مقالة منهجية

تصميم وتشغيل المستمر

25.4K مشاهدات

⸱

DOI:

10.3791/51117

⸱

يناير 16, 2014

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Natural Resource Ecology Laboratory, Colorado State University, 2Soil Plant Nutrient REsearch, USDA-ARS, 3Department of Soil and Crop Sciences, Colorado State University

في هذه المقالة

ملخص

ويوضح هذا الأسلوب كيفية بناء وتشغيل المستمر 13 و 15 C N النظائر وضع العلامات الغرفة لوضع العلامات موحدة أو الأنسجة النباتية التفاضلية. وتناقش نتائج ممثلة من التمثيل الغذائي ووضع العلامات الهيكلية للgerardii Andropogon.

الملخص

تتبع النظائر مستقرة نادرة من المواد النباتية من خلال النظام البيئي يوفر المعلومات الأكثر حساسية عن عمليات النظام الإيكولوجي؛ من CO 2 تدفقات وتشكيل المواد العضوية في التربة لنطاق صغير مستقر النظائر العلامات البيولوجية التحقيق. اقتران نظائر مستقرة متعددة مثل 13 مئوية مع 15 N، 18 O 2 H أو لديه القدرة على الكشف عن المزيد من المعلومات حول العلاقات متكافئة المعقدة خلال التحولات البيولوجية الكيميائية. وقد استخدمت النظائر المسمى المواد النباتية في دراسات مختلفة من التحلل القمامة وتشكيل المواد العضوية في التربة 1-4. من هذه الدراسات وغيرها، ومع ذلك، فقد أصبح من الواضح أن المكونات الهيكلية من المواد النباتية تتصرف بشكل مختلف عن مكونات التمثيل الغذائي (أي. مركبات الوزن الجزيئي المنخفض المرتشحة) من حيث استخدام الميكروبية وعلى المدى الطويل تخزين الكربون 5-7. القدرة على دراسة المكونات الهيكلية والأيضيوفر بشكل منفصل أداة قوية جديدة للنهوض طليعة الدراسات البيولوجية الكيميائية النظام الإيكولوجي. نحن هنا تصف طريقة لإنتاج 13 C و 15 N المسمى المواد النباتية التي وصفت إما بشكل موحد في جميع أنحاء المصنع أو تفاضلي المسمى في مكونات النبات الهيكلي والتمثيل الغذائي.

هنا، فإننا نقدم بناء وتشغيل المستمر 13 C و 15 N وضع العلامات الغرفة التي يمكن تعديلها لتلبية الاحتياجات البحثية المختلفة. ويتم إنتاج المواد النباتية وصفت بشكل موحد من قبل الوسم مستمر من الشتلات لحصاد فيما حقق التوسيم الفرق عن طريق إزالة النباتات التي تنمو من غرفة أسابيع قبل الحصاد. نتائج ممثلة من النمو Andropogon gerardii كاو إثبات قدرة النظام على كفاءة تسمية المواد النباتية على المستويات المستهدفة. من خلال هذا الأسلوب لدينا انتاج المواد النباتية مع 4.4٪ ذرة 13 C و 6.7٪ ذرة 15 </ sup> في تسمية النبات N موحدة، أو المواد التي يتم المسمى تفاضلي بنسبة تصل إلى 1.29٪ ذرة 13 C و 0.56٪ ذرة 15 N في التمثيل الغذائي والمكونات الهيكلية (المكونات المتبقية الماء الساخن الماء الساخن واستخراجها، على التوالي). التحديات تكمن في الحفاظ على درجة حرارة مناسبة، الرطوبة، CO 2 والتركيز، ومستويات الضوء في محكم 13 C-CO 2 الغلاف الجوي للإنتاج النباتي ناجحة. هذا الوصف غرفة يمثل أداة بحث مفيد بشكل فعال لإنتاج موحد أو تفاضلي متعدد النظائر المسمى المواد النباتية لاستخدامها في التجارب البيولوجية الكيميائية على النظام البيئي وركوب الدراجات.

المقدمة

فهم ديناميات عمليات التربة النباتية والغلاف الجوي هو أمر حاسم لالتنبؤ بدقة كيف أن الكربون العالمية (C) والنيتروجين (N) دورات وظيفة في ظل الظروف البيئية الحالية والمستقبلية. النظائر المستقرة هي أدوات قوية في الدراسات الكمية من النبات والتربة والغلاف الجوي C و N ركوب الدراجات. تتبع النظائر مستقرة نادرة من المواد النباتية من خلال النظام البيئي يوفر معلومات حساسة في دراسات الدراجات البيولوجية الكيميائية، من CO 2 تدفقات وتشكيل المواد العضوية في التربة إلى العلامات البيولوجية على نطاق صغير مستقر النظائر التحقيق مثل 4،8،9. الجمع بين 13 C وضع العلامات مع 15 N وضع العلامات، أو نظائر مستقرة أخرى مثل H 2 18 O أو في الأنسجة النباتية يوفر كشف عالية، ارجاعها، الركيزة بعد المعقدة للاستخدام في الدراسات المترابطة من النبات والكيمياء الحيوية التربة. القدرة موحد أو تفاضلي لتسمية الهيكلي والتمثيل الغذائي الإعلان المواد النباتيةس قدرة أخرى للتصدي لأسئلة معقدة حول C و N ركوب الدراجات من خلال النظم الإيكولوجية. الفائدة من استخدام النظائر المسمى المواد النباتية في الدراسات الكمية من C و N المحاسبة، ومع ذلك، يعتمد على القدرة على إنتاج 13 C و 15 N المواد المسمى إما أن يكون موحدا أو تفاضلي المسمى.

وقد استخدمت النظائر وضع العلامات في الدراسات التي تتناول النباتات C و N 10 الاستيعاب، وتخصيص 11 وrhizodeposition 12. يوفر موحد C 13 و 15 N المسمى المواد النباتية ركيزة المسمى معقدة للدراسات من القمامة التحلل 1،4 والتربة تشكيل المواد العضوية 2،6 والتربة CO 2 انبعاثات 4، دراسات التربة الشبكة الغذائية 13، ودراسات التربة C مرة الإقامة 2،14. الدراسات باستخدام الفحم النباتي 13 C المسمى من المواد النباتية وصفت هي بداية أيضا لتكشف عن معلومات جديدة عن التغاضي سابقاحمامات شار التربة 15. بينما 15 N، H 2، ووضع العلامات 18 O هي سهلة نسبيا لتحقيقها من خلال معالجة المياه والأسمدة، وجود التحدي في انتاج المواد النباتية بشكل موحد 13 C المسمى خلال 13 C-CO 2 التثبيت.

وضع العلامات النظائر المستمر من الشتلات إلى النضج في غرفة مغلقة تنتج النظائر وضع العلامات موحدة في جميع أنحاء المصنع. طرق أخرى مثل وضع العلامات المتكررة النبض 16 وتطبيق ورقي أو فتل 17،18 لا تنتج بشكل موحد النظائر المسمى المواد النباتية، ولا وضع العلامات واضحة التفاضلية للمركبات C-محددة (مثل التمثيل الغذائي مقابل الهيكلية) 19. أحد الاعتبارات الهامة في وضع العلامات النظائر ووصفها الكفاءة، وذلك بسبب ارتفاع تكلفة النظائر النادرة المركبات المخصب المستخدم في وضع العلامات. على الرغم من استمرار وضع العلامات 13 C قد استخدمت في الماضي 2-4،20، وليس هناك على حد علمناوصف تقني مفصل نشرت من غرفة المستمر مع وضع العلامات دليلا على كفاءة عالية ووضع العلامات ومراقبة دقيقة من المبلغ وتوحيد وضع العلامات النظائر.

في طليعة من التحلل القمامة والتربة البحوث تشكيل المواد العضوية غير مفهوم أن المواد النباتية التمثيل الغذائي (أي قابلة للرشح، وانخفاض الوزن الجزيئي المركبات عطوب) والمواد النباتية الهيكلية (أي. اللجنين، السليلوز، هيميسيلولوز) يتم معالجتها بشكل مختلف من حيث الميكروبية استخدام الكفاءة، وتشكيل المواد العضوية في التربة، وعلى المدى الطويل C التربة تخزين 5-7. المواد النباتية التي يتم المسمى تفاضلي في المكونات الهيكلية والتمثيل الغذائي لها، وبالتالي، هو أداة مفيدة في تعزيز تحلل القمامة والتربة البحوث تشكيل المواد العضوية. وضع العلامات التفضيلية مع النظائر مزدوج يسمح لتعقب العناصر الهيكلية والأيض بشكل منفصل من خلال النظام البيئي باستخدام تجمع متعدد النظائر التقنيهه 21.

وضع العلامات النظائر المستمر مع 13 C والنظائر الأخرى في غرفة مغلقة يتطلب عناية فائقة لزرع الظروف الفسيولوجية لزيادة الإنتاجية النباتية والنظائر كفاءة وضع العلامات. يجب أن يكون للرقابة المسامير درجة الحرارة خلال النهار لمنع الضرر النبات عند زراعة في غرفة محكمة الإغلاق. ويلزم مجموعة الأمثل للالرطوبة ودرجة الحرارة للحفاظ على فتح الثغور النباتية وامتصاص ثاني أكسيد الكربون 2 22. مستويات عالية من الرطوبة السبب تعفير من جدران الغرفة، مما يقلل توافر الضوء، وربما تلف هيكل الغرفة. دراسة متأنية لوضع العلامات النظائر الكفاءة من خلال القضاء على النظائر الطبيعية وفرة من الغرفة (على سبيل المثال قادمة من الوضع في القدر مع المواد العضوية في التربة) ومنع التعرض للهواء الخارجي من المهم عند العمل مع النظائر الثقيلة المركبات المسمى مكلفة.

هنا، فإننا نقدم وسيلة لبناء وتشغيل والمستمر المزدوج 13 و 15 C N النظائر غرفة التوسيم لإنتاج المواد النباتية التي وصفت إما موحد أو لديه المكونات الهيكلية والتمثيل الغذائي لها وصفت في مستويات متميزة. يتم التحكم 13 C وضع العلامات على مستوى الدائرة، في حين الإخصاب و15 N وضع العلامات هو التحكم في مستوى وعاء على حدة. وتظهر نتائج ممثل للتدليل على قدرة هذا الأسلوب للسيطرة على درجة الحرارة والرطوبة وثاني أكسيد الكربون 2 تركيز طوال موسم النمو. النتائج من النمو Andropogon gerardii، كاو أيضا إثبات قدرة هذه الطريقة على إنتاج المواد النباتية وصفت بشكل موحد أو تفاضلي. تصميم غرفة وتشغيل نظام معين وصفها يمكن تعديلها لتنمو الأنواع النباتية المختلفة، وكذلك لاستيعاب 2 H 18 O أو وضع العلامات.

البروتوكول

1. البناء الغرفة

  1. بناء غرفة التوسيم في دفيئة للسماح لأقصى قدر من إمكانات الضوء الطبيعي لنمو النبات. تأكد من أن إمدادات الطاقة الكافية متاحة لجميع مكونات السلطة الغرفة.
  2. بناء غرفة التوسيم عن طريق تركيب 3.175 مم جدران سميكة الاكريليك الشفاف (البولي شأنه أيضا أن تكون مناسبة) و6.35 ملم السقف الاكريليك شفافة سميكة على هيكل من الألومنيوم مع الأبيض رسمت الكلمة الصلب لتحقيق أقصى قدر من الانعكاس الشمسي. أبعاد الغرفة يمكن أن تكون مصممة لتناسب الاحتياجات البحثية الفردية.
  3. جبل غرفة على ¾ في (19 ملم) على الطوب والخشب الرقائقي.
  4. الحفر في الزجاج والاكريليك، وهيكل من الألومنيوم والصلب والكلمة مسامير استخدام لربط جميع المكونات معا.
  5. ختم جميع طبقات مع سيليكون يسد لضمان ختم محكم.
  6. بناء الباب عن طريق تركيب مقطع واحد من ألواح الاكريليك على مسامير طويلة، والتي يمكن ثمل أسفل باستخدام ريموالمكسرات الجناح vable.
  7. ختم الباب مع الطقس تجريد لمنع تسرب الهواء.
  8. تحديد المنطقة المتاخمة مباشرة إلى غرفة ومركز السيطرة على جبل جميع درجات الحرارة، والرطوبة، CO 2 الضوابط، ومعدات للرصد.
  9. حفر ثقوب صغيرة بعناية في جدار الغرفة المجاورة لمركز التحكم لجميع الأسلاك الكهربائية وأنابيب الغاز. استخدام سيليكون يسد لاغلاق الثقوب حول جميع الأسلاك والأنابيب لمنع تسرب الهواء.
  10. اختبار الغرفة لتسرب الهواء عن طريق ملء ذلك مع مستوى عال من CO 2 (على سبيل المثال 800 جزء في المليون) والسماح لها الجلوس بين عشية وضحاها. إذا تم الحفاظ على تركيز CO 2 في غرفة في مستواه الأصلي فهو محكم. في حالة انخفاض تركيز بين عشية وضحاها ثم ينبغي فحص جميع طبقات وأعادت مع سيليكون يسد حتى يتحقق ختم محكم.
  11. لبعض النباتات تتكيف مع ظروف الإضاءة العالية، إضافة أضواء متصلة الموقت إلى الخارج الفوري للجهامبر لزيادة انتشار الضوء وإنتاجية النبات.

2. درجة الحرارة والرطوبة الضوابط

  1. تنظيم درجة حرارة الغرفة عن طريق تثبيت نوع انقسام مكيف الهواء التجاري مع التبريد (المبخر) لفائف الموجود داخل الغرفة والضاغط والمكثف لفائف تقع خارج الدفيئة لتبديد الحرارة. ضبط مكيف الهواء للحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة.
  2. استخدام مزيل الرطوبة غرفة صغيرة للتحكم في الرطوبة في الغرفة.
    1. حفر حفرة الصرف الصحي من خلال الكلمة من الغرفة المجاورة لمزيل الرطوبة.
    2. إزالة جامع المكثفات من مزيل الرطوبة، وربط أنبوب التصريف من مزيل الرطوبة من خلال ثقب الصرف في أرضية الغرفة.
    3. تحت الحجرة، وضع جرة مفتوحة مملوءة بالماء لمزيل الرطوبة لاستنزاف مباشرة في. وهذا يخلق ختم محكم ولكن أيضا السماح للضغط موازنة.
    3. تثبيت وحدة تحكم، مثل وحدة تحكم أوميغا الأجهزة الخادمة iSeries، في مركز التحكم مع جهاز استشعار الرطوبة داخل الغرفة.
    1. ربط وحدة تحكم لنظام التجفيف مع تتابع الحالة الصلبة وتعيين ضابط الرطوبة مع جهاز إنذار عالية وتأرجح للحفاظ على الظروف المثلى نموا في الغرفة. درجة الحرارة والرطوبة الظروف المثلى سوف تختلف عن الأنواع النباتية المختلفة.

3. CO 2 الضوابط

  1. وحققت 13 C-CO 2 تخصيب باستخدام اثنين CO الدبابات نقية الغاز 2، واحد من 10٪ ذرة 13 C-CO 2 أو أعلى واحدة من 1.1٪ ذرة 13 C-CO 2 (وفرة الطبيعية).
  2. رصد CO 2 التركيز من خلال وجود مضخة الحجاب الحاجز رسم باستمرار الهواء من خلال غرفة محلل الغاز الأشعة تحت الحمراء (IRGA) ثم ضخ الهواء مرة أخرى إلى الغرفة، وبالتالي الحفاظ على نظام مغلق (الشكل 1).
  3. حد ذاتهاتا إنذار منخفضة والفرقة القتلى على البرنامج IRGA للحفاظ على تركيزات ثاني أكسيد الكربون 2 ضمن النطاق المطلوب. هنا، ونحن نستخدم جهاز إنذار منخفضة من 360 جزء في المليون مع الفرقة 40 صفحة في الدقيقة للحفاظ على القتلى CO 2 تركيزات بين 360-400 جزء في المليون.
  4. ربط صمام القياس لكل خزان وتعديلها بعناية لتحقيق المستوى المستهدف لتخصيب C 13. تعيين المنظمين دبابات إلى 20 رطل.
  5. إدراج صمام الملف اللولبي صمام بين القياس والمنظم لكل خزان. الانضمام إلى منافذ للصمامات القياس اثنين معا والأنابيب لهم في وسط الغرفة. سلك تتابع الحالة الصلبة إلى الإخراج IRGA للسيطرة على الملف اللولبي الصمامات (الشكل 1).

4. نظام المراقبة عن بعد على شبكة الإنترنت

  1. رصد تركيزات ثاني أكسيد الكربون 2 من برنامج IRGA عن طريق تسجيل الدخول إلى ملف المحلية مرة واحدة كل 30 ثانية.
  2. إنشاء المرافق المخصصة (على سبيل المثال في بيرل أو لغة برمجة أخرى) لاختيارحتى الإدخالات من ملف تسجيل CO 2 المحلية، جنبا إلى جنب مع الطابع الزمني الكمبيوتر المحمول الحالية، وتحميلها على شبكة الإنترنت تطبيق الخلفية.
  3. تعيين تطبيق ويب الاستعلام عن درجة الحرارة والرطوبة بيانات الاستشعار.
  4. استخدام نظام مراقبة للتحقق من حالة من درجة الحرارة في غرفة كل خمس دقائق لمنع ارتفاع درجة الحرارة المحتملة التي من شأنها أن تدمر النباتات إذا فشل نظام تكييف الهواء.
  5. رصد CO 2، ودرجة الحرارة والرطوبة البيانات على أي متصفح ويب قياسي بحيث أن أي ارتفاع في درجة الحرارة غير متوقعة أو CO 2 قطرات يمكن وحضر إلى فورا.

5. نظام الري

  1. حفر فتحة واحدة صغيرة في جدار غرفة زجاج الاكريليك في وعاء.
  2. استخدام أنابيب الري بالتنقيط لإنشاء واحد خاتم الري في وعاء وتغذية أنابيب الري من خلال جدار الغرفة إلى الخارج.
  3. ختم ثقوب حول أنابيب الري مع سيليكون يسدلمنع تسرب الهواء.
  4. على السطح الخارجي للغرفة، وربط أنابيب الري إلى أنابيب للمضخة تحوي.
  5. استخدام المشبك خرطوم صغير لإغلاق جميع أنابيب الري لمنع تسرب الهواء بين سقي.

6. بوتينغ النباتات

  1. تحديد حجم وعاء مناسبا للنباتات تزرع. هنا، 40، 15 L تستخدم الأواني.
  2. خلق مزيج بوتينغ خالية من التربة عن طريق خلط الرمل، والخس، والبيانات الشخصية السيراميك التي يسهل اختراقها.
  3. اختبار القدرة على الاحتفاظ بالمياه من مزيج بوتينغ من قبل وزنها تملأ وعاء جاف، تمرغ في وعاء مع الماء والسماح لها استنزاف تماما، ويزن وعاء الرطب. استخدام هذا أقصى قدرة الاحتفاظ بالماء للتأكد من أن الزائدة وصفت الأسمدة والمياه لا تتسرب من خلال الأواني سقي.
  4. تنبت البذور في تربة قبل زراعتها في الأواني. هذا يضمن أن يتم البذور التي نبتت فقط بنجاح في غرفة التوسيم.
  5. تطعيم ر انه الشتلات مع الطين التربة جديدة لإدخال الميكروبات النافعة.
  6. مرة واحدة وقد نبتت بذور، زرع الشتلات بعناية إلى الأواني في الرقم المطلوب.
  7. مرة واحدة بوعاء، نقل الأواني في غرفة وتجميع كل وعاء مع خرطوم الري الفردية.

7. ختم الغرفة

  1. عندما ختم أول الباب إلى غرفة كتلة كبيرة من الهواء الخارجي يملأ الفضاء غرفة. فرك من هذا CO 2 الخارجية من خلال ربط جهاز تنقية الصودا الجير إلى مضخة الهواء لتنظيف تركيز CO 2 وصولا الى 200-250 على الأقل جزء في المليون قبل ملء الغرفة ما يصل الى 400 جزء في المليون باستخدام خليط خزان 13 C-CO 2.
  2. في محاولة للحفاظ إغلاق غرفة خلال مدة موسم النمو للحد من وفرة الطبيعية CO 2 التلوث.
  3. مراقبة نمو النبات بصريا والتسميد والري وضبط وفقا للطلب.
itle "> 8. التسميد والري

  1. استخدام حل الأسمدة، مثل حل لهوغلاند تعديل البالغ عددهم 23، لتسميد النباتات من خلال نظام الري.
  2. تسمية الأسمدة مع 15 N باستخدام 15 N-KNO 3 subsolution في استهدافا ذرة 15٪ N المستوى عن طريق خلط 98٪ ذرة 15 N-KNO 3 مع وفرة الطبيعية N-15 KNO 3 (0.37٪ ذرة 15 N).
  3. خلط ما يكفي من الحل الأسمدة على كل حدث الإخصاب للغرفة بأكملها، استنادا إلى القدرة على الاحتفاظ بالمياه من مزيج الوضع في القدر. وضع كمية مناسبة من الأسمدة لوعاء واحد في وعاء زجاجي، وإعداد ما يصل الجرار هناك الأواني.
  4. Unclamp خراطيم الري ووضع كل منهم في وعاء مع الحل الأسمدة، ومن ثم ربطها مضخة تحوي.
  5. محطات المياه عن طريق ضخ المياه من خلال مضخة تحوي من خلال معهد بحوث الارز الدولى بالتنقيط الفرديةخراطيم gation بانتظام كما تحتاج إليها النباتات.
  6. التسميد مع حل هوغلاند ينبغي متابعة الطلب النبات أو التصميم التجريبي، مع زيادة الطلب على المواد الغذائية كما يزيد إنتاجية النبات لزيادة الإنتاجية.
  7. الأول، ضخ الحل هوغلاند من خلال خرطوم الري، ثم ضخ شطف المياه من خلال تقليل نمو الطحالب والبكتيريا في الأنابيب.
  8. Reclamp جميع خراطيم بعد الإخصاب والري للقضاء على تسرب الهواء الغرفة.

9. موحدة والتفاضلية وصفها

  1. لوصفها الفرق من المكونات الهيكلية والتمثيل الغذائي، وإزالة النباتات من غرفة التوسيم 1-3 أسابيع قبل موسم الحصاد. النباتات التي هي ليكون المسمى موحد يمكن أن تبقى في غرفة مغلقة وضع العلامات بشكل مستمر حتى الحصاد والمروية مع حل 15 N-هوغلاند ل.
  2. الحفاظ على النباتات في الدفيئة إزالة خلال هذا الوقت بحيث تلقي الضوء الكافي وCO 2 في الوفرة الطبيعية 13 C.
  3. لالتفاضلية 15 N وضع العلامات، والاستمرار في تسميد وري النباتات كالمعتاد، ولكن استخدام وفرة الطبيعية N-15 KNO 3 في حل الأسمدة هوغلاند ل.

10. حصاد

  1. وقف سقي النباتات 1 الاسبوع قبل الحصاد حتى تبدأ النباتات لsenesce وبوتينغ المتوسطة يجف.
  2. فتح غرفة ونقل الأواني من لقطة فورية والحصاد من الكتلة الحيوية فوق الأرض
  3. من اجل الخروج من مزيج بوتينغ والجذور على الشاشة الخشنة.
  4. استخدام الشاشة لفصل الجذور من مزيج بوتينغ ويهز الجذور الحرة من مزيج الوضع في القدر.
  5. وضع الجذور على 2 مم منخل وشطف لهم بالماء لإزالة أي مواد بوتينغ المتبقية. استخدام ملاقط لإزالة أي الخس التي قد تتشبث الجذور.
  6. تسمح جذور في الهواء الجاف استعدادا لإجراء التجارب في المستقبل.

ق = "jove_title"> 11. الكيمياء القمامة

  1. وزن المواد النباتية الهواء الجاف لتحديد الكتلة الحيوية الغرفة وضع العلامات.
  2. طحن عينة فرعية للتحليل الكيميائي.
  3. وضع 2.0 غرام من فرن المجفف (60 ° C) حمض القمامة في 125 مل غسلها القارورة وإضافة 50 مل من الماء منزوع الأيونات.
  4. وضع العينة على مسخن (60 درجة مئوية) لوحة النمام ووضع شريط النمام في قارورة. تعيين التحريك لمدة 200 دورة في الدقيقة، والسماح للعينة لتسخين لمدة 30 دقيقة.
  5. بعد 30 دقيقة، وتحديد الحل القمامة خلال 20 ميكرومتر شبكة النايلون على نظام الترشيح فراغ.
  6. نقل إلى استخراج حمض preweighed أنبوب غسلها وتجميدها.
  7. نقل مخلفات القمامة الصلبة لعموم الألومنيوم preweighed وجافة عند 60 درجة مئوية. تزن عموم القمامة وبعد التجفيف لتحديد بقايا الماء الساخن الشامل.
  8. تجميد تجفيف استخراج الماء الساخن وتزن لتحديد استخراج المياه الساخنة الشامل.
  9. تحليل فرن المجفف (60 ° C) والقمامة، وتجميد المجفف الماء الساخناستخراج، وفرن المجفف بقايا الماء الساخن في محلل عنصري - نسبة النظائر مطياف الكتلة (EA-IRMS).

النتائج

غرفة وضع العلامات لدينا هو 1.2 متر x 2.4 متر x 3.6 متر في الحجم ويحمل 40،15 L الأواني (الشكل 1). الحفاظ على نظام مراقبة محوسب IRGA CO 2 تركيزات بين قيمنا مجموعة من 360 و 400 جزء في المليون خلال الفترة النشطة التمثيل الضوئي اليوم (الشكل 2A). أثار انخفاض ميزة التنبيه CO 2 على IRGA الملف اللولبي الصمامات للسماح CO 2 من 13 C المخصب والدبابات وفرة الطبيعية في غرفة عندما انخفض تركيز أقل من الحد الأدنى لعتبة (360 جزء في المليون على سبيل المثال). توقف ميزة الفرقة القتلى تدفق عندما وصلت إلى نقطة التركيز مجموعة العلوي (400 جزء في المليون على سبيل المثال). درجة حرارة الأجهزة الخادمة iSeries ونظام مراقبة الرطوبة متصلا مكيف الهواء، ومزيل الرطوبة الظروف المناخية التي عقدت ضمن مجموعة المعلمات في جميع أنحاء موسم النمو (الشكل 2B). استخدمنا طن واحد (3.5 كيلوواط) وحدة تكييف الهواء لكهEP غرفة باردة.

يسمح نظام المراقبة عن بعد تسجيل البيانات ليتم عرضه في أي وقت عن طريق متصفح ويب قياسي. وأخذت عينات من CO 2 تركيزات ودرجة الحرارة والرطوبة القيم بنسبة تطبيق ويب لعرض الرسوم البيانية على مدى ساعة الماضية 24-240، في 24 ساعة الزيادات. هذا خلق بصرية سريعة للتأكد من أن التقلبات اليومية كانت في حدود المتوقع. وأظهر عرض واجهة الويب أيضا وضع المجلس الحالي، وكذلك التنبيهات التي قدمت إلى المشاكل المحتملة مثل عدم تلقي البيانات الأخيرة. في أي وقت ويمكن أيضا أن يتم تحميل بيانات كاملة من واجهة الويب.

قمنا بقياس التمثيل الضوئي الإشعاع النشط (PAR) في الداخل والخارج من الغرفة في أربع نقاط مع وبدون الأضواء في منتصف الصيف ومنتصف النهار باستخدام جهاز استشعار الكم فوري. كان PAR في مجلس النواب 31.5٪ من الخارج عندما الاضواء غرفة ثيحرث خارج وانخفاض 22٪ من الخارج عندما كانت الأضواء على. وبالتالي، تساعد أضواء الغرفة إلى زيادة كبيرة في اختراق PAR داخل غرفة بنسبة 9.5٪ (P <0.05).

كان لدينا نظام وضع العلامات المستمر قادرة على انتاج 2759 غرام من A. الكتلة الحيوية gerardii، كان 37٪ من الكتلة الحيوية فوق الأرض والتي كانت 63٪ من الكتلة الحيوية التي belowground. حققنا 4.4٪ ذرة 13 C التسمية لدينا مصنع كامل في المواد النباتية موحدة عن طريق تعيين الملف اللولبي الصمامات على اثنين من CO 2 الدبابات وفقا لذلك (الشكل 1، الجدول 1). حققنا 6.7 ذرة 15٪ N التسمية مصنع كامل في منطقتنا المواد النباتية موحدة عن طريق خلط 98 ذرة 15٪ N-KNO 3 مع 0.37 ذرة 15٪ N-KNO 3 في KNO 3 subsolution من حل لهوغلاند تعديل البالغ عددهم 23 (الجدول 1) . نحن سقى A. gerardii الأسبوعية مع 750 مل السائل الإجمالي (المياه بالإضافة إلى حل هوغلاند في) في جميع أنحاء البحر نمواالابن. نحن المخصبة مع 200-500 مل من 15 N المسمى حل هوغلاند لفي الأسبوع اعتمادا على إنتاجية النبات.

نحن تستخدم طريقة استخراج الماء الساخن لتحديد ما إذا كانت هناك اختلافات بين النظائر موحدة والمواد النباتية المسمى تفاضلي. للنباتات وصفت تفاضلي، بناء على الحصاد أزلنا أي الأوراق التي كانت ميتة تماما، والتعامل مع هذه بشكل منفصل كما كانت من المحتمل أن لا صفت بشكل مختلف. عند النظر في 13 C المحتوى، وكانت كل الأيام الأربعة التأسيس تختلف كثيرا عن بعضها البعض لمصنع كامل واستخراج الماء الساخن، ولكن لهذا اليوم بقايا الماء الساخن 14 و 22 كانت لا تختلف كثيرا عن بعضها البعض (الجدول 1). عند المقارنة بين الكسور الأنسجة النباتية ضمن كل يوم، كان استخراج الماء الساخن وبقايا مختلفة كثيرا عن بعضها البعض من أجل كل أربعة أيام وبعد يوم 22 مصنع كامل، واستخراج، وبقايا كانت جميع significantly مختلفة عن بعضها البعض (الجدول 1). ل15 N إدماجها في مكونات النباتات، كانت هناك اختلافات بين أيام التأسيس والأنسجة النباتية الكسور. لاستخراج الماء الساخن كل أربعة من أيام التأسيس كانت مختلفة كثيرا عن بعضها البعض لمدة 15 N، وللمصنع كامل والماء الساخن بقايا كانت الأيام أقصر التأسيس مختلفة كثيرا عن أيام أطول التأسيس (الجدول 1). كانت الكسور الأنسجة النباتية في النباتات موحدة لا تختلف كثيرا عن بعضها البعض في 15 N، ولكن كان استخراج الماء الساخن وبقايا مختلفة كثيرا عن بعضها البعض في 15 N لالقمامة المسمى تفاضلي.

تم الإبلاغ عن جميع القيم النظائر باستخدام تدوين النسبة المئوية ذرة (ذرة٪) (المعادلة 1)، وهو منهج أكثر دقة من٪ للاستخدام في مستويات عالية من الثقيلةتخصيب النظائر 21. على سبيل المثال:

figure-results-1 (1)

لهذه الدراسة، ركضنا التحليلات الإحصائية باستخدام الإصدار 9.2 SAS. اختبرنا الاختلافات بين غرفة ضوء المستويات الداخلية والخارجية باستخدام إقران اختبار t. اختبرنا الاختلافات بين C 13 و 15 N وسم مقتطفات الماء الساخن وبقايا الماء الساخن باستخدام تحليل التباين الأحادي (ANOVA) في PROC ANOVA. كنا مجموعة متعددة اختبار دنكان لتحليل مقارنات متعددة. تم قبول أهمية في المستوى P 0.05. استخدمنا اختبار يلكوكسون رتبة المبلغ لاختبار أن البيانات التقى افتراضات التحليل.

figure-results-2
الشكل 1. Schematجيم مخطط من 40 وعاء سعة المستمر متعدد النظائر وضع العلامات غرفة من رأي العين الطير. الخطوط المنقطة تمثل الأسلاك الكهربائية، بينما تمثل خطوط الصلبة الغاز أو أنابيب المياه. اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.

figure-results-3
. الشكل 2 أ) متوسط ​​CO تركيز 2 (جزء في المليون) (+ / - SE) على مدى فترة أربع وعشرين ساعة لموسم كامل النمو B) متوسط ​​درجة الحرارة (درجة مئوية)، والدوائر المفتوحة، والرطوبة (٪)، أغلقت الدوائر (+ / - SE) على مدى فترة أربع وعشرين ساعة لموسم كامل النمو انقر هنا لعرض أكبر ايمالعمر.

موحدة (0) التفاضلية (7) الفرق (14) الفرق (22)
القمامة كله 13 C اتوم٪ 4.46 ± 0.02 االعاب 3.93 ± 0.05 با 3.64 ± 0.03 كا 3.35 ± 0.06 ديسيبل
15 N اتوم٪ 6.69 ± 0.07 أأ 6.72 ± 0.01 أأ 6.33 ± 0.06 با 6.41 ± 0.07 با
استخراج الماء الساخن 13 C اتوم٪ 4.59 ± 0.04 أأ 3.35 ± 0.06 ب ب 2.79 ± 0.06 البنك التجاري 2.37 ± 0.03 العاصمة
15 N اتوم٪ 6.69 ± 0.03 أأ 6.43 ± 0.01 ب ب 5.89 ± 0.07 ديسيبل 6.16 ± 0.05 البنك التجاري
بقايا الماء الساخن 13 C اتوم٪ 4.37 ± 0.06 أب 4.1 ± 0.03 با 3.79 ± 0.10 كا 3.66 ± 0.05 كا
15 N اتوم٪ 6.57 ± 0.04 با 6.71 ± 0.02 أأ 6.45 ± 0.02 كا 6.44 ± 0.03 كا

الجدول 1. تكوين النظائر والكيمياء القمامة لموحدة والقمامة المسمى تفاضلي. أيام الوسم الفرق خارج الغرفة هي بين قوسين. مقارنات بين أيام التأسيس في حروف (عبر الصفوف) وبين الكسور القمامة في أقل الأحرف (أسفل الأعمدة) لكل متغير.

المناقشة

تم استخدام هذا التصميم لوضع العلامات المستمر غرفة لإنتاج النظائر بشكل موحد وتفاضلي C 13 و 15 وصفت N A. gerardii لحقل اللاحقة والتجارب المعملية. خلال ثلاثة مواسم النمو من العملية، وغرفة وحافظت في درجة الحرارة والرطوبة وثاني أكسيد الكربون 2 تركيزات داخل المعلمات مجموعة (الشكل 2) بنجاح. الاعتماد على نظام التحكم في درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية خلال ذروة فصل الصيف عندما الإشعاع الشمسي الكبير، قد يؤدي ارتفاع درجة الحرارة في غرفة محكمة الغلق. القضاء على الرطوبة الزائدة الناجمة عن النتح من النباتات التي تنمو يضمن أن تبقى الثغور مفتوحة لامتصاص النبات الضوئي 22 وأن تكثيف الماء لا تمنع اختراق الضوء أو تلف هيكل الغرفة.

الحفاظ على المراقبة المستمرة بالقرب من CO 2 التركيز من قبل البرنامج IRGA المستمر13 C وسم النباتات في حين أنها كانت تنمو في الغرفة. ويرجع ذلك إلى النشاط الضوئي عالية من A. gerardii نموا في هذه القاعة، تم حقن ثاني أكسيد الكربون 2 في النظام بشكل متكرر خلال ساعات النهار من ذروة موسم النمو عندما وجه النشاط الضوئي CO 2 تركيزات وصولا الى 360 جزء في المليون، تقريبا كل 15-20 دقيقة. والقياس من التخصيب وفرة الطبيعية 13 C-CO 2 الدبابات يسمح لرقابة 4.4٪ ذرة 13 C الغلاف الجوي خلال موسم النمو لوضع العلامات موحدة الأنسجة النباتية 13 C-CO يمكن أيضا أن يتحقق الإنتاج 2 عن طريق خلط 13 C-الصوديوم بيكربونات أو كربونات C-13 الصوديوم وحمض الهيدروكلوريك، ولكن هذا النوع من النظام هو أكثر تعقيدا ويتطلب المزيد من المتابعة والصيانة، ولذا فإننا نوصي باستخدام 13 C-CO 2 الغاز. أحد الاعتبارات الهامة لرصد CO 2 بغية دراسته واقرارهntrations باستخدام IRGA هو أن تحليل الأشعة تحت الحمراء تفقد ثلثي حساسيتها عند قياس 13 C-CO 2. كان هذا التقليل من حوالي 2.9٪ جزء في المليون لدينا 4.4٪ 13 C-CO 2 الخليط لا مصدر قلق كبير بالنسبة لنا، ولكن يمكن أن تصبح قضية أكثر أهمية عندما وصفها في أعلى مستويات 13 C 27.

A. gerardii هو الموسم الحار tallgrass الدائمة البراري الأنواع graminoid. تم تحسين تصميم هذه القاعة لA. إنتاج gerardii (الشكل 1). وقد تم اختيار حجم وارتفاع للغرفة في الاعتبار لتحقيق أقصى قدر من الإنتاجية ارتفاع A. gerardii في هذا المجال، فضلا عن المطلوب إنتاج الكتلة الحيوية النباتية للتجارب المستقبلية. A. ومن المعروف gerardii أن تكون خفيفة محدودة في مجال 24،25. PAR داخل الدفيئة يمكن أن تقلص من قبل 30-47٪ بالمقارنة مع مستويات الخارجي 26. منذ مصنعناوقد نمت ليالي في غرفة زجاج الاكريليك داخل الدفيئة، وكان الحد PAR مصدرا للقلق. عند تشغيله، وزيادة مصابيح الفلورسنت PAR داخل غرفة بنسبة 9.5٪، والتي ربما تكون قد ساعدت على زيادة الإنتاجية في ضوء ذلك الأنواع الحساسة. عند استخدام هذا التصميم غرفة تنمو أنواع أخرى من النباتات احتياجات فسيولوجية معينة مثل الحجم، والإضاءة، ومطالب المواد الغذائية، وحساسية في درجة الحرارة، ورطوبة التربة يجب أن تكون مصممة بعناية للحفاظ على الظروف المثلى المتزايد على النباتات.

عند العمل مع مركبات باهظة الثمن المسمى isotopically، مثل 10٪ ذرة 13 C-CO 2 و 98٪ ذرة 15 N-KNO 3، كفاءة الوسم هو من الاعتبارات المهمة. هذا تصميم غرفة يحسن 13 C وضع العلامات بجعل كل الجهود لاغلاق الغرفة وتقليل تسرب الهواء إلى داخل وخارج القاعة. إذا تم فتح هذه القاعة أبدا خلال موسم النمو، ثم لا شيء من تسمية 13 Cإد CO 2 من الغرفة وتسربت إلى الغلاف الجوي. وCO 2 بناء التنفس أثناء الليل لا يبدو أن تلف النباتات التي تنمو وتتخذ بسرعة بعد شروق الشمس (الشكل 2). خلال وضع العلامات التفضيلية، افتتح الغرفة لفترة وجيزة لإزالة الأواني وصفت بشكل مختلف ولكن هذا لا يبدو لتخفيف 4.4٪ ذرة وسم 13 C المستهدفة من النباتات وصفت بشكل مستمر (الجدول 1). تم تحسين 13 C وضع العلامات أيضا تنقية خارج المحاصرين الهواء في الغلاف الجوي الأولي في غرفة على الختم. خلال الاختبارات الأولية على غرفة دون فرك الأولي من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي 2، تم قياس النباتات لديها المخفف مستوى 13 C في أول الأوراق المنتجة من الأوراق في وقت لاحق في إنتاجها. يظهر فرك الأولي من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي 2 على إغلاق غرفة للقضاء على هذه المشكلة عن طريق السماح لاستمرار وضع العلامات 13 C منالشتلات حتى تاريخ الاستحقاق. الحفاظ على خليط بوتينغ خالية من التربة الرملية، الخس، والطين كما يلغي فرة الطبيعية CO 2 تلوث التربة من التنفس. القضاء على التربة من النظام لا يتطلب الإخصاب والتلقيح الاعتبارات حذرا، والتي قد تكون فريدة من نوعها لأنواع النباتات المختلفة. 15 N وضع العلامات من خلال 7 ذرة٪ 15 حل N Hoegland المستهدفة تنتج المواد النباتية وصفت للغاية عند 6.7 ذرة 15٪ N (الجدول 1). قد يكون سبب تخفيف طفيف من تسمية 15 N مستهدفة من قبل بعض فرة الطبيعية N في مزيج الوضع في القدر أو من التلقيح التربة الأصلية.

خلال التخليق الحيوي للمركبات والتمييز الطبيعي من 13 C (أو 15 غ) ويحدث نتيجة لتجزئة الحركية وتوزيع النظائر nonstatistical في المركبات توليفها. وبالتالي، في حالة C، والمنتجات الثانوية (مثل الدهونومركبات الفينول) ونضبت عموما في 13 C بالمقارنة مع المنتجات الأولية (الكربوهيدرات). يظهر هذا التمييز الطبيعية 13 C أن تستمر أيضا عندما تزرع النباتات في المخصب 13 C الغلاف الجوي، كما يمكن أن يرى في اختلاف طفيف في ذرة٪ 13 C من مقتطفات الماء الساخن وبقايا الماء الساخن من النباتات وصفت بشكل موحد (الجدول 1 ). هذا التجزيء الحركية الطبيعية صغيرة جدا بالمقارنة مع التخصيب ولا تساوم على وحدة وصفها.

وضع العلامات التفضيلية من الأنسجة النباتية الهيكلية والأيض هو أسلوب الرواية مع احتمال الدراسات المتقدمة في التحلل القمامة، والبيئة الميكروبية وتشكيل المواد العضوية في التربة. الفرق في 13 و 15 C N من مقتطفات الماء الساخن وبقايا الماء الساخن يشير إلى تخفيف كبير من 13 و 15 C N في المرتشحة، وانخفاضمركبات الوزن الجزيئي (مقتطفات الماء الساخن) من المواد النباتية الهيكلية (بقايا الماء الساخن) بعد 7 و 14 و 22 يوما من وضع العلامات التفضيلية (P <0.005). هذا الوسم الفرق من الأنسجة النباتية يمكن استخدامها لتتبع مصير المكونات الهيكلية والأيض بشكل منفصل من خلال نظام بيئي. كان وضع العلامات الفرق 13 C أكثر تطرفا من 15 N وضع العلامات التفاضلية. قد يكون هذا بسبب الطابع الملح ل13 C التخفيف عند إزالة النباتات من الجو وصفت 13 C-CO 2، في حين أن التسمية N 15 لا يزال في مزيج بوتينغ لبعض الوقت وتحدث 15 N التخفيف ببطء أكثر. لمزيد من وضع العلامات الفرق جذرية من 15 N، يمكن للمرء أن ينظر بيغ الأواني بالماء قبل الإخصاب وفرة الطبيعية خلال الأسابيع الأخيرة من النمو خارج الغرفة.

تصميم وتشغيل هذا مستمر 13 </ سوب> C و 15 N نظام وضع العلامات على الزي المدرسي أو الفرق، التمثيل الغذائي والهيكلية، ووضع العلامات الأنسجة النباتية يوفر طريقة جديدة لإنتاج المواد النباتية المسمى isotopically للأبحاث المتقدمة. وقد تم اختيار التصميم والتفاصيل التشغيلية لهذه القاعة ل4.4٪ ذرة 13 C و 7٪ ذرة 15 N وسم A. gerardii، ولكن يمكن أن تكون مصممة لأنواع نباتية أخرى ومستويات وضع العلامات النظائر. ظروف النمو وصفها هنا يجب أن تكون مصممة لتتناسب مع حجم المطالب، ودرجة الحرارة والرطوبة والضوء والماء والمواد الغذائية من الأنواع النباتية خاصة من الفائدة. ويمكن أيضا وضع العلامات مع 18 O 2 H أو أن يتحقق عن طريق وصفها المياه المستخدمة في نظام الري. النظام المذكور هنا يتناول العديد من التحديات موحدة والتفاضلية 13 C وسم المواد النباتية. هذا تصميم غرفة أساسية يمكن استخدامها من قبل مجموعات بحثية أخرى لإنتاج المواد النباتية المسمى غاية لأدفanced الدراسات في البيوجيوكيميائية النظام الإيكولوجي.

الإفصاحات

والكتاب ليس لديهم ما يكشف.

شكر وتقدير

شكر خاص إلى مرفق نمو النبات وEcoCore منشأة التحليلية في جامعة ولاية كولورادو، والعديد من الطلاب والمعلمين الذين ساعدوا في هذا المشروع. ويتم تمويل هذا العمل من قبل جبهة الخلاص الوطني منحة DEB # 0918482، وزارة الزراعة الأميركية الاحتياجات الوطنية زمالة، وصندوق Cotrufo-Hoppess للبحوث البيئة التربة.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
40 بوصة مروحة برج بعيدةلهجات حيةFS10-S3R-A
42 بوصة مروحة برج كهربائية مع جهاز تحكم عن بعدLASKO2559
مكيف هواء من النوع المنفصل من نوع Mr. SlimMitsubishi ElectricR410A
مفاتيح زمنية إلكترونية على مدار 24 ساعةتعمل IntermaticET100Cعلى تشغيل نظام إضاءة الفلورسنت
iSeries وحدة التحكم في الرطوبة ودرجة الحرارةأوميغاCHiTH-i8DV33-5-El
الحالة الصلبةأوميغاSSRL240
CKR سلسلة تتابع الحالة الصلبةلفائف الملف
دايتون6X543
GasHound CO2< / sub>LI-CORLI-800
مزيل الرطوبةدايتون1DGX4
منظم الغاز المتخصصAirgasCGA 580
T5 Hight الناتج نظام ضوء الفلورسنت التجاريHydro FarmFLT48
مضخة الهواءThermo Scientific420-1901
Masterflex خرطوشة مضخة HeadSystemCole Parmer7553-70
1900 سلسلة شبكة التبديلمحفز
ملف تعريف Porus Ceramic أعلى خلع الملابسالخضر الصف
الكوارتز الصناعي 40 شبكةUnimin4095
الفطريات الفطرية المهنية تنمو متوسطةPromix
الفيرميكوليت والبيرلايتالحراريةC633
نترات البوتاسيوم- 15< / sup>N 98 ذرة ٪سيجما ألدريتش335134
الكربون 13< / ثاني أكسيد سوب>C 10 ذرة ٪سيجما ألدريتش600180
درجة طبية CO2< / sub>Airgas
AirgasCGA 350
4 في مراوح الصندوقGrainger
Masterflex PharMed BPT TubingCole ParmerHV-06508-24
مرحل اللولبي كريدون محلل منظم

المراجع

  1. Bird, J. A., Torn, M. S. Fine roots vs. Needles: A comparison of (13)C and (15)N dynamics in a ponderosa pine forest soil. Biogeochemistry. 79, 361-382 (2006).
  2. Bird, J. A., van Kessel, C., Horwath, W. R. Stabilization of C-13-carbon and immobilization of N-15-nitrogen from rice straw in humic fractions. Soil Sci. Soc. Am. J. 67, 806-816 (2003).
  3. Denef, K., Six, J. Contributions of incorporated residue and living roots to aggregate-associated and microbial carbon in two soils with different clay mineralogy. Eur. J. Soil Sci. 57, 774-786 (2006).
  4. Rubino, M. Carbon input belowground is the major C flux contributing to leaf litter mass loss: Evidences from a C-13 labelled-leaf litter experiment. Soil Biol. Biochem. 42, 1009-1016 (2010).
  5. Cotrufo, M. F., Wallenstein, M. D., Boot, C. M., Denef, K., Paul, E. The Microbial Efficiency-Matrix Stabilization (MEMS) framework integrates plant litter decomposition with soil organic matter stabilization: do labile plant inputs form stable soil organic matter. Glob. Change Biol. 19, 988-995 (2013).
  6. Mambelli, S., Bird, J. A., Gleixner, G., Dawson, T. E., Torn, M. S. Relative contribution of foliar and fine root pine litter to the molecular composition of soil organic matter after in situ degradation. Org. Geochem. 42, 1099-1108 (2011).
  7. Prescott, C. E. Litter decomposition: what controls it and how can we alter it to sequester more carbon in forest soils. Biogeochemistry. 101, 133-149 (2010).
  8. Denef, K., Roobroeck, D., Wadu, M., Lootens, P., Boeckx, P. Microbial community composition and rhizodeposit-carbon assimilation in differently managed temperate grassland soils. Soil Biol. Biochem. 41, 144-153 (2009).
  9. Bird, J. A., Kleber, M., Torn, M. S. C-13 and N-15 stabilization dynamics in soil organic matter fractions during needle and fine root decomposition. Org. Geochem. 39, 465-477 (2008).
  10. Andresen, L. C., Jonasson, S., Strom, L., Michelsen, A. Uptake of pulse injected nitrogen by soil microbes and mycorrhizal and non-mycorrhizal plants in a species-diverse subarctic heath ecosystem. Plant Soil. 313, 283-295 (2008).
  11. Horwath, W. R., Pregitzer, K. S., Paul, E. A. C-14 Allocation in tree soil systems. Tree Physiol. 14, 1163-1176 (1994).
  12. Denef, K. Community shifts and carbon translocation within metabolically-active rhizosphere microorganisms in grasslands under elevated CO2. Biogeosciences. 4, 769-779 (2007).
  13. Pollierer, M. M., Langel, R., Korner, C., Maraun, M., Scheu, S. The underestimated importance of belowground carbon input for forest soil animal food webs. Ecol. Lett. 10, 729-736 (2007).
  14. Stewart, D. P. C., Metherell, A. K. Carbon (C-13) uptake and allocation in pasture plants following field pulse-labelling. Plant Soil. 210, 61-73 (1999).
  15. Santos, F., Torn, M. S., Bird, J. A. Biological degradation of pyrogenic organic matter in temperate forest soils. Soil Biol. Biochem. 51, 115-124 (2012).
  16. Bromand, S., Whalen, J. K., Janzen, H. H., Schjoerring, J. K., Ellert, B. H. A pulse-labelling method to generate 13C- enriched plant materials. Plant Soil. 235, 253-257 (2001).
  17. Putz, B. A simple method for in situ-labelling with 15N and 13C of grassland plant species by foliar brushing. Methods Ecol. Evol. 2, 326-332 (2011).
  18. Wichern, F., Mayer, J., Joergensen, R., Müller, T. Evaluation of the wick method for in situ 13C and 15N labelling of annual plants using sugar-urea mixtures. Plant Soil. 329, 105-115 (2010).
  19. Fahey, T. J. Transport of Carbon and Nitrogen Between Litter and Soil Organic Matter in a Northern Hardwood Forest. Ecosystems. 14, 326-340 (2011).
  20. Stewart, C. E., Paustian, K., Conant, R. T., Plante, A. F., Six, J. Soil carbon saturation: Evaluation and corroboration by long-term incubations. Soil Biol. Biochem. 40, 1741-1750 (2008).
  21. Fry, B. Stable Isotope Ecology. , Springer. (2006).
  22. Nippert, J. B., Fay, P. A., Carlisle, J. D., Knapp, A. K., Smith, M. D. Ecophysiological responses of two dominant grasses to altered temperature and precipitation regimes. Acta Oecol. Int. J. Ecol. 35, 400-408 (2009).
  23. Hoagland, D. R. aA., I, D. The Water-Culture Method for Growing Plants without Soil. , The College of Agriculture, University of California, Berkeley. Berkeley, CA. (1950).
  24. Lett, M. S., Knapp, A. K. Consequences of shrub expansion in mesic grassland: Resource alterations and graminoid responses. J. Veg. Sci. 14, 487-496 (2003).
  25. Knapp, A. K., Seastedt, T. R. Detritus Aaccumulation limits productivity of tallgrass prairie. Bioscience. 36, 662-668 (1986).
  26. Ting, K. C., Giacomelli, G. A. Solar photosynthetically active radiation transmission through greenhouse glazings. Energy Agric. 6, 121-132 (1987).
  27. McDermitt, D. K., Welles, J. M., Eckles, R. D. Effects of Temperature, Pressure and Water Vapor on Gas Phase Infrared Absorption by CO2. , Li-Cor, Inc.. Lincoln, NE. Forthcoming.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

13 15

مقالات ذات صلة