مقدمه

ACEتکنولوژی نظارت بر تنفس خاک توسط شرکت ADC بریتانیایی بر اساس قانون اتاق تنفس توسعه یافته است، مانیتور تنفس خاک ACE (به اختصار ACE) از اتاق تنفس خودکار باز / بسته، CO داخلی₂بازوی چرخشی و واحد کنترل تجزیه و تحلیل کننده شامل یک ابزار نظارت کامل و جمع و جور در زمینه است، دو نوع اندازه گیری بسته و باز، از جمله شفاف بسته، غیر شفاف بسته، شفاف باز، غیر شفاف باز و همه روش های اندازه گیری اتاق تنفس، می تواند نقطه ثابت کاملا به طور خودکار نظارت مداوم بر تنفس خاک و دمای خاک، رطوبت خاک و PAR، ضد آب و گرد و غبار، داده ها به طور خودکار در کارت حافظه ذخیره می شوند، باتری 12V 40Ah می تواند نظارت مداوم در زمینه نزدیک به 1 ماه باشد.

ACEاین تنها ابزار بسیار یکپارچه در جهان است که می تواند برای نظارت بر تنفس خاک در فضای وحش در طول مدت قرار گیرد.

محققان از دو اتاق تنفسی شفاف (چپ) و غیر شفاف (راست) استفاده کردند.

زمینه های کاربردی

ومطالعه توازن پرداخت جهانی کربن، منبع دقیق داده برای تجارت کربن را فراهم می کند

وبررسی تاثیر انتشار گازهای گلخانه ای بر تغییرات آب و هوایی در ترکیب با داده های تغییرات آب و هوایی

وتوضیحات منطقی برای تغییرات جریان در ترکیب با داده های مرتبط با گردش

وبررسی عوامل و مکانیزم های تنظیم تنفس خاک

وتاثیر محصولات مختلف یا انواع کشاورزی یا آفت کش ها بر تنفس خاک

واکولوژی میکروبی

وتحقیقات بازسازی آلودگی خاک

ومطالعه وضعیت تنفس خاک زباله

اصل کار

ACEدو حالت اندازه گیری استفاده می شود: بسته و باز. این دو مدل از اصول کار متفاوتی استفاده می کنند.

1اصل اندازه گیری بسته: قبل از شروع اندازه گیری، کلاه تنفسی به طور خودکار بسته می شود و اتاق تنفسی بسته را تشکیل می دهد. بازوی روباتیک در نزدیکی اتاق تنفس با CO دقیق₂تحلیلگر گاز مادون قرمز (IRGA) گازهای اتاق تنفسی هر 10 ثانیه تجزیه و تحلیل می شوند و جریان سطح خاک (مقدار تنفس خاک) را به طور خودکار با استفاده از داده های تجزیه و تحلیل پس از اندازه گیری محاسبه می شود.

2اصل اندازه گیری باز: قبل از شروع اندازه گیری، کلاه تنفسی به طور خودکار بسته می شود، در جریان اندازه گیری، اتاق تنفس به گاز محیطی متصل است و دستگاه آزاد کننده فشار در بالا برای حفظ فشار داخلی و خارجی ثابت است. اندازه گیری CO در پمپ کردن و پمپ کردن گاز بعد از رسیدن به حالت ثابت در سرعت جریان مشخصی₂اختلاف غلظت Δc، به طور خودکار مقدار جریان را محاسبه می کند.

ویژگی های عملکرد

لیترسیستم نظارت بر تنفس خاک بسیار یکپارچه، کاملا اتوماتیک و یکپارچه، اتاق تنفس را به طور خودکار باز / بسته می کند. CO₂تجزیه و تحلیل کننده ها، جمع آوری کننده های داده و سیستم عامل با هم یکپارچه می شوند تا برای حمل و نقل آسان باشند، بدون نیاز به پیکربندی اضافی تجهیزات خارجی مانند کامپیوتر و بدون نیاز به فرآیندهای پیچیده و زمان گیر مانند اتصال لوله

lسیستم عامل پنج کلیدی مایکرو کامپیوتر داخلی، صفحه نمایش LCD بزرگ 240 × 64 بیتی برای تنظیم عملیات، مرور داده ها و تشخیص

لیتراندازه گیری بسته و باز برای انتخاب در شرایط تنفس ضعیف خاک مانند مناطق خشک توصیه می شود

لیتراندازه اتاق تنفس 415 سانتی متر²اتاق تنفس شفاف و اتاق تنفس غیر شفاف برای انتخاب، اولین مناسب برای اندازه گیری جریان کربن کم گیاهان یا گروه های علف، یا برای اندازه گیری جریان کربن خاک با مقدار زیادی از گیاهان دریایی فوتوسنتیز (مانند گیاهان آبی) و گیاهان خاک (هم برای فتوسنتیز و هم برای تنفس)

لیتردقت بالا و حساسیت بالا CO₂تحلیلگر با وضوح 1 ppm

لیترقابلیت اتصال 6 سنسور دمای خاک و 4 سنسور رطوبت خاک برای نظارت بر رطوبت و دمای مختلف خاک

لیترروش تامین برق می تواند از بین انرژی خورشیدی، باتری، 220 ولت AC انتخاب شود.

لیترچندین اتاق تنفس شفاف و چندین اتاق تنفس غیر شفاف برای نظارت و تجزیه و تحلیل فوتوسنتیز کلی، فوتوسنتیز خالص، تنفس خالص و ارتباطات آنها و تغییرات پویا شب و روز و غیره

شاخص های فنی

لیترتجزیه و تحلیل کننده گاز مادون قرمز: در اتاق تنفس خاک ساخته شده است، مسیر هوایی کوتاه و زمان پاسخ سریع

لیترشرکت₂محدوده اندازه گیری: محدوده استاندارد 0-896ppm (قابلیت سفارشی اندازه گیری و محدوده) وضوح: 1ppm

لیترپار: 0-3000μmol متر^-2س^-1باتری های سیلیکونی

لیترساند مقاومت حرارتی دمای خاک: محدوده اندازه گیری: -20-50 ℃، می تواند تا 6 ساند دمای خاک را متصل کند

لیترساند رطوبت خاک SM300: محدوده اندازه گیری 0-100vol٪؛ دقت 3 درصد (پس از اندازه گیری خاک) اندازه گیری زمین: 55mm x 70mm قابلیت اتصال تا 4 سنج رطوبت خاک

لیترساند رطوبت خاک Theta: محدوده اندازه گیری 0-1.0 متر³.م^-3دقت ± 1٪ (بعد از اندازه گیری ویژه) اندازه ساند؛ طول کاوشگر 60 میلی متر، طول کل کاوشگر 207 میلی متر؛ می تواند تا 4 کاوشگر رطوبت خاک را متصل کند

لیترکنترل جریان اتاق تنفسی: 200-5000ml / min (137-3425 μmol sec)^-1دقت: ± 3 درصد از سرعت جریان

لیترنوع اتاق تنفس: شفاف باز، غیر شفاف باز، شفاف بسته، غیر شفاف بسته چهار اتاق تنفس برای انتخاب

lدستگاه: مستقل، بدون نیاز به PC/PDA

لیترثبت داده: کارت حافظه موبایل 2G (SD) با قابلیت ذخیره سازی بیش از 8 میلیون مجموعه داده

لیترمنبع برق: باتری خارجی، پنل خورشیدی یا باد، باتری 12V، 40Ah تا 28 روز، باتری داخلی 1.0Ah تنها شبکه

لیتردانلود داده ها: خواندن کارت SD یا استفاده از اتصال USB

لیتراتصال الکترونیکی: سوکت 3 پین مقاوم در برابر آب (سر)

لیتربرنامه: رابط دوستانه، کنترل از طریق 5 کلید

lاتصال گاز: اتصال گاز 3 میلی متر

لیترصفحه نمایش: صفحه نمایش LCD 240×64

لیتراندازه: 82 × 33 × 13 سانتی متر

لیترحجم اتاق مهر و موم: 2.6 لیتر

لیترحجم اتاق باز: 1.0 L

لیترقطر قفسه تنفسی خاک: 23 سانتی متر

لیتروزن: 9.0 کیلوگرم

تصویر بالا در سمت چپ حلقه فولادی پیش دفن شده و در سمت راست تصویر فیزیکی سنسور رطوبت و درجه خاک اتصال ACE

انتخاب اتاق تنفس

تفاوت بین بسته و باز

تفاوت بین شفافیت و عدم شفافیت

صفحه نمایش و نتایج

موردهای کاربردی

Qi Ran et al. (2010) از ACE در Qinling برای بررسی تاثیر میکروب های خاک و اسید های ارگانیک بر تنفس خاک استفاده کردند. تحقیقات نشان می دهد که سرعت تنفس خاک به طور چشمگیری با باکتری های خاک، لینوباکتری ها، اکساسید و اسید سیترونی مرتبط است.

منشأ

انگلستان

برنامه های فنی انتخابی

1)قابلیت نظارت چند نقطه با چندین ACE برای برنامه نظارت شبکه با میزبان ACE MASTER

2)ماژول اندازه گیری اکسیژن خاک

3)تصویربرداری طیف بالا برای ارزیابی تنفس میکروب های خاک

4)گزینه تصویربرداری حرارتی مادون قرمز برای بررسی تاثیر رطوبت خاک و تغییرات دما بر تنفس

5)گزینه ECODRONE ® پلتفرم بدون سرنشین با سنسورهای تصویربرداری حرارتی طیف بالا و مادون قرمز برای تحقیق الگوی فضا-زمان

بخشی از مرجع

1.K. Krištof، T. Šima*، L. Nozdrovický و P. Findura (2014). تأثیر شدت کشاورزی خاک بر انتشار دی اکسید کربن آزاد شده از خاک به اتمسفر" تحقیقات زراعت 12(1), 115-120.

2.Xinyu Jiang، Lixiang Cao، Renduo Zhang (2014). تغییرات استخر های کربن بی ثبات و بی ثبات تحت اضافه کردن نیتروژن در خاک چمن شهری. مجله خاک و رسوبات، مارس ۲۰۱۴، جلد ۱۴، شماره ۳، ص ۵۱۵-۵۲۴.

3.Cannone، N.، Augusti، A.، Malfasi، F.، Pallozzi، E.، Calfapietra، C.، Brugnoli، E. (2016). تعامل عوامل بیوتیک و ابیوتیک در مقیاس های فضایی متعدد بر تغییر CO تأثیر می گذارد₂جریان در محیط های قطبی” Polar Biology سپتامبر 2016, جلد 39, شماره 9, pp 1581–1596.

4.Liu, Yi, et al. (2016). خاک CO₂انتشار و رانندگان در میدان های چرخش برنج-گندم تحت شرایط طولانی متفاوتشیوه های کود مدت. خاک، هوا، آب (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). انتشار گازهای گلخانه ای و ذخایر کربن و نیتروژن خاک از گندم کود شده ۲۰ ساله سیستم بین محصولات ذرت: یک رویکرد مدلی” مجله مدیریت محیط زیست، جلد 167، صفحات 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). اثرات ترافیک چرخ و کاربردهای کود کشاورزی بر خاک CO₂انتشار و محتوای اکسیژن خاک" پایان نامه ارائه شده از "Iğdودانشکده کشاورزی دانشگاه گروه مهندسی بیوسیستم”.

7.Cannone، N. Ponti، S.، Christiansen، H.H.، Christensen، T.R.، Pirk، N.، Guglielmin، M. (2018).اثرات پویایی فصلی لایه فعال و فنولوژی گیاهان بر CO₂جریان اتمسفر زمین در توندرا چند ضلعی در قطب شمال بالا، سوالبارد" CATENA، جلد 174 (مارس 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). تعادل کربن یک کاج اسکاتلندی شش ساله (Pinus sylvestris L.) مدیریت اکولوژی جنگل 2019. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2018.11.012