在其 2024 年發(fā)表的論文《Evaluation of Optimized Flux Chamber Design for Measurement of Ammonia Emission After Field Application of Slurry with Full-Scale Farm Machinery》中，Pedersen 針對(duì)農(nóng)業(yè)排放科學(xué)中長期存在的難題展開研究：如何將測(cè)量從小規(guī)模試驗(yàn)小區(qū)拓展到真實(shí)田間尺度。

傳統(tǒng)方法往往難以反映真實(shí)農(nóng)場作業(yè)條件 —— 機(jī)械規(guī)模、土壤異質(zhì)性與環(huán)境因素都會(huì)帶來復(fù)雜影響。若缺乏可靠的田間尺度測(cè)量數(shù)據(jù)，不同減排措施的對(duì)比評(píng)估便始終存在不確定性。 

該研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一套優(yōu)化的動(dòng)態(tài)通量箱系統(tǒng)，可與商用糞漿施用設(shè)備同步作業(yè)。尤為關(guān)鍵的是，該通量箱系統(tǒng)搭配了基于光腔衰蕩光譜（CRDS）技術(shù)的 Picarro G2103 （現(xiàn)型號(hào) PI2103 ）氨氣分析儀，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高時(shí)間分辨率的氨氣監(jiān)測(cè)。

圖 1 - (a) 動(dòng)態(tài)通量箱示意圖（非等比例繪制）；(b) 動(dòng)態(tài)通量箱實(shí)物圖。更多信息詳見文獻(xiàn)

研究結(jié)果表明，該系統(tǒng)在人工施用、試驗(yàn)裝置及規(guī)?；瘷C(jī)械作業(yè)條件下，均可實(shí)現(xiàn)精確、可重復(fù)的測(cè)量。該系統(tǒng)能夠以較高精度開展重復(fù)排放測(cè)量，這是可靠評(píng)估減排措施的關(guān)鍵前提。

這項(xiàng)研究建立了農(nóng)業(yè)領(lǐng)域長期以來亟需的測(cè)量體系：在真實(shí)農(nóng)田條件下仍可達(dá)到實(shí)驗(yàn)室級(jí)精度的測(cè)量框架。

在驗(yàn)證測(cè)量方法可行的基礎(chǔ)上，Pedersen 團(tuán)隊(duì)在 2026 年的研究

隨著厭氧消化技術(shù)在全球范圍內(nèi)推廣，消化漿液作為肥料的應(yīng)用日益廣泛。然而，其化學(xué)特性可能加劇氨氣排放風(fēng)險(xiǎn)，使得最佳施用方式面臨新的不確定性。

研究團(tuán)隊(duì)采用動(dòng)態(tài)通量箱結(jié)合 Picarro 氨氣分析儀，開展了 12 組田間試驗(yàn)，對(duì)比不同漿液處理方式與施用技術(shù)。高時(shí)間分辨率數(shù)據(jù)使研究人員能夠精準(zhǔn)追蹤施肥后短期內(nèi)的排放特征，而這一階段正是氨氣損失的主要發(fā)生時(shí)期。

圖 2 - 奧胡斯大學(xué)田間試驗(yàn)：動(dòng)態(tài)通量箱系統(tǒng)中搭載 Picarro G2103 分析儀

研究結(jié)果揭示了一個(gè)重要事實(shí)：減排效果高度依賴消化液特性與施用方式。例如，將漿液進(jìn)行液相分離可使排放量降低 33%–83%；與常規(guī)條帶施用相比，加裝耙齒的改進(jìn)型拖靴施用技術(shù)可顯著降低排放。

或許最為重要的是，該研究表明并不存在單一通用的解決方案。可靠決策必須基于真實(shí)條件下的精準(zhǔn)測(cè)量，這進(jìn)一步凸顯了可信數(shù)據(jù)的重要性。

這些研究共同標(biāo)志著農(nóng)業(yè)排放研究的一次范式轉(zhuǎn)變。氨氣排放具有高度動(dòng)態(tài)性，通常在施用后數(shù)小時(shí)內(nèi)達(dá)到峰值，并對(duì)環(huán)境與操作變量快速響應(yīng)。低頻或間接測(cè)量往往會(huì)錯(cuò)過關(guān)鍵排放事件，從而導(dǎo)致結(jié)論不一致。

佩德森的研究通過將可靠的田間采樣與高精度 CRDS 氣體分析相結(jié)合，證實(shí)了連續(xù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能夠捕捉到此前無法觀測(cè)的排放動(dòng)態(tài)。由此可更清晰地認(rèn)識(shí)排放發(fā)生時(shí)間、變化原因以及哪些減排策略真正有效。

• 對(duì)科研人員而言，這有助于優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的對(duì)比研究。

• 對(duì)農(nóng)學(xué)家與農(nóng)戶而言，這有助于提高氮素利用效率，并做出更科學(xué)的田間管理決策。

• 對(duì)政策制定者而言，這為環(huán)境法規(guī)制定與報(bào)告體系提供了可靠依據(jù)。

Pedersen 的研究揭示了環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)普遍趨勢(shì)：研究進(jìn)展取決于測(cè)量的可靠性。

在農(nóng)業(yè)努力平衡生產(chǎn)效率與環(huán)境責(zé)任的過程中，在實(shí)際作業(yè)尺度上獲取可信排放數(shù)據(jù)的能力至關(guān)重要。基于 CRDS 技術(shù)的高精度分析儀，具備所需的靈敏度、穩(wěn)定性與時(shí)間分辨率，助力研究從估算走向直接觀測(cè)。

換言之：減排始于精準(zhǔn)測(cè)量。

該研究將先進(jìn)的氨氣監(jiān)測(cè)技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)用的田間工具，為科學(xué)、技術(shù)與農(nóng)業(yè)協(xié)同發(fā)展提供了藍(lán)圖 —— 將不確定性轉(zhuǎn)化為可落地的科學(xué)認(rèn)知，并以可信數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，助力構(gòu)建更可持續(xù)的未來。

Picarro PI2103 氣體濃度分析儀可對(duì) NH₃ 進(jìn)行超精確和穩(wěn)定的測(cè)量，其檢測(cè)限可達(dá)  ppt 級(jí)別，漂移可忽略不計(jì)。PI2103 氣體濃度分析儀是城市和大氣空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、顆粒物形成研究、牲畜排放定量、車輛排放定量、室內(nèi)空氣質(zhì)量和其他應(yīng)用的理想解決方案。額外的 CO₂ 量可用于代理氣體驗(yàn)證，簡化并取代了需要采用難以獲取的標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行的復(fù)雜校準(zhǔn)程序。儀器內(nèi)置水汽校正功能，自動(dòng)報(bào)告干氣體摩爾分?jǐn)?shù)，以幫助減少研究的復(fù)雜性和消耗品成本。

• 快速、連續(xù)、實(shí)時(shí)測(cè)量

• 卓越的靈敏度、精度和準(zhǔn)確度，幾乎無漂移

• 長期穩(wěn)定性好，無需頻繁校準(zhǔn)

• 測(cè)量水汽和二氧化碳，用于校正和驗(yàn)證

• 小尺寸，可在現(xiàn)場或?qū)嶒?yàn)室部署，無需耗材