фосфорного

  • Предмети
  • Резюме
  • Вступ
  • Результати
  • Властивості ґрунту та біодоступність-P
  • Потоки викидів пилу
  • Втрата біодоступності-P
  • Обговорення
  • Методи
  • Випробування ґрунту
  • Аналіз фосфатів
  • Вітрові експерименти
  • Додаткова інформація
  • Коментарі

Предмети

Резюме

Вступ

Хоча існує чіткий зв'язок між землекористуванням, викидами пилу та пов'язаними з ними втратами ґрунту, кількісної інформації про потоки вітру P з ґрунтів немає. Завданням цього дослідження є оцінка потенціалу викидів вітру P із ґрунтів за різних умов землекористування та швидкості вітру шляхом інтеграції аналізу зразків ґрунтового пилу та експериментів з вітром. У цьому дослідженні для вивчення явища викидів П. були вивчені напівсухі льосові ґрунти. Лесові ґрунти займають приблизно 10% земної кулі у світі і є гарним представництвом родючих сільськогосподарських ґрунтів, які можуть бути джерелами пилу (наприклад, "пилозбірник" у Сполучені Штати).

Результати

Властивості ґрунту та біодоступність-P

Повний розмір таблиці

Повний розмір таблиці

Потоки викидів пилу

Приклад результатів, отриманих в результаті експериментів з вітром, представлений на рис. 2. Результати показують різницю в концентраціях PM 10 між не порушеними верхніми шарами ґрунту (Nn, Gn, Cn, On) при швидкості вітру

Середньорічна кількість опадів становить

200 мм. Дощові події трапляються переважно між листопадом і березнем. Вітри в основному західні і можуть перевищувати 12 мс -1. Структура грунту переважно мулиста суглиниста (USDA). Прикордонний шар аеродинамічної труби був використаний для вивчення викидів пилу (детальніше див. У тексті). Сегменти тунелю представлені у повітряній конфігурації. У тестовій секції були встановлені прилади для вимірювання вітру та переносу частинок. Карта, вироблена ArcGIS 10.0 (www.esri.com). Всі фотографії були зроблені на північному заході Негева (Ізраїль) компанією IK

Повнорозмірне зображення

Результати використовувались для розрахунку потоків ПМ 10 із верхнього шару ґрунту (мг м −2 хв -1) (Таблиця 2).

Повнорозмірне зображення

Більша інтенсивність випасу на ділянках О призвела до вищих темпів ерозії за рахунок зменшення поверхневого покриву (в даному випадку стерні, що залишається після збору врожаю), а також механічного руйнування агрегатів землі шляхом витоптування тварин 5. Потоки ПМ 10 Ом (721,2 мкм) і Ос (1253,4 мкм) демонструють найбільший негативний вплив випасу на сільськогосподарських полях порівняно з механічними операціями, хоча різниці потоків між контрольними ділянками (On і Cn) не спостерігалося. Оскільки ґрунти порівнянні, крім землекористування, на полях органічних сільськогосподарських культур, де ґрунт не ущільнений механічними кірками, випас призводить до дезагрегації верхнього шару ґрунту з утворенням матеріалу, подібного до пилу, який є високодоступним для емісія. 5)

Втрата біодоступності-P

Обговорення

Типове додавання Р до ґрунту під впливом добрив на звичайних сільськогосподарських полях у північному Негеві (ділянка С) дорівнює 2000 кг км −2 (Міністерство сільського господарства та розвитку сільських територій, Ізраїль). Рослини потребують P протягом усього свого життєвого циклу і поглинають його у вигляді ортофосфатних іонів (H 2 PO 4 та HPO 4 -). Загальний поглинання Р на полях пшениці може досягати 2000 кг км −2, залежно від урожайності зерна та обробки добрив 30. З аспекту управління поглинання Р повинно знаходитися в рівновазі з фосфорним живленням. У пасовищних зонах (ділянки O і G) органічні та неорганічні P повертаються в грунт з калом та сечею великої рогатої худоби 31, 32 у кількості

40 кг км −2. У регіональному масштабі це додає значну кількість навантаження P атмосфері, особливо коли до джерел P застосовуються механічні або пасовищні операції (рис. 3). Результати підкреслюють роль пилу в циклі P, а також складність кількісної оцінки втрат P від ​​ґрунту та його атмосферного навантаження. Результати можуть зменшити невизначеності в моделях викидів пилу зі складних поверхонь та транспорту атмосферного Р від джерел пилу. Крім того, дослідження забезпечує краще розуміння поживного стану ґрунту та потенціалу викидів Р, а також поглинання інших поживних речовин до частинок ґрунту (наприклад, калію, азоту), що є ключовим для розробки стратегій належного поживного речовини. управління ресурсами.

A - баланс природного заповідника (Nn) та відкритої пасовищної зони (Gn) із впливом короткочасної зміни верхнього шару ґрунту (Nd та Gd). В - баланс для полів, що перебувають на органічному обробітку (випас без випасу, середній випас Ом, важкий випас з Os) та звичайний (обробіток ґрунту без Cn, обробіток ґрунту диском Cd, обробіток ґрунту культиватором Cc). Зверніть увагу на відмінності в шкалі значень осей Y.

Повнорозмірне зображення

Методи

Випробування ґрунту

Аналіз фосфатів

Концентрації Р визначали для об'ємних зразків (N, G, O, C) та для великої частки дрібних частинок (34, 35. Для вилучення смоли-Р з об'ємної проби та дрібної фракції, підпроба 0,5 г (10 мг для дрібної фракції) струшували на орбітальному шейкері з мембранами аніонообмінних смол (BDH-55164) у 50 мл (10 мл) подвійної деіонізованої води протягом 24 годин. Видаляли фосфат з мембран, смоляні мембрани струшували протягом ночі в 5 мл 0,2М HNO 3 14, 36. Концентрації фосфатів визначали за допомогою колориметрії молібдату 37. Середня різниця між повторюваними зразками становила 1,3%.

Вітрові експерименти

4,5 мс −1), і вища швидкість вітру, що представляє типові умови вітрової ерозії. у досліджуваному районі (

7,0 мс -1). Кожне попереднє випробування проводилось у трьох польових копіях (загалом 24 експерименти на вітрі). На сільськогосподарських ділянках вивчали різні обробки ґрунту. Обробка ґрунту в традиційній практиці включала обробіток ґрунту (Cn), дисковий обробіток ґрунту (Cd) (глибина обробки ґрунту 12–15 см) та обробіток ґрунту культиватором (Cc) (глибина обробітку ґрунту 8–10 см). Органічна практика включала ділянки без випасу (On), середнього випасу (Om) та сильного випасу (Os). Випробування на сільськогосподарських ділянках проводили в ерозійних умовах (41 Гц). Кожне попереднє випробування проводилось у трьох польових копіях (загалом 18 експериментів на вітрі). Монітор ПМ, встановлений у тестовій секції (DustTrak, TSI) (рис. 1), дозволяв реєструвати концентрацію ПМ (мкг м −3) з інтервалом у 1 секунду. Кожен експеримент тривав 420 секунд. Записані дані PM 10 були перетворені в потоки з поверхні землі (мг м −2 с -1) як функцію розмірів аеродинамічної труби та обсягу повітряного потоку.

Додаткова інформація

Як цитувати цю статтю: Катра, І. та ін. Значні втрати біодоступного фосфорного пилу із сільськогосподарських ґрунтів. Науковий співробітник. 6, 24736; doi: 10.1038/srep24736 (2016).

Коментарі

Надсилаючи коментар, ви погоджуєтесь дотримуватись наших Умов та правил спільноти. Якщо ви виявите щось образливе або не відповідає нашим умовам чи інструкціям, позначте це як неприйнятне.