science >> Wetenschap >  >> Natuur

Modellering van gasdiffusie in geaggregeerde bodems

Navodi Jayarathne bereidt monsters voor voor gasdiffusiemeting. Krediet:Timothy Clough

Landbouwbodems dragen bij aan 16% van de totale uitstoot van broeikasgassen, met name lachgas (N2O). Migratie van gassen in agrarische ondergrond en emissie over het grensvlak bodem-atmosfeer is voornamelijk diffusie-gecontroleerd en wordt verklaard door bodem-gas diffusiviteit. Aangezien experimentele bepaling van bodem-gasdiffusiviteit dure apparatuur en tijdrovende gecontroleerde laboratoriummaatregelen vereist, voorspellende modellen worden vaak gebruikt om de diffusie te schatten op basis van eenvoudig te meten bodemeigenschappen zoals de totale porositeit van de bodem en het bodemluchtgehalte.

In een recent gepubliceerd artikel in de Soil Science Society of America Journal , onderzoekers introduceerden een beschrijvend bodem-gas diffusiviteitsmodel. Gepresenteerd als een bodemgasdiffusiviteitsmodel met twee regio's, het is ontwikkeld op basis van gemeten gasdiffusiegegevens van twee landbouwgronden uit Peradeniya-Sri Lanka onder verschillende bodemdichtheidsomstandigheden.

Onderzoekers hebben vastgesteld dat het poriënnetwerk in landbouwbodems twee verschillende porieregio's vertoont:inter-aggregaat en intra-aggregaat. Als zodanig, ze vormen een bimodale poriestructuur. Het twee-regiomodel dat in de studie is ontwikkeld, zou de bodem-gasdiffusiviteit in geselecteerde bimodale bodems adequaat kunnen parametriseren en karakteriseren en beter presteren dan de conventionele modellen.

Het ontwikkelde model met twee regio's biedt een hulpmiddel om de gasdiffusie in geaggregeerde bodems nauwkeurig te schatten, waardoor modellen worden verschaft om de gasuitwisseling tussen bodem en atmosfeer te kwantificeren met betrekking tot verschillende praktijken op het gebied van landgebruik en waterbeheer.