Mesure in situ du dégagement de gaz carbonique des sols à l`aide
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1. its On ouvre les robinets de l ampoule et en levant le flacon niveau on remplit cette ampoule de la solution sal e jusqu son robinet sup rieur On ferme alors ce dernier en mettant l ampoule en communication avec le conduit de la cloche Apr s brassage de l air de la cloche par l interm diaire de l agitateur on ouvre le robinet de la cloche et on abaisse le flacon niveau faisant ainsi descendre la solution sal e jusqu au rep re 10 mi de l ampoule On ferme alors tous les robinets en commen ant par le robinet inf rieur de l ampoule puis celui de la cloche et enfin le robinet sup rieur de l ampoule On s pare ensuite l ampoule de la cloche et de son flacon niveau L ampoule ainsi isol e est retourn e et agit e nergiquement plusieurs minutes attention au maintien des robinets Une fois l ampoule remise en position normale on en branche convena blement les lectrodes au circuit lectrique lectrode en platine au p le et lectrode en argent au p le On fait alors passer un courant d intensit connue et maintenue constante jusqu re coloration de la solution On retourne de nouveau l ampoule pour l agiter nergiquement et on recommence lectrolyses et agitations jusqu recoloration stable de la solution Un chronom tre cumulatif est tr s utile pour la lecture et l addition des divers temps d lectrolyses Apr s trois ou quatre mesures il est bon d enlever l lectrode d argent noircie par l2. sod e Le d gagement de gaz carbonique des sols tant la fois fonction de leur teneur en ma ti res organiques min ralisables et de leur temp rature il est impossible de fixer a priori pour tous les sols et pour toutes les saisons un temps de mesure identique D apr s nos mesures et pour autant que la teneur de l air analys ne d passe pas 2 5 3 mg de CO par litre le d gagement de gaz carbonique par le sol s effectue vitesse constante mais alors que l t la teneur de 2 5 mg de CO9 par litre peut tre facilement atteinte et m me d pass e en 20 minutes elle peut demander en saison froide 3 heures ou plus pour tre ventuel lement atteinte Un temps d lectrolyse de 3 minutes sous 3 mAmp appara t comme un temps ne pas d passer HILGER 1963 indique une pr cision de plus ou moins 5 secondes pour un courant d lec trolyse de 2 3 mAmp Etant donn la fois le temps assez long de fixation du CO2 et la difficult de bien appr cier les faibles variations de teinte de la ph nolphtal ine virant au rose nous pr f rons admettre une pr cision de plus ou moins 10 secondes sous 3 mAmp soit approximativement avec notre appareillage 0 1 mg de CO2 par litre et une marge d erreur de 4 10 selon l im portance du d gagement et la teneur en CO2 de l air analys 6 Bibliographie DELECOUR F 1965 D termination des activit s biologiques par la m thode Koepf Standar disation et essai de la
3. technique de dosage de CO2 Note technique du Centre d cop dologie foresti re Gembloux Belgique p 4 HILGER F 1963 Activit respiratoire de sols quatoriaux Application de la m thode respi rom trique jn situ Bull Inst Agr Stat Rech Gembloux XXXI 2 154 182 KOEPF H 1952 Laufende Messung der Bodenatmung im Freiland Landw Forschung 4 3 186 194 KOEPF H 1953 Die Verwendung des Ultrarotabsorptionsschreibers URAS fur die Kontinuier liche Registrierung der Bodenatmung im Freiland Landwirtsch Forsch 5 1 54 62 KRZYSCH G 1965 Zur Dynamik der Bodenatmung w hrend der Vegetationszeit Z Acker u Pflanzenbau 122 2 108 140 MINA V N 1962 Comparison of methods for determining the intensity of soil restoration Soviet Soil Sci 10 1188 1196 TAMM E KRZYSCH G 1965 Zur Dynamik der Bodenatmung und des CO Gehaltes der bodennahen Luftschicht w hrend der Vegetationruhe Z Acker u Pflanzenbau 122 3 209 224 TAMM E KRZYSCH G FUNKE H 1965 Aufbau und Messtechnik der Pflanzenwetter station in Berlin Dahlem Z Acker u Pflanzenbau 122 4 334 358 97
4. NOTICE TECHNIQUE Mesure in situ du d gagement de gaz carbonique des sols l aide de l ampoule de Koepf par G BACHELIER 1 Diversit des techniques de mesure in situ du d gagement de gaz carbonique des sols Dans le cadre de l tude de l activit biologique globale des sols la mesure n situ du d gagement de gaz carbonique et l tude de ses variations tant journali res que saisonni res s est consid rablement d velopp e au cours de ces derni res ann es Un appareil enregistreur absorption d infra rouge qui permet de suivre d une mani re continue la teneur en CO2 d une atmosph re est certainement tr s utile et KOEPF lui m me a t amen l utiliser KOEPF 1953 mais cet appareil n est gu re mobile et doit tre reli aux cloches de capture des gaz ce qui rend son installation co teuse et son usage limit Toutefois inclus dans un grand ensemble lectronique d enregistrement automatique des diverses caract ris tiques climatiques du sol il a permis la Station de Climatologie des V g taux de Dahlem pr s de Berlin d obtenir des r sultats tout fait remarquables et pr cis sur la dynamique annuelle de la respiration du sol et de son atmosph re superficielle sous culture TAMM et KRZYSCH 1965 TAMM KRZYSCH et FUNKE 1965 KRZYSCH 1965 Avec un appareillage plus simple et moins on reux la plupart des chercheurs se contentent habituellement de mesures discontinues Trois m thodes prin
5. blement pour la raison que l argent ne peut pas se souder directement au verre Nous avons personnellement pr f r adopter une lectrode enti rement en argent traversant un bouchon caoutchouc et donc enlevable ce qui rend le rin age de l am poule et le nettoyage de l lectrode bien plus ais s cf mode d emploi De plus on vite que le film d argent venant dispara tre le chlore ne se d gage alors sur le platine mis nu neutrali sant la soude form e d truisant la ph nolphtal ine et faussant la mesure L lectrode us e peut aussi tre ainsi facilement remplac e Pour le circuit lectrique nous avons utilis 3 piles de 4 5 V mont es en s rie un amp rem tre gradu de 0 3 mAmp et un potentiom tre bobin de 5 000 ohms maximum et de puissance 5 W 3 Mode d emploi On place la cloche mobile sur le cylindre qui lui demeure en permanence dans le sol et on assure l tanch it de l ensemble par de l eau vers e dans la goutti re du cylindre On ferme ensuite le robinet de la cloche Apr s le temps de mesure choisi cf Observations on branche l ampoule la cloche par l interm diaire d un raccord sph rique convenablement graiss On remplit le flacon niveau d une solution de NaCl 0 1 n amen e pH 9 1 par environ 3 ml de NaOH 0 1 n 0 5 de ph nolphta 95 ine DELECOUR 1965 Il est noter que la ph nolphtal ine en milieu sodique s alt re apr s lque l aquelaues iours de
6. cipales ont t jusqu ici utilis es MINA 1962 1 La fixation directe par la potasse du CO2 d gag par le sol l int rieur d une cloche de capture des gaz 2 La m thode de la circulation d air qui consiste faire passer lentement un courant d air travers une cloche de capture dont la pression interne ne doit pas tre modifi e Le CO d gag par le sol et entra n par cette circulation d air est captur la sortie dans un barboteur potasse ou baryte La diff rence avec le t moin CO2 d un m me volume d air non enrichi donne le CO d gag par le sol pendant le temps de la mesure Ma tre de Recherches O R S T O M Services Scientifiques Centraux 93 Bondy 93 v6 Electrode Ag Sch ma de l installation destin e la mesure in situ du d gagement de CO du sol par l ampoule de Koepf 3 La m thode de l enrichissement en CO2 de l atmosph re de la cloche de capture avec pr l vement d une fraction de cette atmosph re et dosage de sa teneur en gaz carbonique Le pr l vement s effectue soit l aide d un flacon o l on a au pr alable fait le vide ou que l on remplit par le jeu d un flacon niveau soit l aide d un sac en caoutchouc inclus dans un r cipient d pression Le dosage du CO est rarement effectu par micro analyse manom trique YAMANE 1961 mais plus habituellement par barbotage dans une solution de potasse ou de baryte Une technique pra
7. e chlorure d argent qui s y est form et de laisser tremper cette lectrode 10 minutes dans de l am moniaque pure puis de bien la laver et rincer l eau distill e avant de la remettre en place l lec N Le gt 4 Calculs D apr s la loi de l quivalent lectrochimique de FARADAY la quantit de CO2 en mg existant dans l chantillon d air pr lev est mg CO 0 456 x 103 xi xt a i tant l intensit du courant d lectrolyse en mAmp t tant ie temps de passage du courant en secondes La cellule detitrage renfermant un chantillon de gaz de volume E ml la teneur en CO de l air analys est 9 456 x 2 mg CO2 au litre Le CO2 en mg s chappant d un m tre de carr de sol pendant une heure est V_ 60 10000 mg CO2 p m2et h C c x x T s 3 avec C teneur en CO de l air de la cloche en mg l cf 2 c teneur en CO de l air atmosph rique en mg l cf 2 V volume d air emprisonn dans la cloche en ml S surface de sol d limit e par le cylindre en cm2 T temps compris enire ia mise en piace de ia cioche et le pr l vement de de gaz en minutes 1 seit ecnantiltion Le remplacement d grande simplification de la formule 96 5 Observations DELECOUR 1965 a montr que les mesures du d gagement de gaz carbonique par titrage lectrolytique taient reproductibles et du m me ordre de grandeur que les mesures faites avec des absorbeurs chaux
8. tique consiste effectuer le pr l vement de gaz dans une ampoule o l on peut effectuer secondairement l lectrolyse d une solution de chlorure de sodium La soude alors lib r e neutralise tout en le dosant le CO2 du pr l vement Il s agit l de l ampoule lectrolyse de KOEPF 1952 r utilis e r cemment par HILGER 1963 par DELECOUR 1965 et aujourd hui par nous m me 2 Appareillage Comme on peut le voir sur le sch ma l appare llage se compose d un cylindre m tallique qu on enfonce dans le sol d une cloche de capture des gaz d une ampoule lectrolyse munie d un flacon niveau d un circuit lectrique d alimentation Le cylindre est construit en t le d l mm d paisseur La cloche est construite en plastique lucoflex L agitateur de la cloche est constitu par une baguette de verre maintenant une bande de lucoflex Cette baguette est tourn e l aide d un simple bouchon de caoutchouc reposant bien graiss sur le bouchon de caoutchouc de la cloche L ampoule d crite par KOEPF et reprise par HILGER poss de la cathode une lectrode en platine o se d gage le sodium qui r agissant sur l eau donne de la soude avec un petit d ga gement d hydrog ne et l anode une lectrode en platine recouverte d un film d argent o vient se bloquer le chlore sous forme de chlorure d argent Cette derni re lectrode est d crite en pla tine et recouverte d un film d argent vraisembla
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