Name: assessment of methane and nitrous oxide fluxes from paddy field by means of static closed chambers maintaining plants within headspace
Uploaded: 2018-09-06T12:30:00
Duration: 9 min 3 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Methane and Nitrous Oxide Fluxes from Paddy Field by Means of Static Closed Chambers Maintaining Plants Within Headspace at JoVE.com

Forfatterne er Marco Romani og Eleonora Francesca Miniotti og ansatte i forskning sentrum av National Risi, som vert eksperimentelle rettssaken der videoen ble opprettet. Vi vil også takke Francesco Alluvione for første vitenskapelige flash fører til protokollen realisering og Joan Leonard for hennes dyrebare arbeid engelsk redigering av manuskriptet.

1. chamber Design
<ol><li>Montere hvert kammer med tre hovedelementer: et anker, lokk og minst fire utvidelser.</li>
	<li>Bygge ankeret i form av en 75 cm x 36 cm x 25 cm (L x b x H) rektangulær boks av rustfritt stål. Weld en vann-utfyllbare kanal 10-13 mm (w) x 13-20 mm (h) til øvre rektangulære omkretsen av ankeret. Bore to hull (1 cm i diameter) på hver av de fire sidene av ankeret 5 cm fra den øvre kanalen. Merk: Ankere isolere kolonnen jord under kammeret og hindre lateral spredning. Kanalen er nødvendig for å oppnå en effektiv segl mellom ankeret og lokket. Hullene sikre rask utslipp av kondensvann vann innenfor kammeret under drenering arrangementer.</li>
	<li>Bygge et lokk i en rektangulær figur av rustfritt stål og størrelse 75 cm x 36 cm x 20 cm (L x b x H) med en intern volum på 54 L. sikre at den passer vann-utfyllbare kanalen perfekt.</li>
	<li>Dekk lokket med en 4 cm tykk lukket celle skum som er, i sin tur, dekket av en lett reflekterende (aluminium-aktig) belegg. Merk: Det er nødvendig å utstyre kammer med en temperatur kontrollsystem for ikke å fremme mikrobiell aktivitet kunstig, påfølgende til en utilsiktet temperaturøkningen under kammeret nedleggelse.</li>
	<li>Utstyre lokket med en ventil ventil, laget av en buet stykke plast slangen (1,5 cm x 24 cm, D x L) til kammeret volum og vind forhold25. Koble vent ventilen til lokket av boring 1,5 cm hull i midten av en av de to 36 cm lateral ansiktene av lokket. Sikre plast røret med en skrue-kontakt. Merk: Vent ventilen er anbefalt for overføring Barometrisk endringer vedlegge luft volum og kompensere for volumet endringene som oppstår under kammer kabinett og luften prøvetaking uttak og/eller tilknyttet ukontrollert, innhegnet luften temperatursvingninger. Ventilen bør være en tube og ikke bare et hull, slik at luften utmattet av skapet under et fall i ytre press er fanget i røret og deretter returnert til skapet i tilfelle trykket øker igjen. Den buede formen minimerer potensialet i kammeret depressurization på grunn av vinden flyt over dens ytre åpning, dvsVenturi effekt26.</li>
	<li>Gi en prøvetaking port for uttak gass prøver. Lage et 1 cm hull i midten av toppen av lokket i en 7 cm x 7 cm nisje gravde i celle skum. Lukke hullet med en gummipropp som passer en Teflon tube (3 mm indre diameter, 20 cm lengde). Kontroller at Teflon røret spyr 3 cm og forstyrrer 17 cm når stopperen er plassert i sin nisje. Koble den utover delen av røret til en enveis stopcock å administrere åpning/lukking av prøvetaking porten.</li>
	<li>Utstyre lokket med en 12V PC fan drevet av en 12V-7Ah oppladbare og bærbare batteriet, å sikre luften miksing. Plassere PC fan på interne oversiden av lokket med to stål festene boltet til den interne siden av kammeret. Merk: Air miksing er nødvendig for å hindre enhver gass lagdeling i kammeret tanken under kabinett, spesielt når store mengder vegetasjon finnes.</li>
	<li>Bygge en rekke utvidelser å inkludere plantene inne i kammeret når de er fullvoksen. For eksempel hvis planter ikke vil overstige 80 cm høyde i sin endelige størrelse, bygge 4 utvidelser for hvert kammer. Kontroller at hver er en rektangulær boks laget av rustfritt stål og 75 x 36 x 25 cm (L x b x H) i størrelse, og med en øvre vann-utfyllbare kanal, som på ankeret. Legge til disse utvidelsene mellom et anker og lokket under kammeret kabinettet, avhengig av avling scenen.</li>
</ol>2. ankertekst distribusjon og ordning av systemet for å forhindre jord forstyrrelser
<ol><li>Sette inn ankere i jorden etter feltet utarbeidelse (dvs.etter alle jordarbeiding operasjoner) og før ris såing. Hvis mulig, fjerner ikke ankere for varigheten av av måleperioden med mindre strengt nødvendig som jordarbeiding operasjonen mellom to påfølgende beskjæring sesonger. Sett inn ankere noen dager (minimum 2 dager) før flux måling starter, slik at jorda re equilibrates etter forstyrrelser under installasjonen.</li>
	<li>Før du distribuerer et anker på nakne jord, plassere 30 cm x 3 m (W x L) tre planker (i feltet og gange på dem under følgende operasjoner å unngå jord komprimering. Plass plankene minst 0,5 m fra hver anker.</li>
	<li>Sett inn ankere på 40 cm dyp i nypløyd pan å sikre ankeret og unngå utilsiktet lateral Bøyning etter feltet flom, spesielt når filtypen. Etter ankere har vært plassert på jord i området tilordnet feltet, plasser stålramme egendefinert montert oppå ankeret, samtidig opprettholde riktig justering av begge komponentene. Hammer ankeret i jorden, og ta hensyn til rammen og ikke ankeret, å unngå skade ankeret. Etter innsetting, sikre at ankere er helt flat ved hjelp av et Vater.</li>
	<li>Sett inn minst tre ankere for hver overvåkede behandling (i.e.gjentak). Respekter en minsteavstand mellom tilstøtende chambers 1 m, i tilfelle flere kammer innenfor samme eksperimentell enhet må brukes.</li>
	<li>Når alle ankere settes, midlertidig fjerne gangavstand planker og deretter flytte feltet med et system av catwalken fra laterale bredden av feltet. I detalj, sett i feltet betongblokker minst 0,5 meter fra ankere, i antall tilstrekkelig til å inneholde et system av planker. Merk: Catwalken er nødvendig for å hindre jord forstyrrelser under påfølgende GHG måling hendelser. Hvor betongblokker avhenger av avstanden fra ankrene fra laterale bredden av feltet. Hver 3-m lang planke krever to betongblokker for stabilitet.</li>
</ol>3. kammer nedleggelse og GHG målinger
<ol><li>Kjøre måling arrangementer alltid på samme tid hver dag, for å minimere dagaktive variasjon. Merk: Øyeblikket beste representerer gjennomsnittlig daglig fluks er når temperaturen er nær daglig gjennomsnittet, dvskl 10 Dette er den beste måten å beregne daglig akkumulert verdi fra en unik måling i dag27.</li>
	<li>Når ankommer i feltet, kan du plassere planker på betong blokker til ankere. Etterpå fylle kanalene plassert på øvre omkretsen av ankere med vann. Forsiktig legge til utvidelser som må omslutte alle planter i kammeret tanken. Merk: Denne operasjonen skal utføres av to operatører for å unngå beskjære skade. Fylle med vann kanalen av hver brukte utvidelse også.</li>
	<li>Lukk hvert kammer, plassere lokket i vannfylte kanalen øvre utvidelsen. Under avslutningsperioden (vanligvis 15-20 min, men kan endres for å møte eksperimentelle behov), kan du ta minst tre gass prøver på samme tid-intervaller (f.ekslike etter nedleggelse, etter 10 min og etter 20 min). På prøvetaking, koble en 50-mL sprøyte utstyrt med en enveis stopcock prøvetaking porten og åpner de to stopcocks (en i sprøyten) og ett i prøvetaking havnen, "rense" sprøyten ved å flytte stempelet opp og ned tre ganger før 35 mL av kammer headspace, og Lukk endelig de to stopcocks. Koble sprøyten fra prøvetaking porten, og lagre den fra hverandre. Merk: Når opererer i kamrene i feltet flom, unngå alle forstyrrelser eller turbulens kondensvann vann som det kan produsere atypisk gassboblene og endre GHG flux estimater.</li>
	<li>Legge til flere internnumre egnet skal inneholde ris planter. Gripe utvidelser mellom anker og lokk, fylle alle vann-utfyllbare kanaler. Bruk ettall forlengelsen når risen er 20-40 cm over overflaten (målt med en sammenleggbar linjal); Bruk to filtyper når risen er 40-60 cm, og så videre.</li>
	<li>Under kammeret nedleggelsen, måle headspace temperaturen hver 3-5 min med en temperatur datalogger.</li>
	<li>Vurdere hendelsen prøvetaking fullstendig etter nedleggelse perioden. Fjern lokket og senere brukt utvidelser. NOTE for å forkorte tiden det tar å overvåke flere kamre og unngå dagaktive variasjon bias, er det mulig å måle samtidig flere kammer. For eksempel med et team av to operatører er det mulig å administrere prøvetaking fra opptil 10 tilstøtende kamrene i 30 min.</li>
	<li>Etter hver prøvetaking, måle headspace høyden på hvert kammer fra jord (når feltet tømmes) eller kondensvann vann (når feltet er oversvømmet) bruker en sammenleggbar hersker.</li>
</ol>4. prøve håndtering og analyser
<ol><li>Før hver paddy feltet besøk, evakuere tre (eller flere) 12-mL hetteglass lukket med butylgummi septa per feltet kammer i laboratoriet. Merk: Ampuller kan brukes på nytt. Før hver gjenbruk er det nødvendig å erstatte gummi septum og gjenopprette vakuum.</li>
	<li>Etter tilbaketrekning av gass fra kammeret tanken, overføre sprøyte-arkivert prøvene til evakuert hetteglass raskt fordi plast sprøyter, selv med lukkede stopcock, ikke kan garantere noen lekkasje28. Utfør overføring med en 25-gauge sprøyte nål. Først passe nålen inn i stopcock, og åpne den og flush på nål 5 mL av prøven. Deretter inn nålen septum og presse resterende 30 mL prøven i pre evakuert ampuller, og deretter trekke nålen. Merk: Utvalg i ampullen er > 2 atm trykk å gi gass for flere analyser og unngå alle masse flux fra eksterne miljøet mot utvalget, ville endre GHG konsentrasjonen. 5-mL eksempel flush av nålen innrømmer den å bli gjenbruket for andre prøver.</li>
	<li>På slutten av hver prøvetaking hendelse, overføre hetteglass til laboratoriet til analyse. Merk: Selv om bevaring av prøven er garantert ved 20 ° C for mer enn fire måneder28, det anbefales alltid å utføre analytisk prosedyrer så snart som mulig.</li>
	<li>Bestemme konsentrasjonen i de innsamlede eksemplene bruker en automatisert gasskromatograf utstyrt med et elektron fange detektor for N2O besluttsomhet og en flamme ionisering detektor CH4 besluttsomhet29. I tillegg til utvalgene, måle konsentrasjonen av en rekke kjente N2O og CH4 prøver (standarder) for å utføre en nøyaktig kalibrering. Merk: Konsentrasjonen av standarder bør dekke området forventet konsentrasjoner av prøvene.</li>
</ol>5. flux estimering
<ol><li>Modellen valgt for flux estimering bør forutsi fluks ved chamber distribusjon, dvs, ideelle øyeblikket som sanne valutakursen er upåvirket av kammeret tilstedeværelse.</li>
	<li>Etter å bestemme konsentrasjonen av gass på en base volum via gass beregne brukt kromatografiske analyse og påfølgende kalibrering, den absolutte mengden stoff (N2O eller CH4) stede i tanken, ifølge luft molar volumet avledet fra den loven. Merk: Det er svært anbefales å produsere en kalibreringskurven tilknyttet hver prøvetaking hendelse, siden gasskromatograf kan lide liten signal endringer som en funksjon av temperatur, noe som kan føre til feil.</li>
	<li>Velg mellom en lineær eller ulineær modell, avhengig av utslipp mønster. Blant tilgjengelige ikke-lineære modeller, Velg HM modell25, til slutt stole på HMR pakken9. Hvis du har tre tidspunkt (0, tid 1 og tid 2) velge basert på av de to segmentene: i tilfelle at skråningen mellom 0 og tid 1 er høyere i absolutte verdier enn skråningen mellom tid 1 og tid 2 og bakken er overensstemmende , bruker HM modell; i alle andre tilfeller kan du bruke en lineær modell. Hvis du har mer enn tre tidspunkt, passer de to modellene bruke HMR, men etterpå velger selv basert på visuell evaluering av modellen best passer trenden.</li>
	<li>Sett til null flukser under den minst synlig Flux, beregnes etter oppdagelsen grensen på gasskromatograf og driftsforhold (temperatur, trykk, headspace volum).</li>
	<li>For å beskrive den sesongmessige variasjon av flukser riktig, gi minst 40 prøvetaking arrangementer gjennom året (overvåking begge sykluser og mellomkultur perioder), intensiverer samplingfrekvens nær viktige hendelser av beskjæring syklusen, som jordarbeiding, fertilizations, drenering, etablering av flom forhold, overflatebehandling av ris planter fra kondensvann vann, og så videre. Overgangen fra en maksimal frekvens av daglig (f.eksdrenering perioder, fertilizations, etc.) til et minimum av gang bi-ukentlige (f.eksom vinteren).</li>
</ol>

<ol>
	<li>Tubiello, F. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Agriculture, Forestry and Other Land Use Emissions by Sources and Removals by Sinks. , 4-89 (2014).</li><li>Oertel, C., Matschullat, J., Zurba, K., Zimmermann, F., Erasmi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Greenhouse+gas+emissions+from+soils-A+review.">Greenhouse gas emissions from soils-A review.</a> Chemie der Erde. 76, 327-352 (2016).</li><li>Hutchinson, G. L., Livingston, G. P., Dane, J. H., Topp, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soil-atmosphere+gas+exchange.">Soil-atmosphere gas exchange.</a> Methods of soil analysis. , 1159-1182 (2002).</li><li>Nakano, T., Sawamoto, T., Morishita, T., Inoue, G., Hatano, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+regression+methods+for+estimating+soil-atmosphere+diffusion+gas+fluxes+by+a+closed-chamber+technique.">A comparison of regression methods for estimating soil-atmosphere diffusion gas fluxes by a closed-chamber technique.</a> Soil Biol. Biochem. 36, 107-113 (2004).</li><li>Rochette, P., Eriksen-Hamel, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chamber+Measurements+of+Soil+Nitrous+Oxide+Flux:+Are+Absolute+Values+Reliable?.">Chamber Measurements of Soil Nitrous Oxide Flux: Are Absolute Values Reliable?.</a> Soil Sci. Soc. Am. J. 72 (2), 331-342 (2008).</li><li>Lundegardh, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon+dioxide+evolution+of+soil+and+crop+growth.">Carbon dioxide evolution of soil and crop growth.</a> Soil Sci. 23 (6), 417-450 (1926).</li><li>Buendia, L. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+efficient+sampling+strategy+for+estimating+methane+emission+from+rice+field.">An efficient sampling strategy for estimating methane emission from rice field.</a> Chemosphere. 36, 395-407 (1998).</li><li>Khalil, M. A. K., Butenhoff, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+variability+of+methane+emissions+from+rice+fields+and+implications+for+experimental+design.">Spatial variability of methane emissions from rice fields and implications for experimental design.</a> J Geophys. Res. 113, 1-11 (2008).</li><li>Pedersen, A. R., Petersen, S. O., Schelde, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comprehensive+approach+to+soil-atmosphere+trace-gas+flux+estimation+with+static+chambers.">A comprehensive approach to soil-atmosphere trace-gas flux estimation with static chambers.</a> Eur. J. Soil Sci. 61, 888-902 (2010).</li><li>Christiansen, J. R., Korhonen, J. F. J., Juszczak, R., Giebels, M., Pihlatie, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+the+effects+of+chamber+placement,+manual+sampling+and+headspace+mixing+on+CH4+fluxes+in+a+laboratory+experiment.">Assessing the effects of chamber placement, manual sampling and headspace mixing on CH4 fluxes in a laboratory experiment.</a> Plant Soil. 343, 171-185 (2011).</li><li>Minamikawa, K., Tokida, T., Sudo, S., Padre, A., Yagi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guidelines for measuring CH4 and N2O emissions from rice paddies by a manually operated closed chamber method. , (2015).</li><li>Parkin, T. B., Venterea, R. T., Hargreaves, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calculating+the+detection+limits+of+chamber-based+soil+greenhouse+gas+flux+measurements.">Calculating the detection limits of chamber-based soil greenhouse gas flux measurements.</a> J. Environ. Qual. 41, 705-715 (2012).</li><li>Pihlatie, M. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+static+chambers+to+measure+CH4+emissions+from+soils.">Comparison of static chambers to measure CH4 emissions from soils.</a> Agr. Forest. Meteorol. 171-172, 124-136 (2013).</li><li>Sander, B. O., Wassmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Common+practices+for+manual+greenhouse+gas+sampling+in+rice+production:+a+literature+study+on+sampling+modalities+of+the+closed+chamber+method.">Common practices for manual greenhouse gas sampling in rice production: a literature study on sampling modalities of the closed chamber method.</a> Greenhouse Gas Meas. Manage. 4, 1-13 (2014).</li><li>IAEA. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Manual on measurement of methane and nitrous oxide emissions from agriculture. , (1992).</li><li>IGAC. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Global Measurement Standardization of Methane Emissions from Irrigated Rice Cultivation: A Report of the Rice Cultivation and Trace Gas Exchange Activity (RICE) of the International Global Atmospheric Chemistry (IGAC) Project. , (1994).</li><li>Parkin, T. B., Venterea, R. T., Follett, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+3.+Chamber-Based+Trace+Gas+Flux+Measurements.">Chapter 3. Chamber-Based Trace Gas Flux Measurements.</a> Sampling Protocols. , 3.1-3.39 (2010).</li><li>Minamikawa, K., Tokida, T., Sudo, S., Padre, A., Yagi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Guidelines for measuring CH4 and N2O emissions from rice paddies by a manually operated closed chamber method. , (2015).</li><li>Firbank, L. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+the+co-ordination+of+terrestrial+ecosystem+protocols+across+European+research+infrastructures.">Towards the co-ordination of terrestrial ecosystem protocols across European research infrastructures.</a> Ecol Evol. 7 (11), 3967-3975 (2017).</li><li>FAO, , IFA, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Global estimates of gaseous emissions of NH3, NO and N2O from agricultural land. , (2001).</li><li>Denmead, O. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Approaches+to+measuring+fluxes+of+methane+and+nitrous+oxide+between+landscapes+and+the+atmosphere.">Approaches to measuring fluxes of methane and nitrous oxide between landscapes and the atmosphere.</a> Plant Soil. 309, 5-24 (2008).</li><li>Cleemput, O. V., Boeckx, P., Lal, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Greenhouse+gas+fluxes:+measurement.">Greenhouse gas fluxes: measurement.</a> Encyclopedia of Soil Science. , (2005).</li><li>Cicerone, R. J., Shetter, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sources+of+atmospheric+methane:+Measurements+in+rice+paddies+and+a+discussion.">Sources of atmospheric methane: Measurements in rice paddies and a discussion.</a> J Geophys. Res. 86, 7203-7209 (1981).</li><li>Le Mer, R., Roger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production,+oxidation,+emission+and+consumption+of+methane+by+soils:+A+review.">Production, oxidation, emission and consumption of methane by soils: A review.</a> Eur. J. Soil Biol. 37, 25-50 (2001).</li><li>Hutchinson, G. L., Mosier, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+soil+cover+method+for+field+measurement+of+nitrous+oxide+fluxes.">Improved soil cover method for field measurement of nitrous oxide fluxes.</a> Soil Sci. Soc. Am. J. 45, 311-316 (1981).</li><li>Conen, F., Smith, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+re-examination+of+closed+flux+chamber+methods+for+the+measurement+of+trace+gas+emissions+from+soils+to+the+atmosphere.">A re-examination of closed flux chamber methods for the measurement of trace gas emissions from soils to the atmosphere.</a> Eur. J. Soil Sci. 49, 701-707 (1998).</li><li>Minamikawa, K., Yagi, K., Tokida, T., Sander, B. O., Wassmann, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appropriate+frequency+and+time+of+day+to+measure+methane+emissions+from+an+irrigated+rice+paddy+in+Japan+using+the+manual+closed+chamber+method.">Appropriate frequency and time of day to measure methane emissions from an irrigated rice paddy in Japan using the manual closed chamber method.</a> Greenhouse Gas Meas. Manage. 2, 118-128 (2012).</li><li>Rochette, P., Bertrand, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soil+air+sample+storage+and+handling+using+polypropylene+syringes+and+glass+vials.">Soil air sample storage and handling using polypropylene syringes and glass vials.</a> Can. J. Soil Sci. 83, 631-637 (2003).</li><li>Peyron, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Greenhouse+gas+emissions+as+affected+by+different+water+management+practices+in+temperate+rice+paddies.">Greenhouse gas emissions as affected by different water management practices in temperate rice paddies.</a> Agr. Ecosyst. Environ. 232, 17-28 (2016).</li><li>Ussiri, D., Lal, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Soil Emission of Nitrous Oxide and its Mitigation. , (2012).</li></ol>

Forfatterne ikke avsløre.

Bruk av statiske lukket-kammer teknikken i paddy ris består av fem viktige faser, tilsvarer de viktigste delene beskrevet i protokollen. Hver fase inneholder kritiske punkter å være klar og indikatorer for å sjekke suksessen av fase implementering, slik Figur 4.
De kritiske punktene beskrevet i Figur 4 adressert allerede i protokollen og kan enkelt løses ved å følge følger anbefalingene. Det vanskeligste kritiske punktet av nåværende protokollen er beregningen av flukser basert på GHG konsentrasjon variant under kammeret kabinett. Også når du bruker pakken HMR for beregninger, er det lurt å velge den beste modellen skal gjelde, uavhengig av HMR forslag, basert på visuell vurdering. Dette er enda viktigere når konsentrasjoner i tid avvike fra den forventede oppførselen til konsekvent øke eller redusere.
Flere varianter av beskrevet teknikken er mulig innenfor strukturen i de viktigste prinsippene, spesielt knyttet til kammeret geometri (kammeret kan også være sylindriske), kammer materiale (alle ikke-gjennomtrengelig, ikke-reaktive, ikke-kilde/vask av gass molekyler under vurdering, og brukervennlig materiale, for eksempel Teflon som passer, men dyrere), og type GHG analyzer (bærbare systemer er tilgjengelige som krever ikke gass overføring i sprøyter og ampuller). Imidlertid er måle GHG flukser fra jord et avgjørende skritt nødvendig å overvåke klima endre kilder, for å forstå prosesser som førte til utslipp, å studere effektiviteten av mulige tiltak, og modeller for å forutsi fremtidige scenarier. Det er viktigere enn noensinne å adoptere vanlige protokoller som vil bygge en ensartet kropp av kunnskap å overvåke agroecosystems for globale GHG budsjett.
Den loven brukes her beregne molar volumet av ekte gasser. Dette programmet er mye brukt og akseptert i spesifikk tekstdelen av litteratur, og ideell gass tilnærming kan brukes med rimelig nøyaktighet30.
Til slutt, avhengig av eksperimentelle spørsmålene tas innen rammen av GHG målinger, vurdere måle de viktigste driverne av CH4 og N2O utslipp, som jord temperatur, redox potensial, jord pore oppløst organisk Konsentrasjoner karbon, jord pore nitrater og ammonium konsentrasjon.

Landbruk er en produktiv sektor som, skogbruk og andre arealbruk, produserer ca 21% av global GHG utslipp1. Nøyaktig måling av landbruksprodukter jord klimagassutslippene er viktig ikke bare å etablere riktige rolle fastsettelse av agroecosystems som både kilde og vask i klima endring2, men også til å definere hensiktsmessige og effektive klimatiltak strategier innen rammen av Paris avtalen målene.
Utslipp flukser av to viktigste klimagasser produsert av landbruksjord (dvs., N2O og CH4) er målbare micrometeorological metoder eller lukket-kammer teknikk3. Det store flertallet av studier rapporteringsdata på klimagassutslippene fra jord de siste tre tiårene brukt lukket-kammer teknikk4,5 som ble først beskrevet i 19266. Flere forsøk har blitt gjort å finjustere teknikken og overvinne alle kilder av eksperimentelle gjenstand og bias7,8,9,10,11,12 ,13,14. Bestemte protokoller, samlet til forskjellige tider, rettet å standardisere metoder15,16,17,18,19, og vitenskapelige forsøk er fortsatt i gang å etablere beste praksis for ansette teknikken og minimere skjevhet i flux estimater.
Statisk lukket-kammer teknikken, som programmet paddy jord er beskrevet i dette dokumentet, avhengig spredning teori og huset til et kjent volum av luft over en del av overflaten gir en presis periode. Under kabinettet, CH-4 og N2O molekyler migrere ved diffusjon langs en naturlig konsentrasjon gradient fra jord pore luft, der de er produsert av bestemt mikroorganismer (methanogens ved CH4, nitrifiers og denitrifiers N2O), luften i kammeret headspace, til slutt gjennom flom vann eller plante aerenchyma. Konsentrasjonen av to gassene i kammeret tanken øke over tid, og forekomsten av disse øker gir flux estimater.
Med hensyn til de micrometeorological metodene er lukket kammer målinger ofte foretrukket for ulike land bruk typer og økosystemer når studere GHG flukser på tomten skalaen, fordi de ikke er beheftet med en stor homogen feltet2 eller høy logistikk og investering kravene20. Videre kan de samtidige analysen manipulert eksperimenter, som forskjellige agronomical praksis eller andre feltet behandlinger12,21. Endelig, teknikken lar identifikasjon av relasjonene mellom økosystem egenskaper, prosesser og flukser. Også er to viktigste ulempene av teknikken relativt ineffektiv utforskningen av romlige og tidsmessige heterogenitet og effekten av jord forstyrrelse på grunn av kammeret distribusjon22. Men disse detriments kan minst delvis overvinnes med: riktig kammer design (å minimere jord forstyrrelser), adopsjon av et tilstrekkelig antall gjentak (å utforske romlige variasjon), og automatisert systembruk som tillater intensivering av hyppigheten av daglige mål (å ta hensyn til dagaktive variasjon) eller fast (samme tid på døgnet) måling (for å utelate effekten av temperatur i gjenværende variasjon).
En første søknad av metoden å en paddy feltet dateres tilbake til tidlig 80 's23og viktigste peculiarities av bruken med hensyn til høyereliggende felt er tilstedeværelsen av flom vann på jord og behovet for å inkludere planter i tanken under kammeret kabinett. Som nøye beskrevet i dette dokumentet innebærer den første trekk behovet for bestemte systemer for å hindre vann forstyrrelser under hendelser som mål å unngå flux overvurderer forårsaket av turbulens-indusert forbedring av gassoppløsningen gjennom flom vann. Andre viktige trekk er å gjøre rede for gasstransport gjennom ris aerenchyma, som representerer opptil 90% av slippes ut CH424, som krever riktig utstyr med planter under måling hendelser.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="591">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Anchor/Chamber</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td style="width:167px;">Self-produced</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">5 cm thick closed cell foam&#160;</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>It is an insulating material, to be found in a store of building materials.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Light reflective (aluminum-like) coating</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>We use a shiny blanket, but it is possible to use aluminium foil for food.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Curved piece of plastic tubing (1.5 cm and 24 cm, DxL)</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>We use an electrical duct, to be found in a hardware store.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Screw connector</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>We use a connector for electrical ducts, to be found in a hardware store.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rubber stopper (1 cm D)</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>To be found in a store for laboratory equipments.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Teflon tube (3 mm internal D)</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>To be found in a store for laboratory equipments.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">One-way stopcock&#160;</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>We use stopcock for drip, to be found in a store for medical equipments.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">12V PC fan&#160;</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>To be found in a PC store.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">12V-7Ah rechargeable and portable battery</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>To be found in a store for electrical material.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Steel fasteners&#160;</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>To be found in a hardware store.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">30 cm X 3 m (WxL) wood planks&#160;</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>To be found in a store of building materials.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Steel frame&#160;</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td style="width:167px;">Self-produced</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Bubble level</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>To be found in a hardware store.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Concrete blocks&#160;</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>To be found in a store of building materials.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">50 ml syringe&#160;</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>To be found ina store for medical/veterinary equipments.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Folding Ruler</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>To be found in a hardware store.</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Temperature datalogger</td>
			<td style="width:89px;">Onset</td>
			<td style="width:119px;">HOBO U23 Pro v2 External Temperature Data Logger</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Exetainer 12ml Vial - Flat Bottom</td>
			<td style="width:89px;">Labco UK</td>
			<td style="width:119px;">736 W</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Butil rubber septa for vials</td>
			<td style="width:89px;">Labco UK</td>
			<td style="width:119px;">VW101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">25-gauge hypodermic needle</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>To be found in a store for medical equipments.</td>
		</tr>
		<tr height="27">
			<td height="27" style="height:27px;width:216px;">CH4 and N2O standards</td>
			<td style="width:89px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>To be found at a supplier of gas bottles.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

assessment of methane and nitrous oxide fluxes from paddy field by means of static closed chambers maintaining plants within headspace

Denne protokollen beskriver måling av (GHG) utslipp av klimagasser fra paddy jord ved hjelp av statisk lukket kammer teknikk. Denne metoden er basert på teorien om spredning. Et kjent volum av luft overliggende en definert jord-området er vedlagt i en Parallellepiped cover (kalt "chamber"), for en perioden. I denne perioden kabinett flytte gasser (metan (CH4) og lystgass (N2O)) fra jord pore luften like mikrobiell kilden (dvs., methanogens, nitrifiers, denitrifiers) til kammeret tanken, etter en naturlig konsentrasjon gradient. Flukser er deretter beregnet fra kammeret headspace konsentrasjon variasjoner samplet regelmessig gjennom hele skapet og deretter analyseres med gass kromatografi. Blant teknikkene tilgjengelig for GHG måling er statisk lukket kammer metoden egnet for tomten eksperimenter, som den ikke krever stor homogenously behandlet jord områder. Videre, det er overkommelig med begrensede ressurser og kan identifisere relasjonene mellom økosystem egenskaper, prosesser og flukser, spesielt kombinert med GHG driving force målinger. Likevel, med hensyn til metoden micrometeorological det forårsaker en minimal men fortsatt uunngåelig jord forstyrrelser, og lar en mindre midlertidig løsning. Flere faser er nøkkelen til metodeimplementering: i) kammer utforming og distribusjon, ii) prøve håndtering og analyser og iii) flux estimering. Teknikken implementering suksess i paddy felt krever justeringer for feltet flom i mye av beskjæring syklusen og ris anlegget vedlikehold i kammeret tanken under mål. Derfor tilleggselementer vurderes med hensyn til vanlig bruk av ikke-oversvømmet landbruksjord består av enheter for: i) unngå alle utilsiktede vann forstyrrelser som kan overvurdere flukser og ii) inkludert ris planter i kammeret tanken å fullt ut vurdere gassene slippes ut gjennom aerenchyma transport.

Hver måling hendelse produserer en rekke GHG konsentrasjoner over tid for hver av overvåket kammer som er grunnlaget for beregning av GHG flukser. Innerst inne, det er ikke bestemt nødvendig å forkaste data, men en høy forekomst av situasjoner som faller utenfor den teoretiske modellen monotoniske funksjonen (strengt økende eller synkende) garanterer oppmerksomhet på nøyaktigheten av protokollen program og mulig uforutsett feil (f.eks, ampuller lekkasje).
Figur 1 rapporterer et helt år med riktig eksempel CH4 flukser. Som vist med feilfelt, kan slike resultater variere sterkt, hovedsakelig som følge av til den romlige heterogeniteten av mikrobielle prosesser ansvarlig for produksjonen av GHG. For brukere som opplever høye variasjon, signalisere slike resultater ikke nødvendigvis dårlige resultater. Til adresse høye variasjon som gjør det umulig å oppdage, bare øke antall gjentak behandling forskjeller.

I figur 2, vises et eksempel på dårlig utforskning av sesongmessige variasjoner: utilstrekkelig antall måle hendelser førte til en undervurdering av årlig flukser.
Daglig flukser kan senere kombineres for å beregne kumulative utslipp over solar året, over en beskjæring sesong eller over bestemte beskjæring stadier. Vanligvis er beregningen av kumulativ flukser avhengig av lineær endring av flukser mellom to påfølgende måling hendelser. Et eksempel på kumulative flukser vises i Figur 3 for CH-4.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56754/56754fig1.jpg">
Figur 1. Eksempel på sesongvariasjon av CH4 daglige flukser fra oversvømmet paddy feltet over et år, inkludert både en beskjære syklus (fra mai til September) og inter beskjæring perioder. Feilfelt representerer standardfeil. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56754/56754fig1large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56754/56754fig2.jpg"> Figur 2. Eksempel på sesongvariasjon av CH4 daglige flukser fra oversvømmet paddy feltet over et helt år, med et lite antall måle hendelser ikke godt dekker alle pivotal øyeblikk for klimagassutslipp. Feilfelt representerer standardfeil. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56754/56754fig2large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56754/56754fig3.jpg"> Figur 3. Eksempel på kumulative CH4 utslipp over en beskjæring sesong. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56754/56754fig3large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56754/56754fig4.jpg"> Figur 4. Faser av metoden program med tilsvarende kritiske punkter og indikatorer for suksess. <a href="https://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56754/56754fig4large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Assessment of Methane and Nitrous Oxide Fluxes from Paddy Field by Means of Static Closed Chambers Maintaining Plants Within Headspace at JoVE.com

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

Det overordnede målet med denne protokollen er å måle klimagassutslippene fra paddy felt ved hjelp av statisk lukket kammer teknikk. Målsystemet må bestemte justeringer på grunn av tilstedeværelsen av både et permanente vann lag i feltet og planter i kammeret tanken.

Vurdering av metan og lystgass flukser fra Paddy feltet ved hjelp av statisk lukket kammer opprettholde planter innenfor Headspace

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

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Environment

Unit 1

The Kinetic Theory of Gases

SCIENTISTS IN ACTION

Expression of Recombinant Cellulase Cel5A from Trichoderma reesei in Tobacco Plants

Expression of Recombinant Cellulase Cel5A from Trichoderma reesei in Tobacco Plants

Expression of rekombinant Cellulase Cel5A fra<em&gt; Trichoderma reesei</em&gt; I tobakksplanter

Cellulose degrading enzymes, cellulases, are targets of both research and industrial interests. The preponderance of these enzymes in difficult-to-culture ...

Measuring Fluxes of Mineral Nutrients and Toxicants in Plants with Radioactive Tracers

Måle fluks av mineral næringsstoffer og miljøgifter i Planter med radioaktive tracere

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. ...

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

Måling av klimagass Flux fra jordbruksjord bruke statiske Chambers

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

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

Fjerning av Trace Elements av Cupric Oxide Nanopartikler fra Uran<em&gt; In Situ</em&gt; Recovery Bleed Vann og dens effekt på Cell Livskraftig

In situ recovery (ISR) is the predominant method of uranium extraction in the United States. During ISR, uranium is leached from an ore body and extracted ...

The Use of an Automated System (GreenFeed) to Monitor Enteric Methane and Carbon Dioxide Emissions from Ruminant Animals

The Use of an Automated System GreenFeed to Monitor Enteric Methane and Carbon Dioxide Emissions from Ruminant Animals

Bruk av et automatisert system (GreenFeed) til Monitor Ente metan og utslipp av karbondioksid fra drøvtyggere

Ruminant animals (domesticated or wild) emit methane (CH4) through enteric fermentation in their digestive tract and from decomposition of manure during ...

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

Forbedring av Initial vekst på landbruksplanter ved hjelp av statiske magnetfelt

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 ...

Characterization and Application of Passive Samplers for Monitoring of Pesticides in Water

Karakterisering og anvendelse av passive prøvetakere for overvåking av plantevernmidler i vann

Five different water passive samplers were calibrated under laboratory conditions for measurement of 124 legacy and current used pesticides. This study ...

Development of Metarhizium anisopliae as a Mycoinsecticide: From Isolation to Field Performance

Development of Metarhizium anisopliae as a Mycoinsecticide: From Isolation to Field Performance

Utvikling av<em&gt; Metarhizium anisopliae</em&gt; Som Mycoinsecticide: Fra Isolasjon til Field Performance

A major concern when developing commercial mycoinsecticides is the kill speed compared to that of chemical insecticides. Therefore, isolation and ...

Preparation of Authigenic Pyrite from Methane-bearing Sediments for In Situ Sulfur Isotope Analysis Using SIMS

Preparation of Authigenic Pyrite from Methane-bearing Sediments for In Situ Sulfur Isotope Analysis Using SIMS

Utarbeidelse av Authigenic svovelkis fra metan-bærende sedimenter for In Situ svovel isotop analyse ved hjelp av SIMS

Different sulfur isotope compositions of authigenic pyrite typically result from the sulfate-driven anaerobic oxidation of methane (SO4-AOM) and ...

Procedures of Laboratory Fumigation for Pest Control with Nitric Oxide Gas

Prosedyrer for laboratoriet utgassing til skadedyrbekjempelse med nitrogenoksid gass

Nitric oxide (NO) is a newly discovered fumigant for postharvest pest control. This paper provides detailed protocols for conducting NO fumigation on ...