Use of silicon tubes to take soil air samples from undisturbed soil columns for the study of CO 2 and N 2 O contents

Abstract

Az utóbbi időben az atmoszférába irányuló folyamatosan növekvő üvegházhatású gázok kibocsátása fokozott figyelmet érdemel. Míg a talaj felszínéről történő gázemissziót széleskörűen tanulmányozzák, viszonylag kevesen vizsgálják a talajprofilon belül az üvegházhatású gázok transzportját és koncentrációváltozását. Vizsgálatunk célja ezeknek a folyamatoknak a tanulmányozása volt bolygatatlan talajoszlopokban. Mivel a talajlevegő mintavétele gyakran körülményes, különösen vízzel átitatott és nedves talajokban, egy szilikoncsöves talajlevegő mintavevőt fejlesztettünk ki bolygatatlan talajoszlopok számára. Hat bolygatatlan talajoszlopot preparáltunk a Pannon Egyetem Georgikum Mezőgazdaságtudományi Karának keszthelyi tartamkísérleti területének művelés alól kivont részéről. A talajlevegő mintavételezéséhez szilikoncsöveket helyeztünk el a talajoszlop három eltérő mélységében (20, 40 és 60 cm). Mivel a szilikoncső falán keresztül a gázok diffúzióval könnyen átjutnak, a szén-dioxid és dinitrogén-oxid koncentrációját mérni tudtuk. A talajoszlopokba kukoricát vetettünk és a növények növekedése során közel egyenlő időközökben vizsgáltuk a talajgáz összetételét. Míg a CO2koncentrációja a talajmélységgel szignifikánsan változott, addig a N2O eloszlása alig változott. A talajlevegő CO2- és N2O-tartalma időben jelentősen változott. A tenyészidőszak alatt a CO2-koncent-ráció két csúcsot mutatott, ezek közül az első csúcs a 20 cm-es mélységben korábban jelent meg, mint a 40 és 60 cm-es mélységben. A 20 cm-es mélységben a CO2-koncentráció időbeli ingadozása sokkal kisebb volt. A második csúcs után a CO2koncentrációja mind a három mélységben fokozatosan lecsökkent. A N2O-koncentráció egy maximumot mutatott a kísérlet kezdeti szakaszában, ami egybeesett a kezdeti intenzív gyökérnövekedéssel, és feltehetően a talajlégzés általi jelentős O2-fogyasztás miatt növekedett az anaerob talajtérfogat, ami a denitrifikáció fokozódásához vezetett. Ezt követően a N2O-képződés fokozatosan lecsökkent. A talaj gázösszetétel dinamikájában nyomon követhető változások a gyökérlégzés intenzitásával, a talajnedvesség és a hőmérséklet változásával állhattak kapcsolatban, amire közvetett módon a csapadék- és léghőmérséklet adatok alapján következtettünk.

Contribution of Agricultural Field Production to Emission of Greenhouse Gases (Ghg)

“…Tables 1 and 2 Brought to you by | MIT Libraries Authenticated Download Date | 5/13/18 8:00 AM As it can be observed on Figures 1 and 2, the CO 2 concentration in the gas traps in both experimental systems has changed similarly during the vegetation period, ie after a stagnation period, one or two maximums decreased to the initial level until the harvest time. These changes have shown a good correlation with the mean daily temperature [20,23]. The dynamics of N 2 O formation did not show such unambiguous tendency: in the soil columns during the vegetation period two or three outlying maxima can be observed which are more or less synchronous with the maxima of CO 2 production, while in the mesocosm pots only in the initial period (until the 6th day) could be detected a peak.…”

“…Undisturbed soil columns have been prepared as it was described by Szili-Kovács et al [20] from the nearby long-term experimental field of Pannon Agricultural University, Keszthely, Hungary in the spring of 2008 year. After consolidation, they were carefully transported the columns to experimental field in Orbottyán and placed them outdoor in a secured pit.…”

“…The height and diameter of the prepared columns were 0.9 and 0.4 m, respectively. At 20, 40 and 60 cm depth gas permeable silicon tube (320 mm in length; 16 mm in outside diameter; 12 mm in inner diameter) gas traps were built in perpendicularly and their ending was closed by a septum for gas sampling [20]. In 2009, 2010 and 2011 the soil columns had different treatments: 1) control with no plants; 2) mineral fertilised with no plants; 3) no fertiliser and maize plants; 4) mineral fertilised and maize plants; 5) manure and maize plants; 6) mineral fertilised plus manure and maize plants.…”