Name: in situ soil moisture sensors in undisturbed soils
Uploaded: 2022-11-18T14:10:00
Duration: 8 min 20 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Situ Soil Moisture Sensors in Undisturbed Soils at JoVE.com

著者らは、NOAA-NIDIS、National Coordination Soil Moisture Monitoring Network(NCSMMN)、およびUSGS次世代水観測システム(NGWOS)プログラムからの財政的支援を認めている。我々は、このプロトコルに関するインプットを提供してくれたB. Baker、J. Bolten、S. Connelly、P. Goble、T. Ochsner、S. Quiring、M. Svoboda、M. Woloszynを含むNCSMMN執行委員会のメンバーに感謝する。我々は、M. Weaver(USGS)が議定書草案を最初にレビューしてくれたことに感謝する。

商号、会社名、または製品名の使用は、説明のみを目的としており、米国政府による承認を意味するものではありません。この記事は米国政府の著作物であり、米国ではパブリックドメインです。USDAは機会均等の雇用主およびプロバイダーです。

土壌水分状態は、降水量、植生、日射強度、相対湿度など、さまざまな環境要因と、土壌の水理および物理的特性の結果です。これらは、異なる空間的および時間的スケールで空間的および時間的に相互作用します。水・エネルギー・炭素循環をモデル化・予測するには、SWCの状態を理解する必要があります。最も一般的なタイプの自動測定技術の1つは、乱されていない土壌に その場で 挿入することを意図したタインを備えた電磁SWCセンサーです。このプロトコルは、これらの一般的なタイプの埋め込み可能なセンサーをインストールするプロセスのガイダンスを提供するように設計されています。精度、性能、およびコストは、通常、センサーの動作周波数に比例します。低周波センサーはコストが低くなりますが、土壌や環境要因によってより混乱します45。土壌またはサイト固有のキャリブレーションにより、低周波センサーの精度を向上させることができます。測定方法は、電磁界(EMF)の基礎となる物理学のためにセンサーの性能にも影響します。
電磁センシングには、2つの主要な電磁物理法則が支配しています。1つはガウスの法則で、センサーの伝搬EMFが媒体のεとBECの両方にどのように依存するかを記述します。ただし、誘電率はSWCとともに増加し、BECも増加します。したがって、ガウスの法則に依存するセンサーは、SWC、BEC、BECに対する温度の影響、および塩分からの干渉の影響を受けます。静電容量検出方法はガウスの法則に従うため、これらの影響を受けやすくなります46。さらに、ガウスの法則は、静電容量が土壌中のEMFの形状によって変化する幾何学的要因に依存することを説明しています。EMFの形状は、土壌構造やセンサータイン周辺の水分量の小さな空間変動によって変化することが研究によって実証されています。ほとんどの土壌では、含水率と土壌構造の小さな空間変動が大きく、幾何学的要因の変化とその結果としての静電容量の変化は、バルク平均土壌含水率の変化とはほとんど関係がありません。これらの要因は、静電容量センサーの精度を低下させ、データのばらつきを増加させます46,47,48。インピーダンスと伝送線路の発振方法もガウスの法則に依存しますが、時間領域の反射率測定と時間領域の透過率の方法は、幾何学的要因を含まず、BECに依存しないマクスウェルの方程式に依存します。問題のないセンサーはありませんが、時間領域の方法は、容量またはインピーダンスベースの方法よりもかなり正確でバイアスが少ない傾向があります。
手順にはいくつかの重要なステップがあります。スパースネットワークの場合、SWC の最も適切な空間表現を行うには、適切なサイト選択とセンサー位置が必要です。サイトの選択は、土地へのアクセスなどの外部要因、または土壌水分が補助的な測定値であるその他の大気モニタリング要件によってより影響を受ける可能性があります。メソスケールの気象サイトは、マイクロスケールの影響を最小限に抑えるために、広くて開放的で手入れの行き届いた草の表面にあります。このような場所は、SWC の監視にはあまり適していない可能性があります。該当する場合、ワイヤレスセンサーテクノロジーは、既存の環境モニタリングステーションから離れて代表的な土壌でSWCモニタリングを実行できるようにするために、49,50,51,52,53と見なす必要があります。活発な農場運営と灌漑設備を回避することは困難です。ほとんどのネットワーク(SCANやUSDA-ARSなど)は、ケーブルを切断してセンサーを発掘する可能性のあるプラウやハーベスターなどの耕作活動を避けるために、畑の周辺にとどまります。in situセンサーとケーブルは、農場での作業での推論を避けるために、十分に埋設され、表面プロファイルが十分に低い必要があります。無線システム53および取り外し可能なボアホールセンサ47がより適切であり得る。大規模な土壌水分ベースの灌漑54を使用した地下水保全は、SWCセンサーの成長分野です。このプロトコルは、乱されていない土壌における空間的に代表的な長期SWCデータに関係します。
一部の土壌は他の土壌よりも測定が困難です。岩が多い、砂利が多い、または非常に乾燥した土壌では、損傷することなくタインを挿入することは不可能な場合があります。1つのオプションは、土壌ピットを掘削し、埋め戻し中にセンサーを所定の位置に置き、元のBDに圧縮しようとすることです。 岩石質の土壌は構造がほとんどない傾向があり、数回の湿潤および乾燥サイクルの後に治癒する可能性があります。しかし、そのような擾乱は、サイトの土壌水文学を真に代表することは決してないかもしれません。あるいは、センサーがオーガー穴の底に設置されている場合は、除去された土壌をふるいにかけて石を取り除き、センサータインを収容するのに十分な深さで穴に再梱包することができます。その後、センサーを垂直に設置し、オーガー穴に残りのふるいにかけられていない土壌を補充し、土壌が追加されると頻繁に圧縮されます。
森林土壌の根は、プローブの挿入と同様の課題をもたらしますが、状況によっては根を切ることができます。森林土壌は、鉱物土壌の上に有機(O)地平線を有することが多く、これは非常に低いBDおよび高い比表面積を有することができ、大量の結合水は、より高いSWCで非常に非線形のセンサー応答をもたらす55。さらに、開業医はゼロデータムをO地平線の頂点または鉱物土壌のいずれかとして設定します。粘土が豊富な土壌や膨張/膨張電位の高い粘土は、濡れると電磁信号に対して非常に導電性が高く、乾燥するとひびが入る可能性があります。そのような土壌は、生の測定値から合理的なSWCを得るために追加の修正が必要な場合があります56,57。浅い土壌では、理想的な最大深度に達する前に、岩盤または制限的な土壌の地平線(カリッシュやハードパンなど)に遭遇する可能性があります。場所を変更するか、単により深いセンサーを取り付けない必要がある場合があります。過度に乾燥した土壌や湿った土壌は困難な場合があり、極端な季節以外の設置日を選択することもできます。乾燥した土壌は非常に強い場合があり、損傷せずにセンサーを挿入することは不可能であることが判明する場合があります。必要に応じて、土壌が自然状態に戻るまでに時間がかかる場合がありますが、ピット面を柔らかくするために、前向きの穴を水で満たすことができます。湿った土壌は弱すぎてピット面を支えることができないか、トレンチが水で満たされる可能性があります。湿った土を過度に圧縮することも簡単です。
センサー出力には、SWCだけでなく誘電率を含めて、後で補正や土壌固有のキャリブレーションを行えるようにする必要があります。高周波センサーはBECの高い土壌に適していますが、短いタインはよりコンパクトな土壌に設置しやすい場合があります。しかし、おそらく最も重要なステップは土壌接触です。接触不良は、電磁センサーからの信号を劣化させます。最後に、掘削を埋め戻すことは些細なことのように聞こえますが、センサーの領域への優先的な流れを最小限に抑え、ケーブルを保護し、動物がその領域を邪魔するのを思いとどまらせることが重要です。土壌またはサイト固有のキャリブレーションにより、センサーの精度を向上させることができますが、このプロトコルで可能なよりも詳細な情報が必要です。さまざまなSWCレベルに調整または再梱包されたフィールド土壌は、応答の直線性をチェックするのに理想的であり、一部のセンサータイプ21のサイト固有のキャリブレーションとして機能します。誘電体液体はまた、センサ応答58をチェックするための有効な媒体となり得る。温度制御されたウォーターバスは、土壌温度校正を改善するために使用できます59。このプロトコルは、SWCセンサー60,61の既存の方法も受け入れられているキャリブレーション方法もないため、in situSWCセンサー設置の標準操作手順の確立に向けた最初のステップです。
SWCモニタリングはこのプロトコルの焦点でしたが、この方法には限界があり、SWCだけでは土壌水の状態の全体像を把握することはできません。多くの生態系プロセスは、土壌水ポテンシャルによっても規制されていますが、これはその場ではあまり一般的に測定されません62。S. Luo、N. Lu、C. Zhang、およびW. Likos 63によって最近レビューされた土壌水ポテンシャルは、水のエネルギー状態です。このようなセンサは、土壌特性の影響を少なくし、SWCセンサ64の品質管理を提供する場合がある。さらに、バルクフィールドSWCは、砂利、岩石、根、および空隙空間(例えば、優先流路)を含む。 その場で SWCセンサーは通常、岩石や根の周りに再配置され、限られた測定量はタインの周りに集中しているため、バルクフィールドSWCの離散的ではあるが重要な側面を見逃す可能性があります。
このプロトコルは、干ばつモニタリング、給水予測、流域管理、農業管理、作物計画など、幅広いアプリケーションに対して、より調和のとれた均一なSWCデータにつながることを願っています。リモートセンシングプラットフォーム4 の出現により、SWCをグローバルに推定する能力が大幅に向上しましたが、これらの製品は地上検証が必要であり、それでも in situ ネットワーク65によって合理的に収集されます。コンピュータの進歩により、超解像SWCモデリング66 が開発され、高解像度でサブデイリーSWC状態が生成されましたが、これらの製品は、不確実性を計算するための何らかの基礎を提供するためにSWCのその場 推定も必要です。多くの場合、新製品が導入されたときに最初に尋ねられる質問は、「不確実性は何ですか?」です。SWC製品の場合、検証のための一次比較は in situ ネットワークデータ67です。
米国陸軍工兵隊のミズーリ川上流域土壌水分プロジェクトやNOAAが支援する米国南東部ネットワークの構築など、全国調整土壌水分モニタリングネットワーク(NCSMMN)に関連する最近のネットワーク拡張があり、すべて水害の予測、監視を改善し、リソース管理の意思決定サポートを提供するように設計されています。このようなアプリケーションのSWC推定の確実性と正確性は、データの整合性に自信を与えるための徹底したプロトコルと手順によってのみ達成できます。NCSMMNは、土壌水分の測定、解釈、およびアプリケーションに関する実践コミュニティ、つまりデータプロバイダー、研究者、および一般の人々をつなぐ「人々のネットワーク」を構築することにより、支援、ガイダンス、およびサポートを提供することを目的とした、連邦主導の複数機関の取り組みです68。このプロトコルは、NCSMMNの取り組みの成果です。データ品質管理ワークフローが近日公開されます。

土壌水分は最近、全球観測気候システム1の必須気候変数として認識されました。土壌水分、または定量的に体積土壌水分量(SWC)は、入射する放射線のフラックスを地表と大気の間の潜熱と顕熱に分配し、流出と浸透の間で降水量を分配する上で主要な役割を果たします2。しかし、ポイント、フィールド、および流域スケールでの土壌水分の時空間変動は、研究または管理目標を達成するために必要な適切なスケールでSWCを測定する能力を複雑にします3。 in situ センサー、近位検出器、リモートセンシングの地上ネットワークなど、SWCを定量化する新しい方法は、SWCの変化を前例のない解像度でマッピングするユニークな機会を提供します4。 その場で SWCセンサーは、最も時間的に連続的で深さ固有のデータレコードを提供しますが、土壌特性、地形、および植生被覆に固有の小さな検出量と局所規模の変動も受けます5。
さらに、 in situSWC センサーの設置、校正、検証、メンテナンス、および品質管理のための標準または広く受け入れられている方法が不足しています。土壌水分は本質的に測定が困難なパラメータであり、品質保証が最も難しい変数である可能性があります6。SWCデータ収集の一般的なプロトコルは、国際原子力機関7、地球観測衛星委員会8、連邦機関の報告書9、および米国気候学者協会10によって作成されていますが、 埋設された 場所からのSWCデータの設置、保守、品質管理、および検証に関する具体的なガイダンスは限られています。プローブ。これにより、状態メゾネットなどの運用監視ネットワークでSWC測定値を追加するために、このようなテクノロジーを採用することが困難になっています。同様に、河川予報センターなどの水文学者がこれらのデータをワークフローに組み込むことも困難です。このビデオ撮影と添付論文の目的は、そのようなガイダンスを提供し、埋め込み 現場 SWCプローブのまとまりのある設置プロトコルを文書化することです。
原位置土壌水分モニタリングの場所の選択 あらゆる関心地域(AOI)内の土壌は、地形、生態学、地質学、および気候の間の時間の経過とともにユニークで結合されたフィードバックを通じて形成されます11,12。地形間のSWCの変動性により、サイトの選択は土壌水分調査にとって重要な側面になります。いくつかの研究目標のために、サイトは、景観または生態系上の特定の特徴またはマイクロサイトを表すように選択され得る。ネットワークを監視する目的で、サイトはより大きなランドスケープ コンポーネントを空間的に表す必要があります。目標は、AOI の最適な空間表現を提供する場所を見つけることです。現場では、他の気象計器の要件、アクセシビリティ、許可など、より実用的な考慮事項に到達する必要があります。しかしながら、AOI内の支配的な土壌マップユニットは、通常、より広い領域13の環境条件の良好な空間表現である。支配的な土壌マップ単位は、Web土壌調査(https://websoilsurvey.sc.egov.usda.gov/)を使用して決定できます。この土壌マップユニットは、浅いピットまたはテストホールでも検証する必要があります。
典型的な監視ステーションは、センサーのニーズと補助的な測定の数に応じて、5〜50 m2を占める可能性があります。 図1 は、風速と風向の風速計、気温と相対湿度センサー、日射計、および全米電気工業会(NEMA)の耐候性と防水エンクロージャ(NEMA定格4)を保持する3mタワーを備えた典型的な監視ステーションを示しています。NEMAエンクロージャには、データ制御プラットフォーム(DCP)、セルラーモデム、ソーラーパネル充電レギュレータ、バッテリー、およびその他の関連ハードウェアが収容されています( 材料表を参照)。システムコンポーネント)。タワーは、通信アンテナ、ソーラーパネル、避雷針のプラットフォームも提供します。通常、液体沈殿(PPT)ゲージも含まれており、PPTキャプチャへの風の影響を減らすために、タワーから離して可能な限り低い標高に配置する必要があります。SWCセンサーは、降雨や陸路の流れにタワーからの潜在的な干渉がないように、十分な距離(3〜4 m)と上り坂に設置する必要があります。関連するケーブルは、表面から少なくとも5cm下の導管に埋め込む必要があります。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64498/64498fig01.jpg"> 図1:一般的な監視ステーション。 USDA SCANは、標準深度(5、10、20、50、および100 cm)での土壌水分含有量と温度、気温、相対湿度、日射量、風速と風向、降水量、気圧に関する毎時情報を収集します。米国全土に200以上のSCANサイトがあります。略語:SCAN =土壌気候解析ネットワーク;NEMA = 全米電気工業会。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64498/64498fig01large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
測定深度、向き、センサー数 その場でSWCセンサーは通常、土壌の特定の深さを表すために水平に設置されます(図2)。土壌気候ネットワーク(SCAN)14、雪テレメトリネットワーク(SNOTEL)15、米国気候参照ネットワーク(USCRN)16などの連邦資金による全国ネットワークは、SWCを5、10、20、50、および100cmで測定します。これらの深さは、さまざまな理由でSCAN開発中にコンセンサスによって達成されました。5cmの深さはリモートセンシング機能17に対応します。深さ10cmと20cmは、土壌温度18の過去の測定値です。深さ50および100 cmは、根域の土壌貯水を完全にします。
プローブは、垂直、水平、または傾斜/角度に向けることができます(図3)。水平設置は、離散的な深さで均一な土壌温度測定を達成するために最も一般的です。センサーは離散的な深さの中央に配置されている場合がありますが、SWC測定はタイン(つまり、電極)の周りの体積であり、水分レベル、測定周波数、および設置の形状(水平、垂直、または角度)によって変化する可能性があります。水平設置の場合、検知容積は深さの上下の水分を統合し、検知容積の95%は通常、タイン19から3cm以内である。垂直または角度の付いた設置は、タインに沿ってSWCを統合するため、垂直設置は、センサーの深さ20の全長に沿ったストレージを表すことができます。一部のセンサーは、タインに沿って均等に測定されません。例えば、伝送線路発振器は、電磁パルスが生成されるプローブヘッド21の近くの水分に対してより敏感である。垂直設置は、温度と湿度の勾配が減少する傾向があるより深いプローブに適しています。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64498/64498fig02.jpg"> 図2: 現場 SWCセンサーの設置。 (A、B)ゼロ深度基準治具と(C)ゼロ深度ボードまたは(D)参照用のゼロ深度ショベルハンドルを使用して、選択した深さでの水平センサー配置。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64498/64498fig02large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64498/64498fig03.jpg"> 図3:プローブの垂直方向、水平方向、または傾斜方向 。 (A)傾斜および垂直挿入、および(B)3錫メッキSWCセンサーの水平-垂直挿入および水平-水平挿入中心の深さ。略称:SWC =土壌水分量。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64498/64498fig03large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
50cm未満の深さへの設置は比較的直感的ですが、より深いセンサーは少し手間がかかります。ルートゾーンSWCまたはプロファイル土壌貯留には、通常、1または2 mの測定が必要です。このプロトコルに示されているように、0〜50 cmの設置は、掘削されたピットまたはオーガー穴で完了し、プローブが乱されていない土壌に水平に設置され、表面の乱れを最小限に抑えます。より深いセンサー(100 cmなど)の場合、SCANとUSCRNの両方が、延長ポールを使用して別々の手作業でオーガーされた穴にセンサーを垂直に取り付けます(図4)。
SWCの不均一性、特に表面付近、およびセンサーの測定量が少ないことを考えると、3連の測定により、SWCのより良い統計的表現が可能になります。ただし、 in situ センサーの1つのプロファイルは、ほとんどのネットワーク(SCANやSNOTELなど)で一般的です。USCRNは、3〜4 m離れた3つのプロファイルを使用して、各深さ16で3つの測定を行います。さらに、測定の冗長性により、財源が利用可能な場合、ステーションレコードに回復力と継続性が追加されます。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64498/64498fig04.jpg"> 図4:センサーの取り付け 。 (A)浅いセンサーは通常、掘削された土壌ピットの側壁に水平に設置されます。より深いセンサーの場合、(B)ハンドオーガーを使用して、深さゼロの基準(トレンチにまたがる木材など)を使用して穴を深く掘り、センサーは、(C)設置中にセンサーとケーブルを固定するように変更されたPVCパイプのセクション、または(D)取り付けツールを使用して、穴の底に垂直に押し込まれます。土壌層は表土(A地平線)および転位粘土(Bt)と炭酸塩蓄積(Bk)を伴う下層土地平線として記録されます。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64498/64498fig04large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>
その場 SWCセンサタイプ 市販のセンサは、土壌22と直接接触するタインに沿って伝播する電磁信号に対する測定された応答からSWCを推測する。埋設センサは、伝搬する電磁波信号の種類や応答の測定方法によって、静電容量、インピーダンス、時間領域反射率、時間領域トランスミソメトリー、伝送線路発振の5つに分類されます(補足表S1、各メーカー情報へのリンク付き)。これらの技術は、動作周波数とメーカーによってグループ化される傾向があります。長いタインがより多くの土壌を統合します。ただし、それらは挿入がより困難になる可能性があり、粘土とより高いバルク電気伝導率(BEC)を含む土壌では信号損失の影響を受けやすくなります。メーカーは、SWC測定誤差が0.02〜0.03 m3m−3であると報告していますが、ユーザーは通常、これらが大幅に大きいと感じています23。電磁センサーの適切なキャリブレーションと標準化により、パフォーマンスが向上します22。ただし、これらの土壌固有のキャリブレーションは、設置に焦点を当てたこのプロトコルの範囲を超えています。
センサーの選択では、目的の出力、測定方法、動作周波数、および他の測定との互換性を考慮する必要があります。2010年以前は、ほとんどのSWCセンサーはアナログであり、差動電圧、抵抗、またはパルスカウントの測定を行うためにDCPを必要とし、各センサーに対してより高価なコンポーネントと個々のチャネル(またはマルチプレクサ)が必要でした。現在、1,200ボー(SDI-12)通信プロトコル(http://www.sdi-12.org/)のシリアルデータインターフェースにより、スマートセンサーは内部測定アルゴリズムを実装し、1本の通信ケーブルに沿ってデジタルデータを送信できます。各センサーは、レバーナットまたは端子ブロックコネクタ(図5)で接続された共通のワイヤを使用して、各センサを一意のSDI-12アドレス(0-9、a-z、およびAZ)で順番に配線できます(つまり、デイジーチェーン)。SDI-12センサーの共通通信線は、電源線とアース線とともに単一の回路を形成します。マルチプレクサやDCPでの測定は必要ありません。代わりに、DCPは単にデジタルコマンドとテキスト行を送受信します。多くのSDI-12 SWCセンサーには、土壌温度、比誘電率(ε)、およびBEC測定も含まれています。このような測定は、センサー診断や土壌固有のキャリブレーションに役立ちます。この時点で、ユーザーはサイトを選択し、センサーのタイプ、数、深度を決定し、必要なすべてのハードウェアとフィールドツールを入手しました(材料表)。したがって、インストールプロトコルに進むことができます。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64498/64498fig05.jpg"> 図5:共通の電源、アース、および通信ワイヤをデータ収集プラットフォームの単一の入力に接続するために使用されるワイヤスプライスコネクタと端子台。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64498/64498fig05large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。</a>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>System components, essential</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>This system is the typcial micro-station used in the TxSON soil moisture network. The TxSON meteorlogical station is listed under optional components. https://acsess.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.2136/vzj2019.04.0034&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Battery, sealed rechargable 12 V 12 AH&#160;</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>BP12</td>
			<td>7 amp-hour (AH) minimum</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Charging regulator</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>CH200</td>
			<td>Charge regulator, needed for any unregulated solar panel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conduit, schedule 40 PVC, 1 to 2&#34; diameter&#160;&#160;</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Diameter sized appropriate to number of sensors and cable thickness. Length dependent on height of enclosure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data aquistion software</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>PC400</td>
			<td>Free versions with limited programability, for more basic applications, manual downloads and simple sensor configurations</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data control platform</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>CR300</td>
			<td>Any SDI-12 compatible DCP is sufficint. Many also have integrated cellular modems available&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enclosure (NEMA), 10 x 12 inch, -DC 2 conduits for cables, -MM tripod mast mount</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>ENC10/12-DC-MM</td>
			<td>Two bottom conduits are required for above and below ground instruments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounting pole (47 inch) with pedestal legs</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>CM305-PL</td>
			<td>Smaller footprint, not tall enough for weather sensors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rain Gage with 8 in. Orifice, 20 ft of cable</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>TE525WS-L20-PT</td>
			<td>Recommend installing rain gage on a separate vertical pole some distance from the instrument stand</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sensors, 12 cm water content reflectometer, 17ft cable, -VS SDI-12 address varies</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>CS655-17-PT-VS</td>
			<td>See Supplement Table 1 for more options&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solar panel, 20 W</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>SP20</td>
			<td>Use higher wattage panels for northern sites and lower for southern sites with higher exposre</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>System components, optional</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cellular Antenna, 2 dB multiband omnidirectional&#160;</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>32262</td>
			<td>Directional antennas can improve signal, if the tower location is known.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cellular modem for Verizon/ATT</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>CELL210/205</td>
			<td>Provider is site-dependent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Crossarm mount, 4 feet</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>CM204</td>
			<td>Ideal for mounting 2 m sensors&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Data aquistion software, advanced</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>Loggernet</td>
			<td>More advanced commercial sofware that includes remote communications options and advanced programming</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DIN Rail Perforated Steel</td>
			<td>Phoenix Contact</td>
			<td>1207639</td>
			<td>Used to mount terminal blocks inside enclosure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Galvanized steel water pipe, 1.5 or 2 inch diameter, 10 ft in length</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>The most economical option for an instrument mast. Can be cut to length. Replaces the 47 inch mounting pole with legs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Instrument tripod, 10 foot stainless-Steel with grounding kit</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>CM110</td>
			<td>Taller instrument stand for 2 m meteorologic sensors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lever nut connectors, five ports (Figure 5)</td>
			<td>Digi-Key</td>
			<td>222-415/VE00/1000</td>
			<td>Connect one SDI-12 wire to 4 sensor wires. Alternative to DIN rail.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Null modem cable&#160;</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>18663</td>
			<td>Inteface cable between DCP with modem. Not required for integrated cellular modems</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plug-in bridge - FBS 3-5</td>
			<td>Phoenix Contact</td>
			<td>3030174</td>
			<td>Used to connect the curcuit of multiple terminal blocks. Available at mouser.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Secure Set Foam, 10 Post Kit (2 gallon)</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Altnerative to concrete when using a steel pipe mast or for precipation gage pole. Two part foam mixture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sensor, air temperature and relative humidity, 10 ft cable&#160;</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>HygroVUE10-10-PT</td>
			<td>Lower accuracy and pression option. Replacable chips are the fastest means to meet annual calibration cycles.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sensor, solar radiation pyranometer, digital thermopile&#160;</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>CS320</td>
			<td>Most inexpensive, ISO class C (second class). Better options are available but much more expensive</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sensor, wind speed anemometer, 10 ft cable</td>
			<td>Met One</td>
			<td>014A-10</td>
			<td>More expensive options include wind direction, or sonic sensors with no moving parts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solar shield for air temperature and relative humidity sensor</td>
			<td>Campbell Scientific&#160;</td>
			<td>RAD10E</td>
			<td>All air temperature sensors require sheilded from the sun</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Terminal blocks (Figure 5), feed-through&#160;</td>
			<td>Phoenix Contact</td>
			<td>3064085</td>
			<td>The most secure method to connect multiple SDI-12 sensor wires. Available at mouser.com</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Field tools, essential</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freezer bags: quart and gallon sized</td>
			<td>Any grocery store</td>
			<td></td>
			<td>Storage for soil samples collected for characterization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Miscellaneous digging tools including hand trowl, flat spade, and pointed spade</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Backup tools to aid excavation&#39;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shovel (Sharpshooter) 16 in. D-handle drain spade</td>
			<td>Razorback</td>
			<td></td>
			<td>Manual tool for excavating soil pit. Any narrow pointed spade will work.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shovel, trenching, 4 in wide steel blade&#160;</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Ideal trenching tool for burying cable or conduit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soil auger (&#60;4 in diameter) with T-handle or and extension bar as needed for r test holes</td>
			<td>AMS Samplers</td>
			<td>400.06</td>
			<td>Recommended for test holes. The auger type should match soil, but &#39;regular&#39; performs well in most soils</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tarp (plastic) or plywood sheet</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Soil management during excavation and trenching</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Field tools, optional</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2,000 lb Mini Excavator</td>
			<td>Sunbelt Rentals</td>
			<td>350110</td>
			<td>Rental equipment for mechanical excavation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Breaker or digging bar</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Useful to break rocks and cut roots during excavation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Galvanized Cattle Fence Panel, 16 ft x 50 in</td>
			<td>Tractor Supply Co.&#160;</td>
			<td>350207799</td>
			<td>Recommend cutting fencing panels into 8&#39; sections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pick mattock or pulaski&#160;</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Great for loosening in hard or rocky soils&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Post Hole Auger Hydraulic Tow Behind with 18&#34; diameter auger</td>
			<td>Sunbelt Rentals</td>
			<td>700033</td>
			<td>Rental equipment for mechanical excavation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Post hole digger, 48 in handle</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Useful to clear soil in bottom of pit, or for test holes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel fence T-posts, 6 feet tall and fence post driver, ~14 lb.</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Fencing support and installation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel rake</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Ideal for smoothing disturbed soil at field area</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Every Day Carry (EDC), recommendations for any field technician&#39;s toolbag</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adjustable wrench with insulated handle&#160;</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Assorted UV-resistant zip ties</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Critical for neat wiring&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diagonal cutting pliers</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Efficient way to cut light and heavy wires and snip zip ties</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital camera, GPS, and compass</td>
			<td>Misc.&#160;</td>
			<td></td>
			<td>Ideally, these are all on your smartphone</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital multimeter</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Key tool for troubleshooting power and connectivity issues in electrical systems</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrical tape&#160;</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Non-black tape can be used for labeling&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrician&#39;s Puddy for filling entrance holes of enclosures</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Needed to close and seal all conduit ports in the enclosure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hex key sets in both standard and metric sizes</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Required for many sensor mounts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic torpedo level (8 to 12&#34;)</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Needed to get instrument stand vertical and leveling any meteorlogical sensors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metric tape measure&#160;</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Critical for inserting probes and sampling soils - both use metric depths.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pliers: needle nose, lineman&#39;s, and channel-lock</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Lineman&#39;s pliers are essential for bailing wire fences.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Portable drill, bits, nut drivers</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ratchet wrench and appropriate socket sizes&#160;</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Ratch wrenches can get into tight spaces around sensor mounts where standard box wrenches do not work</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Safety: first aid kit, water (5 gallons),&#160; trash bags, gloves, sunscreen, insect repellent</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw drivers: small and large size with insulated handles&#160;</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Screws on DCP and terminal blocks are very small. Small flat and phillips heads are required. Larger tools will also come in handy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sharpies, pencils, and notebook</td>
			<td>Forestry Supplier</td>
			<td></td>
			<td>Basic record keeping is essential for metadata</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Step ladder, 6 ft</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Hard to install 2m sensors without a ladder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Utility knife and box cutter</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vegetation control: hand loppers, weed whacker, saw</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Depending on the environment, vegetation can quickly overwhelm a fenced off areas.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wire strippers (8-20 gage)</td>
			<td>Any home supply store</td>
			<td></td>
			<td>Essential tool for preparing wires for insertion into DCP or terminal blocks. Self-adjusting strippers are the latest rage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Annual Maintenance Supplies</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Battery cleaner (baking soda) and brush</td>
			<td>Any grocery store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cleaning:compressed air, isopropyl alcohol, tooth brush, pipe cleaners, paper towels&#160;</td>
			<td>Any grocery store</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desiccant, silica gel bags</td>
			<td>Clariant</td>
			<td>Desi Pak</td>
			<td>Reusable after oven drying at 105 &#176;C for over 24 h. Swap out annually.&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Field calibration device for rain gage</td>
			<td>R.M. Young</td>
			<td>52260</td>
			<td>Device that drips water into a rain gage at varying intensity&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Handheld Weather Meter</td>
			<td>Kestrel Instruments</td>
			<td>0830</td>
			<td>Direct measurement of air temperature, relative humidity, and wind speed for field verification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>One quart and one gallon freezer bags</td>
			<td>Any grocery store</td>
			<td></td>
			<td>Storage for any gravimetric soil samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Portable soil moisture sensor&#160;</td>
			<td>Delta-T Devics</td>
			<td>SM150T</td>
			<td>A variety of sensors exist. See evaluation at https://acsess.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/vzj2.20033</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soil core sampler, 2-1/4 in. Diameter</td>
			<td>Soilmoisture Equipment Corp.</td>
			<td>0200</td>
			<td>Gravimetric soil moisture and bulk density sampler&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in situ soil moisture sensors in undisturbed soils

土壌水分は、運用水文学、食料安全保障、生態系サービス、および気候システムに直接影響します。ただし、土壌水分データの採用は、データ収集の一貫性がなく、標準化が不十分で、通常は記録期間が短いため、遅れています。土壌水分、または定量的に体積土壌水分量(SWC)は、電磁応答からSWCを推測する埋設された in situ センサーを使用して測定されます。この信号は、粘土含有量と鉱物学、土壌塩分またはバルク電気伝導率、土壌温度などの地域のサイト条件によって大きく異なる可能性があります。これらはそれぞれ、センサー技術に応じてさまざまな影響を与える可能性があります。
さらに、土壌との接触不良やセンサーの劣化は、時間の経過とともにこれらの測定値の品質に影響を与える可能性があります。従来の環境センサーとは異なり、SWC データには受け入れられている標準、メンテナンス方法、または品質管理はありません。そのため、SWCは、多くの環境モニタリングネットワークが実装するのが難しい測定です。ここでは、 in situSWC センサーのコミュニティベースの実践基準を確立して、将来の研究とアプリケーションがサイトの選択、センサーの設置、データの解釈、および監視ステーションの長期メンテナンスに関する一貫したガイダンスを得られるようにします。
ビデオ撮影は、 in situSWC センサーの設置に関するベストプラクティスと推奨事項の複数機関のコンセンサスに焦点を当てています。このホワイトペーパーでは、このプロトコルの概要と、高品質で長期的なSWCデータ収集に不可欠なさまざまな手順について説明します。このプロトコルは、単一のステーションまたはネットワーク全体を展開することを望んでいる科学者やエンジニアに役立ちます。

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In Situ Soil Moisture Sensors in Undisturbed Soils

土壌水分量の決定は、多くの州および連邦機関にとって重要なミッション要件です。このプロトコルは 、埋設 現場センサーを使用して土壌水分量を測定するための複数機関の取り組みを統合します。

その場で 乱されていない土壌の土壌水分センサー

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

土壌水分含有量は、作物生産から天候まで、地上および地下の多くのプロセスを規制します。これは最近、多くの州および連邦機関にとって重要なミッション要件になっています。このプロトコルは、埋設されたin-situ電磁センサーを使用して、土壌水分を測定するための複数の機関の取り組みを統合します。このプロトコルは、単一のステーションまたはネットワーク全体を展開したい科学者やエンジニアに役立ちます。土壌水分含有量は最近、全球気候観測システムにおいて必須の気候変数として認識されました。しかし、埋設された現場センサーを設置する慣行の標準化はほとんどありませんでした。書かれたプロトコルとビデオがデータ収集を改善できることを願っています。埋設土壌含水量センサーが良好なデータを提供していることを確認する簡単な方法はありません。まず、センサーが土壌と良好に接触していること、および設置が地域の土壌水文学に影響を与えなかったという自信と保証が必要です。手順を実演するのは、ここメリーランド州ベルツビルにあるUSDA ARS水文学およびリモートセンシング研究所の物理科学者であるアレックスホワイトです。まず、各センサーをデータ制御プラットフォームに個別に配線します。疑問符と感嘆符コマンドを使用してセンサーのアドレスを照会し、各センサーのシリアル番号とSDI-12アドレスとともに値をラボブックに記録します。次に、マーカーを使用して、センサーヘッドとケーブルの端にSDI-12アドレスのラベルを付けます。土壌水分センサーと補助センサーをラボに設置し、それらをデータ制御プラットフォームとバッテリーに接続し、土壌水分センサーを空中に吊るしたり、乾燥した場所に挿入したり、水中に沈めたりします。データが適切なレートで記録され、値が適切であることを確認します。USDA SoilWebアプリを使用して場所を照会し、ポストホールディガーを使用してテストホールを掘ります。フィールド テクスチャが土壌の説明と一致していることを確認します。土壌表面を乱れから保護するために、掘削エリアに防水シートを敷きます。センサーをほどき、センサーヘッドをピット面に置きます。次に、計器スタンドを配置する場所にケーブルの端を配置し、ケーブルの長さが正しいことを確認し、必要に応じて調整し、スタンドの位置をフラグでマークします。ポストホールディガーを使用して、約55センチの深さの穴を掘ります。鋭いスペードを使用して穴をきれいにし、各センサーの上に乱されていない土壌があるように、ピット面が垂直であることを確認します。穴と乱れた領域をできるだけ小さくして、すぐに回復するようにします。10センチメートル刻みで土を取り除き、各リフトを防水シートの遠端に配置し、塊を砕き、大きな岩を取り除きながら、少しずつ近づきます。次に、センサーケーブルを埋めるために、深さ10センチメートルを超えるまっすぐで狭い溝を掘削します。すべてのセンサーをほどき、トレンチの片側に置きます。各センサーの深さで1クォートのフリーザーバッグに代表的な土壌サンプルを収集しながら、土壌の色や質感の明らかな変化の深さに注意してください。ピット面が垂直であるか、わずかに切り戻されて、各センサーの上に乱されていない土壌があることを確認します。まず、50センチのセンサーを挿入し、センサーを水平に土に押し込み、隙間ができる可能性があるため、センサーを小刻みに動かさないようにします。必要に応じて、てこの力を使ってセンサーをそっと押し込み、タインが土壌に完全に埋め込まれていることを確認します。各センサーケーブルをピットの同じ側に向け、掘削ピットの底にぶら下がるようにします。掘削した穴とセンサーの写真をスケール用の巻尺で撮ります。100センチメートルのセンサーの場合は、100センチメートルからセンサーの長さの半分(この場合は94センチメートル)を引いた穴を掘ります。取り付けツールを使用してセンサーを穴の底に押し込み、垂直に取り付けます。掘削した土でオーガー穴を再梱包します。すべてのセンサーケーブルをトレンチからPVCコンジットのセクションのエンクロージャーに配線し、バルクヘッドコネクタを介してエンクロージャーに入ります。次に、ケーブルレンズを下部エンクロージャポートに引き込み、結束バンドで固定して、5つのセンサーを接続します。巻を確認しますtag直流電圧のDCに設定されたマルチメーターを使用して、バッテリーのeが十分です。次に、黒いマイナス線の端子コネクタをバッテリーのアースマイナスポストのスペード端子の上にスライドさせ、赤い線をバッテリーのプラスポストの上にスライドさせます。システムの電源を入れるには、バッテリーケーブルを DCP に差し込みます。データ制御プラットフォームソフトウェアを起動した後、ラップトップをデータ制御プラットフォームに接続し、すべてのセンサーが数値を報告することを確認します。地上のすべてが機能し、ケーブルがエンクロージャーに配線されたら、地上と地下のエンクロージャーの開口部を電気パテで満たして密閉します。タープに最も近いより深い掘削土を使用して、各センサーヘッドの周りに、下から始めて上に作業しながら、センサーを乱さないようにし、しっかりと圧縮されるように、土を手で梱包します。ピットを10センチメートルのリフトで埋め戻し、20センチメートルのセンサーに到達するまで表面を滑らかにして圧縮します。センサーヘッドの周りに土を手で詰め、水面に到達するまで10センチのリフトで上向きに続けます。防水シートからより深い土で慎重に覆い、土をピットの底に圧縮してケーブルを固定し、力を入れて下に引っ張らないように注意してください。計器マストから北、南、東、西の向きで完成したステーションの写真を撮ります。センサーの設置場所をフラグやその他の個別の項目で描写します。このフィールド インストールでは、毎時の気温と土壌温度、土壌水分量、毎日の降水量、土壌貯水量、および時間の経過に伴うその変化が報告されます。結果は、地表近くの土壌水分含有量の急激な増加を示し、各嵐の後、より深い深さで増加が遅れることを示しています。2022年2月上旬と4月のイベント中に、100センチメートルの最も深いセンサーは1立方メートルあたり0.33立方メートルのプラトーに達し、飽和期間を示しています。ミシシッピ州での同様の設備では、40ミリメートルの降雨後、土壌水分含有量はすべての深さで0.60立方メートル/立方メートルに達しましたが、別の70ミリメートルは土壌水の貯留に影響を与えず、飽和過剰流出を示唆しています。モンタナ州での同様の設置では、凍った土壌と積雪により、3月中旬に土壌水分量が劇的に減少し、その後、降水の兆候なしに解凍中に増加しました。スパイク、ステップの変化、振動などの不安定なセンサーの動作は、不適切な設置やセンサーの故障を示している可能性があることに注意してください。センサーの挿入は、特に岩が多い、根深い、または乾燥した土壌では困難な場合があります。センサーヘッドが土と同じ高さに押し込まれていることを確認してください。このプロトコルは、干ばつモニタリング、給水予測、流域および農業管理、作物計画など、幅広いアプリケーション向けに、より調和のとれた均一な土壌水分量データにつながります。全国調整土壌水分モニタリングネットワークは、土壌水分の測定、解釈、および適用に関する実践コミュニティを構築しています。これは、データプロバイダー、研究者、および一般の人々をつなぐ人々のネットワークです。詳細については、ドキュメントを参照してください。

Research

JoVE Journal

Environment

In Situ Soil Moisture Sensors in Undisturbed Soils

Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

連続の設計および動作<sup&gt; 13</sup&gt; Cと<sup&gt; 15</sup均一または差動、代謝および構造·&gt; N標識化会議所、工場同位体ラベル化

Tracing rare stable isotopes from plant material through the ecosystem provides the most sensitive information about ecosystem processes; from CO2 fluxes ...

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

統合フィールドLysimetryと間隙水土壌中の化学物質の移動性の評価のためのサンプリングと設立植生

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

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

静的チャンバを用いて農用地の土壌からの温室効果ガスフラックスの測定

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

A Bending Test for Determining the Atterberg Plastic Limit in Soils

土壌にAtterberg塑性限界を決定するための曲げ試験

The thread rolling test is the most commonly used method to determine the plastic limit (PL) in soils. It has been widely criticized, because a ...

Extraction and Analysis of Microbial Phospholipid Fatty Acids in Soils

土壌中の微生物のリン脂質脂肪酸の抽出と分析

Phospholipid fatty acids (PLFAs) are key components of microbial cell membranes. The analysis of PLFAs extracted from soils can provide information about ...

Assessment of Labile Organic Carbon in Soil Using Sequential Fumigation Incubation Procedures

シーケンシャル燻蒸インキュベーション・プロシージャを使用した土壌中の不安定な有機炭素の評価

Management practices and environmental changes can alter soil nutrient and carbon cycling. Soil labile organic carbon, a readily decomposable C pool, is ...

Methods of Soil Resampling to Monitor Changes in the Chemical Concentrations of Forest Soils

森林土壌の化学濃度の変化を監視するための土壌リサンプリングの方法

Recent soils research has shown that important chemical soil characteristics can change in less than a decade, often the result of broad environmental ...

Protocols for Quantifying Transferable Pesticide Residues in Turfgrass Systems

芝草システムズに譲渡残留農薬を定量化するためのプロトコル

Plant canopies in established turfgrass systems can intercept an appreciable amount of sprayed pesticides, which can be transferred through various routes ...

The Calibration and Use of Capacitance Sensors to Monitor Stem Water Content in Trees

木の幹の水分量を監視するための校正と静電容量センサーの使用

Water transport and storage through the soil-plant-atmosphere continuum is critical to the terrestrial water cycle, and has become a major research focus ...

その場で 乱されていない土壌の土壌水分センサー

その場で乱されていない土壌の土壌水分センサー