Газоанализатор почвы используется специалистами для наблюдения за таким параметром, как почвенное дыхание.
В данной информационной заметке мы подробнее рассмотрим это явление и способы его измерения.
Если Вам необходимо заказать газоанализатор почвы – отправьте запрос на нашу электронную почту, и наши специалисты дадут обратную связь в самое ближайшее время. Также Вы можете позвонить в наш офис и проконсультироваться по любым интересующим Вас вопросам.
Дыхание почвы
Углекислый газ — продукт дыхания живых существ и один из нескольких парниковых газов, выделяемых почвами.
Почвенное дыхание является крупнейшим компонентом газообменных процессов в экосистемах. Поскольку микробы в почве потребляют органическое вещество, они в процессе дыхания и преобразования органики выделяют углекислый газ, который в конечном итоге попадает на поверхность почвы и далее в атмосферу.
Далее CO2 усваивается растениями и преобразуется в органические соединения в процессе фотосинтеза. Растительная биомасса использует эти органические соединения для построения структурных компонентов или дышит ими для высвобождения энергии. Когда процесс дыхания у растений происходит под землей в корневой системе, его продукты добавляются к почвенному дыханию.
Поскольку автотрофная и гетеротрофная активность под землей определятся доступностью субстрата, почвенное дыхание тесно связано с метаболизмом растений, фотосинтезом и опадом листвы. Эта связь доминирует как над базовыми показателями, так и над краткосрочными колебаниями почвенного дыхания, что делает его хорошим индикатором метаболизма экосистемы. Стабильные экосистемы, как правило, демонстрируют баланс между углеродом, поступающим в почву, и углеродом, выделяющимся из почвы в атмосферу.
В некоторых случаях углерод накапливается в почве, что обычно связано с увеличением количества органики. Это чистое увеличение органического вещества в почве, связывающие свободный углерод, называется секвестрацией и сегодня является перспективным методом удаления большого количества углекислого газа из атмосферы, на чем и основана работа так называемых углеродных ферм.
Скорость почвенного дыхания также может в значительной степени зависеть от деятельности человека. Это связано с тем, что люди обладают способностью изменять различные факторы, контролирующие процесс газообмена, и уже много лет оказывают на них влияние. Глобальное изменение климата состоит из многочисленных факторов, включая и рост уровня CO2 в атмосфере, и повышение температуры, и изменение характера осадков. Все эти переменные могут в конечном счете влиять и на скорость глобального почвенного дыхания.
Например, на вспаханных и культивируемых почвах физическое нарушение почвенных структур временно увеличивает аэрацию, что приводит к более высоким показателям дыхания и выбросам углерода в атмосферу.
Почвенное дыхание и его скорость в экосистемах чрезвычайно важно понимать. Это связано с тем, что почвенное дыхание играет большую роль в глобальном круговороте углерода, а также в других циклах. Дыхание растительных структур высвобождает не только CO2, но и другие питательные вещества, такие как азот.
Также данный процесс имеет положительную обратную связь с глобальным изменением климата. При этом такого рода связь имеет тенденцию делать процесс глобальных климатических изменений самоподдерживающимся – скорость почвенного дыхания и зависит от изменения климата, и, в свою очередь, оказывать на него непосредственное влияние.
Как измеряют почвенное дыхание и где это требуется
В лабораторных условиях измерения почвенного дыхания используются для интерпретации характеристик микробиологического состава грунта.
Эти исследования часто необходимы в науке и экологических исследованиях, но также служат хорошим материалом для умного сельского хозяйства.
Кроме того, в настоящее время почвы имеют валовой отток ∼60 Гт углерода в год и представляют собой один из двух крупнейших наземных источников парниковых газов.
Секвестрация большего количества углерода в почвах стала одним из способов смягчить последствия изменения климата. На предприятиях такого рода необходим регулярный мониторинг и на сегодня в распоряжении специалистов имеется несколько способов контроля почвенного газообмена.
Дыхание почвы часто оценивается путем измерения концентрации углекислого газа (CO2) в контролируемом объеме в течение некоторого периода времени и основывается либо на анализе химических реакций, либо на хроматографических методиках.
Газоанализаторы почвы, использующие технологию IRGA (инфракрасные газоанализаторы) обеспечивают высокоточные измерения потока и широко используются специалистами для количественной оценки дыхания почвы в лесных массивах и сельскохозяйственных экосистемах. Измерения на основе инфракрасного детектора также могут использоваться для изучения состава микробного сообщества, что представляет собой одно из важных свойств, связанных с функцией почвы. Такие решения могут быть весьма компактными и хорошо подоят для полевых работ, применяясь в составе носимых анализаторов со съемной батареей.
Хотя устройства на основе IRGA обеспечивают наиболее точные данные о газообмене, такие датчики недешевы.
В стационарных измерениях часто используются методы газовой хроматографии. Газовая хроматография — это аналитический метод, используемый в химии для разделения и анализа соединений, которые могут испаряться без разложения.
Газовый хроматограф состоит из узкой трубки или колонки, через которую проходит испаренный образец, увлекаемый непрерывным потоком инертного или нереактивного газа. Компоненты образца проходят через колонку с разной скоростью, в зависимости от их химических и физических свойств и результирующего взаимодействия с футеровкой или наполнением колонки, называемым неподвижной фазой. Колонка обычно заключена в термостат, контролирующий температуру. Когда химикаты выходят из конца колонки, они обнаруживаются и идентифицируются электронным способом. Однако это достаточно дорогостоящий метод, особенно когда необходимо проверить много образцов.
Еще один распространенный способ – мониторинг с помощью химического титрования с гидроксидом калия или гидроксидом натрия. Хотя методы титрования просты и могут быть реализованы без дорогостоящих устройств, существуют вопросы относительно точности результатов данного процесса. Эти методики часто имеют значительно большую погрешность по сравнению с измерениями IRGA. Вдобавок к этому, титрование весьма трудозатратно и для проведения исследования требует лабораторных условий.
Газоанализатор почвы АТОН
В наличии на нашем складе имеются компактные системы анализа почвенного дыхания, использующие инфракрасные детекторы для полевых измерений.
Одним из таких является портативный газоанализатор метана и CO2 АТОН-16. Изделие может работать в чрезвычайно широком диапазоне измерений, передавая данные через системы беспроводной связи или записывая полученную информацию в собственный архив.
Вся система поставляется в небольшом ударопрочном кейсе, который можно положить в багажник машины или носить в руках.
Улучшенная схема резонатора делает прибор более неприхотливым, чем имеющиеся аналоги. Кроме того, для изделия доступен большой выбор полезных опций.
Портативная система почвенного дыхания АТОН-13-ПД работает с углекислым газом и парами воды, которые можно дополнить датчиком фотосинтетически активной радиации.
Это носимое устройство с дисплеем, на который в реальном времени выводятся данные измерений. Также информация сохраняется в памяти прибора.
Изделие обеспечивает контроль микроклимата в почвенной камере, повышая точность измерений и максимально снижая влияние негативных факторов при сохранении высокой скорости работы.
В зависимости от выбранной батареи прибор может работать непрерывно в течение 10 или 16 часов.
Заказать газоанализатор почвы для экологического мониторинга
Требуется купить газоанализатор почвы? Нужна профессиональная консультация и помощь в подборе оборудования? Нужно уточнить вопросы логистики в регионы России?
Просто отправьте запрос на нашу корпоративную почту и с Вами свяжется наш специалист. С ним Вы можете обсудить любые вопросы по особенностям и эксплуатации оборудования.
Мы поставляем приборы в любой из регионов России и стран Таможенного союза.