Ölçme ve toprak erozyon ve toprak karbonat konsantrasyonları tarım Yönetimi'nin altında ilgili ifade eşleme

Bu çalışmanın genel amaçları, ilk olarak tarla ölçeklerinde toprak erozyonu ve birikiminin mekansal modellerini nicelleştirmek ve tanımlamak için verimli bir yöntem sunmak ve ikinci olarak, bu modelleri yüzeye yakın toprak karbonatlarıyla ilişkilendiren kavramsal bir modeli test etmektir. Bu yöntemler, yüzey toprak karbonatları ile erozyon ve birikim gibi yer yüzeyi süreçleri arasındaki karşılıklı ilişkilerin daha iyi anlaşılmasını sağlar. Bu tekniklerin temel avantajları, toprak yüzeyi yüksekliğindeki değişimlerin zaman içinde doğru bir şekilde tespit edilmesi ve çok sayıda toprak örneğinde toprak karbonatlarının hızlı bir şekilde analiz edilmesidir.

Bu araştırma fikri ilk olarak dijital yükseltme haritaları güncellendikten sonra ortaya çıktı. Yükselti farklarını gösteren bir harita, belirgin erozyon ve çökelme modelleri sergiliyordu ve biz de bunun karbonat konsantrasyonlarıyla nasıl ilişkili olduğunu incelemek istedik. Bu protokol için, saha yazılımını kullanarak tüm araştırma alanı boyunca her beş dakikada bir RTK GPS konum verilerini kaydedin.

En yüksek doğruluk seviyesini sağlamak için yerel referans noktalarına göre saha kalibrasyonu yaparak başlayın. Ölçülecek alan için yapılacak yerel saha kalibrasyonu, GPS yöntemi için gerekli olan yatay ve dikey kontrolü sağlar. Bu, küçük yükseklik değişimlerini tespit etmek için gereken santimetre düzeyindeki doğruluğu garanti eder.

Verimli veri toplama için, bir araca yerden sabit bir yüksekliğe rover GPS anteni monte edin. Ardından, kesit noktalarını GPS veri toplayıcısına aktarın; beş metrelik aralıkları haritalamak için sabit bir hızla sürüş yaparken bu noktalar arasında gezinerek veri toplayın. Ayrıca, araca monte edilmiş hidrolik toprak karotlama makinesi bulundurun ve istenen toprak karotu çapına uygun bir örnekleme tüpü kullanın.

RTK GPS konum verileriyle belirlenen noktalardan karot örnekler almak için. Toprak örneklemesi, bir toprak karot alma makinesi ile toprak karotu çekilerek gerçekleştirilir. Toprak karotunu örnekleme tüpünden dışarı itin ve istenen derinlik artışlarına göre kesin.

Toprak örneklerini önceden etiketlenmiş, ağzı kapatılabilir plastik torbalara aktarın. Ardından, laboratuvara taşımak üzere örnekleri soğutucularda saklayın. Önemli toprak erozyonu ve birikme olayları meydana geldikten sonra bu analizleri tekrarlarken, GPS kullanarak aynı örnekleme konumlarına geri dönün ve yeni toprak karotları toplayın.

Laboratuvarda, toprak örneklerini analiz için hazırlayın. Başlangıç olarak, örnekleri 60 °C'lik bir fırında gece boyunca kurutun. Ertesi gün, kurutulmuş toprak örneklerini ya motorlu bir öğütücü kullanarak ya da havan ve eliyle manuel olarak iki mm'lik bir elekten geçirerek öğütün.

Bir sonraki adım, modifiye edilmiş bir basınç kalsimetresinin kurulmasını gerektirir. Öncelikle, bir basınç dönüştürücüyü 14 gauge tel kullanarak bir güç kaynağına bağlayın. Dönüştürücüden gelen çıkışı izlemek için ekli bir dijital voltmetre ekleyin.

Düzenli bir akış sağlamak ve böylece basınç transdüserini korumak için 0,6 mikronluk bir partikül filtresi ekleyin. Ardından, partikül filtresinin tabanına bir tüp takın ve bu tüpü 18 gauge luer lock hipodermik iğneye bağlayın. Sonrasında, reaksiyon kaplarının 20 veya 100 mililitrelik serum şişesi olması gerekip gerekmediğini belirleyin.

Metal bir yemek kaşığını suyla ıslatın ve karbonat konsantrasyonu yüksek olabilecek toprak örneğinden yaklaşık bir çay kaşığı kadar alın. Toprağın üzerine bir mililitre 0.5 susuz sülfürik asit pipetleyin ve efervesansı (köpürmeyi) gözlemleyin. Eğer efervesans yüksekse, kalsiyum karbonat oranının %15'ten fazla olduğunu varsayın ve 100 mililitrelik bir kap kullanın.

Aksi takdirde, 20 mililitrelik bir serum şişesi kullanın. Karbonat konsantrasyonunu belirlemek için, hazırlanmış toprak örneğinden bir gramı etiketlenmiş bir reaksiyon kabına tartın. Ardından, bir tüpe iki mililitre asit reaktifi pipetleyin.

Sızdırmaması için flakonu nazikçe reaksiyon kabına yerleştirin, ardından kabı gri bir bütil kauçuk tıpa ile dikkatlice kapatın ve alüminyum sızdırmazlık halkasıyla sabitleyin. Şimdi, asidin toprak örneği üzerine dökülmesi için kabı sallayın ve reaksiyonun en az iki saat boyunca sürmesine izin verin. Bekleme süresi boyunca, aynı parametrelerle paralel bir düzenekte standartlar kullanarak standart bir gar hazırlayın.

Hacme göre değil, ağırlığa göre %100 kalsiyum karbonatı cam boncuklar veya kum ile karıştırarak standartlar hazırlayın. Bir gar belirlerken, yöntemin saptama sınırını tanımladığı için sıfır kalsiyum karbonat voltajını doğru olarak bilmek önemlidir. Bir gar türetmek için genellikle boşluğu, bilinen standart konsantrasyonlarla birlikte üç kez ölçerim.

Toprak örneği reaksiyonu tamamlandıktan sonra, reaksiyon kabının kauçuk septumunu deliniz ve basınç dönüştürücü tarafından iletilen voltaj çıktısını kaydediniz. Daha sonra, standart eğriyi kullanarak örnekteki kalsiyum karbonat yüzdesini hesaplayınız. 2001 ve 2009 yıllarına ait DEM farklarının haritalanması, bu sekiz yıllık dönem boyunca meydana gelen erozyon ve çökelmeyi ortaya çıkarmıştır.

Çoğu alanda desimetre seviyesinde yükselti değişimleri gözlemlenmiştir. Topografik yakınsama bölgelerinde, su akış yollarını anımsatan ölçekli erozyon ve birikinti modelleri tespit edilmiştir. Çalışma alanında meydana gelen erozyon ve birikintileri karşılaştırmak ve kavramsal modeli test etmek amacıyla 2001 ve 2012 yıllarında kalsiyum karbonat örnekleri alınmıştır.

Yönetim şeritlerinin doğu ve batı bloklarından alınan toprak örnekleri karşılaştırıldığında, yüzey toprağı kalsiyum karbonatındaki değişim ile arazi yüzey yüksekliğindeki değişim arasında ters bir ilişki saptanmıştır. Varyans analizi, yükseklikteki değişimin tüm yan değişkenlerden önemli ölçüde etkilendiğini göstermektedir. Kalsiyum karbonattaki değişimler ise en belirgin şekilde erozyon sınıfı, EDU veya haritalanmış toprak birimi tarafından etkilenmiştir.

Sahanın daha önce yapılmış bir toprak etüdü ile beş toprak birimi belirlenmişti. Noktasal örnekleme sonuçlarının interpolasyonları, 2001 yılında görülen yüksek ve düşük kalsiyum karbonat içeren nispeten küçük konsantre alanların 2012 yılında belirgin olmadığını göstermektedir. Mekansal örüntü daha az karmaşık hale gelmiştir.

Tekrarlanan RTK GPS yer ölçümleriyle sağlanan yükselti değişimi tespit hassasiyeti, arazi ölçeğindeki erozyon ve çökelme süreçlerinin nicelendirilmesinde ve tanımlanmasında optimal görünmektedir. Modifiye edilmiş basınç yakınlık yöntemi, karbonatların ölçümü için mükemmel bir tekniktir ve kısa sürede çok sayıda numuneyi işleyebiliriz. Toprak yüzey yükseltisi, muhtemelen 2001 yılındaki 30 santimetrelik karot örnekleme artışı nedeniyle, toprak karbonatlarındaki değişimlerden daha kolay tespit edilmiştir.

Gelecekte yapılacak 15 santimetrelik örnekleme artışları, toprak karbonatlarının tespitini iyileştirmelidir. Burada açıklanan kavramsal model ve yöntemler, toprak yüzeyine yakın kireçli katmanların bulunduğu diğer bölgelere de uygulanabilir.