Conception de microplots et préparation d’échantillons de plantes et de sols pour ¹⁵analyses d’azote

Cette méthodologie peut aider les chercheurs à quantifier les impacts de l’engrais à stimuler l’azote sur le système de culture du sol et à répondre aux questions sur l’efficacité de l’utilisation de l’azote. Le principal avantage de cette technique est qu’elle permet de multiples événements d’échantillonnage des sols et des plantes en saisons sur deux saisons de croissance consécutives. Cette méthodologie pourrait nous aider à mieux comprendre les processus de minéralisation et de mobilisation du cycle de l’azote afin d’améliorer les lignes directrices sur la gestion des engrais azotés.

Pour mettre en place une parcelle de terrain, plantez six cornrows avec 76 centimètres d’espacement avec une dimension finale de parcelle de 15,2 mètres sur 4,6 mètres. Établir des zones frontalières de 1,5 mètre à partir de chaque extrémité de la dimension dans le sens de la longueur et une zone frontalière supplémentaire de 1,5 mètre de long adjacente aux zones d’échantillonnage et de récolte. Désignez les rangées deux et trois comme zone d’échantillonnage des plantes et du sol en saison et les rangées quatre et cinq comme zone de récolte pour le rendement des grains de maïs.

Établir une zone de micro-parcelle de 2,4 mètres sur 3,8 mètres centrée sur la dimension de largeur pour la collecte de tous les échantillons de plantes et de sol enrichis d’azote, laissant 38 mètres de bordure non amortie sur les dimensions de longueur et de largeur afin de minimiser les effets de bord. Ensuite, délimité l’intrigue de traitement et les coins de l’intrigue micro avec différents drapeaux colorés. Portez des couvre-chaussures lorsque vous accédez aux micro-parcelles et réduisez au minimum le trafic de pieds de micro parcelle pour éviter la contamination des zones d’échantillonnage non enrichies, en enlevant les couvercles des pieds à la sortie de la zone de la micro-parcelle.

Pour appliquer l’engrais enrichi en azote-15, diluer 10 pour cent d’azote-15 urée enrichie en urée conventionnelle à cinq pour cent d’azote enrichi en urée et dissoudre l’urée dans deux litres d’eau déionisée pour assurer l’enrichissement uniforme de l’engrais urée. Utilisez un pulvérisateur de dioxyde de carbone calibré pour appliquer uniformément la solution d’urée enrichie d’azote-15 sur les micro-parcelles. Incorporer ensuite de l’urée contenant des engrais avec un travail du sol léger, des râteaux à main ou 64 centimètres d’irrigation dans les 24 heures suivant l’application afin de minimiser le potentiel de perte de volatilisation.

À chaque étape de l’échantillonnage, recueillir un échantillon composite de six plantes de maïs non enrichies azoté-15 à l’intérieur de la zone d’échantillonnage et un échantillon composite de six plantes de maïs hors sol provenant de la micro parcelle enrichie d’azote-15. Hacher le VH et le R1 au-dessus du sol biomasses et placer la biomasse hachée dans des sacs étiquetés ou le séchage et un four à air forcé à 60 degrés Celsius jusqu’à une masse constante. Enregistrez le poids sec de la biomasse et mélangez et broyez soigneusement 100 à 200 grammes de matières végétales séchées jusqu’à ce qu’elle puisse passer à travers un tamis de deux millimètres.

Ensuite, mélangez soigneusement le matériau moulu et conservez le sous-échantillon dans une enveloppe de pièce étiquetée pour un traitement ultérieur. Pour le traitement de l’échantillon de sol, dans les huit jours suivant l’épandage d’engrais, utilisez une sonde à main pour recueillir un échantillon composite de sol de quatre carottes de 1,8 centimètre de diamètre provenant de la zone d’échantillonnage non enrichie de VH et R1 en même temps que l’échantillonnage de la plante et utilisez une sonde à main distincte pour recueillir un échantillon composite de sol de 1,8 centimètre de diamètre provenant de la micro-parcelle. Homogénéiser chaque échantillon de sol composite dans un seau et placer les échantillons dans des sacs en papier préétiquetés.

Ensuite, drY les échantillons de sol à 35 degrés Celsius dans un four à air forcé jusqu’à la masse constante, avant de broyer chaque échantillon jusqu’à ce qu’il puisse passer à travers un tamis de deux millimètres. Pour le traitement de l’échantillon en laboratoire sécher les échantillons plan sol pendant la nuit dans le four de 60 degrés Celsius, avant de broyer individuellement les échantillons de plantes séchées et de sol dans des pots à rouleaux à quatre fois g pendant six à 24 heures jusqu’à ce que les échantillons obtiennent une farine fine comme la consistance. Transférer ensuite le matériau finement moulu dans des flacons de silylation propres étiquetés de 20 millilitres.

Déterminer la concentration totale et azoté-15 dans chaque échantillon, porter des gants de nitrile, utiliser d’abord des lingettes de laboratoire et de l’éthanol pour nettoyer la micro-échelle, les surfaces de travail, la spatule et les forceps. Placez les ustensiles propres sur un lingette de laboratoire sur le banc du laboratoire et utilisez des forceps pour évaser doucement l’ouverture de la capsule de l’échantillon. Four et libérer la capsule modifiée d’un à deux millimètres au-dessus de la casserole de pesage micro-échelle et déchirer la capsule.

Utilisez des forceps pour retourner la capsule à la surface de travail propre et utilisez la spatule pour ajouter soigneusement la masse requise de matériel d’échantillon finement moulu à la capsule. Utilisez les forceps pour sertir lentement le tiers supérieur de la capsule chargée et plier pour sceller. Continuer à plier et à compresser la capsule, en prenant soin de ne pas percer ou déchirer l’étain jusqu’à ce qu’une forme sphérique ait été obtenue.

Utilisez les forceps pour laisser tomber la capsule enveloppée plusieurs fois d’une hauteur d’un centimètre sur une surface sombre propre pour vérifier les fuites. Si aucune poussière n’apparaît, pesez l’échantillon comme il vient de le démontrer et placez la capsule dans un puits d’une plaque de puits de 96 puits, enregistrant le placement du puits. Entre chaque exemple d’encapsulation, nettoyez chacun des ustensiles et des surfaces avec de l’éthanol et des lingettes de laboratoire, en accordant une attention particulière aux bords de la spatule et des forceps.

Dans cette analyse représentative, la concentration d’azote dérivée d’engrais dans l’échantillon de biomasse de maïs hors sol a été la plus élevée plus tôt dans la saison de croissance et a diminué à chaque période d’échantillonnage successive. Toutefois, l’azote dérivé du sol était constamment la plus grande fraction d’azote de biomasse hors sol, ce qui illustre l’importance de l’approvisionnement en azote du sol pour une croissance optimale du maïs. À maturité physiologique la première année, environ 27 % de l’azote de biomasse hors sol était dérivé d’engrais avec des proportions similaires observées dans les fractions de grain, de stover et d’épi.

À maturité physiologique la deuxième année, seulement 2 % de l’azote dérivé d’engrais de première année a été récupéré dans la biomasse hors sol. Avec environ 1,6 kilogramme par hectare d’engrais de première année dérivé de l’azote exporté dans le grain. Dans les huit jours suivant l’épandage d’engrais, la majorité de l’azote dérivé de l’engrais se trouvait dans les 15 premiers centimètres du profil du sol comme prévu.

Toutefois, environ 22 kilogrammes d’azote par hectare s’étaient déjà déplacés dans les profondeurs plus profondes, tandis que quatre à 10 % de l’azote dérivé des engrais n’était pas comptabilisé. En effet, à la fin de la première et de la deuxième année, moins de 50 % de l’azote dérivé d’engrais était comptabilisé dans le système de maïs du sol, tandis que le reste était perdu dans l’environnement ou lessivié en dessous de la profondeur de l’échantillon de sol de 90 centimètres. Lors de la tentative de cette procédure, un soin extrême doit être pris pour éviter la contamination croisée qui peut invalider les résultats.

Des fractions inorganiques et organiques du sol peuvent être analysées plus en détail pour améliorer notre compréhension de la dynamique du cycle de l’azote. Les échantillons de plantes analysés par les parties végétales peuvent être utilisés pour éclairer notre compréhension de l’absorption et de la translocation de l’azote au fil du temps.