Diseño de microparplots y preparación de muestras de plantas y suelos para ^{15 análisis}de nitrógeno

Esta metodología puede ayudar a los investigadores a cuantificar los impactos del nitrógeno de accionamiento de fertilizantes en el sistema de cultivos del suelo y responder preguntas sobre la eficiencia del uso del nitrógeno. La principal ventaja de esta técnica es que permite múltiples en temporadas eventos de muestreo de suelo y planta durante dos temporadas de crecimiento consecutivas. Esta metodología podría ayudarnos a comprender mejor los procesos del ciclo del nitrógeno de la mineralización y la movilización para mejorar las directrices de gestión de fertilizantes nitrogenados.

Para configurar una parcela de campo, plante seis hileras con 76 centímetros de espaciado con una dimensión final de parcela de 15,2 por 4,6 metros. Establecer áreas fronterizas de 1,5 metros de cada extremo de la dimensión longitudinal y una zona fronteriza adicional de 1,5 metros de largo adyacente a las áreas de muestreo y cosecha. Designe las filas dos y tres como el área de muestreo de plantas y suelos en temporada y las filas cuatro y cinco como el área de cosecha para el rendimiento de grano de maíz.

Establecer un área de micro parcela de 2,4 por 3,8 metros centrada en la dimensión de anchura para la recolección de todas las muestras de plantas y suelos enriquecidos con nitrógeno, dejando 38 metros de borde sin muestrear en las dimensiones de longitud y anchura para minimizar cualquier efecto de borde. A continuación, delinee la gráfica de tratamiento y las esquinas de micro parcela con banderas de diferentes colores. Use revestimientos de zapatos al acceder a las micro parcelas y minimice el tráfico de pies de microce parcela para evitar la contaminación de las áreas de muestreo no protegidas, quitando las cubiertas de los pies al salir del área de micro parcela.

Para aplicar el fertilizante enriquecido con nitrógeno-15, diluir 10 por ciento de nitrógeno-15 enriquecido de urea en urea convencional a urea enriquecida con nitrógeno al cinco por ciento de átomo y disolver la urea en dos litros de agua desionizada para asegurar un enriquecimiento uniforme del fertilizante de urea. Utilice un pulverizador de dióxido de carbono de mochila calibrado para aplicar uniformemente la solución de urea enriquecida con nitrógeno-15 a las micro parcelas. A continuación, incorpore fertilizantes que contengan urea con labranza ligera, rastrillos manuales o 64 centímetros de riego dentro de las 24 horas posteriores a la aplicación para minimizar el potencial de pérdida de volatilización.

En cada etapa de muestreo, recoja una muestra compuesta de planta de maíz no enriquecida de nitrógeno-15 de seis sobre el suelo y una muestra compuesta de planta de maíz de seis plantas sobre el suelo de la micro parcela enriquecida de nitrógeno-15. Picar VH y R1 sobre biomasas molidas y colocar la biomasa picada en bolsas etiquetadas o secado y un horno de aire forzado a 60 grados centígrados hasta una masa constante. Registre el peso seco de la biomasa y mezcle y muele a fondo de 100 a 200 gramos de material vegetal seco hasta que pueda pasar a través de un tamiz de dos milímetros.

A continuación, mezcle a fondo el material de tierra y almacene la submuestra en un sobre de moneda etiquetado para su posterior procesamiento. Para el procesamiento de muestras de suelo, dentro de los ocho días de la aplicación del fertilizante, utilice una sonda de mano para recoger una muestra de suelo compuesto de cuatro núcleos de 1,8 centímetros de diámetro del área de muestreo no silvestre en VH y R1 simultáneamente con el muestreo de la planta y utilice una sonda manual separada para recoger una muestra de suelo compuesto de 15 núcleos de 1,8 centímetros de diámetro de la micro parcela. Homogeneice cada muestra de suelo compuesto en un cubo y coloque las muestras en bolsas de papel preetiquetados.

A continuación, drY las muestras de suelo a 35 grados Celsius en un horno de aire forzado hasta la masa constante, antes de moler cada muestra hasta que pueda pasar a través de un tamiz de dos milímetros. Para el procesamiento de muestras en el laboratorio, seque las muestras del plan de tierra durante la noche en el horno de 60 grados Celsius, antes de moler individualmente las muestras de plantas secas y de suelo en tarros de rodillos a cuatro veces g durante seis a 24 horas hasta que las muestras obtengan una harina fina como consistencia. A continuación, transfiera el material finamente molido a viales de silicación de 20 mililitros limpios.

Para determinar la concentración total y de nitrógeno-15 en cada muestra, usando guantes de nitrilo, utilice primero toallitas de laboratorio y etanol para limpiar la microescala, superficies de trabajo, espátula y fórceps. Coloque los utensilios limpios en una toallita de laboratorio en el banco de laboratorio y use fórceps para encender suavemente la abertura de la cápsula de muestra. Horno y suelte la cápsula modificada de uno a dos milímetros por encima de la micro-escala pesar la sartén y rasgar la cápsula.

Utilice fórceps para devolver la cápsula a la superficie de trabajo limpia y utilice la espátula para agregar cuidadosamente la masa requerida de material de muestra finamente molido a la cápsula. Utilice los fórceps para engarzar lentamente el tercio superior de la cápsula cargada y doblar para sellar. Continuar doblando y comprimiendo la cápsula, teniendo cuidado de no perforar ni rasgar la lata hasta que se haya obtenido una forma esférica.

Utilice los fórceps para dejar caer la cápsula envuelta varias veces desde una altura de un centímetro sobre una superficie oscura limpia para comprobar si hay fugas. Si no aparece polvo, pese la muestra como acaba de demostrar y coloque la cápsula en un pozo de una placa de 96 pozos, registrando la colocación del pozo. Entre cada encapsulación de muestra, limpie cada uno de los utensilios y superficies con etanol y toallitas de laboratorio, prestando especial atención a los bordes de la espátula y los fórceps.

En este análisis representativo, la concentración de nitrógeno derivado de fertilizantes en la muestra de biomasa de maíz molida fue mayor a principios de la temporada de crecimiento y disminuyó con cada período de muestreo sucesivo. Sin embargo, el nitrógeno derivado del suelo fue consistentemente la fracción más grande de nitrógeno de biomasa sobre el suelo, lo que ilustra la importancia del suministro de nitrógeno del suelo para un crecimiento óptimo del maíz. En la madurez fisiológica del primer año, aproximadamente el 27% del nitrógeno de biomasa sobre el suelo se derivó de fertilizantes con proporciones similares observadas en las fracciones de grano, estufa y mazorca.

En la madurez fisiológica en el segundo año, sólo el 2% del nitrógeno derivado de fertilizantes del primer año se recuperó en la biomasa del suelo anterior. Con aproximadamente 1,6 kilogramos por hectárea de nitrógeno derivado del primer año de fertilizante exportado en el grano. A los ocho días de la aplicación del fertilizante, la mayoría del fertilizante denólico estaba en los 15 centímetros superiores del perfil del suelo como se esperaba.

Sin embargo, aproximadamente 22 kilogramos de nitrógeno por hectárea ya se habían trasladado a las profundidades más profundas, mientras que el cuatro al 10% del nitrógeno derivado de fertilizantes no estaba contabilizado. De hecho, al final del primer y segundo año, menos del 50% del nitrógeno derivado de fertilizantes se contabilizaba dentro del sistema de maíz del suelo, mientras que el resto se perdía en el medio ambiente o se lixiviaba por debajo de la profundidad de la muestra del suelo de 90 centímetros. Al intentar este procedimiento, se debe tener mucho cuidado para evitar la contaminación cruzada que puede invalidar los resultados.

Las fracciones inorgánicas y orgánicas del suelo pueden analizarse más a fondo para mejorar nuestra comprensión de la dinámica del ciclo de nitrógeno. Las muestras de plantas analizadas por las partes de la planta se pueden utilizar para informar nuestra comprensión de la absorción y translocación de nitrógeno a lo largo del tiempo.