прах

  • Субекти
  • Обобщение
  • Въведение
  • Резултати
  • Свойства на почвата и бионаличност-P
  • Потоци на прахови емисии
  • Загуба на бионаличност-P
  • Дискусия
  • Методи
  • Изпитвания на почвата
  • Анализ на фосфатите
  • Вятърни експерименти
  • Допълнителна информация
  • Коментари

Субекти

Обобщение

Въведение

Въпреки че има ясна връзка между земеползването, емисиите на прах и свързаните загуби на почвата, няма количествена информация за потоците от вятър P от почвите. Целта на това проучване е да се оцени потенциалът за еолични емисии от почвите при различни условия на използване на земята и скорости на вятъра чрез интегриране на анализ на почвения прах и експерименти с вятър. В това проучване бяха изследвани полусухи льосови почви, за да се представи феноменът на емисиите P. Льосовите почви покриват приблизително 10% от земната земя в света и представляват добро представяне на плодородни земеделски почви, които могат да бъдат източници на прах (напр. „Купата за прах“ в Съединените щати).

Резултати

Свойства на почвата и бионаличност-P

Таблица в пълен размер

Таблица в пълен размер

Потоци на прахови емисии

Пример за резултатите, получени от експериментите с вятър, е представен на фиг. 2. Резултатите показват разлики в концентрациите на PM 10 между необезпокояваните горни почвени слоеве (Nn, Gn, Cn, On) при скорост на вятъра от

Средногодишните валежи са

200 мм. Дъждовните събития се случват главно между ноември и март. Ветровете са предимно западни и могат да надвишават 12 ms −1. Структурата на почвата е главно глинеста глинеста почва (USDA). Вятърният тунел на граничния слой е използван за изследване на емисиите на прах (вижте повече подробности в текста). Тунелните сегменти са представени във въздушната конфигурация. В тестовата секция бяха инсталирани инструменти за измерване на ветрове и транспорт на частици. Картата, създадена от ArcGIS 10.0 (www.esri.com). Всички снимки са направени в северозападната част на Негев (Израел) от IK

Изображение в пълен размер

Резултатите бяха използвани за изчисляване на потоци PM 10 от горния слой на почвата (mg m −2 min −1) (Таблица 2).

Изображение в пълен размер

По-голямата интензивност на пашата в O-парцелите доведе до по-високи нива на ерозия поради намаляването на повърхностната покривка (в случая на стърнищата, която остава след прибиране на реколтата), както и механичното унищожаване на инертните материали от земята чрез утъпкване на животни 5. Потоците PM 10 на Om (721.2 μm) и Os (1253.4 μm) показват най-голямо отрицателно въздействие на пашата в селскостопанските полета в сравнение с механичните операции, въпреки че не се наблюдават разлики в потоците между контролните участъци (On и Cn). Тъй като почвите са сравними, с изключение на използването на земята, в полетата с органични земеделски култури, където почвата не е уплътнена с механични кори, пасищната операция води до дезагрегиране на горния почвен слой, за да се образува материал, подобен на прах, който е силно достъпен за емисия. 5)

Загуба на бионаличност-P

Дискусия

Типично добавяне на P към почвата чрез наторяване в конвенционалните земеделски полета в северната част на Негев (парцел C) е равно на 2000 kg km -2 (Министерство на земеделието и развитието на селските райони, Израел). Растенията се нуждаят от P през целия си жизнен цикъл и го абсорбират като ортофосфатни йони (H 2 PO 4 и HPO 4 -). Общото поглъщане на P в пшеничните полета може да достигне 2000 kg km −2, в зависимост от добива на зърно и обработките с торове 30. От гледна точка на управлението, усвояването на Р трябва да е в баланс с фосфорното хранене. В пасищните зони (парцели O и G) органичните и неорганичните P се връщат в почвата с изпражнения и урина на говеда 31, 32 в количество

40 кг км −2. В регионален мащаб това добавя значително количество P натоварване към атмосферата, особено когато се прилагат механични или пасищни операции към P източници (Фиг. 3). Резултатите подчертават ролята на праха в цикъла на Р, но също и сложността при количественото определяне на загубата на Р от почвата и атмосферното натоварване. Резултатите могат да намалят несигурността в моделите на емисия на прах от сложни повърхности и транспортиране на атмосферния P от източници на прах. В допълнение, проучването осигурява по-добро разбиране на хранителния статус на почвата и потенциала за емисии на Р, както и абсорбцията на други хранителни вещества в почвените частици (например калий, азот), което е ключово за разработването на стратегии за правилно хранене управление на ресурси.

A - баланс за природния резерват (Nn) и откритата паша (Gn) с въздействие на краткосрочна промяна на горния почвен слой (Nd и Gd). B - баланс за органични ниви в обработка (паша без паша, средно паша Om, тежка паша с Os) и конвенционална (обработка без Cn, обработка с диск Cd, обработка с култиватор Cc). Обърнете внимание на разликите в стойностите на скалата на осите Y.

Изображение в пълен размер

Методи

Изпитвания на почвата

Анализ на фосфатите

Концентрациите на Р бяха определени за насипните проби (N, G, O, C) и за фракцията на размера на фините частици (34, 35. За извличане на смолата-Р от насипната проба и фината фракция, подпроба от 0,5 g (10 mg за фината фракция) се разклаща върху орбитален шейкър с мембрани от анионообменни смоли (BDH-55164) в 50 ml (10 ml) двойно дейонизирана вода за 24 часа. се разклащат през нощта в 5 ml 0,2 М HNO 3 14, 36. Концентрациите на фосфатите се определят чрез колориметрия на молибдат 37. Средната разлика между дублиращите се проби е 1,3%.

Вятърни експерименти

4,5 ms -1) и по-висока скорост на вятъра, която представлява типичните условия за ерозия на вятъра. в изследваната област (

7,0 ms -1). Всеки предишен тест беше проведен в три полеви копия (общо 24 експеримента с вятър). В земеделските парцели са изследвани различни обработки на почвата. Обработките на почвата в конвенционалната практика включват парцели без обработка (Cn), обработка на дискове (Cd) (12–15 cm дълбочина на почвата) и обработка на почвата (Cc) (8–10 cm дълбочина на обработка). Органичната практика включваше парцели без паша (On), средна паша (Om) и тежка паша (Os). Изпитванията в земеделските парцели са проведени при ерозивни условия (41 Hz). Всеки предишен тест беше проведен в три полеви копия (общо 18 експеримента с вятър). РМ мониторът, инсталиран в тестовата секция (DustTrak, TSI) (фиг. 1), позволява да записва концентрацията на РМ (µg m −3) на интервали от 1 секунда. Всеки експеримент продължи 420 секунди. Записаните данни за PM 10 бяха преобразувани в потоци от земната повърхност (mg m −2 s -1) като функция от размерите на аеродинамичния тунел и обема на въздушния поток.

Допълнителна информация

Как да цитирам тази статия: Katra, I. et al. Значителна загуба на бионаличен фосфорен прах от земеделски почви. Sci. Rep. 6, 24736; doi: 10.1038/srep24736 (2016).

Коментари

Изпращайки коментар, вие се съгласявате да спазвате нашите Общи условия и насоки. Ако откриете нещо злоупотребяващо или което не отговаря на нашите условия или насоки, моля, маркирайте го като неподходящо.