تصميم Microplot وإعداد عينات النباتات والتربة لتحليل النيتروجين 15

Summary

ويرد وصف لتصميم microplot ^{لأبحاث التتبع 15}N لاستيعاب عدة أحداث في الموسم عينات النباتات والتربة. وتُطرح إجراءات جمع عينات التربة والنبات ومعالجتها، بما في ذلك بروتوكولات الطحن ووزنها، لتحليل ¹⁵ن.

Abstract

العديد من دراسات الأسمدة النيتروجينية تقييم الأثر العام للعلاج على قياسات نهاية الموسم مثل الغلة الحبوب أو الخسائر N التراكمي. ومن الضروري اتباع نهج النظائر المستقرة لمتابعة وتحديد مصير الأسمدة المشتقة من N (FDN) من خلال نظام محاصيل التربة. الغرض من هذه الورقة هو وصف تصميم البحث قطعة صغيرة باستخدام غير ^{محصورة 15}N microplots المخصب للتربة متعددة والأحداث أخذ العينات النباتية على مدى موسمين من النمو وتوفير جمع العينات ، والمناولة ، ومعالجة البروتوكولات لتحليل ^{مجموع 15}N. وقد أظهرت هذه الأساليب باستخدام دراسة مماثلة من جنوب وسط مينيسوتا زرعت إلى الذرة(زيا مايز L.). وتألفت كل معالجة من ستة صفوف من الذرة (76 سم تباعد في الصفوف) طولها 15.2 متر مع ميكروكوبلوت (2.4 متر في 3.8 م) مدمجة في نهاية واحدة. وقد طبقت مادة اليوريا من فئة الأسمدة في 135 كغ من وزن^N•ha-1 عند الزراعة، بينما تلقت البورمتر الدقيق اليوريا المخصبة إلى 5 ذرة % ¹⁵ن. أخذت عينات التربة والنباتات عدة مرات طوال موسم الزراعة، مع الحرص على تقليل التلوث المتبادل باستخدام أدوات منفصلة وفصل العينات غير المخصبة أو المادية خلال جميع الإجراءات. تم تجفيف عينات التربة والنباتات ، والأرض لتمرير من خلال شاشة 2 ملم ، ومن ثم الأرض إلى الاتساق مثل الدقيق باستخدام طاحونة جرة الأسطوانة. تتطلب دراسات التتبع تخطيطًا إضافيًا ووقت معالجة العينات والعمل اليدوي ، وتحمل تكاليف أعلى لـ ¹⁵مادة غنية N وتحليل العينات من الدراسات N التقليدية. ومع ذلك، وباستخدام نهج التوازن الجماعي، تسمح دراسات التتبع التي أجريت بعدة أحداث لأخذ العينات في الموسم للباحث بتقدير توزيع FDN من خلال نظام محصول التربة وتقدير FDN غير المعروف من النظام.

Introduction

استخدام الأسمدة النيتروجين (N) ضروري في الزراعة لتلبية متطلبات الغذاء والألياف والأعلاف والوقود من سكان العالم المتزايد، ولكن الخسائر ن من الحقول الزراعية يمكن أن تؤثر سلبا على نوعية البيئة. لأن ن يخضع العديد من التحولات في نظام التربة المحاصيل، فهم أفضل للدراجات ن، واستخدام المحاصيل، والمصير العام للمخصبات ن ضرورية لتحسين الممارسات الإدارية التي تعزز ن استخدام الكفاءة وتقليل الخسائر البيئية. تركز دراسات الأسمدة التقليدية N في المقام الأول على تأثير العلاج على قياسات نهاية الموسم مثل غلة المحاصيل، ون امتصاص المحاصيل نسبة إلى معدل N المطبق (كفاءة استخدام الأسمدة الظاهرة)، والتربة المتبقية N. وفي حين أن هذه الدراسات تحدد كمياً مدخلات النظام N الإجمالي، ونواتجه، وكفاءاته، فإنها لا تستطيع تحديد N أو قياسها في نظام محاصيل التربة المستمد من مصادر الأسمدة أو التربة. ويجب استخدام نهج مختلف يستخدم النظائر المستقرة لتتبع وتحديد مصير الأسمدة المشتقة من N (FDN) في نظام محاصيل التربة.

النيتروجين لديه اثنين من النظائر مستقرة، ¹⁴N و ¹⁵N، التي تحدث في الطبيعة بنسبة ثابتة نسبيا من 272:1 ^ل14N /¹⁵N¹ (تركيز 0.366 ذرة ٪ ¹⁵N أو 3600 جزء في المليون ¹⁵N^2،3). إضافة ¹⁵N المخصب الأسمدة يزيد من إجمالي ¹⁵N المحتوى من نظام التربة. كما ¹⁵N المخصب الأسمدة يمزج مع التربة غير المخصب N، تغيير قياس ¹⁴N /¹⁵N نسبة يسمح للباحثين لتتبع FDN في التربة الشخصية وإلى المحاصيل^3،4. ويمكن حساب رصيد الكتلة عن طريق قياس المبلغ الإجمالي ^{لل 15}ن التتبع في النظام وكل من أجزائه^2. لأن ¹⁵N المخصب الأسمدة هي أكثر تكلفة بكثير من الأسمدة التقليدية، ¹⁵N المخصب microplots غالبا ما تكون جزءا لا يتجزأ من قطع أراضي العلاج. الغرض من هذه الأساليب ورقة هو وصف تصميم البحوث مؤامرة صغيرة باستخدام microplots لعدة في الموسم التربة والأحداث عينات النباتات للذرة(زيا مايز L.) وتقديم بروتوكولات لإعداد عينات النبات والتربة لمجموع ¹⁵ن تحليل. ويمكن عندئذ استخدام هذه النتائج لتقدير كفاءة استخدام الأسمدة N وإنشاء حساب جزئي لموازنة N لـ FDN في التربة السائبة والمحاصيل.

Protocol

1- وصف الموقع الميداني

ملاحظة: عند إجراء ¹⁵تجربة ميدانية 15 N، يجب أن تقلل المواقع المختارة التباين بسبب التربة والتضاريس والمعالم الفيزيائية^5. قد يحدث التلوث عبر بعد حركة التربة الجانبي بسبب المنحدر، والرياح أو نقل المياه، أو الحرث، في حين أن التوزيع الرأسي للتربة N قد تتأثر تدفق المياه تحت سطح الأرض والبلاط الصرف⁶.

1. وصف الموقع الميداني التجريبي بما في ذلك الإدارة السابقة (مثل المحاصيل السابقة و الحرث)، وخط العرض وخط الطول، والخواص الفيزيائية والكيميائية للتربة (مثل التحليل النصي للتربة، وظروف الخصوبة الأولية، والزيتون، وكثافة التربة الضخمة).
2. تسجيل إحداثيات GPS لموقع البحث وزوايا الحقل.
3. وصف إدارة موسم الزراعة بما في ذلك إدارة الآفات والأمراض (مبيدات الأعشاب، المبيدات الحشرية، أو استخدام مبيد الفطريات)، وإدارة خصوبة التربة (بما في ذلك معدل، مصدر، موضع، وتوقيت التطبيق)، الحرث، والأحداث والري والكميات، وإدارة المخلفات.
4. كما نمو المحاصيل والميكروبات بوساطة ن تتأثر رطوبة التربة، ودرجة حرارة التربة، ودرجة حرارة الهواء، وتسجيل المعلومات المناخية بما في ذلك درجات الحرارة اليومية العالية والمنخفضة، وهطول الأمطار اليومية، ورطوبة التربة ودرجات الحرارة في العديد من الأعماق التي تعكس أعماق أخذ العينات التربة.

2. تصميم المؤامرة

1. نبات ستة صفوف الذرة (~ 86،000 النباتات ها^-1) على 76 سم التباعد مع بعد مؤامرة النهائي من 15.2 م من قبل 4.6 م.
   1. إنشاء مناطق حدودية على بعد 1.5 متر من كل نهاية للبعد الطولي (0-1.5 م، 13.7-15.2 م) ومنطقة حدودية إضافية طولها 1.5 متر (9.8 -11.3 م) مجاورة لمناطق أخذ العينات والحصاد (الشكل 1).
   2. تعيين الصفين 2 و3 كمنطقة عينات من النباتات والتربة في الموسم (1.5-9.8 م) والصفوف 4 و5 كمنطقة الحصاد (1.5-9.8 م) لمحصول حبوب الذرة.
   3. إنشاء منطقة ميكروبلوت (11.3-13.7 م) مع أبعاد 2.4 م في 3.8 متر تركزت على البعد العرض. جمع جميع ¹⁵N المخصب النباتات وعينات التربة من هذه المنطقة، وترك 0.38 م من الحدود غير المamped على أبعاد الطول والعرض للحد من آثار حافة(الشكل 2).
2. تحديد مؤامرة العلاج وزوايا microplot مع الأعلام الملونة المختلفة.

3. التربة واحتياطات عينة النبات

1. استخدام المعدات المخصصة ومناطق المعالجة للمواد غير المخصبة وغير المخصب. تلوث المواد غير المخصبة (الأسمدة، التربة، أو النبات) من خلال مواد المخصب والعكس بالعكس يمكن أن تؤثر تأثيراً كبيراً على النتائج.
2. جمع ومعالجة عينات من التربة والنبات ¹⁵ن المخصبة في ترتيب من أدنى إلى أعلى ¹⁵ن التخصيب المتوقع لتقليل التلوث المتبادل. تأكد من تنظيف أسطح العمل والقفازات والأواني والآلات بدقة بين كل عينة لتقليل التلوث المتبادل من حمل العينة.
3. تقليل حركة السير على الأقدام في microplots لمنع تلوث مناطق أخذ العينات غير المُهدَّد بها. ارتداء أغطية الأحذية الواقية عند الوصول microplots وإزالتها عند الخروج من منطقة microplot.

4. ¹⁵N المخصب الأسمدة إعداد وتطبيق

1. اتباع المبادئ التوجيهية التي وضعتها المرجع 2 ^{للمخصبات 15}N استخدام الكفاءة (F¹⁵NUE) الدراسات، وتمييع 10 ذرة ٪ ¹⁵N المخصب اليوريا إلى 5 ذرة ٪ ¹⁵N إثراء اليوريا وتذوب في 2 لتر من المياه غير المؤين لضمان الإثراء الموحدة للسماد اليوريا.
   ملاحظة: يعتمد التركيز المطلوب من الأسمدة المخصبة ¹⁵ن على أهداف الدراسة الزراعية. إذا كان تركيز المخزون ¹⁵N المخصب الأسمدة يتجاوز متطلبات الباحث، قد تضعف تركيز الأسمدة المخزون مع الأسمدة التقليدية مماثلة باستخدام الصيغة التالية^3.
   X2 = [(C1/C2) - 1] × X1
   X2 هي كتلة السماد غير المخصب التقليدي، X1 هو كتلة الأسمدة المتتبعة، C1 هو تركيز النظير [التعبير عن الذرة % الزائدة (التخصيب المقاس % ناقص تركيز الخلفية الطبيعية المفترض أن يكون 0.3663 ذرة٪) من الأسمدة المتتبعة الأصلية، و C2 هو تركيز النظير للخليط النهائي. وكمثال على ذلك، فإنه إذا أعطي 100 غرام من 10 ذرة من 10 % من اليوريا المخصبة، فإن 92.7 غرام من الأسمدة التقليدية غير المخصبة ستكون مطلوبة لتركيز نظائري نهائي من 5 ذرة؛
   X2 = {[(10-0.3663)/5] - 1} × 100.
2. تحليل الحل لتركيز ¹⁵N للتحقق من التخصيب. استخدم المؤلفون الخدمات التحليلية التي تقدمها جامعة كاليفورنيا في ديفيس مرفق النظائر المستقرة.
   ملاحظة: قد تتأثر ردود فعل نظام التربة - النبات - الميكروبات على إضافات الأسمدة بالشكل المادي للأسمدة. اعتمادا على أهداف الدراسة، يمكن تطبيق محلول اليوريا كسائل أو المجففة لإصلاح بلورات. قد تكون بلورات ضغط في كعكة باستخدام الصحافة كارفر في 10،000 psi، تليها سحق الكعكة وفحص الجسيمات إلى الحجم المطلوب³.
3. تطبيق بالتساوي على ¹⁵N المخصب المحاليل اليوريا على microplots باستخدام معايرة على ظهره CO₂ بخاخ(الشكل 3أ). وإذا استخدمت معدلات N أو مستويات إثراء متعددة، ففكر في استخدام رشاشات معينة من ثاني أكسيد الكربون₂ لكل مستوى من مستويات التخصيب أو استخدم بخاخاً واحداً وتطبيق حلول من أدنى الإثراء إلى أعلى مستوى للتقليل من التلوث المتبادل للمعالجة.
4. دمج الأسمدة المحتوية على اليوريا مع الحرث الخفيف، أشعل النار اليد، أو على الأقل 0.6 سم من الري في غضون 24 ساعة من التطبيق للتقليل من احتمال فقدان التطاير.
5. لا يتم تطبيق أي سماد يوريا ¹⁵N المخصب إضافية على microplot خلال موسم النمو الثاني. تطبيق اليوريا غير enenriched التقليدية للعلاج بأكمله لتجنب استجابة تفاضلية في نمو الذرة بسبب النيتروجين.

5. معالجة العينة الميدانية: الكتلة الحيوية للذرة فوق الأرض

1. في كل مرحلة من مراحل أخذ العينات، جمع عينة مركب مصنع الذرة فوق الأرض من داخل منطقة أخذ العينات⁽¹⁵ن غير enenriched) ، وستة فوق الأرض عينة مصنع الذرة المركبة من ¹⁵N المخصب microplot. يجب أن يفصل مصنعان على الأقل كل مصنع تم أخذ عينات منه لتجنب تغيير ديناميكيات نمو النبات بشكل كبير. جمع المؤلفون عينات نباتية في مراحل التطور الفسيولوجي للذرة V8 و R1¹¹ وعند النضج الفسيولوجي(الشكل 2).
2. اتباع المبادئ الموصوفة في الخطوتين 3.1 و3.2، ختم V8 و R1 فوق الأرض (≤ 5 سم في ≤ 5 سم)؛ ساحة النفايات التقطيع هو خيار مرض. ضع الكتلة الحيوية المفرومة في نسيج أو أكياس ورقية تحمل علامات وجفف في فرن الهواء القسري عند 60 درجة مئوية حتى كتلة ثابتة. سجل وزن الكتلة الحيوية الجافة (الشكل 3B).
3. تقسيم نباتات الذرة الناضجة من الناحية الفسيولوجية إلى stover (جميع الأنسجة النباتية بما في ذلك الأوراق، قشور، وسيقان)، والحبوب، وكسور الكز. ختم وتجفيف في فرن الهواء القسري في 60 درجة مئوية حتى كتلة ثابتة. سجل وزن الكتلة الحيوية الجافة.
4. داخل microplot، وقطع جميع سيقان الذرة في سطح التربة، وربطة عنق في حزمة، التسمية وفقا لمؤامرة، وإزالة من الحقل (الشكل 3C). ضبط الأعلام الزاوية microplot لتكون دافق تقريبا مع سطح التربة لتقليل خطر إزالة من قبل الجمع أثناء الحصاد أو الحرث بعد الحصاد.
5. حصاد الحبوب من منطقة الحصاد وتقرير العائد في 15.5٪ محتوى الرطوبة¹². حصاد المناطق البحثية المتبقية مع مؤامرة الجمع.
6. أشعل النار غير مُنَقَدّة الكتلة الحيوية من خارج منطقة الـ"ميكروبلوت". ختم وإعادة تطبيق microplot فوق الأرض الكتلة الحيوية إلى مؤامرة الصحيح (الشكل 3D).
7. دمج المخلفات في سطح التربة مع الحرث مع الحرص على تقليل نقل التربة وبقايا الذرة إلى منطقة ميكروبلوت أو خارجها. استبدال أي أعلام الزاوية microplot إزالتها بسبب الحرث.
8. نبات الذرة في السنة الثانية على نفس الصفوف كما الذرة في السنة الأولى.
9. جمع في السنة الثانية فوق الأرض الذرة الكتلة الحيوية فقط في النضج الفسيولوجي وعملية مثل عينات الذرة في السنة الأولى كما هو موضح في الخطوة 5.3. جمع عينات microplot من وسط منطقة microplot (1.52 م في 0.76 م) لتجنب أي تخفيف إشارة محتملة بعد الحرث (الشكل 2). حصاد الحبوب من منطقة الحصاد وتقرير العائد في 15.5٪ محتوى الرطوبة.
10. اتباع مبادئ الخطوات 3.1 و 3.2، خلط شامل وطحن 100 إلى 200 غرام من المواد النباتية المجففة لتمرير من خلال منخل 2 مم. امزج المادة الأرضية جيداً وخزن نموذج فرعي في ظرف عملة مسمّى لمزيد من المعالجة.
    ملاحظة: مطحنة توماس وايلي هو خيار مرض لطحن الأنسجة النباتية في حين أن مختبر بيرتن مطحنة 3610 هو خيار مرض لطحن الحبوب.
    تنبيه: يجب على الأشخاص طحن عينات النباتات ارتداء حماية الأذن والحماية من استنشاق الغبار من خلال ارتداء المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية المعتمد N95 الجسيمات تصفية Facepiece الجهاز التنفسي.

6- معالجة العينات الميدانية: التربة

1. جمع عينات التربة في السنة الأولى بعد 8 أيام من ¹⁵N المخصب الأسمدة التطبيق، V8، R1، وما بعد الحصاد قبل الحرث. جمع عينات من التربة في السنة الثانية في مرحلة ما قبل النبات وما بعد الحصاد. بسبب القيود اللوجستية أخذ العينات ، وجمع المؤلفين في الموسم عينات التربة في 0 - إلى 15 - ، 15 - إلى 30 ، و 30 - إلى 60 سم ، عينات التربة بعد الحصاد في 0-إلى 15-، 15-إلى 30-، 30-إلى 60-، و 60-90 سم، وعينات التربة في السنة الثانية قبل النبات في 0-إلى 30-، 30-إلى 60-، 60-إلى 120-سم الأعماق.
   ملاحظة: إذا كان مسبار التربة غير قادر على جمع لب التربة إلى أعمق عمق مطلوب واحد، جمع أعمق عمق الآبار من الآبار نفس الأعماق العليا التخلص من أعلى 1 سم من التربة لتجنب التلوث من التربة التي تقع من أعماق العليا.
   1. جمع عينة تربة مركبة رباعية النوى (قطرها 1.8 سم) من منطقة أخذ العينات غير المُغَرَبة في V8 وR1 باستخدام مسبار يدوي. جمع نواة واحدة في صف الذرة وثلاثة نوى بين صفوف الذرة.
   2. جمع عينة تربة مركبة من اثنين من النوى (قطرها 5 سم) من منطقة أخذ العينات غير المُرَكَّبة في مرحلة ما قبل النبات وما بعد الحصاد باستخدام مسبار هيدروليكي.
   3. جمع عينة 15-core (1.8 سم قطر) عينة التربة المركبة من منطقة microplot 8 أيام بعد ¹⁵N المخصب الأسمدة التطبيق، V8، وR1 باستخدام مسبار اليد. جمع ثلاثة إلى أربعة نوى في صف الذرة و 11 إلى 12 نواة بين صفوف الذرة.
      ملاحظة: التربة غير متجانسة للغاية. أكبر عدد من النوى التي تم جمعها من داخل microplot المخصب يوفر تقديرا أفضل لإثراء ¹⁵N الحقيقي للتربة N¹³.
   4. جمع عينة تربة مركبة ثلاثية النواة (قطرها 5 سم) من منطقة ميكروبلوت في مرحلة ما قبل النبات وما بعد الحصاد باستخدام مسبار هيدروليكي.
   5. التجانس كل عينة التربة المركبة في دلو ووضعها في كيس ورق المسمى مسبقا.
2. عينات التربة الجافة في 35 درجة مئوية في فرن الهواء القسري حتى كتلة ثابتة. طحن كل عينة لتمرير من خلال غربال 2 مم. طاحونة التربة الميكانيكية مرضية إذا كان يمكن تنظيفها بدقة بين كل عينة.
   ملاحظة: قد تكون عينات التربة مجففة بالهواء عن طريق نشر العينات على الصواني في طبقة رقيقة. يجب أن تكون الصواني في منطقة خالية من التلوث من مصادر N الخارجية. وينبغي فصل العينات غير المخصبة وغير المخصب مادياً لمنع التلوث المتبادل.
   تنبيه: يجب على الأشخاص طحن عينات التربة ارتداء حماية الأذن والحماية من استنشاق الغبار من خلال ارتداء المعهد الوطني للسلامة والصحة المهنية المعتمد N95 جسيمات تصفية Facepiece الجهاز التنفسي.

7. معالجة عينة مختبر: طحن التربة وعينات النباتات

1. عينات النباتات الأرضية الجافة (2 مم) بين عشية وضحاها في فرن عند 60 درجة مئوية.
2. اتباع المبادئ المذكورة في الخطوة 3، طحن عينات النباتات المجففة أو مواد التربة إلى غرامة، مثل الدقيق الاتساق. مطحنة جرة الأسطوانة هو خيار مرض.
   ملاحظة: مطحنة الجرة المؤلفين هو نظام حزام ناقل مخصص الصنع يمكنه معالجة 54 جرة أسطوانية في كل مرة.
   1. ملء كل جرة الأسطوانة (250 مل بوروسيليكات جرة زجاجية مع غطاء المسمار الأعلى) مع 10 إلى 20 غرام من عينة مصنع الأرض أو التربة وسبعة قضبان الفولاذ المقاوم للصدأ (8.5 سم طويلة، 0.7 سم القطر).
   2. رول الجرار الدوارة في 0.4 × ز لمدة 6-24 ساعة أو حتى العينات لديها غرامة، مثل الدقيق الاتساق.
   3. نقل المواد الأرض ناعما إلى نظيفة، وصفت 20 مل قارورة التلألؤ.
   4. بين كل عينة، وغسل الجرار الدوارة، وقضبان الفولاذ المقاوم للصدأ، والأغطية مع الصابون والماء لإزالة أي بقايا.
      1. تزج الجرار الدوارة والأغطية في 5٪ حمام حمض HCl (أعدت من 36-38٪ المخزون المركزة) بين عشية وضحاها¹⁴.
         تنبيه: حمض الهيدروكلوريك هو تآكل. يمكن أن يسبب حروقاً شديدة في الجلد، وتلفاً للعين، وضاراً إذا استنشق. ارتدي الملابس الواقية والقفازات وحماية العين والوجه. تدفق الأنسجة اتصلت جيدا مع الماء. دائما استخدام حاوية ثانوية عند نقل الأحماض. دائماً إضافة حمض إلى الماء كما هو رد فعل هذا exothermic. تحييد فورا انسكابات حمض مع صودا الخبز.
         ملاحظة: يمكن إعداد حمام حمض كبير كـ 100 لتر من 5٪ HCl في حاوية بلاستيكية 208 L. إعداد عدة وحدات أصغر في غطاء الدخان ومن ثم نقل الحلول إلى حاوية بلاستيكية. استبدل الحل كل ثلاثة أشهر.
      2. الثلاثي شطف الجرار الدوارة والأغطية مع المياه الأيونية والهواء الجاف.
      3. غمر قضبان الفولاذ المقاوم للصدأ في حمام 0.05 M NaOH (أعدت عن طريق حل 2 غرام من NaOH في 1 لتر من المياه غير المؤينة) بين عشية وضحاها¹⁴. إعداد جديد 0.05 M NaOH حمام كل يوم.
         تنبيه: يمكن أن يسبب هيدروكسيد الصوديوم حروقًا شديدة في الجلد وتلفًا للعين. ارتدي ملابس واقية وحماية للعين. إزالة الملابس الملوثة على الفور وشطف الجلد أو العينين بالماء لعدة دقائق.
      4. شطف قضبان تحت تشغيل مياه الصنبور الساخنة لمدة 5 دقائق. Decant وثلاثية شطف قضبان مع المياه ديوند. السماح للقضبان للهواء الجاف على صينية ورقية مبطنة بمنشفة.

8. وزن عينات النباتات والتربة الأرضية لتحليل N و ¹⁵N

1. تحليل عينات قليلة من النباتات والتربة التمثيلية للمحتوى N الكلي (مثل تحليل الاحتراق^15). حساب كتلة العينة التي توفر محتوى N كافية لتحليل ¹⁵N وفقا لمواصفات محلل.
   ملاحظة: استخدم المؤلفون الخدمات التحليلية التي تقدمها منشأة النظائر المستقرة في جامعة كاليفورنيا في ديفيس. تم تحسين أوزان العينات المخصبة لـ 20 ميكروغرام من N بحد أقصى 100 ميكروغرام من N.
2. تنظيم عينات من أدنى إلى أعلى المتوقع ^{التخصيب 15}N. تكرار كل عينة الثامنة إلى الثانية عشرة في كل تشغيل للتحقق من دقة العينة. تضمين عينة فحص واحدة على الأقل لكل تشغيل¹⁶.
3. تسمية لوحة نظيفة 96 جيدا وغطاء مزودة بخواتم تبخر جيدا الفردية. قطع بطاقة مؤشر نظيفة لتناسب فقط داخل الغطاء لمنع حركة العينة بين الآبار أثناء النقل.
4. ارتداء قفازات النتريل، وتنظيف microscale، أسطح العمل، ملعقة، ملقط مع مناديل المختبر والإيثانول. مكان الأواني تنظيفها على Kimwipe على مقاعد البدلاء المختبر.
   ملاحظة: ينبغي معالجة العينات غير المخصبة وغير المخصب باستخدام موازين و أدوات منفصلة لمنع التلوث المتداخل.
5. استخدام ملقط لوضع قبل تشكيلها 5 مم × 9 مم كبسولة القصدير على سطح عمل نظيف، مثل كتلة الفولاذ المقاوم للصدأ مع 5 مم × 8 مم جيدا. اضغط بلطف على الكبسولة في البئر لإصلاح الشكل الأسطواني وتسطيح الجزء السفلي من الكبسولة إذا لزم الأمر.
   ملاحظة: لأن عينات الكتل ستكون صغيرة جداً، فإن خطر تلوث العينة مرتفع. لا تلمس الكبسولات أبداً بالقفازات. تجاهل الكبسولة إذا كان يلامس أي سطح آخر غير ملقط، سطح العمل نظيفة، حجم وزن عموم، أو 96-جيدا لوحة.
6. استخدام ملقط لتشعل بلطف من أعلى 1 مم من الكبسولة لتسهيل التلاعب. لتجنب تلف المقياس عند القطر وزن الكبسولة، قم بحركة الماوس وحرر الكبسولة من 1 إلى 2 مم فوق مقلاة الوزن الدقيقة. اِلَأَر الكبسولة. استخدام ملقط للعودة كبسولة إلى سطح العمل نظيفة.
7. استخدم ملعقة لإضافة الكتلة المطلوبة من مادة العينة الأرضية الدقيقة إلى الكبسولة. تجنب تسرب مواد العينة على السطح الخارجي للكبسولة أو أسطح العمل.
8. باستخدام ملقط، تجعيد ببطء الثلث العلوي من الكبسولة وأضعاف أكثر من لختم. باستخدام ملقط، والاستمرار في طي وضغط الكبسولة في شكل كروي مع الحرص على عدم ثقب أو المسيل للدموع القصدير.
   ملاحظة: قد تتطلب العينات ذات المحتوى N المنخفضة وحدات تخزين العينة التي تتجاوز سعة الكبسولة 5x9 مم. ويمكن استخدام كبسولات أكبر (مثل 9 مم × 10 مم) في هذه الحالات.
9. استخدام ملقط لإسقاط كبسولة ملفوفة عدة مرات من ارتفاع 1 سم على سطح نظيف, الظلام أو مرآة للتحقق من تسرب. إذا لم يظهر أي غبار، وزن العينة باستخدام نفس الأسلوب كما هو موضح في الخطوة 8.6. سجل وزن العينة. ضع الكبسولة في لوحة 96-well وسجل موضع البئر.
   1. إذا ظهر الغبار على السطح الداكن، قم بتسجيل وزن العينة. التفاف العينة في كبسولة القصدير الثانية، وإعادة فحص للتسريبات، ووضعها في لوحة نظيفة 96 جيدا.
      ملاحظة: إذا كانت الكبسولة الملفوفة كبيرة جداً بحيث لا يمكن احتوائه في لوحة 96-جيداً، استخدم لوحة 24 أو 48-جيداً.
10. بين العينات، وتنظيف كل من الأواني والأسطح مع الإيثانول والمناديل المختبرية دفع اهتمام خاص لملعقة وحافات ملقط.
11. تأمين الغطاء إلى لوحة 96-جيدا باستخدام الشريط وتخزينها في مجفف.

9- الحسابات

1. حساب كتلة N^(kg∙ha-1)الموجودة في عينات النبات أو التربة باستخدام المعادلات التالية.
   
   
2. حساب الأسمدة N كسر (N_f)، الأسمدة المشتقة N (FDN)، والتربة المشتقة N (SDN) لعينات النباتات والتربة¹⁷.
   
   حيث A هو الذرة ٪ ¹⁵N التخصيب.
3. 
   
4. حساب الأسمدة ¹⁵N استخدام كفاءة¹⁷.
   

Results

تأتي النتائج الواردة في هذه الورقة من موقع ميداني أنشئ في عام 2015 في مركز التوعية والبحوث الجنوبي التابع لجامعة مينيسوتا بالقرب من وانكا بولاية مينيسوتا. تمت إدارة الموقع كدورة الذرة وفول الصويا[جلين ماكس (L.) Merr) قبل عام 2015 ولكن تمت إدارتها كدورة ذرة ذرة خلال موسمي النمو 2015 و 2016. كانت التربة طين نيكوليت طين (غرامة لود، مختلطة، فائقة النشاط، mesic Aquic Hapludolls) وبستر الطين لوم (غرامة لوم، مختلطة، فائقة النشاط، mesic Typic Endoaquolls) معقدة. تم إدارة خصوبة التربة وفق...

Discussion

10 - إن بحوث النظائر المستقرة أداة مفيدة لتتبع وقياس المدى الكمي لـ "المنظومات التي تعمل على استخدام نظم الأراضي" (FDN) من خلال نظام المحاصيل الزراعية. ومع ذلك، هناك ثلاثة افتراضات رئيسية مرتبطة بدراسات التتبع N التي إذا انتهكت قد تبطل الاستنتاجات المستخلصة من استخدام هذه المنهجية. هم 1) يتم توزيع التتبع بشكل موحد في جميع أنحاء النظام، 2) العمليات في إطار الدراسة تحدث في نفس المعدلات، و 3) N ترك ¹⁵N تجمع المخصب لا يعود³. ونظراً لاهتمام هذه الدراسة بتوزيع مجموع المنظومات ذات الأراضي المن...

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
20 مل قارورة التلألؤ	ANY; فيشر ساينتيك هو أحد الأمثلة	0334172C
250 مل زجاجة زجاجية من البورسليكات	QORPAK	264047
48 بئر	لوحة EA مستهلكات	E2063
96 بئر لوحة	EA مستهلكات	E2079
أجزاء من القماش (30 × 50 سم)	أي	NA	لآذان الذرة
CO2 بخاخ حقيبة الظهر	أي ؛ Bellspray Inc هو أحد الأمثلة	عملة موديل T
(6.4x10.8 سم)	أي; ULINE هو أحد الأمثلة	S-6285	لعينات النباتات الأرضية 2 مم
ماكينة تقطيع الذرة	ANY; DR Chipper Shredder هو أحد الأمثلة	على رمز المنتج:CS23030BMN0	لتقطيع الكتلة الحيوية للذرة
بذور الذرة	أي	NA	هجين مناسب للمنطقة
غطاء الحذاء القابل للتصرف	ANY; Boardwalk هو أحد الأمثلة	BWK00031L
الإيثانول 200 إثبات	أي; Decon Laboratories Inc. هي أحد الأمثلة	2701TP
برباط (90 × 60 سم)	أي	NA	لجمع عينات النبات
سماد اليوريا (46-0-0)	أي	NA	~ 0.366 ذرة ٪ 15N
أشعل النار اليد	أي ؛ شركة Fastenal هي مثال	واحد 5098-63-107
منجل اليد	أي; Home Depot هو أحد الأمثلة	NJP150	لجمع عينات النبات
مسبار التربة المحمول باليد	ANY. AMS هو مثال واحد	401.01
مسبار التربة الهيدروليكي	ANY. Giddings هو أحد الأمثلة	حمض الهيدروكلوريك GSPS
، مطحنة جرة R37800001A			Ricca
	Chemical ANY. Cole-Parmer هو أحد الأمثلة	SI-04172-50
مطحنة المختبر	Perten	3610	لطحن الحبوب
Microbalance دقيقة إلى أربعة منازل عشرية	ANY. Mettler Toledo هو أحد الأمثلة	XPR2
N95 Particle Filtering Facepiece Respirator	ANY ، ULINE هو أحد الأمثلة	S-9632
قفازات النيوبرين أو مطاط البوتيل	ANY	NA	للعمل في حمام حمض حمض HCl
أكياس الأجهزة الورقية (13.3 × 8.7 × 27.8 سم)	أي ؛ ULINE هو أحد الأمثلة	S-8530	لعينات التربة وحبوب الذرة
مطحنة نباتية	ANY; توماس وايلي موديل 4 مطحنة هو أحد الأمثلة	1188Y47-TS	لطحن الكتلة الحيوية للذرة المكسورة إلى جزيئات 2 مم
علامات بلاستيكية	ULINE	S-5544Y-PW	لوضع العلامات على أكياس القماش وحزم ساق microplot كريات
هيدروكسيد الصوديوم ، ACS	Spectrum Chemical	SPCM-S1295-07
طاحونة التربة	ANY. مطحنة AGVISE المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مع المحرك هي أحد الأمثلة	NA	لطحن التربة للمرور عبر غربال 2 مم
كبسولة القصدير 5 × 9 مم	Costech Analytical Technologies Inc.	041061
كبسولة القصدير 9x10 مم	Costech Analytical Technologies Inc.	041073
اليوريا (46-0-0)	MilliporeSigma	490970	10 ذرة٪ 15N