Una tabla de fuelle Thermogradient para controlar las temperaturas del suelo para evaluar el crecimiento de la planta y Seguimiento de los procesos del suelo

El objetivo general de este video es demostrar la configuración, el uso y las aplicaciones de una mesa termodegradada unidimensional, con refuerzos y suelo. Hemos desarrollado un nuevo diseño de mesa termodegradada para proporcionar un mayor control de la temperatura mediante la soldadura de tiras de aluminio, o refuerzos, a intervalos perpendiculares a la superficie de la mesa. Este diseño facilita el flujo de calor por encima de la superficie de las mesas, de modo que el suelo o las muestras en contenedores colocadas entre los refuerzos pueden equilibrarse a una temperatura lo suficientemente alta en toda la mesa.

Este diseño de mesa puede probar los efectos de la temperatura en los procesos biológicos y físicos en muestras replicadas en un solo experimento. En comparación con el diseño de mesa degradado anterior, el nuevo diseño de mesa tiene nueve refuerzos de tres pulgadas de alto soldados a la superficie, a lo largo de la mesa. Ahora, las lámparas LED emiten frecuencias fotosintéticamente activas desde los lados de la mesa, para apoyar el crecimiento de las plántulas cuando la mesa está cerrada.

El recinto aislado que cubre el nuevo diseño de la mesa está hecho de PVC blanco y es resistente a la deformación y al agrietamiento. Cuando están en funcionamiento, dos baños de circulación climatizados bombean agua a un mínimo de 10 litros por minuto, a través del suelo de la mesa. La temperatura de cada baño se controla de forma independiente y se puede calentar o enfriar para obtener la temperatura precisa requerida para el experimento.

Antes de operar, asegúrese de que los filtros de aire y los depósitos de fluido de los baños de circulación estén limpios. Ahora, llene cada baño hasta la parte superior del tanque de reserva con una mezcla igual de agua destilada y anticongelante, por lo general. A continuación, en ambos extremos de la mesa, conecte las entradas y salidas de los baños a las salidas y entradas de la mesa.

El tubo debe ser de paredes gruesas, flexible y tener paredes inelásticas que no se expandan bajo presión ni se doblen cuando se doblen. Asegure las uniones del tubo con abrazaderas de manguera de tornillo con collar para evitar fugas. Luego, envuelva el tubo con aislamiento; El aislamiento de espuma para tuberías funciona bien para minimizar el cambio de temperatura de la solución circulante.

Ahora, abra todas las válvulas y encienda las bombas para verificar si hay fugas, torceduras o tuberías colapsadas. Realice los ajustes necesarios. Por último, compruebe los accesorios de iluminación para asegurarse de que también funcionan correctamente.

Para comenzar a prepararse para un experimento, primero alinee la parte inferior de la mesa entre los refuerzos con un material hidrófilo como esteras capilares de invernadero, periódicos no brillantes o toallas de papel. Esto ayudará a distribuir el agua de riego de manera más uniforme a través de la mesa. A continuación, entre los refuerzos, llene la mesa uniformemente con tierra.

Por ejemplo, se puede utilizar un suelo nativo o sintético. Al llenar la mesa con tierra, evite crear bolsas de aire, que interferirían con el equilibrio de la temperatura y la hidratación uniforme. Ahora, abra las válvulas y encienda las bombas y los controladores de temperatura, inicialmente, configure la temperatura del baño de enfriamiento cinco grados centígrados por debajo de la temperatura baja deseada y configure el baño de calentamiento cinco grados centígrados por encima de la temperatura alta deseada.

Esto tendrá en cuenta la pérdida y ganancia de calor durante la circulación. A continuación, prepare registradores de datos de naturaleza inalámbricos para registrar las temperaturas del suelo. Envuelva cada registrador de temperatura en una película para evitar daños por agua.

A continuación, espárzalos en el sustrato para controlar la temperatura en diferentes posiciones de la mesa. A continuación, establezca la inclinación de la mesa ajustando los pies, de modo que haya una pendiente muy ligera hacia la esquina del desagüe. Coloque un recipiente debajo del desagüe para recoger la escorrentía de riego.

Luego, humedezca el medio de cultivo de manera uniforme, alrededor de tres cuartas partes de su capacidad de retención de agua. Los suelos más húmedos conducirán el calor de manera más eficiente. Esté preparado para regar la tierra en el extremo cálido de la mesa con más frecuencia.

Ahora, deje que la mesa se equilibre durante 24 horas. Más tarde, ajuste las temperaturas del baño para lograr el rango de temperatura del suelo deseado. Tome una lectura rápida de la temperatura con un sensor de temperatura termister, una tapa térmica o un termómetro infrarrojo.

Después de ajustar los baños a las temperaturas deseadas, plante las semillas para el experimento. La mesa se puede operar sin la tapa, cuando se compara el crecimiento de las plantas a diferentes temperaturas del suelo. Las cubiertas intertransparentes son láminas de plástico transparente y se utilizan para mejorar el equilibrio de la temperatura del suelo, mitigar las pérdidas por evaporación y permitir la transmisión de luz para el crecimiento de las plantas.

La segunda cubierta es una tapa aislante más sustancial, que debe usarse cuando no se necesita luz externa o espacio adicional. A lo largo del experimento, monitoree de cerca el sistema para detectar cortes de energía, mal funcionamiento del baño, fugas, tierra seca o fluctuaciones excesivas en las temperaturas de la mesa. Además, asegúrese de revisar regularmente los baños del depósito y agregue agua o anticongelante según sea necesario.

Para estos experimentos, la mesa termogradiente con fuelle se mantuvo estable solo 12 horas después de su configuración. Mostró una variación de temperatura aceptable en cuatro posiciones diferentes, medidas a tres profundidades del suelo. Para la iluminación, las luces de cultivo LED montadas lateralmente producen todas las frecuencias fotosintéticamente activas requeridas por las plantas, sin embargo, se podría usar otra iluminación.

Por ejemplo, al estudiar la germinación de las semillas de trigo, se utilizó una iluminación fluorescente adicional en el techo además de la iluminación LED. El experimento de germinación se realizó con semillas de tomate, melón, avena y lechuga. A partir de estos datos, se calcula fácilmente el rango de temperatura para la emergencia, la temperatura máxima de emergencia y la temperatura de emergencia más rápida.

El diseño de la mesa termodegradada reforzada se puede utilizar en una variedad de aplicaciones más allá de la germinación demostrada de la semilla. Por ejemplo, con algunas herramientas adicionales, se puede medir la evolución del dióxido de carbono y otros gases. Debido a que la mesa también se puede operar a temperaturas bajo cero, se puede usar para simular superficies de carreteras congeladas para probar los efectos de diferentes tratamientos de deshielo.

Otra aplicación interesante de la mesa de gradiente es que se puede utilizar para pruebas de fricción, incluidas las pruebas de fricción por congelación.