التربة مقياس الذوبان الحفر في جانب الهيدرولوجي، الجيوكيميائية، والتحقيقات الميكروبيولوجية

يمكن أن تؤدي دراسة التطور المشترك للعمليات الهيدرولوجية والكيميائية الحيوية في باطن الأرض تحت السطح للمناظر الطبيعية إلى تعزيز فهم عمليات نظام الأرض المقترنة. الهدف العام من هذه الطريقة هو حفر مقياس ليزيمتر للتربة لفهم عدم التجانس الهيدرولوجي والجيوكيميائي والميكروبيولوجي تحت السطحي. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال عمليات نظام الأرض المقترنة.

مثل ، كيف تتطور العمليات الهيدرولوجية والجيوكيميائية الحيوية في باطن سطح النظم البيئية الطبيعية. الميزة الرئيسية لهذا التكتيك هي أنه يمكن أن يلتقط عدم التجانس المكاني للخصائص الهيدرولوجية والجيوكيميائية والميكروبيولوجية للتربة في مقياس أخذ العينات الخاص بك. قسم Lysimeter إلى Voxels ذات طول وعرض وعمق ثابتين باستخدام نظام إحداثيات الفضاء الإقليدي.

قسم المسافة الإجمالية على طول كل اتجاه إلى عدد كاف من الفواصل الزمنية المتساوية. قم بتعيين موقع XYZ فريد لكل عينة وتحديده على أنه Voxel. في هذا التنقيب ، يشير X إلى الموقع على طول عرض المنحدر ، ويشير Y إلى الموقع على طول المنحدر ويشير Z إلى الموقع على طول عمق المنحدر.

يحدد حجم الفواصل الزمنية داخل كل بعد عرض وطول وعمق Voxels. يظهر هنا تقسيم Lysimeter بعد تحديد فترات التباعد ، جنبا إلى جنب مع الأصل المختار لنظام XYZ. يتكون التقسيم في مخطط التنقيب الحالي من تسع فترات على طول اتجاهي Y و Z ، وأربع فترات على طول الاتجاه X تنتج ما مجموعه 324 Voxels.

لترسيم حدود Voxels ، قم بإرفاق شريط قياس على طول المنحدر لتوفير نظرة ثاقبة للنظام المرجعي الخاص بك للحصول على إرشادات أثناء ترسيم حدود Voxels. حدد أبعاد كل تربة Voxel بمساعدة شريط القياس. ارسم خطوطا شبكية لكل طبقة باستخدام دروع شفرات من الألومنيوم وسكاكين المعجون البلاستيكية.

تخلص من المواد الحدودية على بعد خمسة سنتيمترات من كل جدار لمنع التأثيرات الحدودية. جمع عينات علم الأحياء الدقيقة بشكل معقم من كل Voxel قبل التحليلات الهيدرولوجية والجيوكيميائية ، لمنع التلوث المتبادل للعينات. تأكد من ارتداء قفازات جديدة من قبل جميع الأعضاء الذين يقومون بالحفر لتقليل التلوث من جلد الإنسان.

استخدم آلة تربة بقطر سنتيمتر واحد وارتفاع 20 سم ، وملعقة رفيعة لجمع العينات الميكروبيولوجية. نظف الآلة والملعقة بالماء المقطر. امسحها حتى تجف بمناديل نظيفة ، واشطفها بنسبة 75٪ من الإيثانول باستخدام زجاجة رذاذ.

قبل السماح للآلة والملعقة بالجفاف في الهواء. قلب على عمق 10 سم في كل موقع من مواقع Voxel. بعد ذلك ، استخدم الملعقة لتفريغ عينة التربة في أكياس بلاستيكية معقمة مسبقا تم فتحها قبل إيداع العينة مباشرة.

لاحظ وقت جمع كل عينة. تجانس أكياس العينة باليد. قم بتخزين كيس العينة في مبرد ثلج أثناء أخذ العينات ، وانقله في أسرع وقت ممكن إلى الفريزر 80 درجة مئوية تحت الصفر.

ضع مطياف مضان الأشعة السينية المحمول على الحامل ووجه نافذة الشعاع مباشرة إلى حبة المصنع المعدنية. حدد cal وانتظر لمدة 30 ثانية للسماح بإكمال المعايرة. قم بتنظيف نافذة الشعاع قبل إجراء كل قياس.

قم بقياس سطح كل Voxel ثلاث نسخ في ثلاثة مواقع مختلفة. ضع الأداة على سطح التربة وانتظر لمدة 90 ثانية للسماح بإكمال القياس. نوى معدنية نظيفة للكثافة السائبة لأجهزة Voxels المرغوبة.

قم بتنظيف نوى البولي كربونات لقياسات التوصيل الهيدروليكي أو KSAT من Voxels المرغوبة. أدخل عموديا النوى المعدنية والبولي كربونات في Voxels المطلوبة. احرص على عدم إتلاف المستشعرات أو أسلاك المستشعر عن طريق دق النوى برفق في التربة باستخدام سطح مستو ، مثل كتلة من الخشب ، بين القلب والمطرقة لتقليل اضطراب التربة.

بالإضافة إلى ذلك ، بمجرد أن يصبح اللب في منتصف الطريق إلى التربة ، ضع نواة ثانية فوق اللب الأول. ضع الكتلة الخشبية أعلى اللب الثاني وقم بمطرقة الكتلة برفق حتى يتم غرس اللب الأول في التربة مع بقاء الحافات الأساسية مرئية. احرص على التأكد من عزل Voxel الذي يتم أخذ عينات منه عن الحدود وVoxels المجاورة قبل جمع العينات الجيوكيميائية.

لتحقيق ذلك ، استخدم سكاكين المعجون البلاستيكية متبوعة بمسجات محمولة باليد لجمع عينات التربة حول النوى المعدنية أو البولي بروبلين في أكياس عينات جيوكيميائية مصنفة ، حتى يمكن إزالة النوى بسهولة. قم بإزالة نوى البولي بروبلين وقم بتغطية كلا الجانبين بأغطية بلاستيكية حمراء. قم بتسمية قلب البولي بروبلين الرأسي على أنه V وقلب البولي بروبلين الأفقي على أنه H ، متبوعا بمعرف العينة.قم بإزالة اللب المعدني ، وقم بتنظيف المواد الزائدة من كلا الطرفين ، وانقل العينة من اللب إلى كيس عينة الكثافة الظاهرية المسمى.

قم بوزن كل كيس عينة مع العينة وسجل الوزن الإجمالي. اجمع المواد المتبقية من Voxel في كيس العينة الجيوكيميائية ، تاركا وراءه بضعة سنتيمترات من التربة من جميع الجوانب الأربعة لمنع التلوث المتبادل مع Voxel التالي. كرر هذه الخطوات لكل Voxel.

أدخل النوى ل KSAT الأفقي حيث يفتح الوجه الجانبي ل Voxel مع الحفر المتسلسل. استخدم الكتلة الخشبية والنواة الثانية ، كما كان من قبل ، لتقليل الضغط ، وجمع قلب التربة. يظهر هنا عرض تخطيطي ثلاثي الأبعاد لمقياس Lysimeter Voxels للتربة على طول وعمق وعرض المنحدر.

هنا عرض تخطيطي لواحد Voxel على طول مستوى XYZ لمقياس Lysimeter مع أمثلة لأنواع النوى المجمعة. يمكن رؤية هذه النوى في Voxel تمثيلي يوضح اللب الميكروبيولوجي ، وقلب التوصيل الهيدروليكي الأفقي والرأسي ، ونواة الكثافة الظاهرية والعينة المتبقية من Voxel المستخدمة في التحليل الجيوكيميائي. تظهر هنا خريطة حرارية ثنائية الأبعاد لعينات الكثافة الظاهرية التمثيلية.

تم الحصول على قيم الكثافة الظاهرية عن طريق نقل العينات إلى أطباق وزن الألمنيوم وتجفيفها بالفرن. تمثل الخلايا التي تركت فارغة Voxels حيث لم يكن جمع العينات ممكنا بسبب وجود أجهزة استشعار ونقص المساحة لاستيعاب نوى الكثافة الظاهرية. تظهر هنا خريطة حرارية لتركيز الحمض النووي ثنائي الأبعاد.

بالنسبة للنوى الميكروبيولوجية ، تم أخذ عينات فرعية من جرامين من التربة لاستخراج ممثل الحمض النووي الميكروبي لكل Voxel. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية حفر مقياس للتربة لجمع العينات الهيدرولوجية والميكروبيولوجية والجيوكيميائية المكثفة. من المتوقع أن ينتج عن هذا الإجراء نظرة ثاقبة حول دراسات تطور التربة وتطور المناظر الطبيعية.

أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أن تقدير حجم Voxel وحجم المحجر سيحدد الوقت والجهد اللازمين لجمع العينات. يعد العرض البصري لهذه الطريقة أمرا بالغ الأهمية ، لأن أخذ العينات الميكروبيولوجية والهيدرولوجية والجيوكيميائية يجب أن يتم بطريقة منهجية ، دون تدمير العينات أو تلويثها. نعتقد أن مخطط أخذ العينات المكثف يسمح لنا بالتقاط تأثيرات المقياس على الخصائص المائية والحيوية والجيوكيميائية بطريقة دقيقة ومفصلة للغاية.

المترتبة على هذه التقنية ، تقف نحو إمكانيات إجراء حفريات مماثلة ، من أجل مراقبة وتحديد الجوانب المختلفة لتطور التربة وظروفها البيئية المختلفة وحجمها. لا تنس أنه يجب حفر العينات الميكروبيولوجية بحذر شديد. اتبع الإجراء المعقم ، بما في ذلك استخدام القفازات والقناع ، لمنع التلوث.

التقنيات الموضحة بسيطة وقابلة للتكرار ومرنة لاستيعاب أسئلة بحثية متعددة. وبالتالي ، مما يسمح بتنفيذ التصاميم التجريبية البديلة.