikli disk (Şekil 1c) Lay veplaka ve Lizimetre iyi temas sağlamak için sıkıca bastırın. </li><li> Plaka kenarında yaklaşık sekiz eşit aralıklı Pilot delik delin ve bir matkap sürücü ile 1.0 inç paslanmaz çelik vidalarla delikli diski sabitleyin (Şekil 6b). </li><li> Kaplinin 2 cm Lizimetre jant (Şekil 5C) üzerinde çıkıntı yapan ve böylece Lizimetre tabanına esnek boru bağlama kovanının kayma. </li><li> Esnek boru kaplin (Şekil 6c) içine modifiye PVC kapağını takınız ve Lizimetre gövde ile temas edene kadar aşağı kapağı itin. Kapağın üstünde tahta parçası ile hafifçe yerinde kapağı dokunun bir çekiç kullanın. </li><li> kaplin oluklarından tespit bantları yerleştirin ve kaplin daraltıcı olmadan hafifçe sabitleyin. Lizimetre kapağı sıkıca yerinde tutulur kadar elle kavrama etrafında metal sıkın 1/4 inç altıgen sürücü düzenledi. Lizimetre iklim Devam için saygısız ve taşınacak hazırhaddelenmiş tesis. </li></ol> 6. Nem Sensörler yükleme <ol><li> Scribe 5 ve 25 cm derinlikte Lizimetre duvarda 5 cm uzunluğunda, yatay çizgi. toprak yüzeyinden değil, gelen Lizimetre kenarını ölçün. </li><li> Kesikli çizgilerin her bir ucunda Lizimetre çeperi ile 1.0 cm çapında bir delik delin. </li><li> uzak bir döner kesme aleti ile delinmiş delikler arasındaki plastik kalan 3 cm kesin. </li><li> 5 cm kalınlığında 1 cm uzunluğunda toprağa yarık keski bir nem sensörü (örneğin, Ongen) kasasını karşılamak için. </li><li> Sensör çatallı sıkıca toprağa gömülü olan ve sadece tel Lizimetre dışına taşıyorsa o kadar temizlenmiş yuvaya deliğe nem sensörü itin. </li><li> Bir fırça veya bez ile yuvadan duvarlarından temiz toprak. </li><li> dışarı sızan suyu engellemek için yuvaya silikon kalafat kalın bir boncuk uygulayın. kalafat kuruduktan sonra, en silikon ikinci bir döngü uygulamaksensörü çevreleyen delikte tüm boşluklar mühürlü olduğundan emin olun. </li></ol> Sızıntı suyu Koleksiyonu için lizimetereleri Hazırlama 7. <ol><li> kalafat ile toprak ve Lizimetre duvar arasındaki mühür boşluklar Lizimetre iç duvarları aşağı tercihli akış riskini azaltır. <ol><li> Pierce, standart bir kalafat tabancası içine açık silikon kalafat bir tüp yük ve. </li><li> doldurulacak toprak ve Lizimetre vücut içinde karşısında boşluğun arasındaki kalafat tüpün ucu yerleştirin. 2 cm&#39;lik toprağın altında kalafat tabancası ucu itin. o boşluğu doldurur ve toprak yüzeyinden akıyor kadar tüp dışarı kalafat sıkın. </li></ol></li><li> Bir tezgah üstüne veya düz bir yüzeye ve yeterince sağlam Set lizimetereleri birkaç lizimetereleri ve 4,0 L sürahi suyun serbest drenaja izin verecek kadar yüksek (Şekil 7) ağırlığını işlemek için. </li><li> Çekirdek lizimetereleri küçük (15 cm) su terazisi ile her yöne aynı hizada olmasına toprağı kontrol edin. Gerekli pla EğerToprak yüzeyi tamamen tesviye kadar ce şimleri altında lizimetereleri. </li><li> dişli naylon tüp uydurma (NPT 0.5) etrafında Teflon bant sarın ve kapağı içine uydurma saat yönünde çevirin. parçacığı hiçbiri görünür olana kadar ayarlanabilir anahtar ile uydurma sıkın. </li><li> uydurma naylon dikenli ucuna bir 0,5 inç hortumu itin ve toplama sürahinin ağzına yaklaşık 4.0 cm geçecek şekilde hortumu kesti. </li><li> Lizimetre altında kabı ayarlayın ve tahsilat sürahi içine hortumu yerleştirin. </li></ol> 8. Sulama lizimetereleri ve Toplama sızıntı suyu <ol><li> korumak ve toprak agrega ve yüzey kalıntı korumak için peynir bez veya diğer geçirgen, kimyasal olarak inert kumaş ile toprak yüzeyini kaplayan. </li><li> dereceli silindir içine deiyonize su 1.450 ml ölçün ve duş başlığı ile donatılmış olabilir sulama içine dökün. Yavaşça ve eşit distu olmayan bir hızda kumaş üzerine su serpmektoprak yüzeyini rb. </li><li> kapak ve toplama kabına toprak sütun üzerinden bir Filtreden geçirdikten sızmak için su bir süre bekleyin. </li><li> tüm su toplama kabına Lizimetre rezervuar kapağından boşaltılır kadar çıkış deliğine doğru olarak Lizimetre İpucu. </li><li> bir ölçekte toplanan sızıntı suyunun kitle ölçün ve ml gram kitle dönüştürmek (su 1.0 gr 1.0 ml eşdeğer olduğunu varsayıyorum). 350 ml steril plastik numune şişesi içine sızıntı suyu örneği dökün. Hemen akış enjeksiyon analizi 31 ile kolorimetre kullanarak nitrat analiz için hazırlanırken 0.45 um&#39;lik filtre kağıdı ile donatılmış bir emme hunisi ile 50 ml filtre. </li><li> Mağaza süzüldü ve bir buzdolabı ve analize kadar 4 ° C &#39;de yapılan filtre edilmemiş bölümleri. </li></ol>

<ol><li>Patterson, P. H., Lorenz, E. S., Weaver, W. D. Jr., Schwart, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Litter+production+and+nutrients+from+commercial+broiler+chickens%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Applied+Poultry+Res%22%5BJournal%5D)">Litter production and nutrients from commercial broiler chickens.</a> J. Applied Poultry Res. 7 (3), 247-252 (1998).</li>
<li>Cullum, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Macropore+flow+estimations+under+no-till+and+till+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Catena%22%5BJournal%5D)">Macropore flow estimations under no-till and till systems.</a> Catena. 78, 87-91 (2009).</li>
<li>Kladivko, E. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nitrate+leaching+to+subsurface+drains+as+affected+by+drain+spacing+and+changes+in+crop+production+systems%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Environ.+Qual%22%5BJournal%5D)">Nitrate leaching to subsurface drains as affected by drain spacing and changes in crop production systems.</a> J. Environ. Qual. 33, 1803-1813 (2004).</li>
<li>Fact sheet: Chesapeake Bay total maximum daily load (TMDL). , USEPA. Available from; http://www.epa.gov/reg3wapd/pdf/pdf_chesbay/BayTMDLFactSheet8_26_13.pdf (2010).</li>
<li>Persson, L., Bergstrom, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drilling+method+for+collection+of+undisturbed+soil+monoliths%29%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci.+Soc.+Am.+J%22%5BJournal%5D)">Drilling method for collection of undisturbed soil monoliths).</a> Soil Sci. Soc. Am. J. 55 (1), 285-287 (1991).</li>
<li>Belford, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collection+and+evaluation+of+large+soil+monoliths+for+soil+and+crop+studies%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Soil+Sci%22%5BJournal%5D)">Collection and evaluation of large soil monoliths for soil and crop studies.</a> J. Soil Sci. 30 (2), 363-373 (1979).</li>
<li>Dell, C. J., Kleinman, P. J. A., Schmidt, J. P., Beegle, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+disturbance+manure+incorporation+effects+on+ammonia+and+nitrate+loss%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Environ.+Qual%22%5BJournal%5D)">Low disturbance manure incorporation effects on ammonia and nitrate loss.</a> J. Environ. Qual. 41, 928-937 (2012).</li>
<li>Owens, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nitrate-nitrogen+concentrations+in+percolate+from+lysimeters+planted+to+a+legume-grass+mixture%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Environ.+Qual%22%5BJournal%5D)">Nitrate-nitrogen concentrations in percolate from lysimeters planted to a legume-grass mixture.</a> J. Environ. Qual. 19, 131-135 (1990).</li>
<li>Zhu, Y., Fox, R. H., Toth, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leachate+collection+efficiency+of+zero-tension+pan+and+passive+capillary+fiberglass+wick+lysimeters%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci.+Soc.+Am.+J%22%5BJournal%5D)">Leachate collection efficiency of zero-tension pan and passive capillary fiberglass wick lysimeters.</a> Soil Sci. Soc. Am. J. , (2002).</li>
<li>Jemison, J. M. Jr., Fox, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimation+of+zero-tension+pan+lysimeter+collection+efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci%22%5BJournal%5D)">Estimation of zero-tension pan lysimeter collection efficiency.</a> Soil Sci. 154, 85-94 (1992).</li>
<li>Corwin, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+a+simple+lysimeter-design+modification+to+minimize+sidewall+flow%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Contaminant+Hydrology%22%5BJournal%5D)">Evaluation of a simple lysimeter-design modification to minimize sidewall flow.</a> J. Contaminant Hydrology. 42 (1), 35-49 (2000).</li>
<li>Havis, R. N., Alberts, E. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nutrient+leaching+from+field+decomposed+corn+and+soybean+residue+under+simulated+rainfall%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci.+Soc.+Am.+J%22%5BJournal%5D)">Nutrient leaching from field decomposed corn and soybean residue under simulated rainfall.</a> Soil Sci. Soc. Am. J. 57, 211-218 (1993).</li>
<li>Bergstrom, L., Johanssson, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Leaching+of+nitrate+from+monolith+lysimeters+of+different+types+of+agricultural+soils%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Environ.+Qual%22%5BJournal%5D)">Leaching of nitrate from monolith lysimeters of different types of agricultural soils.</a> J. Environ. Qual. 20, 801-807 (1991).</li>
<li>Lotter, D., Seidel, R., Liebhardt, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+performance+of+organic+and+conventional+cropping+systems+in+an+extreme+climate+year%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Alternative+Agriculture%22%5BJournal%5D)">The performance of organic and conventional cropping systems in an extreme climate year.</a> Am. J. Alternative Agriculture. 18 (3), 146-154 (2003).</li>
<li>Moyer, J., Saporito, L., Janke, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design%2C+construction%2C+and+installation+of+an+intact+soil+core+lysimeter%5BTitle%5D)+AND+%22Agronomy+J%22%5BJournal%5D)">Design, construction, and installation of an intact soil core lysimeter.</a> Agronomy J. 88 (2), 253-256 (1996).</li>
<li>Stout, W. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nitrate+leaching+from+cattle+urine+and+feces+in+northeast+US%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci.+Soc.+Am.+J%22%5BJournal%5D)">Nitrate leaching from cattle urine and feces in northeast US.</a> Soil Sci. Soc. Am. J. 61, 1787-1794 (1997).</li>
<li>Stout, W. L., Gburek, W. J., Schnabel, R. R., Folmar, G. J., Weaver, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soil-climate+effects+on+nitrate+leaching+from+cattle+excreta%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Environ.+Qual%22%5BJournal%5D)">Soil-climate effects on nitrate leaching from cattle excreta.</a> J. Environ. Qual. 27, 992-998 (1998).</li>
<li>Kleinman, P. J. A., Srinivasan, M. S., Sharpley, A. N., Gburek, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphorus+leaching+through+intact+soil+columns+before+and+after+poultry+manure+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Sci%22%5BJournal%5D)">Phosphorus leaching through intact soil columns before and after poultry manure applications.</a> Soil Sci. 170 (3), 153-166 (2005).</li>
<li>Kleinman, P. J. A., Sharpley, A. N., Saporito, L. S., Buda, A. R., Bryant, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+manure+to+no-till+soils%3A+Phosphorus+losses+by+subsurface+and+surface+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22Nutr.+Cycling+Agroecosyst%22%5BJournal%5D)">Application of manure to no-till soils: Phosphorus losses by subsurface and surface pathways.</a> Nutr. Cycling Agroecosyst. 84, 215-227 (2009).</li>
<li>McDowell, R. W., Sharpley, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Approximating+phosphorus+release+to+surface+runoff+and+subsurface+drainage%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Environ.+Qual%22%5BJournal%5D)">Approximating phosphorus release to surface runoff and subsurface drainage.</a> J. Environ. Qual. 30, 508-520 (2001).</li>
<li>McDowell, R. W., Sharpley, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphorus+losses+in+subsurface+flow+before+and+after+manure+application%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Total+Environ%22%5BJournal%5D)">Phosphorus losses in subsurface flow before and after manure application.</a> Sci. Total Environ. 278, 113-125 (2001).</li>
<li>Brock, E. H., Ketterings, Q. M., Kleinman, P. J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphorus+leaching+through+intact+soil+cores+as+influenced+by+type+and+duration+of+manure+application%5BTitle%5D)+AND+%22Nutr.+Cycl.+Agroecosyst%22%5BJournal%5D)">Phosphorus leaching through intact soil cores as influenced by type and duration of manure application.</a> Nutr. Cycl. Agroecosyst. 77, 269-281 (2007).</li>
<li>Svanback, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+soil+phosphorus+and+manure+on+phosphorus+leaching+in+Swedish+topsoils%5BTitle%5D)+AND+%22Nutr.+Cycling+Agroecosyst%22%5BJournal%5D)">Influence of soil phosphorus and manure on phosphorus leaching in Swedish topsoils.</a> Nutr. Cycling Agroecosyst. 96, 133-147 (2013).</li>
<li>Feyereisen, G. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+direct+incorporation+of+poultry+litter+on+phosphorus+leaching+from+coastal+plain+soils%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Soil+Water+Cons%22%5BJournal%5D)">Effect of direct incorporation of poultry litter on phosphorus leaching from coastal plain soils.</a> J. Soil Water Cons. 65 (4), 243-251 (2010).</li>
<li>Williams, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manure+application+under+winter+conditions%3A+Nutrient+runoff+and+leachate+losses%5BTitle%5D)+AND+%22Trans.+ASABE%22%5BJournal%5D)">Manure application under winter conditions: Nutrient runoff and leachate losses.</a> Trans. ASABE. 54 (3), 891-899 (2011).</li>
<li>Liu, J., Aronsson, H., Ulén, B., Bergström, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potential+phosphorus+leaching+from+sandy+topsoils+with+different+fertilizer+histories+before+and+after+application+of+pig+slurry%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+Use+Mgmt%22%5BJournal%5D)">Potential phosphorus leaching from sandy topsoils with different fertilizer histories before and after application of pig slurry.</a> Soil Use Mgmt. 28, 457-467 (2012).</li>
<li>Kibet, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transport+of+dissolved+trace+elements+in+surface+runoff+and+leachate+from+a+coastal+plain+soil+after+poultry+litter+application%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Soil+Water+Cons%22%5BJournal%5D)">Transport of dissolved trace elements in surface runoff and leachate from a coastal plain soil after poultry litter application.</a> J. Soil Water Cons. 68 (3), 212-220 (2013).</li>
<li>Han, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphorus+and+nitrogen+leaching+before+and+after+tillage+and+urea+application%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Environ.+Qual%22%5BJournal%5D)">Phosphorus and nitrogen leaching before and after tillage and urea application.</a> J. Environ. Qual. 44, 560-571 (2014).</li>
<li>Day, P. R. This chapter in Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Properties, Including Statistics of Measurement and Sampling. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDay%2C+PR+%22American+Society+of+Agronomy%2C+Soil+Science+Society+of+America%22">American Society of Agronomy, Soil Science Society of America</a>. Black, C. A. , (1965).</li>
<li>Kleinman, P. J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phosphorus+leaching+from+agricultural+soils+of+the+Delmarva+Peninsula%2C+USA%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Environ.+Qual%22%5BJournal%5D)">Phosphorus leaching from agricultural soils of the Delmarva Peninsula, USA.</a> J. Environ. Qual. 44 (2), 524-534 (2015).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lachat+Instruments.+Determination+of+nitrate%2Fnitrite+in+surface+and+wastewaters+by+flow+injection+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22QuickChem+Method%22%5BJournal%5D)">Lachat Instruments. Determination of nitrate/nitrite in surface and wastewaters by flow injection analysis.</a> QuickChem Method. , Lachat Instruments. Loveland, CO. 10-107-04-01-A (2003).</li>
</ol>

The authors declare no competing financial interests.

Lizimetre Koleksiyonu önemli adımlar Liç çalışmalar sığ yeraltı azot kayıpları toprak özellikleri ve gübre yönetimi etkisini göstermektedir. Bu toprak yapısı, toplam yapı ve hacim yoğunluğu gibi toprak fiziksel özellikleri, su ve çözünmüş maddelerin sızma aracılık eder. Doğru Sızıntı suyu hacmi ve çözünen konsantrasyonlarını belirleyen bu kritik adımları izleyerek Lizimetre toplama sırasında bu toprağın fiziksel özelliklerinin bütünlüğünü ko...

Delmarva Yarımadası Chesapeake Körfezi&#39;nin doğu kıyısını komşudur ve ABD&#39;deki en büyük kanatlı üretim bölgelerinden birine ev sahipliği yapmaktadır. Kabaca 600 milyon tavuk ve gübre tahmini 750,000 ton, bu kuşların her yıl 1 üretiminden oluşturulur. gübre çoğu tarım alanlarında gübre değişiklikle yerel olarak kullanılır. Çünkü gübre uygulamasının tarihsel olarak yüksek oranları, azot ve fosfor gibi besin toprakta biriken ve yeraltı liçi 2 üzerinden off-site kayıpları şimdi duyarlı olması. Yeraltısuyu akışının çok sonuçta Chesapeake Bay 3 tahliye hendekler geniş bir ağ yöneliktir. Bay taşınan besin ötrofikasyon 4 nedeniyle Bay&#39;in sağlığı düşüşe bağlıdır. besinlerin off-site kayıpları ile bağlanması besin yönetimi hidrolojik izlemek için özel araçlar gerektirirakışları ve ilişkili besin transferleri. Lizimetereleri karakterize ve toprakların yoluyla besinlerin hareketi ölçmek için kullanılan araçların önemli bir kategorisini temsil etmektedir. Lizimetereleri böylece toprak matris potansiyelini karşı ayarlanabilir gerginlik lizimetereleri gelen su 5-7 süzülen izleme besin akışında kullanımının uzun bir geçmişi var onlar daha iyi bir tahmin bitki mevcut su, süreçlerin daha iyi temsil sıfır-tansiyon lizimetereleri için ücretsiz drenajı sırasında meydana. Tüm yaklaşımlar mevcut doğal önyargıları lysimetery için. Örneğin, bazı lizimetereleri tamamen doğal topraklarda uzamsal karmaşık süreçleri temsil etmek için çok küçük, ya da heterojen toprakların 8 iyi istatistiksel çoğaltma sağlamak için çok büyük ve pahalı. Dahası, tava lizimetereleri üstlerinde topraklar sızıntı suyu toplamak için doymuş ve matris akışını 9 ölçme de gerginlik lizimetereleri göre verimsiz gerektirir. Kapalı Lizimetre sistemleriBöyle (aynı zamanda toprak monolit lizimetereleri olarak da bilinir) sıfır gerilim toprak çekirdek lizimetereleri olarak, büyük ölçüde su bütçeleri ve ilgili kirletici bütçeleri (örneğin, besin bütçeler) 10 yürütülmektedir hangi güveni artırmak. Bu lizimetereleri onlar toprağın bozulmamış çekirdeği içeren zaman en temsilcisi; Repacked topraklar dolu lizimetereleri çözünen ve partikül bileşiklerin hem 11,12 taşınmasını etkileyen özgün yapısı, ufuklar ve makro-bağlantılarını korumak yok. Deneysel standı noktasından, örselenmemiş koşulları daha tekrarlanmasının kolaylaştırılması yaklaşımlar toprağın fiziksel ve kimyasal özellikleri 13 var doğasında mekansal değişkenlik göz önüne alındığında, avantajlıdır. İki tercih edilen yöntemler bozulmamış toprak çekirdek lizimetereleri toplamak için kullanılmıştır: damla çekiç ve kesme kafası. Bu kızak ham gibi basit cihazlarla elde edilebilir önceki daha yaygın olarak gerçekleştirilmiştirmer (küçük lizimetereleri). Düzgün yapıldığında, bir damla çekiç ile toprak çekirdek toplama nispeten diğer karot teknikleri ile karşılaştırıldığında, özellikle maliyet etkin olduğu gösterilmiştir. Ancak, zemine bir Lizimetre kasasını sürüş dayattığı sırf güçler yerli toprağın temsilcisi değildir Lizimetre içinde koşulları üreten, bulaşması ve sıkıştırma neden olabilir ve hatta su hareketi (örneğin, baypas akışının belirli türde lehine, ya da birlikte akabilir toprak çekirdek kenar). Bunun bir sonucu olarak, bazı araştırmacılar, bir sondaj cihazı veya başka bir kazı cihazı 5, bir intakt toprak kesilerek corers kullanımını tercih etmektedirler. Çeşitli malzemeler, toprak çekirdek lizimetereleri için muhafaza olarak kullanılmıştır. Çelik borular ve kutular nispeten düşük maliyetli, dayanıklı ve kolaylıkla temin edilebilir ve bağlı güçleri 14-17 daha büyük lizimetereleri toplamak için kullanılabilir. Bununla birlikte, iken çelik rel liç değerlendirmek için tatmin edicionları bir arada reaktif bileşikler, nitrat gibi, çelik, demir fosfat ile reaksiyona girer ve bu nedenle kaplanabilir veya başka bir şekilde fosfor süzdürme çalışma için işlemden geçirildi. Büyük çaplı toprak çekirdek elde edildiğinde yaygın, plastik kılıflar gibi kalın duvarlı (kullanılıyorsa) bir damla çekiç etkisini dayanabilir (Çizelge 80) PVC boru olarak fosfor liçi, çalışma ve yapısını korumak için kullanılır (örneğin, ≥30 cm) 18-22. Genel olarak, toprak çekirdek lizimetereleri ex situ analiz edilmektedir. Bir kez toprak çevreleyen ve yerüstü iklimler doğal alan koşullarını temsil eder toprak çekirdek lizimetereleri açık &quot;Lizimetre çiftlikleri&quot; monte edilebilir, topladı. Örneğin, İsveç&#39;te, İsveç Tarım Üniversitesi 30 cm çapında INTA ölçeklendirilebilir pestisit kader-taşıma, uzun vadeli toprak verimliliği denemeleri ve yönetim uygulamalarını analiz, son otuz yıldır, üç ayrı Lizimetre çiftlikleri korumuşturct 23 çekirdekler. Toprak çekirdek lizimetereleri da iklim koşulları 24,25 daha fazla kontrol vardır iç liç deneylere tabi tutulmuştur. Liu ve ark., Düzenli yakalamak bir dizi 26 bitkiler altında toprak çekirdek lizimetereleri sulamak için bir yağış simülatörü kullanılır. Kibet ve Kun tüm istihdam elle sulama teknikleri, toprak çekirdek 27,28 ile arsenik ve besin liç incelemek için. edafik ve hidrolojik süreçlerin çeşitli toprak çekirdek lizimetereleri anlaşılmaktadır olabilir. Kun ve ark. (2015) üre uygulaması 28 bir azot liç araştırmak için, 30 cm çapında PVC den mamul kolon lizimetereleri kullanılır. bir sulama olayın ardından farklı zaman aralıklarında sızıntı suyu toplama, onlar makro-akışı hakim olduğu varsayılır eski ile, hızlı ve kademeli akışlarının ayırt başardık ve daha sonra matris akışı hakim olduğu varsayılır. üre kolayca iletişim wi zaman hidrolize olduğundaninci toprak, onlar toprak matrisi bypass makro-ulaşım delil olarak üre uygulamasından kısa bir süre sonra toplanan sızıntı suyunun yükselmiş üre konsantrasyonlarının varlığını yorumlanır. Zamanla, bu başlangıç ​​hidrolizinden sonra amonyum uygulanan üre dönüşümü izleme sızıntı suyunun azot farklı formlarının yüksek konsantrasyonlarda tespit sonra amonyum dönüşümü nitrifikasyon ile nitrata. Tasarımı, yürütülmesi ve toprak çekirdek Lizimetre deneyler yorumlama hususları göstermek için, ABD&#39;nin orta-Atlantik kıyı ovaları bulunan dört farklı topraklarda bir soruşturma yürütülmektedir. Çalışma ölçülen liç konsantrasyonu öncesi ve kuru kanatlı gübresinin (yani, kümes hayvanları &quot;çöp&quot;) 28 uygulamasından sonra nitrat kaybı. topraklara kanatlı altlığının uygulamasından Besin kayıplar önemli bir Chesapeake Bay sağlığına endişe ve uygulamalı etkileşimini anlamak vardırKanatlı çöp ve tarımsal toprak özellikleri besin yönetim öneriler geliştirmek için gereklidir. Biz burada, bozulmamış toprak çekirdek lizimetereleri açılan toprak nemi izleme ve bu topraklardan diferansiyel nitrat liç kayıpları yorumlamak için ayrıntılı bir yöntem mevcut. Bu deney Delmarva Yarımadası, ABD 27,28 tarımsal topraklardan besin liç değerlendirmek için yapılan büyük bir çalışmada parçasıdır. 2010. İşte bu çalışmalardan elde edilen yayınlanmamış sonuçlarını sunmak Toprak çekirdek lizimetereleri Delaware, Maryland ve Virginia sitelerden toplanmıştır. İlk deneyler tezler topraklardan fosfor süzülmesini, nitrat liç değerlendirmek için yapılmıştır olsa da izlendi. Chesapeake Körfezi Havzası&#39;nın Atlantik kıyı düzlüğünde Dört ortak tarım topraklar örneklenmiş: Bojac (kaba-tınlı, karışık, semiactive, termik Typic Hapludult); Evesboro (mesic, LAMELL kaplıIC Quartzipsamment); Quindocqua (ince tınlı, karışık, aktif, mesiç Typic Endoaquult); Sassafras (ince tınlı, silisli, semiactive, mesiç Typic Hapludult). Her toprak için, ufuk morfoloji sütunları (Tablo 1) kazı ile açığa profillerdeki tanımlanmıştır. toprakların yüzey dokuları (Bojac ve Sassafras) (Quindocqua) tınlı silt ince kum / kumlu balçık balçık kum (Evesboro) arasında değişmekteydi. Tüm topraklar tarihsel olarak kümes çöp ile döllenmiş olmasına rağmen, hiçbiri çalışmadan önce 10 ay içinde uygulanmıştır. Tüm topraklar önce toprak çekirdek Lizimetre koleksiyonuna en az bir sezon için mısır üretiminde kadar hiç olmuştu. koleksiyonu ardından, toprak çekirdek lizimetereleri State College, Pensilvanya USDA-ARS simulatorium tesisine taşınmıştır. Orada kanatlı çöp uygulamasına ilişkin besin liç değerlendirmek için kapalı sulama deneyleri (22-26 ° C) tabi tutulmuştur. spesifik olarak,percolate nitrat topraklar arasında dengelendi kadar lizimetereleri 8 hafta boyunca suyuna haftalık 2 cm ile sulanmıştır. Kümes hayvanları altlık (kuru tavuk gübresi) daha sonra, toplam N Sulama -1 5 hafta daha devam ettirilmiştir 162 kg ha oranında Tüm toprakların yüzeyine uygulandı. Nem sensörleri sulama ve liç döngüsü boyunca, sürekli olarak 5 dakikalık aralıklarla hacimsel nem içeriği kaydedildi. Sızıntı suyu 24 saat sonra toplanan ve sulamaya tekrar 7 gün sonra hemen önce oldu. Toprak çekirdek lizimetereleri gelen sızıntı suyu verileri öncesi ve çöp uygulamasından sonra topraklar arasında sızıntı suyu miktar ve kalitede farklılıkları yanı sıra, farklılıkları göstermek için basit bir tanımlayıcı istatistikler kullanılarak analiz edildi. toprak nem sensörleri, her toprak iki kopya toprak çekirdek lizimetereleri arasında yerleştirilmiştir için (Evesboro, Bojac, Sassafras, Quindocqua), nem içeriği için istatistikler, n = 2 &#39;göre s ise edildiSızıntı suyu derinliği tatistics, nitrat-N-konsantrasyonunun ve nitrat-N akı Evesboro, Bojac ve Sassafras ve Quindocqua 5 Toprak çekirdek lizimetereleri 10 zemin temel lizimetereleri elde edilmiştir. Toprakların içinde çoğaltma önemini değerlendirmek için, sızıntı suyu derinliği için varyasyon (CV) katsayıları farklı tekrarlanan numaralar için hesaplanmıştır. (Evesboro, Bojac, Sassafras için 10, 5 Quindocqua için) bir Monte Carlo simülasyonu yaklaşımı art arda her toprak grubu içinde çoğaltır toplam sayısının toprak çekirdek lizimetereleri (N = 3) bir alt kümesini örnek kullanılmıştır.

<table><tbody><tr><td>Schedule 80 PVC Pipe</td><td>Fry&#039;s Plastic</td><td>Call</td><td>Sold in 10 ft lengths</td></tr><tr><td>Fernco Fittings</td><td>Fry&#039;s Plastic</td><td>Call</td><td>12 inch diameter</td></tr><tr><td>Type II PVC plates for perforated discs</td><td>AIN Plastic</td><td>Call</td><td>Sold in 4&#039; x 8&#039; sheets of PVC II Vintec II&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Schedule 40 PVC Caps</td><td>Fry&#039;s Plastic</td><td>Call</td><td>12 inch diameter</td></tr><tr><td>Stainless Steel Screws</td><td>Fastenal</td><td>135716</td><td>#8 Bugle Head Phillips Drive Sharp Point Grade 18-8 Stainless Steel</td></tr><tr><td>Silicone II Caulk</td><td>Lowe&#039;s</td><td>447488&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Nylon Tube Fitting</td><td>United State&#039;s Plastic Corp.</td><td>61137</td><td>0.5 inch NPT</td></tr><tr><td>Foodgrade Tubing</td><td>Lowe&#039;s</td><td>443209</td><td>0.5 inch vinyl</td></tr></tbody></table>

a protocol for collecting and constructing soil core lysimeters

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the landscape has complex and varied soil morphology, an accompanying disparity in flow paths for leachate through the soil macropore and matrix structure is present. The rate of flow through these paths is further affected by antecedent soil moisture. Lysimeters are used to quantify flow rate, volume of water and concentration of nutrients leaching downward through soils. While many lysimeter designs exist, accurately determining the volume of water and mass balance of nutrients is best accomplished with bounded lysimeters that leave the natural soil structure intact. 
Here we present a detailed method for the extraction and construction of soil core lysimeters equipped with soil moisture sensors at 5 cm and 25 cm depths. Lysimeters from four different Coastal Plain soils (Bojac, Evesboro, Quindocqua and Sassafras) were collected on the Delmarva Peninsula and moved to an indoor climate controlled facility. Soils were irrigated once weekly with the equivalent of 2 cm of rainfall to draw down soil nitrate-N concentrations. At the end of the draw down period, poultry litter was applied (162 kg TN ha-1) and leaching was resumed for an additional five weeks. Total recovery of applied irrigation water varied from 71% to 85%. Nitrate-N concentration varied over the course of the study from an average of 27.1 mg L-1 before litter application to 40.3 mg L-1 following litter application. While greatest flux of nutrients was measured in soils dominated by coarse sand (Sassafras) the greatest immediate flux occurred from the finest textured soil with pronounced macropore development (Quindocqua).

Toprak nem sızıntı suyu derinliği ve sızıntı suyu kimyası hepsi belirli bir toprağın tekrarlanan toprak temel lizimetereleri arasındaki iç değişkenliğe rağmen zemin özelliklerinin bir fonksiyonu olarak farklılıklar ortaya, toprak boyunca değişkenlik gösterir. Daha sonra nokta garanti toprak nemi ve liç işlemlerinde doğasında değişkenlik gibi deneysel tasarım açısından özellikle not, tip 2 istatistiksel hatayı en aza indirmek için önemli çoğaltma gere...

Watch this Scientific Journal Video about A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters at JoVE.com

A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters

A detailed method for extraction and assembly of intact soil core lysimeters and their use for study of leachate and associated loss of nutrients from surface applied poultry litter is demonstrated.

Toprak Çekirdek lizimetereleri Toplama ve oluşturulması için bir protokol

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the ...

a-protocol-for-collecting-and-constructing-soil-core-lysimeters

Research

JoVE Journal

Environment

11.6K Görüntüleme.  USDA - Agricultural Research Service. A detailed method for extraction and assembly of intact soil core lysimeters and their use for study of leachate and associated loss of nutrients from surface applied poultry litter is demonstrated.

Video: A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters

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.

Göl tortulları Laboratuvar belirlenen Fosfor Flux İç Fosfor Yükleniyor bir tedbir olarak

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

Çevre

Integrated Field Lysimetry and Porewater Sampling for Evaluation of Chemical Mobility in Soils and Established Vegetation

Potentially toxic chemicals are routinely applied to land to meet growing demands on waste management and food production, but the fate of these chemicals is often not well understood. Here we demonstrate an integrated field lysimetry and porewater sampling method for evaluating the mobility of chemicals applied to soils and established vegetation. Lysimeters, open columns made of metal or plastic, are driven into bareground or vegetated soils. Porewater samplers, which are commercially available and use vacuum to collect percolating soil water, are installed at predetermined depths within the lysimeters. At prearranged times following chemical application to experimental plots, porewater is collected, and lysimeters, containing soil and vegetation, are exhumed. By analyzing chemical concentrations in the lysimeter soil, vegetation, and porewater, downward leaching rates, soil retention capacities, and plant uptake for the chemical of interest may be quantified. Because field lysimetry and porewater sampling are conducted under natural environmental conditions and with minimal soil disturbance, derived results project real-case scenarios and provide valuable information for chemical management. As chemicals are increasingly applied to land worldwide, the described techniques may be utilized to determine whether applied chemicals pose adverse effects to human health or the environment.

Field lysimetry and porewater sampling allow researchers to evaluate the fate of chemicals applied to soils and established vegetation. The goal of this protocol is to demonstrate how to install required instrumentation and collect samples for chemical analysis during integrated field lysimetry and porewater sampling experiments.

Entegre Saha Lysimetry ve gözenek suyu Örnekleme Topraklarda Kimyasal Hareketlilik Değerlendirilmesi ve kurulan Bitki Örtüsü

Potentially toxic chemicals are routinely applied to land to meet growing demands on waste management and food production, but the fate of these chemicals ...

Soil Lysimeter Excavation for Coupled Hydrological, Geochemical, and Microbiological Investigations

Studying co-evolution of hydrological and biogeochemical processes in the subsurface of natural landscapes can enhance the understanding of coupled Earth-system processes. Such knowledge is imperative in improving predictions of hydro-biogeochemical cycles, especially under climate change scenarios. We present an experimental method, designed to capture sub-surface heterogeneity of an initially homogeneous soil system. This method is based on destructive sampling of a soil lysimeter designed to simulate a small-scale hillslope. A weighing lysimeter of one cubic meter capacity was divided into sections (voxels) and was excavated layer-by-layer, with sub samples being collected from each voxel. The excavation procedure was aimed at detecting the incipient heterogeneity of the system by focusing on the spatial assessment of hydrological, geochemical, and microbiological properties of the soil. Representative results of a few physicochemical variables tested show the development of heterogeneity. Additional work to test interactions between hydrological, geochemical, and microbiological signatures is planned to interpret the observed patterns. Our study also demonstrates the possibility of carrying out similar excavations in order to observe and quantify different aspects of soil-development under varying environmental conditions and scale.

This study presents an excavation method for investigating subsurface hydrological, geochemical, and microbiological heterogeneity of a soil lysimeter. The lysimeter simulates an artificial hillslope which was initially under homogeneous condition and had been subjected to approximately 5,000 mm of water over eight cycles of irrigation in an 18-month period.

Coupled Hidrolojik, jeokimyasal ve Mikrobiyolojik Araştırmalar Toprak Lizimetre Kazı

Studying co-evolution of hydrological and biogeochemical processes in the subsurface of natural landscapes can enhance the understanding of coupled ...

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonate (CaCO3) profiles. The objective is to describe a simple conceptual model and detailed protocol for repeatable field and laboratory measurements of these quantities. Here, accurate elevation is measured using a ground-based differential global positioning system (GPS); other data acquisition methods could be applied to the same basic method. Soil samples are collected from prescribed depth intervals and analyzed in the lab using an efficient and precise modified pressure-calcimeter method for quantitative analysis of inorganic carbon concentration. Standard statistical methods are applied to point data, and representative results show significant correlations between changes in soil surface layer CaCO3 and changes in elevation consistent with the conceptual model; CaCO3 generally decreased in depositional areas and increased in erosional areas. Maps are derived from point measurements of elevation and soil CaCO3 to aid analyses. A map of erosional and depositional patterns at the study site, a rain-fed winter wheat field cropped in alternating wheat-fallow strips, shows the interacting effects of water and wind erosion affected by management and topography. Alternative sampling methods and depth intervals are discussed and recommended for future work relating soil erosion and deposition to soil CaCO3.

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonates. Repeatable methods for field and laboratory measurements of these quantities and data analysis methods are described here.

Ölçme ve toprak erozyon ve toprak karbonat konsantrasyonları tarım Yönetimi'nin altında ilgili ifade eşleme

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

Wastewater Irrigation Impacts on Soil Hydraulic Conductivity: Coupled Field Sampling and Laboratory Determination of Saturated Hydraulic Conductivity

Since the early 1960s, an alternative wastewater discharge practice at The Pennsylvania State University has been researched and its impacts monitored. Rather than discharging treated wastewater to a stream, and thereby directly impacting the stream quality, the effluent is applied to forested and cropped land managed by the University. Concerns related to reductions in soil hydraulic conductivity occur when considering wastewater reuse. The methodology described in this manuscript, matching soil sample size with the size of the laboratory-based hydraulic conductivity measurement apparatus, provides the benefits of a relatively rapid collection of samples with the benefits of controlled laboratory boundary conditions. The results suggest that there may have been some impact of wastewater reuse on the soil&#39;s ability to transmit water at deeper depths in the depressional areas of the site. Most of the reductions in the soil hydraulic conductivity in the depressions appear to be related to the depth from which the sample was collected, and by inference, associated with the soil structural and textural differences.

Here we present a methodology which matches a soil sample size and a hydraulic conductivity measurement device to prevent the so-called wall flow along the inside of the soil container from being erroneously included in water flow measurements. Its use is demonstrated with samples collected from a wastewater irrigation site.

Atıksu Sulaması toprak Hidrolik iletkenlik üzerindeki etkileri: alan örnekleme ve laboratuvar doymuş Hidrolik İletkenlik Tayini

Since the early 1960s, an alternative wastewater discharge practice at The Pennsylvania State University has been researched and its impacts monitored. ...

Sampling Soils in a Heterogeneous Research Plot

Soils are highly heterogeneous. In general, the number of soil samples required for soil research has always been determined arbitrarily and the associated accuracy is unknown. Here, we present a detailed protocol for efficient and clustered soil sampling in a research plot and, relying on a pilot sampling using this design, for demonstrating soil spatial heterogeneity and informing reasonable sample sizes and associated accuracy for future study. The protocol mainly comprises four steps: sampling design, field collection, soil analysis, and geostatistical analysis. The step-by-step procedure is modified according to former publications. Two examples will be presented to demonstrate contrasting spatial distributions of soil organic carbon (SOC) and soil microbial biomass carbon (MBC) under different management practices. In addition, we present a strategy to determine the sample size requirement (SSR) given a certain level of accuracy based on the plot-level coefficient of variation (CV). The field sampling protocol and the quantitative determination of the sample size will assist researchers in seeking feasible sampling strategies to meet research needs and resources' availability.

The traditional soil-sampling procedure determines the number of soil samples arbitrarily. Here, we provide a simple yet efficient clustered soil-sampling design to demonstrate soil spatial heterogeneity and quantitatively determine the number of soil samples required and the associated sampling accuracy.

Türdeş olmayan bir araştırma topraklarda örnekleme Arsa

Soils are highly heterogeneous. In general, the number of soil samples required for soil research has always been determined arbitrarily and the ...

Monitoring Pedogenic Inorganic Carbon Accumulation Due to Weathering of Amended Silicate Minerals in Agricultural Soils.

The present study aims to demonstrate a systematic procedure for monitoring inorganic carbon induced by enhanced weathering of comminuted rocks in agricultural soils. To this end, the core soil samples taken at different depth (including 0-15 cm, 15-30 cm, and 30-60 cm profiles) are collected from an agriculture field, the topsoil of which has already been enriched with an alkaline earth metal silicate containing mineral (such as wollastonite). After transporting to the laboratory, the soil samples are air-dried and sieved. Then, the inorganic carbon content of the samples is determined by a volumetric method called calcimetry. The representative results presented herein showed five folded increments of inorganic carbon content in the soils amended with the Ca-silicate compared to control soils. This compositional change was accompanied by more than 1 unit of pH increase in the amended soils, implying high dissolution of the silicate. Mineralogical and morphological analyses, as well as elemental composition, further corroborate the increase in the inorganic carbon content of silicate-amended soils. The sampling and analysis methods presented in this study can be adopted by researchers and professionals looking to trace pedogenic inorganic carbon changes in soils and subsoils, including those amended with other suitable silicate rocks such as basalt and olivine. These methods can also be exploited as tools for verifying soil inorganic carbon sequestration by private and governmental entities to certify and award carbon credits.

The verification method described here is adaptable for monitoring pedogenic inorganic carbon sequestration in various agricultural soils amended with alkaline earth metal silicate-containing rocks, such as wollastonite, basalt, and olivine. This type of validation is essential for carbon credit programs, which can benefit farmers that sequester carbon in their fields.

TarımSal Topraklarda Değiştirilen Silikat Minerallerinin Yıprağa MaruzLenmesi Nedeniyle Pedojenik inorganik Karbon Birikiminin İzlenmesi.

The present study aims to demonstrate a systematic procedure for monitoring inorganic carbon induced by enhanced weathering of comminuted rocks in ...

In Situ Soil Moisture Sensors in Undisturbed Soils

Soil moisture directly affects operational hydrology, food security, ecosystem services, and the climate system. However, the adoption of soil moisture data has been slow due to inconsistent data collection, poor standardization, and typically short record duration. Soil moisture, or quantitatively volumetric soil water content (SWC), is measured using buried, in situ sensors that infer SWC from an electromagnetic response. This signal can vary considerably with local site conditions such as clay content and mineralogy, soil salinity or bulk electrical conductivity, and soil temperature; each of these can have varying impacts depending on the sensor technology.
Furthermore, poor soil contact and sensor degradation can affect the quality of these readings over time. Unlike more traditional environmental sensors, there are no accepted standards, maintenance practices, or quality controls for SWC data. As such, SWC is a challenging measurement for many environmental monitoring networks to implement. Here, we attempt to establish a community-based standard of practice for in situ SWC sensors so that future research and applications have consistent guidance on site selection, sensor installation, data interpretation, and long-term maintenance of monitoring stations.
The videography focuses on a multi-agency consensus of best-practices and recommendations for the installation of in situ SWC sensors. This paper presents an overview of this protocol along with the various steps essential for high-quality and long-term SWC data collection. This protocol will be of use to scientists and engineers hoping to deploy a single station or an entire network.

In Situ Soil Moisture Sensors in Undisturbed Soils

The determination of soil water content is a critical mission requirement for many state and federal agencies. This protocol synthesizes multi-agency efforts to measure soil water content using buried in situ sensors.

Yerinde Bozulmamış Topraklarda Toprak Nemi Sensörleri

Soil moisture directly affects operational hydrology, food security, ecosystem services, and the climate system. However, the adoption of soil moisture ...

JenaTron - An Experimental Approach to Study the Effects of Plant History and Soil History on Grassland Ecosystem Functioning

The global loss of biodiversity has motivated many studies that experimentally vary plant species richness and examine the consequences for ecosystem functioning. Such experiments generally show a positive relationship between above- and below-ground biodiversity and the functioning of terrestrial ecosystems. Moreover, this relationship tends to strengthen over time, seen as enhanced functioning of diverse plant communities and reduced functioning of low-diversity plant communities. Differences in multitrophic community assembly and biotic interactions in high- versus low-diversity plant communities are hypothesized to affect plant performance by altering consumer community structure and function and driving plastic or micro-evolutionary responses of plant species in the plant communities. To resolve this complex interplay of community history, we separated these effects into plant and soil history. Plant history refers to all plant-level responses to past abiotic and biotic selection pressures experienced in their communities, while soil history relates to all abiotic and biotic soil properties developed as a legacy of plant-soil interactions under variable plant diversity. We set up a biodiversity experiment in an Ecotron, a terrestrial mesocosm facility that allows controlling environmental conditions above- and below-ground, to test whether the strengthening biodiversity-ecosystem functioning relationship is due to soil history, plant history, or a combination of both. We established a plant diversity gradient consisting of 1, 2, 3, and 6 grassland plant species and factorially nested with soil history and plant history treatments for each level of plant species richness. Representative results demonstrate the successful establishment of target treatments in the Ecotron experiment, observing the effects of plant and soil history on initial plant development and final plant growth. Additionally, we provide a case study for data analysis of individual response variables. We outline research objectives and methods to comprehensively assess the multifunctional responses to the experimental treatments necessary to ultimately address the overarching hypothesis.

Here we present a study established in the iDiv Ecotron, terrestrial mesocosm chambers with controlled environmental conditions above- and below-ground, to study the independent and interactive effects of plant history and soil history on ecosystem functioning of grassland communities along a plant diversity gradient.

JenaTron - Bitki Tarihi ve Toprak Tarihinin Otlak Ekosisteminin İşleyişi Üzerindeki Etkilerini İncelemek İçin Deneysel Bir Yaklaşım

The global loss of biodiversity has motivated many studies that experimentally vary plant species richness and examine the consequences for ecosystem ...

CO2 Sekestrasyonunun Arttırılması: Mineral Ayrışmasını Artırmak için Bir Toprak Biyota Yaklaşımı

Design and Construction of an Experimental Setup to Enhance Mineral Weathering through the Activity of Soil Organisms

Enhanced weathering (EW) is an emerging carbon dioxide (CO2) removal technology that can contribute to climate change mitigation. This technology relies on accelerating the natural process of mineral weathering in soils by manipulating the abiotic variables that govern this process, in particular mineral grain size and exposure to acids dissolved in water. EW mainly aims at reducing atmospheric CO2 concentrations by enhancing inorganic carbon sequestration. Until now, knowledge of EW has been mainly gained through experiments that focused on the abiotic variables known for stimulating mineral weathering, thereby neglecting the potential influence of biotic components. While bacteria, fungi, and earthworms are known to increase mineral weathering rates, the use of soil organisms in the context of EW remains underexplored. 
 This protocol describes the design and construction of an experimental setup developed to enhance mineral weathering rates through soil organisms while concurrently controlling abiotic conditions. The setup is designed to maximize weathering rates while maintaining soil organisms' activity. It consists of a large number of columns filled with rock powder and organic material, located in a climate chamber and with water applied via a downflow irrigation system. Columns are placed above a fridge containing jerrycans to collect the leachate. Representative results demonstrate that this setup is suitable to ensure the activity of soil organisms and quantify their effect on inorganic carbon sequestration. Challenges remain in minimizing leachate losses, ensuring homogeneous ventilation through the climate chamber, and avoiding flooding of the columns. With this setup, an innovative and promising approach is proposed to enhance mineral weathering rates through the activity of soil biota and disentangle the effect of biotic and abiotic factors as drivers of EW.

Yazar Gündemi: CO2 Giderimi için Mineral Ayrışmayı Geliştirmede Solucanların Rolünün Çözülmesi 

Here we present the construction and operation of an experimental setup to enhance mineral weathering through the activity of soil organisms while concurrently manipulating abiotic variables known to stimulate weathering. Representative results from the functioning of the setup and sample analyses are discussed together with points for improvement.

Toprak Organizmalarının Aktivitesi Yoluyla Mineral Ayrışmayı Geliştirmek için Bir Deney Düzeneğinin Tasarımı ve İnşası

Enhanced weathering (EW) is an emerging carbon dioxide (CO2) removal technology that can contribute to climate change mitigation. This technology relies ...