Viljelymaan hiilidioksidivuon mittaamisen ja mallintamisen mahdollisuudet
Luojukoski, Jiri (2020)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020052212975
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020052212975
Tiivistelmä
Hiilidioksidivuon vaihtelua viljelymailla on tutkittu melko vähän. Suurin osaaiemmista tutkimuksista on keskittynyt metsä- ja suoalueiden alueelliseen vaihteluun. Ympäristömuuttujat, kasvillisuuden määrä ja lämpötila vaikuttavat oletettavasti hiilidioksidivuohon. Lisäksi viljelylajien ja erilaisten viljelytoimenpiteiden voidaan odottaa vaikuttavan hiilidioksidivuon voimakkuuteen.
Kammiomittauksessa hiilidioksidivuota tutkitaan asettamalla valoa läpäisevä kammio maahan, jonka sisältä hiilidioksidipitoisuutta mitataan tietyin väliajoin. Tuubimittauksessa sen sijaan hiilidioksidianturi asetetaan valoa läpäisemättömän putken sisälle lähelle maaperää. Tällä menetelmällä voidaan todentaa lähinnä hiilidioksidin maahengityksen voimakkuutta.
Hiilidioksidivuomittauksia ei toimeksiantaja Datasense Oy:n toimesta ollut ennen toteutettu, joten ennen varsinaista tutkimusta järjestelmä piti suunnitella ja valmistaa. Tutkimuksen kannalta merkittävää oli menetelmän käyttökelpoisuus ja luotettavuus. Kammiomenetelmä pitää olla käytettävissä haastavissakin olosuhteissa. Menetelmän haasteina olivat mittausjaksojen aikavälien määrittäminen ja mahdollisimman vähän sähköä kuluttavat järjestelmän osat. Koska viljelymailla ei verkkosähköä ole saatavilla, Verkkoratkaisuksi valittiin NB-IoT-verkko ja sisääntulojännitteeksi aurinkokennolla latautuva akku. Testitulokset ja aikaisempi tutkimusaineisto osoittivat, että kammiomenetelmä on luotettava paikallisen hiilidioksidivuon määrittämisessä.
Kammiomittauksessa hiilidioksidivuota tutkitaan asettamalla valoa läpäisevä kammio maahan, jonka sisältä hiilidioksidipitoisuutta mitataan tietyin väliajoin. Tuubimittauksessa sen sijaan hiilidioksidianturi asetetaan valoa läpäisemättömän putken sisälle lähelle maaperää. Tällä menetelmällä voidaan todentaa lähinnä hiilidioksidin maahengityksen voimakkuutta.
Hiilidioksidivuomittauksia ei toimeksiantaja Datasense Oy:n toimesta ollut ennen toteutettu, joten ennen varsinaista tutkimusta järjestelmä piti suunnitella ja valmistaa. Tutkimuksen kannalta merkittävää oli menetelmän käyttökelpoisuus ja luotettavuus. Kammiomenetelmä pitää olla käytettävissä haastavissakin olosuhteissa. Menetelmän haasteina olivat mittausjaksojen aikavälien määrittäminen ja mahdollisimman vähän sähköä kuluttavat järjestelmän osat. Koska viljelymailla ei verkkosähköä ole saatavilla, Verkkoratkaisuksi valittiin NB-IoT-verkko ja sisääntulojännitteeksi aurinkokennolla latautuva akku. Testitulokset ja aikaisempi tutkimusaineisto osoittivat, että kammiomenetelmä on luotettava paikallisen hiilidioksidivuon määrittämisessä.