Wstęp

ACETechnologia monitorowania oddychania gleby została opracowana przez brytyjską firmę ADC zgodnie z prawem oddychania, a monitor oddychania gleby ACE (skrót ACE) składa się z automatycznego otwierania / zamykania oddychania, wbudowanego CO₂Ramię obrotowe i jednostka sterowania analizatora składają się z kompletnego kompaktowego instrumentu monitorowania na terenie, z zamkniętym pomiarem i otwartym pomiarem, w tym zamkniętym przezroczystym, zamkniętym nieprzezroczystym, otwartym przezroczystym, otwartym nieprzezroczystym, itp. Wszystkie technologie pomiaru pomiaru oddechowego, można w pełni automatycznie monitorować oddech gleby i temperaturę gleby, wilgotność gleby i PAR, cała maszyna jest wodoodporna, dane są automatycznie przechowywane na karcie pamięci, bateria 12V 40Ah może być ciągle monitorowana na terenie przez prawie miesiąc.

ACEJest to obecnie jedyny wysoce zintegrowany instrument na świecie, który może być długotrwałie umieszczony w dzikiej przyrodzie do monitorowania oddychania gleby.

Naukowcy przeprowadzili pomiary za pomocą dwóch komor oddechowych: otwartej przezroczystej (lewo) i otwartej nieprzezroczystej (prawo).

Obszary zastosowania

üGlobalne badanie bilansu płatności węglowego zapewnia dokładne źródło danych dla handlu węglem

üBadanie wpływu emisji gazów cieplarnianych na zmiany klimatu w połączeniu z danymi dotyczącymi zmian klimatu

üLogiczne wyjaśnienie zmian przepływu w połączeniu z danymi dotyczącymi wiru

üBadania czynników wpływających na oddychanie gleby i mechanizmów regulacyjnych

üWpływ różnych upraw lub rodzajów upraw lub pestycydów na oddychanie gleby

üMikrobiologiczna ekologia

üBadania odnawiania zanieczyszczeń gleby

üBadania stanu oddychania gleby na składowisku

Zasada pracy

ACEDostępne są dwa tryby pomiaru: zamknięty i otwarty. Oba modele używają różnych zasad pracy.

1Zasada pomiaru zamkniętego: przed rozpoczęciem pomiaru osłona oddechowa automatycznie się zamyka, tworząc zamkniętą komorę oddechową. W ramieniu robota tuż obok komory oddechowej z wysoką precyzją CO₂Analizator gazów podczerwonych (IRGA). Gaz w komorze oddechowej jest analizowany co 10 s, a przepływ powierzchniowy gleby (wartość oddechu gleby) jest automatycznie obliczany po zakończeniu pomiaru za pomocą danych analitycznych.

2Zasada pomiaru otwartego: przed rozpoczęciem pomiaru osłona oddechowa jest automatycznie zamknięta, podczas pomiaru komora oddechowa jest połączona z gazem otoczenia, a na górze jest urządzenie uwolniające ciśnienie, aby utrzymać stabilne ciśnienie wewnętrzne i zewnętrzne. Pomiar CO pompowanego i wypompowanego gazu po osiągnięciu stanu stałego przy określonej prędkości przepływu₂Różnica stężenia Δc oblicza automatycznie wartość przepływu.

Cechy funkcjonalne

lWysoko zintegrowany, w pełni zautomatyzowany, zintegrowany system monitorowania oddechu gleby z automatycznym otwieraniem/zamykaniem komory oddechowej, CO₂Zintegrowane analizatory, zbieracze danych i systemy operacyjne ułatwiają przenoszenie się bez dodatkowej konfiguracji urządzeń zewnętrznych, takich jak komputery, ani skomplikowanych, czasochłonnych procesów instalacji, takich jak połączenia rurociągowe

lWbudowany system operacyjny pięć klawiszy mikrokomputera z dużym ekranem LCD 240 x 64 bitów do konfiguracji operacji, przeglądania danych i diagnostyki

lDostępne w wersjach zamkniętych i otwartych, w przypadku słabego oddychania gleby, takiej jak obszary suche, zaleca się opcjonalne pomiary zamknięte

lPowierzchnia komory oddechowej do 415 cm²Dostępne są przezroczyste i nieprzezroczyste komory oddechowe, które nadają się do pomiaru przepływu węgla w glebie (zarówno do fotosyntezy, jak i do oddychania) z dużą ilością glonów morskich (takich jak glony niebieskie) i roślin pokrywowych mechu.

lWysoka precyzja i wrażliwość CO₂Analizator, rozdzielczość 1 ppm

lMożliwość podłączenia 6 czujników temperatury gleby i 4 czujników wilgotności gleby do monitorowania wilgotności i temperatury gleby w różnych profilach

lZasilanie można wybrać z energii słonecznej, akumulatorów i prądu zmiennego 220V

lMożna kupić kilka ACE do monitorowania wieloponktowego, opcjonalnie kilka przezroczystych i kilku nieprzezroczystych komor oddechowych do monitorowania analizy fotosyntezy całkowitej, fotosyntezy czystej, oddychania całkowitego, oddychania czystego i ich wzajemnych związków oraz dynamicznych zmian w ciągu dnia i nocy

Wskaźniki techniczne

lAnalizator gazu podczerwonego: wbudowany w komorze oddechowej gleby, krótkie drogi oddechowe i szybki czas reakcji

lCO₂Zakres pomiaru: Zakres standardowy 0-896 ppm (można dostosować duży zakres i zakres) Rozdzielczość: 1 ppm

lPAR: 0-3000 μmol m^-2s^-1Bateria krzemowa

lSonda odporności cieplnej temperatury gleby: zakres pomiaru: -20-50 ° C, można podłączyć do 6 sond temperatury gleby

lSonda wilgotności gleby SM300: zakres pomiaru 0-100% objętości; dokładność 3% (po kalibracji gleby); Zakres pomiaru gruntu: 55mm x 70mm; Możliwość podłączenia do 4 sond do wilgotności gleby

lSonda wilgotności gleby Theta: zakres pomiaru 0-1,0 m³m.^-3Dokładność ± 1% (po specjalnej kalibracji) rozmiar sondy; Długość sondy 60 mm, łączna długość sondy 207 mm; można podłączyć do 4 sond do wilgotności gleby

lKontrola przepływu w komorze oddechowej: 200-5000 ml/min (137-3425 µmol sec)^-1Dokładność: ± 3% prędkości przepływu

lTyp komory oddechowej: otwarte przezroczyste, otwarte nieprzezroczyste, zamknięte przezroczyste, zamknięte nieprzezroczyste Cztery komory oddechowe do wyboru

lObsługa urządzenia: niezależny host, nie wymaga PC/PDA

lRejestracja danych: Mobilna karta pamięci 2G (SD), która może przechowywać ponad 8 milionów zestawów danych

lZasilanie: bateria zewnętrzna, panele słoneczne lub wiatrowe, bateria 12v, 40Ah do 28 dni, bateria wewnętrzna 1,0Ah tylko w sieci

lPobieranie danych: Czytanie karty SD lub podłączenie USB

lPołączenie części elektronicznej: wytrzymałe, wodoodporne gniazdo 3pin (głowa)

lProgram: przyjazny interfejs, kontrola za pomocą 5 klawiszy

lPołączenie gazowe: 3 mm

lWyświetlacz: 240 x 64 bitowy ekran LCD

lRozmiary: 82 x 33 x 13 cm

lPojemność komory uszczelnianej: 2,6 l

lPojemność otwartego pomieszczenia: 1,0 l

lŚrednica osłony oddechowej gleby: 23 cm

lWaga: 9,0 kg

Na wyższym rysunku po lewej stronie znajduje się pierścień stalowy, po prawej stronie znajduje się ACE, który łączy czujniki wilgotności gleby i stopień gleby.

Wybór komory oddechowej

Różnica między zamkniętym a otwartym

Różnica między przejrzystością a nieprzezroczystością

Ekran operacyjny i wyniki

Przypadek zastosowania

Qiran et al. (2010) wykorzystał ACE w Qinling, aby zbadać wpływ mikroorganizmów glebowych i kwasów organicznych na oddychanie gleby. Badania wykazały, że prędkość oddychania gleby była bardzo znacząco pozytywnie związana z bakteriami glebowymi, linolejami, kwasem oksakynowym i kwasem cytrynowym.

Miejsce pochodzenia

Wielkiej Brytanii

Opcjonalne rozwiązania techniczne

1)Opcjonalne monitorowanie wieloponktowe z wieloma ACE w ramach programu monitorowania sieci z hostem ACE MASTER

2)Opcjonalny moduł pomiaru tlenu w glebie

3)Opcjonalne wyświetlanie wysokiego spektrum w celu oceny oddychania mikroorganizmów gleby

4)Opcjonalne badanie wpływu wilgotności gleby i zmian temperatury na oddech

5)Opcjonalnie ECODRONE ® Platforma dronów wyposażona w czujniki wyświetlania cieplnego o wysokim spektrum i podczerwieni

Część referencji

1.K. Krištof, T. Šima*, L. Nozdrovický i P. Findura (2014). Wpływ intensywności uprawy gleby na emisje dwutlenku węgla uwalniane z gleby do atmosfery” Agronomy Research 12(1), 115–120.

2.Xinyu Jiang, Lixiang Cao, Renduo Zhang (2014). Zmiany łabielnych i odwrotnych basenów węgla pod dodaniem azotu w miejskiej glebie trawniczej. Journal of Soils and Sediments, March 2014, Volume 14, Issue 3, pp 515-524.

3.Cannone, N., Augusti, A., Malfasi, F., Pallozzi, E., Calfapietra, C., Brugnoli, E. (2016). Interakcja czynników biotycznych i abiotycznych w wielu skalach przestrzennych wpływa na zmienność CO₂Polar Biology wrzesień 2016, tom 39, numer 9, str. 1581–1596.

4.Liu, Yi, i in. (2016). Gleba CO₂Emisje i czynniki w polach rotacji ryżu-pszenicy podlegających różnym długimPraktyki nawożenia terminowe. Czysta gleba, powietrze, woda (2016) DOI: 10.1002/clen.201400478 ( http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/clen.201400478/abstract ).

5.Xubo Zhang, Minggang Xu, Jian Liu, Nan Sun, Boren Wang, Lianhai Wu (2016). Emisje gazów cieplarnianych oraz zapasy węgla i azotu gleby z 20-letniej pszenicy nawożonej system międzyuprawy kukurydzy: podejście modelowe” Journal of Environmental Management, tom 167, str. 105-114, ISSN 0301-4797, http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2015.11.014. ( http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301479715303686 ).

6.Altikat S., H. Kucukerdem K., Altikat A. (2018). Wpływ ruchu kołowego i stosowania nawozu w gospodarstwach rolnych na glebę CO₂emisja i zawartość tlenu w glebie” Teza przedłożona z „Iğdir Uniwersytet Wydział Rolnictwa Wydział Inżynierii Biosystemu”.

7.Cannone, N. Ponti, S., Christiansen, H.H., Christensen, T.R., Pirk, N., Guglielmin, M. (2018).Wpływ dynamicy sezonowej warstwy aktywnej i fenologii roślin na CO₂strumienie atmosfery lądowej w wielokątnej tundrze na Wysokiej Arktyce, Svalbard” CATENA, Vol 174 (March 2019) 142-153. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0341816218305009 .

8.Uri, V., Kukumägi, M. Aosaar, J., Varik, M., Becker, H., Auna, K., Krasnova, A., Morozova, G., Ostonen, I., Mander, U., Lõhmus, K., Rosenvald, K., Kriiska, K., Soosaarb, K., (2018). Bilans węglowy sześcioletniej sosny szkockiej (Pinus sylvestris L.) Forest Ecology Management 2019. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2018.11.012