Name: Protocolo Experimental para la inducida por la planta Manipulación de la heterogeneidad del suelo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-03-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 16 s
Description: Aprende métodos experimentales para crear heterogeneidad del suelo mediante retroalimentación planta-suelo. Este protocolo permite investigar la coexistencia de especies y la dinámica de comunidades ecológicas.

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Agradecemos Squire Valleevue y Valley Ridge Farms de Case Western Reserve University, incluyendo A. Locci, C. Bond, y A. Alldridge, ayuda establecer al jardín común. J. Hooks, L. Huffman, L. Gonzales, SC Leahy, B. Ochocki, A. Ubiles, C. Yu, X. Zhao, y NM Zimmerman proporcionado asistencia sobre el terreno. AJB y JHB fueron financiados por los fondos de inicio de CWRU a JHBGAD el apoyo de una subvención de los Programas de Verano en Investigación de Pregrado de CWRU financiados por el Instituto Médico Howard Hughes. Este trabajo también fue apoyado por el financiamiento de la Fundación Nacional de Ciencias para JHB (DEB 1250170).

1. Recoger Suelos de campo para producir tratamientos de suelos heterogéneos y homogéneos <ol><li> Identificar dos especies cooccurring plantas en hábitats similares y tipos de suelos para el estudio (por ejemplo, la Figura 1a). Determine la cantidad de suelo necesaria basado en el tamaño del parche suelo a utilizar en el experimento (por ejemplo, de un tercio a la mitad de la zona de la raíz primaria de las especies focales &quot;, o el volumen abarcado por la bola de la raíz) y el número de parches necesarios para el experimento (véase el Protocolo 2 y 3, a continuación). <ol><li> Para Rumex spp. (Figura 1a), utilice los parches de suelo de 10 cm x 10 cm x 18 cm (largo x ancho x profundidad) para la zona de la raíz aproximada de 10 cm de radio desde la base de la planta a 18 cm de profundidad (5.655 cm 3 de suelo de esta zona definida de influencia de la raíz para una planta individual se obtiene 3 parches de suelo de 1.800 cm 3). </li></ol></li><li> Encuesta de sitio sobre el terreno para localizar individuos adultos de las dos especies focales. Evite los individuos cuya roozona de t probable que se superpone con las otras especies focales (por ejemplo, individuos Rumex encuentran dentro de 0,25 m de las otras especies). Marque el número de individuos necesarios para obtener la cantidad necesaria de suelo con banderas pines. <ol><li> Mark 20 elegido aleatoriamente individuos de cada Rumex spp. por 20 unidades experimentales (2 especies x 2 tratamientos de suelo x 5 repeticiones) que cada uno requiera 3 parches de suelo de cada especie clave (como en el Protocolo 2, a continuación). </li></ol></li><li> Esterilizar el equipo del suelo recogida (palas, guantes, el transporte de contenedores) con una mezcla aproximadamente 01:10 de blanqueador (5-10% de NaClO) y agua para eliminar todas las partículas del suelo. Equipos seco antes de su uso para evitar los efectos del blanqueo en la biota del suelo. Etiquete cada pieza del equipo con la cinta de laboratorio para indicar la especie focal cuyo suelo se recogerá o transporte para evitar la contaminación cruzada (por ejemplo, una etiqueta de pala para la especie A y una segunda pala de la especie B). </li><li> Compruebe tiempo y condiciones del suelones antes de comenzar la recogida de residuos de las precipitaciones recientes. Evitar recolectar los suelos que son demasiado húmedo (fangosa o totalmente saturado) o el cobro del suelo durante un evento de precipitación para minimizar la compactación del suelo. Evitar recolectar suelos que son demasiado seco (muy duras y difíciles de insertar una pala en) para ayudar en la separación de la tierra de las raíces. </li><li> Recoger suelo de campo de los individuos marcados de las dos especies focales en lotes replicadas para evitar pseudoreplication (por ejemplo, una sola muestra de suelo que contiene un patógeno poco común de ser mezclado posteriormente a través de repeticiones experimentales). <ol><li> Desenterrar la zona raíz completa de un individuo de la especie A (como se define en el paso 1.1) con la pala estériles debidamente etiquetados, eliminar las raíces gruesas visibles desde el suelo con los guantes estériles debidamente etiquetados, y colocar el suelo en etiquetado adecuadamente el contenedor de transporte estéril (por ejemplo, cubo). Para un experimento con 4 unidades experimentales en cada bloque y 1 planta individual&#39;S zona de la raíz proporcionar suficiente suelo para 1 unidad experimental (como en la Sección 1.2.1), repita este procedimiento para 3 personas adicionales de las especies A. </li><li> Repita la Sección 1.5.1 para las especies B. </li><li> Transporte la recogida de residuos réplica de ambas especies al sitio experimental. Coloque el suelo en unidades experimentales para el bloque 1 del experimento (como en el Protocolo 2 o 3, más adelante), donde un bloque contiene una unidad experimental de cada combinación de tratamiento (es decir, cada especie x cada tratamiento del suelo). </li><li> Repita la Sección 1.5.3. </li><li> Repetir secciones 1.5.1-1.5.4 para los bloques restantes en el experimento. Recoja el suelo de grupos de individuos, al menos, 1 m de distancia desde distintos puntos de recogida anteriores para cada replicar recolección para minimizar pseudoreplication. </li></ol></li></ol><img alt="Figura 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51580/51580fig1highres.jpg" width="500" /> Figure 1. Campo Ejemplo de diseño experimental manipulación inducida suelo-plantas heterogeneidad. (A) Los suelos son recogidos de la zona de la raíz de la influencia de sus congéneres (α) y (β heterospecifics) en el campo, siguiendo los protocolos estándar para el estudio de los efectos de la planta-suelo evaluaciones Resolución 9 . (B) los tratamientos experimentales con suelos heterogéneos compuestos por los suelos de planta A (α) los suelos y los suelos de planta B (suelos &#39;β&#39;) están dispuestas en una cuadrícula y los tratamientos del suelo homogeneizadas crean con una mezcla a partes iguales de los suelos de estos dos orígenes . En este ejemplo, las redes de los suelos de campo se insertan en macetas de gran diámetro hundidos en el suelo y el área alrededor de cada cuadrícula se llena con gruesa, arena esterilizada. Esta cifra ha sido modificado de Brandt et al. 10 2. Un experimento Ejemplo Field, Creación de cuadrículas de heterogéneos y homogéneos del suelo para medir las respuestas de Plantas Población <ol><li> Utilice los suelos de una colección suelo de campo de repetición (Protocolo 1) para producir un tratamiento heterogénea (es decir, células de la red alterna contienen de suelo recogida de la especie A o la especie B) y un tratamiento homogéneo (es decir, cada celda de la cuadrícula contiene una mezcla 1:1 de suelo de especies A y B) (Figura 1b) para el bloque 1 del experimento en los pasos siguientes. <ol><li> Esterilizar el equipo de manejo del suelo (paletas, guantes, rejilla de plástico) con una mezcla aproximadamente 01:10 de blanqueador (5-10% de NaClO) y agua para eliminar todas las partículas del suelo. Equipos seco antes de su uso para evitar los efectos del blanqueo en la biota del suelo. Etiquete cada pieza del equipo con la cinta de laboratorio para indicar la especie focal cuyo suelo que se encargará de evitar la contaminación cruzada (por ejemplo, una etiqueta de la paleta de la especie A y una segunda paleta de la especie B) y la rejilla de plástico para indicar si se va a utilizar para el tratamiento del suelo heterogéneo u homogéneo. </li><li> Coloque la rejilla de plástico extraíble enun bote hundido en el suelo [u otra parcela o un recipiente lo suficientemente grande como para dar cabida a la red] para ser llenado de campo recogió del suelo (por ejemplo, 1800 cm 3 celdas / sistema que en el paso 1.1.1). Utilice una rejilla construida a medida de las dimensiones deseadas, por ejemplo, una cuadrícula de 2 x 3 con 6 células del tamaño determinados en el paso 1.1 (Figura 1b). <ol><li> Para el tratamiento heterogéneo de alternancia de tipos de parche suelo, el lugar paletadas de tierra de la especie A en celdas de la cuadrícula para α suelo y los suelos de la especie B en células para suelo β (Figura 1b). </li><li> Para el tratamiento homogéneo, colocar alternando paletadas de suelos A y B en cada celda de la cuadrícula, teniendo cuidado de distribuir uniformemente los dos tipos de suelo y evitar la formación de capas de cada tipo de suelo (Figura 1b). Por ejemplo, el parche de suelo de 1.800 cm 3 (Sección 1.1.1), colocar 900 cm 3 de cada tipo de suelo en cada cuadrícula. </li><li> Sea sUre para producir cantidades iguales de perturbación (es decir, romper los terrones de suelo en el mismo grado) al crear tratamientos del suelo heterogéneos y homogéneos para evitar confundir la perturbación del suelo con la heterogeneidad del suelo. </li></ol></li><li> Si cualquier área vacía se mantiene alrededor del exterior de la red dentro de la olla grande utilizado (como en la Figura 1b), llenar esta área con arena estéril. Esterilizar arena usando cualquier método estándar (por ejemplo, esterilización en autoclave, irradiación gamma). </li><li> Levante la rejilla de plástico verticalmente fuera de la olla, dejando a los parches de suelo intacto. Esto permite que las raíces de diferentes individuos interactúen en la tierra y cada planta de experimentar múltiples parches, lo cual es esencial para permitir que las raíces de plantas que crecen en múltiples parches de suelo (es decir, células de la cuadrícula). </li><li> Repetir secciones 2.1.2-2.1.4 para un segundo par de unidades experimentales para producir un bloque de ensayo completo (es decir, una rejilla de suelo heterogéneo en el que para plantar cada focaespecies l y una rejilla de suelo homogéneo en el que plantar cada especie focal, para un total de 4 unidades experimentales). </li></ol></li><li> Repita el paso 2.1 para el resto de los bloques en el experimento con el suelo restante replicar colecciones (Protocolo 1). Selección aleatoria de bloques y parcelas dentro de los bloques, a través del área experimental, utilizando tela del paisaje alrededor de las parcelas si así lo desea, para mantener a la sombra de la vegetación exterior como mínimo (no se muestra). </li><li> Planta semillas de especies focales en cada celda de la cuadrícula de cada maceta experimental (2 especies focales x 2 tratamientos al suelo). Utilice semilla agrupada para evitar genotipos de plantas de confusión o de las comunidades microbianas de semillas en la superficie con los tratamientos del suelo. Por ejemplo, las semillas de plantas de cada Rumex spp. en la olla para que las especies (Figura 1a) pegadas individualmente a palillos de plástico con pegamento soluble en agua en 12 lugares de siembra (2 posiciones por celda) para identificar claramente los individuos plantados. </li><li> Mida res de poblaciónponses de las unidades experimentales, tales como la germinación y la supervivencia, a través de un censo regular de individuo marcados lugares de plantación de semillas (por ejemplo, el uso de palillos de dientes como en la etapa 2.3). Minimizar la perturbación del suelo para cualquier respuesta medida para evitar la mezcla del suelo entre los parches. <ol><li> Determinar los intervalos de censo apropiados basados ​​en la tasa esperada de respuestas de la población de las especies focales. Por ejemplo, realizar censos semanales de Rumex spp. que puede germinar rápidamente. </li><li> Continuar el experimento durante un tiempo apropiado basado en la historia de vida de las especies focales. Por ejemplo, continuar el experimento durante al menos 2 años para perenne de corta vida Rumex spp. para obtener datos sobre todas las etapas de la vida. </li></ol></li></ol> 3. Un experimento de efecto invernadero ejemplo, con suelo heterogéneo y se homogeneizaron en Potes a medida individual respuestas de las plantas <ol><li> Utilice los suelos de un campo de recogida de residuos replicar (Protocolo 1)para producir un tratamiento heterogénea (es decir, cada medio de una olla llena de suelo recogida de la especie A o la especie B) y un tratamiento homogéneo (es decir bote contiene una mezcla 1:1 de suelo de las especies A y B) (Figura 2a) para el bloque 1 del experimento en los pasos siguientes. <ol><li> En el contenedor de transporte (por ejemplo, cubo) y antes del encapsulamiento, mezclar el suelo recogida campo de cada especie con arena estéril para producir una mezcla 01:01. Haga esto para mitigar la compactación del suelo y mejorar el drenaje de las macetas, que es especialmente útil para las raíces de lavado, lo que facilita la separación de las raíces de la tierra. Esterilizar arena usando cualquier método estándar (por ejemplo, esterilización en autoclave, irradiación gamma). </li><li> Asegúrese de producir cantidades iguales de perturbación (es decir, romper los terrones de suelo en el mismo grado) al mezclar cada lote de suelo de campo con arena. </li></ol></li><li> Esterilizar el equipo de manipulación del suelo (paletas, guantes, hojas de plástico) con un punto de accesomadamente 01:10 mezcla de cloro (5-10% de NaClO) y agua para eliminar todas las partículas del suelo. Equipos seco antes de su uso para evitar los efectos del blanqueo en la biota del suelo. Etiquete cada pieza del equipo con la cinta de laboratorio para indicar la especie focal cuyo suelo que se encargará de evitar la contaminación cruzada (por ejemplo, una etiqueta de la paleta de la especie A y una segunda paleta de la especie B) y cada lado de una hoja de plástico rígido para indicar qué el tipo de suelo se potted en cada lado de la misma en el tratamiento del suelo heterogéneo. </li><li> Cree un tratamiento de suelos heterogéneos utilizando el campo de las mezclas de arena del suelo de las dos especies focales (de la Sección 3.1.1). <ol><li> Coloque la lámina de plástico rígido en el centro de una olla a dividir por la mitad (Figura 2a). Utilice una olla de tamaño tal que la mitad de ella es equivalente en volumen al tamaño del parche de suelo adecuado (paso 1.1). Por ejemplo, use una olla con un diámetro de 15 cm y 18 cm de profundidad para el Rumex spp. en la Figura 1a (volumen total de3181 cm 3). </li><li> Haga que dos investigadores añaden simultáneamente el suelo recogida de campo de cada especie en el lado adecuado de la olla (por ejemplo α suelo de la especie A) con paletas apropiadamente etiquetados, para mantener a los lados incluso cuando el bote está vacío. </li><li> Retire el separador de plástico levantándola verticalmente fuera de la tierra, dejando a los parches de suelo intacto. Esto permite que las plantas experimentan ambos parches de suelo dentro de una olla, esenciales para las plantas de experimentar la heterogeneidad. </li><li> Repita Secciones 3.3.1-3.3.3 por 3 unidades experimentales adicionales para producir un bloqueo completo de tratamiento de suelos heterogéneos (2 especies x 2 tipos de parches de suelo en el tratamiento heterogéneo; Figura 2). </li></ol></li><li> Cree un tratamiento del suelo homogénea utilizando el campo mezclas de arena del suelo de las dos especies focales (de la Sección 3.1.1). <ol><li> Repita la Sección 3.3.1. Haga que dos investigadores añadir simultáneamente tanto α y β suelos tantolados de la olla con paletas apropiadamente etiquetados, distribuyendo uniformemente ambos tipos de suelo dentro de cada parche y evitar la creación de capas. Repita la Sección 3.3.3. </li><li> Repita la Sección 3.4.1 para una segunda unidad experimental para producir un bloqueo completo de tratamiento del suelo homogéneo (una olla para cada una de las especies focales 2). </li></ol></li><li> Repita los pasos 3.2 a 3.4 para el resto de los bloques en el experimento con el suelo restante replicar colecciones (Protocolo 1). Selección aleatoria de bloques y parcelas dentro de los bloques, a través del banco de efecto invernadero. </li></ol><img alt="Figura 2" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51580/51580fig2highres.jpg" width="500" /> Figura 2. Ejemplo de efecto invernadero experimental de diseño manipular la heterogeneidad del suelo inducida por la planta. (A) Los suelos recogidos en la zona de la raíz de la influencia de la especie A (α suelos) y la especie B (β suelos) en el campo son el lugard en cada mitad de una olla (tratamiento heterogéneo) o mezclado en toda la olla (tratamiento homogéneo). (B) Las plantas de la especie A continuación, se plantaron en el experimento en cada tipo de parche del suelo en el tratamiento heterogéneo y en un lado de la tratamiento homogéneo. Aquí, sólo una especie (A) se muestra plantado en este diseño. Un diseño totalmente recíproco incluiría plantas de la segunda especie focal (B) plantadas en cada tratamiento del suelo y el tipo de parche en el tratamiento heterogéneo. <ol start="6"><li> Plantas de semillero de plantas de especies focales A y B en cada tipo de parche del suelo en un diseño factorial (2 especie x 3 tipos de parche suelo [α suelo, β suelo, y una mezcla homogénea de α y β del suelo]; Figura 2b). </li><li> Mida las respuestas de las plantas individuales que indican el rendimiento de la planta, tales como el tamaño de la planta, la producción de biomasa o los rasgos funcionales. Rasgos apropiados para medir dependerán de las especies focales y las cuestiones científicas deinterés. <ol><li> Continuar el experimento hasta que las plantas aparecen grande en relación a los parches de suelo (por ejemplo, aproximadamente 1,5 veces la anchura del parche suelo para herbáceas formadoras de rosetas) para asegurar las raíces de las plantas están creciendo en ambos parches de suelo. Experimental duración dependerá pues de la tasa de crecimiento de las especies focales. </li><li> Plantas de cosecha y / o respuestas de medida antes que las plantas convierten destinan a macetas (es decir, el crecimiento de raíces se ve limitada por los confines de la olla y raíces círculo del fondo de la olla) si se desean respuestas realistas para el medio ambiente del suelo. Por ejemplo, las raíces de plantas de maceta enlazado es poco probable que alimentarse a lo largo de la columna de suelo de una manera similar a las plantas en el campo. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Agrawal, A. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Filling+key+gaps+in+population+and+community+ecology%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Ecol.+Environ%22%5BJournal%5D)">Filling key gaps in population and community ecology.</a> Front. Ecol. Environ. 5, 145-152 (2007).</li>
<li>Suding, K. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+an+era+of+restoration+in+ecology%3A+successes%2C+failures%2C+and+opportunities+ahead%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Rev.+Ecol.+Evol.+System%22%5BJournal%5D)">Toward an era of restoration in ecology: successes, failures, and opportunities ahead.</a> Ann. Rev. Ecol. Evol. System. 42, 465-487 (2011).</li>
<li>Melbourne, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Invasion+in+a+heterogeneous+world%3A+resistance%2C+coexistence+or+hostile+takeover%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Invasion in a heterogeneous world: resistance, coexistence or hostile takeover.</a> Ecol. Lett. 10, 77-94 (2007).</li>
<li>Lundholm, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant+species+diversity+and+environmental+heterogeneity%3A+spatial+scale+and+competing+hypotheses%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Veg.+Sci%22%5BJournal%5D)">Plant species diversity and environmental heterogeneity: spatial scale and competing hypotheses.</a> J. Veg. Sci. 20, 377-391 (2009).</li>
<li>Pacala, S. W., Tilman, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Limiting+similarity+in+mechanistic+and+spatial+models+of+plant+competition+in+heterogeneous+environments%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+Natural%22%5BJournal%5D)">Limiting similarity in mechanistic and spatial models of plant competition in heterogeneous environments.</a> Am. Natural. 143, 222-257 (1994).</li>
<li>Chesson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((General+theory+of+competitive+coexistence+in+spatially-varying+environments%5BTitle%5D)+AND+%22Theor.+Pop.+Biol%22%5BJournal%5D)">General theory of competitive coexistence in spatially-varying environments.</a> Theor. Pop. Biol. 58, 211-237 (2000).</li>
<li>Bever, J. D., Westover, K. M., Antonovics, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Incorporating+the+soil+community+into+plant+population+dynamics%3A+the+utility+of+the+feedback+approach%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Ecol%22%5BJournal%5D)">Incorporating the soil community into plant population dynamics: the utility of the feedback approach.</a> J. Ecol. 85, 561-573 (1997).</li>
<li>Kulmatiski, A., Beard, K. H., Stevens, J. R., Cobbold, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant-soil+feedbacks%3A+a+meta-analytical+review%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Plant-soil feedbacks: a meta-analytical review.</a> Ecol. Lett. 11, 980-992 (2008).</li>
<li>Bever, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rooting+theories+of+plant+community+ecology+in+microbial+interactions%5BTitle%5D)+AND+%22Trends.+Ecol.+Evol%22%5BJournal%5D)">Rooting theories of plant community ecology in microbial interactions.</a> Trends. Ecol. Evol. 25, 468-478 (2010).</li>
<li>Brandt, A. J., de Kroon, H., Reynolds, H. L., Burns, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soil+heterogeneity+generated+by+plant-soil+feedbacks+has+implications+for+species+recruitment+and+coexistence%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Ecol%22%5BJournal%5D)">Soil heterogeneity generated by plant-soil feedbacks has implications for species recruitment and coexistence.</a> J. Ecol. 101, 277-286 (2013).</li>
<li>R: A language and environment for statistical computing. , Foundation for Statistical Computing. Vienna, Austria. (2012).</li>
<li>Crawley, M. J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aCrawley%2C+MJ+%22The+R+Book%22">The R Book</a>. , John Wiley & Sons, Ltd. (2007).</li>
<li>Petermann, J. S., Fergus, A. J. F., Turnbull, L. A., Schmid, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Janzen-Connell+effects+are+widespread+and+strong+enough+to+maintain+diversity+in+grasslands%5BTitle%5D)+AND+%22Ecology%22%5BJournal%5D)">Janzen-Connell effects are widespread and strong enough to maintain diversity in grasslands.</a> Ecology. 89, 2399-2406 (2008).</li>
<li>Reynolds, H. L., Haubensak, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soil+fertility%2C+heterogeneity%2C+and+microbes%3A+towards+an+integrated+understanding+of+grassland+structure+and+dynamics%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Veg.+Sci%22%5BJournal%5D)">Soil fertility, heterogeneity, and microbes: towards an integrated understanding of grassland structure and dynamics.</a> Appl. Veg. Sci. 12, 33-44 (2009).</li>
<li>Sokal, R. R., Rohlf, F. J. Biometry, 3rd edn. , W. H. Freeman. (1995).</li>
<li>Klironomos, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feedback+with+soil+biota+contributes+to+plant+rarity+and+invasiveness+in+communities%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Feedback with soil biota contributes to plant rarity and invasiveness in communities.</a> Nature. 417, 67-70 (2002).</li>
<li>Mommer, L., van Ruijven, J., Jansen, C., van de Steeg, H. M., de Kroon, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactive+effects+of+nutrient+heterogeneity+and+competition%3A+implications+for+root+foraging+theory%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Funct.+Ecol%22%5BJournal%5D)">Interactive effects of nutrient heterogeneity and competition: implications for root foraging theory?</a> Funct. Ecol. 26, 66-73 (2012).</li>
<li>Felsenstein, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phylogenies+and+the+comparative+method%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+Natural%22%5BJournal%5D)">Phylogenies and the comparative method.</a> Am. Natural. 125, 1-15 (1985).</li>
<li>Burns, J. H., Strauss, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((More+closely+related+species+are+more+ecologically+similar+in+an+experimental+test%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">More closely related species are more ecologically similar in an experimental test.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 5302-5307 (2011).</li>
<li>Fukami, T., Nakajima, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Community+assembly%3A+alternative+stable+states+or+alternative+transient+states%5BTitle%5D)+AND+%22Ecol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Community assembly: alternative stable states or alternative transient states.</a> Ecol. Lett. 14, 973-984 (2011).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Inducida por la planta-suelo heterogeneidad es muy probable que en las comunidades naturales, porque las plantas tienen efectos grandes y con frecuencia de cada especie en su ambiente del suelo y de las plantas posteriores que experimentan que el suelo (por ejemplo, Petermann et al. 13). Sin embargo, nuestra comprensión de la función de este tipo de heterogeneidad en las comunidades de plantas es mínima 10,14. A continuación, presentamos un método para manipular los suelos heterog...

Uno de los objetivos principales de la ecología de la comunidad es para explicar y predecir los procesos que rigen la asamblea comunitaria. Sin embargo, las comunidades de plantas son con frecuencia más diversa de lo predicho por la teoría de la convivencia 1, y los ecologistas de restauración tienen que entender los mecanismos de coexistencia para restaurar con éxito diversas comunidades nativas 2. La heterogeneidad ambiental es un mecanismo teóricamente importante que puede ayudar a explicar los altos niveles de diversidad de la comunidad, pero las manipulaciones experimentales de la heterogeneidad son infrecuentes 3 ​​y se centran en la heterogeneidad abiótica (por ejemplo, revisado en Lundholm 4). Teoría que incorpore la heterogeneidad generalmente asume que la heterogeneidad es extrínseca a la comunidad montaje. Heterogeneidad extrínseca se rige por factores como la tipología del paisaje, que son independientes de la composición de la comunidad. Heterogeneidad extrínseca puede dar lugar a la convivencia a través del lugar de partición (reviese casaron en Melbourne et al. 3, por ejemplo Pacala y Tilman 5 y Chesson 6). Sin embargo, gran parte de la heterogeneidad ambiental pertinente a las comunidades de plantas pueden ser intrínsecas a la comunidad, el desarrollo ya que la comunidad se reúne y en función de la identidad de la especie en la comunidad. Heterogeneidad intrínseca puede ser resultado de evaluaciones bióticos, que pueden conducir a la coexistencia través de la frecuencia-dependencia negativa (por ejemplo, Bever et al. 7). Aquí se describe un nuevo método para la manipulación de la heterogeneidad del suelo inducida por la planta, un tipo de heterogeneidad del suelo que es intrínseca a la comunidad y surge de evaluaciones planta-suelo. Evaluaciones planta-suelo (PSF) se producen cuando las plantas influir en la estructura del suelo, la química o la biota de una manera que afecta el rendimiento de plantas subsiguiente en ese suelo, y PSF tener grandes efectos en el rendimiento promedio de las plantas en las comunidades de plantas nativas 8. Estudios de PSF típicamente han recogido ya sea suelos del campo o suelos acondicionado experimentalmente, a continuación, se le preguntó cómo las plantas realizan en el suelo en relación con la misma especie heteroespecíficos o esterilizada del suelo 9. Si las plantas se desempeñan mejor en el suelo conspecific relativa para hacer referencia a los suelos, a continuación, PSF son positivos, mientras que si las plantas se desempeñan mejor en los suelos de referencia, PSF son negativos. PSF negativo recíproco puede conducir a la convivencia dependiente de la frecuencia entre las especies 7. Mientras que los efectos medios de fibras discontinuas de poliéster son bien caracterizados 8, los efectos de la heterogeneidad espacial en fibras discontinuas de poliéster, son poco conocidos 10. Debido PSF ocurren en la escala de las plantas individuales y 7 porque las plantas son a menudo no aleatoriamente distribuidos en el espacio y el tiempo, PSF es probable que conduzcan a la heterogeneidad del suelo, lo que llamamos suelo heterogeneidad inducida por planta. A diferencia de muchas otras formas de heterogeneidad (por ejemplo, la topología de paisaje), este heterogeneitY es intrínseca a la comunidad de montaje y por lo tanto puede influir en asamblea de la comunidad de manera diferente que las formas más extrínsecas de heterogeneidad. Con el fin de comprender la influencia de esta forma de la heterogeneidad en el rendimiento de plantas y la convivencia, necesitamos métodos experimentales que manipulan suelo heterogeneidad inducida por planta. Aquí, se demuestra un método de este tipo, que utiliza los suelos condicionadas por dos especies para crear un tratamiento heterogénea con parches separados de dos orígenes de suelo y un tratamiento homogéneo, que es una mezcla de los dos orígenes de suelo. Esta mezcla del suelo podría representar al menos dos escenarios plausibles en el campo: (1) las perturbaciones (por ejemplo, roedores, la agricultura) que mezcla los suelos de diferentes orígenes o (2) plantas de dos especies que crecen en las proximidades, de tal manera que sus zonas de influencia de la raíz entremezclan y homogeneizar. Se presentan dos experimentos de ejemplo que utiliza el suelo heterogeneidad inducida por planta para responder a las preguntas clave a diferentes nivels de organización ecológica: (1) ¿responden las poblaciones de plantas para plantar inducido por la heterogeneidad del suelo? y (2) ¿responden las plantas individuales de suelo heterogeneidad inducida por la planta? Se describe un experimento de campo con 6 parches de suelo para hacer frente a la primera pregunta y un experimento en invernadero utilizando 2 parches de suelo para hacer frente a la segunda pregunta. La cuantificación de la población y las respuestas de cada instalación a la heterogeneidad del suelo es esencial para la comprensión de cómo el montaje influencias heterogeneidad comunidad.

<table><tbody><tr><td>Pala(s)</td><td>Cualquier</td><td>NA</td><td>Es útil tener al menos dos palas, una para cada especie de origen del suelo.</td></tr><tr><td>Paleta(s)</td><td>Cualquier</td><td>NA</td><td>Es necesario tener al menos dos paletas de idéntico tamaño, una para cada especie de origen del suelo.</td></tr><tr><td>Guantes</td><td>Se</td><td>puede utilizar cualquier guante de jardinería</td> <td>NA</td>.</tr><tr><td>Utilizamos</td><td></td><td></td><td>una concentración de ~1:10 de lejía doméstica (que contiene 5-10% de NaClO) para regar y esterilizar todo el equipo entre las recolecciones de tierra.</td></tr><tr><td>Rejilla(s) de plásticoCualquier</td><td></td> <td>NA</td><td>CUSTOM. Utilizamos láminas de plástico de la construcción de las paredes del invernadero para crear la cuadrícula utilizada en el experimento de campo. Sin embargo, se puede utilizar cualquier plástico rígido que pueda ser manipulado. Es útil tener tres rejillas para producir tratamientos heterogéneos recíprocos y un tratamiento homogéneo sin necesidad de esterilizar entre cada unidad experimental.</td></tr><tr><td>Separadores de plástico</td><td>Any</td><td>NA</td><td>CUSTOM. Usamos láminas rígidas de plástico, cortadas para adaptarse al ancho mínimo de la maceta, de modo que puedan deslizarse hasta el fondo de la maceta para el experimento del invernadero. Es útil tener al menos dos divisores, uno para tratamientos heterogéneos y otro para tratamientos homogéneos, si los investigadores desean aleatorizar el orden en que se llenan las unidades experimentales dentro de un bloque sin necesidad de esterilizar el divisor entre cada unidad experimental.</td></tr><tr><td>Cubos o carretillas</td><td>Cualquier</td><td>NA</td><td>Cualquier contenedor para el transporte de tierras.</td></tr><tr><td>Semillas</td><td>Cualquier</td><td>NA</td><td>Recolectamos semillas en el campo a mano. Las semillas también se pueden pedir a los proveedores de horticultura, si corresponde.</td></tr><tr><td>Palillos de dientes de plástico</td><td>Soodhalter Plastics, Inc.</td><td>805KP</td><td>Plantamos semillas individuales pegadas en palillo en el experimento de campo para facilitar el seguimiento de la germinación y la supervivencia de los individuos.</td></tr><tr><td>Pegamento soluble en agua</td><td>Elmer's</td><td>Elmer's Glue-all</td><td>Cualquier pegamento soluble en agua se puede utilizar para adherir semillas a palillos de plástico.</td></tr><tr><td>Macetas</td><td>Cualquier</td><td></td><td>tamaño de maceta NA dependerá de las plantas experimentales utilizadas y del número de parches de tierra deseados ( ejemplo 2 o 6).</td></tr><tr><td>Arena</td><td>Cualquier</td><td>arena gruesa de NA</td><td>se puede mezclar con suelos de campo para mejorar el drenaje en macetas.</td></tr><tr><td>Cinta de laboratorio&nbsp;</td><td>Cualquier</td> cinta <td>NA</td><td>se puede utilizar para etiquetar el equipo utilizado en el manejo de suelos con la especie de origen.</td></tr><tr><td>Cualquier bandera</td><td></td><td></td><td>NA se puede utilizar para identificar individuos en el campo antes de la recolección del suelo.</td></tr><tr><td>Tejido de paisajismo</td><td>Cualquier</td><td>tejido de paisajismo de NA se puede utilizar en el campo para minimizar el crecimiento de plantas fuera de las parcelas experimentales.</td><td></td></tr></tbody></table>

protocolo experimental para la inducida por la planta manipulación de la heterogeneidad del suelo

Experimental Protocol for Manipulating Plant-induced Soil Heterogeneity

Teoría de la Convivencia ha tratado a menudo heterogeneidad ambiental como independiente de la composición de la comunidad, sin embargo retroalimentaciones bióticas tales como evaluaciones planta-suelo (PSF) tienen grandes efectos sobre el rendimiento de la planta, y crean heterogeneidad ambiental que depende de la composición de la comunidad. Comprender la importancia de la PSF para la asamblea de la comunidad de plantas requiere la comprensión del papel de la heterogeneidad en PSF, además de significar efectos de PSF. Aquí se describe un protocolo para la manipulación de suelo heterogeneidad inducida por planta. Dos ejemplos de experimentos se presentan: (1) un experimento de campo con una rejilla de 6 parches de suelos para medir respuestas de la población de plantas y (2) un experimento en invernadero con suelos de 2 parches para medir las respuestas de las plantas individuales. Los suelos se pueden recoger en la zona de influencia de la raíz (suelos de la rizosfera y justo al lado de la rizosfera) de plantas en el campo de las especies de plantas de la misma especie y heteroespecíficos. Replicar recogeriones se utilizan para evitar pseudoreplicating muestras de suelo. Estos suelos se colocan entonces en parcelas separadas, para los tratamientos heterogéneos o mixtos para un tratamiento homogeneizado. Se debe tener cuidado para asegurar que los tratamientos heterogéneos y homogeneizadas experimentan el mismo grado de perturbación del suelo. Las plantas pueden ser colocadas entonces en estos tratamientos del suelo para determinar el efecto de la heterogeneidad del suelo inducida por la planta en el rendimiento de la planta. Se demuestra que los resultados de la heterogeneidad inducida de plantas en los diferentes resultados que las predichas por los modelos de convivencia tradicionales, tal vez debido a la naturaleza dinámica de estas evaluaciones. Se necesita Teoría que incorpore la heterogeneidad ambiental influenciado por la comunidad de montaje y el trabajo empírico adicional para determinar cuando la heterogeneidad intrínseca a la comunidad montaje dará lugar a diferentes resultados de la asamblea frente a la heterogeneidad extrínseca a la composición de la comunidad.

Especies respondieron inducida por plantar a la heterogeneidad del suelo en diversas formas, tanto en la población y el nivel individual (Figuras 3 y 4), con implicaciones para la asamblea de la comunidad. Para determinar si las poblaciones de plantas responden a la heterogeneidad del suelo inducida por la planta, un experimento de campo se estableció que en el Protocolo 2, utilizando tres pares de especies congéneres. Las poblaciones de plantas se censaron a la semana durante tres mese...

Comprender el papel de la heterogeneidad ambiental en la coexistencia de especies se ha centrado generalmente en los tipos de heterogeneidad que son extrínsecos a la composición de especies de la comunidad. Proporcionamos métodos detallados para la creación de nuevos tratamientos de la heterogeneidad del suelo utilizando los suelos sometidos a la retroalimentación acondicionado planta-suelo, o la heterogeneidad intrínseca a la composición de la comunidad.

Protocolo Experimental para la inducida por la planta Manipulación de la heterogeneidad del suelo

Coexistence theory has often treated environmental heterogeneity as being independent of the community composition; however biotic feedbacks such as ...

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Investigación

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Lisímetro suelo de excavación para acoplados hidrológicos, geoquímicos, e investigaciones microbiológicas

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Aislamiento y análisis de comunidades microbianas en el suelo, rizosfera y raíces en los experimentos de pastos perennes

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Protocolo Experimental para la inducida por la planta Manipulación de la heterogeneidad del suelo

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