Name: 순차 훈증 배양 절차를 사용하여 토양으로 불안정 유기 탄소의 평가 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-10-29T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 4 s
Description: 배우세요 순차 훈증 배양 절차를 사용하여 토양의 불안정 유기 탄소와 탄소 회전율을 평가하는 방법을. 이 기술은 토양 미생물학 연구에서 영양소 변환을 이해하는 데 비용 효율적인 통찰을 제공합니다.

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저자는 Michelle Gonzales, Kenny Kidd, Brad Osbon, 그리고 이 데이터에 대한 실험실 절차를 수행한 다른 모든 직원들에게 감사의 뜻을 전한다. 저자는 모델 피팅 절차를 수행하기 위한 소프트웨어 코딩을 개발하는 데 Andrew Scott의 도움을 받은 것에 대해 감사하고 있습니다. 저자들은 또한 미국 농무부(U.S. Department of Agriculture), 국립식량농업연구소(National Institute of Food and Agriculture), 지속가능한 농업 및 연구 및 교육(National Agriculture and Research & Education), 선그랜트(Sun Grant), 사우스 센트럴 지역(South Central region), 그리고 국립항공우주개선위원회(National Council of Air and Stream Improvement)의 자금 지원을 통해 이 논문에 제시된 대표적인 결과를 도출할 수 있었다는 점에 감사한다.

1. 단위 (20) 실험 지역 내에서 실험 내에서 약관의 샘플 대표를 얻기 위해 토양을 수집 <ol><li> 같은 질감, 부피 밀도, 산도, 유기 수평선 깊이, 및 / 또는 영양소 농도를 포함하여 경사와 토양 특성과 같은 사이트 속성의 차이를 확인합니다. 플롯 내의 식생 유형의 차이를 확인합니다. 사이트 속성이 미리 지정된 상대 오차를 달성하는 데 필요한 샘플의 수를 추정하기 위해 변동 계수의 알려진 또는 게시 된 추정치를 사용합니다. </li><li> 현장 실험 장치 상태에 기초하여 패턴의 오거 또는 다른 수집 장치를 사용하여 토양 샘플. <ol><li> 균일 한 조건은 각 실험 장치 내에서 무작위 표본 추출 패턴을 사용합니다. <ol><li> 실험 단위 내에서 또는 지그재그 패턴으로 완전히 임의의 위치 중 하나에서 샘플 포인트를 할당합니다. </li><li> 각각의 임의의 지점에서 또는 지그재그 두둑에 할당 된 지점에서 샘플 토양엔. 토양 시료를 발굴 오거 또는 다른 수집 장치를 사용하기 전에 무기 토양의 표면으로부터 유기물을 따로 브러시. 참고 : SFI 방법은 오아에서 13 아래 토양 지평을 사용하여 개발되었다. OA에 상기 시야가 SFI 방법을 이용하여 시험 할 수있는 경우 추가 시험이 필요하다. </li><li> 하나의 용기에 실험 장치에서 수집 된 모든 샘플을 결합하고 물리적으로 실험 장치에 대한 복합 샘플을 만들기 위해 컨테이너 내에서 개별 샘플을 섞는다. </li></ol></li><li> 훨씬 더 일반적인 이종 조건은 각 실험 단위 내에서 체계적 샘플링 패턴을 사용합니다. <ol><li> 횡단면 내의 표본 점 간의 거리가 실험 장치 내에 다양성을 나타내는데 필요한 거리보다 작도록 각각의 실험 장치의 중앙의 횡단면을 따라 토양 샘플. </li><li> 각각의 예에서 여러 횡단 따라 샘플 토양비교적 큰 실험 단위 또는 변동 여러 소스와 실험 단위 격자 패턴을 형성 perimental 장치. </li><li> 하나의 용기에 각각의 횡단면을 따라 수집 된 모든 샘플을 결합하고 물리적으로 각 횡단면에 대한 복합 샘플을 만들기 위해 컨테이너 내에서 개별 샘플을 섞는다. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. SFI의 분석을 위해 토양을 준비 <ol><li> 얼음 팩에 넣어 시료를 현장에서 수집 한 후 쿨러 즉시 가득합니다. </li><li> 시설에 도착하면되는 샘플은 샘플 준비 및 SFI 절차가 수행 될 때까지 4 ℃에서 냉장 분석, 장소 샘플까지 저장할 수 있습니다. </li><li> 6.4 mm X 6.4 mm 메쉬 체를 통해 체 토양 샘플. 샘플 사이의 오염을 방지하기 위해 각 샘플 사이에 물 메쉬를 청소합니다. </li><li> 각 샘플의 경우, 세 개의 100g의 부 표본을 측정하고 250 ml의 비이커에 100g의 부 표본을 배치합니다. 커버 EAC파라 필름과 시간 비커와 25 ° C에서 10 일 동안 수조에 그들을 둡니다. </li></ol> 오븐 건조 무게의 측정 3. 테이크의 부 표본 <ol><li> 토양 시료의 10 일간 예비 배양의 마지막에, 각각의 시료로부터 파라 필름을 제거한다. </li><li> 알루미늄의 무게는 보트의 무게를 기록한다. 모든 샘플에서 토양 1 g을 보트의 무게를 놓습니다. </li><li> 축축한 흙의 무게를 기록하고 보트의 무게. </li><li> (가) 105 ° C의 오븐에서 토양 보트의 무게를 놓습니다. 샘플은 일반적으로 48 시간 이후의 기록 가중치 보트 토양 무게 인 항량에 도달 한 후. </li><li> 촉촉하고 건조 토양 무게를 얻기 위해 무게 보트에서 습한 토양과 건조 토양의 촬영 무게에서 보트의 무게를 무게를 뺍니다. 습한 토양 중량 건조 토양의 무게를 나누어 습한 토양 비율 : 건조를 유도. </li></ol> 4. 훈증 토양 샘플 <ol><li> (MOR 적어도 두개의 바닥에서 젖은 종이 타월을 놓고E는 자기 플레이트 10.5 L 유리 진공 데시 케이 터) 샘플의 수에 따라 필요할 수있다. </li><li> 모든 샘플의 경우, 세 개의 분리 된 유리 병에 토양 30 g의 무게. 섹션 5에 설명 된 배양 용기 디자인을 사용하는 경우 40mm의 구멍에 맞도록 토양 40g을 보관 유지하는데 충분한 크기가 충분히 좁은 유리 병을 사용합니다. </li><li> 라벨 테이프를 사용하여 각 30g의 토양 표본을 식별하는 경우 훈증 잉크를 저하하기 때문에, 연필을 사용합니다. </li><li> 훈증을 실시하지 않습니다 진공 데시 케이 터에 진공 훈증 용 건조기 하나의 표본으로 각각의 토양 샘플에 대한 세 가지 30g의 서브 샘플의 두 놓습니다. </li><li> 100㎖의 비이커에, 비커의 바닥을 덮을 돌 비등 층을 배치했다. </li><li> 끓는 돌 층을 100 ㎖의 비이커에 에탄올없는 클로로포름 50 ㎖ (클로로포름)을 붓는다. 30 g을 흙으로 가득 데시 케이 터의 중심에 끓는 돌과 클로로포름과 100 ㎖ 비커를 놓고부 표본. 흄 후드에서이 단계를 실시한다. </li><li> 흄 후드에서 토양 샘플 당 부 표본의 두 세트를 훈증하는 클로로포름을 끓여 진공을 사용합니다. <ol><li> 진공 튜브와 진공 건조기에 진공을 연결합니다. 진공을 시작하고 클로로포름이 비등하기 시작보세요. </li><li> 공기가 데시 케이 터로 역류 할 수 있도록 데시 케이 터에서 진공 튜브를 30 초 동안 끓여 분리 클로로포름을 허용합니다. 이 단계는 토양 시료에 클로로포름 가스 진입을 촉진한다. 두 번 반복합니다. </li><li> 이 2 분 동안 끓여 할 수 있도록, 클로로포름의 네 번째이자 마지막 종기를 수행합니다. </li><li> 진공이 계속 실행으로 건조기 내에서 진공이 유지되도록, 진공 데시 케이 터에 시일을 닫는다. 진공을 끄고 데시 케이 터에서 진공 튜브를 분리합니다. </li></ol></li><li> 데시 케이 터에 덮개를 배치하고, 진공 마개를 밀봉하여, 비 샘플 소독을 포함하는 데시 케이 터를 밀봉. 피24 시간 동안 (예를 들면, 캐비닛 등) 어두운 영역에있는 데시 케이 터 (소독 및 비 소독을) 레이스. 비 소독 샘플이 들어있는 데시 케이 터에 항 4.7의 진공 절차를 반복하지 마십시오. </li></ol> 5. 토양 샘플 보육에 대한 컨테이너를 조립 <ol><li> 중앙에 드릴 구멍이 크기 10 고무 마개를 통해 15cm 길이의 유리 막대를 밀어 넣습니다. 로드 직경 꼭 구멍을 통해 적응하기에 충분해야한다. </li><li> 소독 및 비 소독 표본 식별에 해당하는 식별 0.5 L 반투명 넓은 입 폴리 프로필렌 병 레이블. </li></ol> 흄 후드에서 데시 케이 터에서 6 피난 클로로포름 <ol><li> 데시 케이 터로의 공기 흐름을 허용하도록 진공 데시 케이 터에 마개를 연다. 데시 케이 터에서 뚜껑을 제거하고 샘플 및 데시 케이 밖으로 젖은 수건을. </li><li> 토양 샘플에서 클로로포름 가스를 대피 진공을 사용합니다. <ol><l난&gt; 데시 케이 터에 뚜껑을 놓습니다. 진공 튜브와 진공 데시 케이 터를 연결합니다. </li><li> 진공 펌프를 켜고 펌프가 5 분 동안 실행할 수 있습니다. 데시 케이 터에 공기 흐름을 허용하는 데시 케이 터에서 진공 튜브를 분리합니다. </li><li> 단계를 반복 6.3.2 네 번. </li></ol></li></ol> 7. 10 일 보육을 실시하는 배양 용기 (그림 1)에 각각의 토양 표본을 이동 <ol><li> 피펫 배양 용기에 1 ㎖ 탈 이온수. 고무 밴드를 사용하여 크기 10 스토퍼로부터 연장 글라스로드에 빈 유리 병을 연결합니다. 유리 병의 개방 단부가 상기 스토퍼의 기부에 직면한다. 유리 병은 유체의 40 ml의까지 수용하기에 충분한 크기 여야한다. </li><li> 배양 용기에 30g의 토양 표본을 포함하는 병을 놓습니다. </li><li> inoculu로 (소독 비는-소독) 해당 서브 샘플의 각각 원래의 토양 샘플에서 비 소독 토양 1g 추가엠. </li><li> 피펫 스토퍼 / 유리로드에 접속 된 유리 바이알에 2 M NaOH를 1 ㎖. 배양 용기의 상단에 스토퍼 / 유리 막대를 밀어 넣습니다. 파라 필름 배양 용기의 상부 커버. </li><li> 더 토양을 포함하지 배양 용기를 만듭니다. 3 ~ 5 무 토양 배양 용기를 조립합니다. 주 : 무 토양 용기의 샘플을 적정하는데 사용되는 산은 항 9.3 이하에서 설명하는 배양 기간 동안 CO 2 광물의 결정에 필수적이다. 이러한 여러 노 토양 용기는 잘못 취급하거나 모든 샘플에 대한 CO 2 광물 계산에서 오류를 만들 것없는 토양 배양 용기의 적정에 대한 보호로 생성되기 때문에. 값에 가까워 야 노 토양 용기에서 샘플을 적정하는 데 사용되는 산; 무 토양 샘플 용기 중에서 매우 이질적 산가 가능성 잘못된 시료 처리 또는 적정의 결과이다. <ol&gt; <li> 배양 용기를 조립 부 (5)의 절차를 따르십시오. </li><li> 7.1과 7.4의 절차를 따르십시오. </li></ol></li><li> 25 ° C에서 어두운 저장 영역에있는 모든 배양 용기를 놓습니다. 10 일 동안 저장 영역에있는 모든 배양 용기를 남겨주세요. </li></ol> 8. 인큐베이션 기간 동안 미생물의 호흡에 의해 생산 된 CO 2를 정량화하기 위해 각 표본에 적정을 수행 <ol><li> 배양 용기에서 2 M 수산화 나트륨이 들어있는 유리 병을 제거합니다. </li><li> 피펫 2 M 수산화 나트륨을 함유하는 유리 바이알에 1 M BaCl 2 2 ㎖. </li><li> 페놀프탈레인 한 방울 추가 (C 20 H 14 O 4) BaCl 2 및 수산화 나트륨의 혼합물을 함유하는 바이알에 피펫이나 의약품 드롭퍼로부터. 유리 병에 자기 교반 막대를 넣고 저어 접시에 유리 병을 배치합니다. </li><li> 활성화 된 교반 판으로, 천천히 다시 때까지 뷰렛 0.1 N 염산을 추가유리 병에 혼합물의 D 채색은 명확집니다. </li><li> 유리 바이알에서 혼합물의 착색을 변경하는데 필요한 염산의 양을 기록한다. </li></ol> 9. 첫 번째 훈증-배양주기 16,21,22 동안 수집 된 데이터에서 미생물 바이오 매스 C를 결정 <ol><li> 단계 3.8에서 얻어진 촉촉한 무게 비율 : 건조하여 촉촉한 무게를 곱하여 각 표본 토양의 건조 중량을 결정합니다. </li><li> 무 토양 배양 용기를 적정하는 데 사용되는 염산의 평균 금액을 결정합니다. </li><li> 식을 사용하여 10 일간 배양시 CO 광물이 계산 : <img alt="식 (1)" src="/files/ftp_upload/54614/54614eq1.jpg" /> 여기서 CO 2 = CO 10 일간 배양 동안 2 광물 NS = 산성이없는 토양 배양 용기에 시료를 적정하는 데 사용 S = 산성은 배양 용기에 토양을 포함 샘플을 적정하는 데 사용 일의 M은 = 몰 농도전자 염산 E = 6 당량 배양 용기에 함유 된 토양의 W = 건조 중량 </li><li> 수식을 사용하여 미생물 바이오 매스 C를 계산합니다 : <img alt="식 (2)" src="/files/ftp_upload/54614/54614eq2.jpg" /> BioC는 미생물 바이오 매스 C를 = 위치 소독 된 토양 부 표본에서 F = CO 2 광물 비 소독했다 토양 부 표본에서 NF = CO 2 광물 K = 미생물 바이오 매스 C의 광물의 비율은 2 CO하기 <ol><li> 토양과 예비 시험 또는 게시 값을 22에서 14 C 광물의 직접 측정 중 하나가 K의 값을 결정합니다. 0.45의 값은 일반적으로 상기 분석 23 K에 대해 사용된다. </li></ol></li><li> 첫 번째 훈증-배양주기에 소독 된 토양 부 표본에 대한 섹션을 4-8 일곱 번 반복하여 순차적 훈증 및 배양주기를 수행합니다. </li></ol> 10 Determ오프라인으로 불안정 C와 여덟 훈증 및 배양 사이클의 과정을 통해 CO 2 광물을 사용하여 잠재적 인 C 회전율 평가 <ol><li> 각 훈증 후의 시료에 첨가 토양 접종하기위한 보정 계수를 결정하기 위해 다음 식을 사용하여 <img alt="식 (3)" src="/files/ftp_upload/54614/54614eq3.jpg" /> IC는 접종에 대한 보정 계수 = 어디 C &#39;= CO 2의 양이 아닌 소독 표본에서 처음 10 일간 배양 중 첫 번째 훈증 배양주기 훈증 토양에 접종 토양의 r은 = 무게 비율 C의 t = 배양주기 (1, 2 ... 8), 같은 C의 t-1 = 0 때 t = 1이 </li><li> 각 표본에 대한 각각의 배양 중에 방출 된 CO 2를 추정하기 위해 다음 공식을 사용 <img alt="식 (4)" src="/files/ftp_upload/54614/54614eq4.jpg" /> 코네티컷 = CO 2는 배양 중에 출시 곳 NS = 산성 샘플을 적정하는데 사용무 토양 배양 용기에 S = 산성은 배양 용기에 토양을 포함 샘플을 적정하는 데 사용 IC (단계 10.1에서 결정된) 접종에 대한 보정 계수 = E = 6 당량 배양 용기에 함유 된 토양의 W = 건조 중량 </li><li> 비선형 회귀 분석을 사용하여 불안정한 유기 탄소 (C)를 유도. <ol><li> 샘플에 대한 각각의 샘플 식별자가 포함 된 스프레드 시트를 구성, 배양 중에 출시 배양 사이클 수 (1, 2 ... 8), 및 CO 2 (단계 10.2에서 유래). </li><li> 비선형 회귀 할 수있는 소프트웨어를 사용하면, 데이터 집합에 다음 모델에 맞게 : <img alt="식 (5)" src="/files/ftp_upload/54614/54614eq5.jpg" /> CSUM은 여덟 배양 사이클 동안 방출 CO (2)의 합계 = 어디 LOC = 토양 불안정한 유기 탄소 (C) K = 잠재적 회전율 시간 t = 배양주기 (1, 2 ... 8) </li></ol></li><li> 잠재적 인 매출 t 변환때문에 10 일의 배양주기 (10)에 의해 K의 역을 곱하여 일에 단계 10.3.2에서 IME. </li></ol>

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SFI 방법은 다양한 관리 관행(예: 비료, 경작, 식생 제어 및 수확 관행) 및 토양 조건에 대한 토양 LOC 및 잠재적 C 회전율의 차이를 감지하는 효과적인 프로토콜입니다. 토양 LOC 함량과 C 회전율은 영양 순환의 변화를 이해하는 데 사용할 수 있습니다. SFI 방법은 또한 첫 번째 훈증-배양 이벤트에서 미생물 바이오매스 C를 측정합니다. 토양 LOC, C 회전율 및 미생물 바이오매스 C를 동시에 측정할 수 있는 능력으로 인해 SFI 방법은 상대적으로 비용 효율적인 분석 방법입니다. 
SFI 방법으로 수집된 매개변수와 함께 추가 토양 매개변수를 측정하면 LOC 및 관련 변수의 변화가 영양 순환에 미치는 영향을 더 폭넓게 이해할 수 있습니다. 토양의 총 C 농도는 총 C29에 비해 토양 LOC 풀의 크기 변화를 결정할 수 있는 기능을 제공합니다. 토양 효소 분석을 포함하면 토양 영양분 형태와 양의 변화를 초래하는 불안정한 C 기질의 미생물 활용에 대한 이...

때문에 탄소 (C)와 영양 순환 및 토양 변화에 감도에서의 중요한 역할, 토양 LOC는 토양 유기물 품질의 지표로 측정하는 중요한 매개 변수입니다. 큰 정도 숲과 agroecosystems은 영양소의 소스로 토양 유기물에서 영양분의 광물에 따라 달라집니다. 관리 활동은 영양 공급 한 변화의 결과로, 토양의 유기 탄소 (C)의 풀 크기와 이직률을 변경할 수 있습니다. 토양 유기 탄소 (C)는 몇 년 2,3,4에 몇 주에서 이직률이 분해성 수천 년의 이직률이 C, 및 LOC의 두 가지 주요 분수로 구성되어 있습니다. 토양 불안정한 C는 식물 쓰레기 1,4,5에서 미생물 바이오 매스 C, 저 분자량 화합물 (아미노산, 단순 탄수화물) 식물 rhizodeposition에서, 분해 부산물 및 침출수로 쉽게 분해 기판으로 구성되어 있습니다. 토양 불안정한 C 용이 분해성 때문입니다방해 또는 토양 6 변경 관리 관행과 자연 현상에 매우 민감. 토양 불안정한 C는 유기 물질 (7)의 분해 토양 미생물의 주 에너지 원으로 기능한다. 토양 유기 탄소 (C) 8의 안정적인 형태보다 더 큰 정도 등, LOC에 미치는 영향 영양 순환으로. 토양 미생물은 LOC 9,10,11의 프라이밍 효과에 의해 촉진 분해성 토양 유기물의 분해시 발생하는 종속 영양 호흡의 대부분에 대한 책임이 있습니다. 토양 유기 탄소 (C)가 약 두 배 대기 C (11)이기 때문에 호흡 글로벌 C 사이클에 상당한 역할을한다. 육상 생태계의 중요성으로 인해, 여러 가지 방법이 토양 LOC를 추정하기 위해 개발되었다. 물리적, 화학적, 생화학 적 :이 방법은 일반적으로 세 가지 분류로 묘사 될 수있다. 농도계 분리 방법은 물리적 메트있다무겁거나 가벼운 분수로 또는 일반 및 미세 입자 유기 탄소 (C) 12,13,14,15로 토양의 유기 탄소 (C)를 분리 구성 ODS. 분리 방법은 수행하기가 비교적 용이하지만, 종종 그렇지 이들 분획 토양 유형 미네랄 조성물, 식물 재료의 크기와 밀도 및 토양 집합체 일관성 (13, 15)에 따라 변화하기 때문에 일관성있는 결과를 생성한다. 분리 방법은 LOC 약 15 만 정량적 인 정보를 생산하고 있습니다. 여러 가지 화학적 방법은 LOC 추정 사용할 수 있습니다. 유기 탄소 수용액으로 추출을 수행하기가 비교적 용이하고, 상기 방법은 종종 쉽게 재현 가능한 결과를 제공한다. 그러나 이러한 추출 미생물 15 수 기판의 전체 스펙트럼을 포함하지 않습니다. 토양 유기 C의 화학적 분류에 대한 여러 가지 산화 방법이 개발되었다. 산화법은 양과 불안정한 유기 C의 품질 특성의 이점을 가지고일부 방법은 유해 화학 물질과 작업을 필요로 및 결과 (15)의 재현성 방법 중 변동성이 있지만. 산 가수 분해 추출법 양과 LOC의 품질을 측정 할 수있는 화학적 분류 절차의 다른 형태이지만,이 방법의 결과는 그 생물학적 특성 (13, 15)의 해석을 용이하게하지 않는다. 토양 LOC 해석의 생화학 적 방법이 개발되었다. CO 2 호흡 분석에서 미생물에 의해 방출으로 불안정한 유기 C가 측정 될 수있다. 이러한 분석은 진정한 mineralizable 유기물의 추정을 제공하지만, 일반적으로는 가장 불안정한 화합물은하기 검정법 중 15 광물이다. 훈증-배양 (16) 및 훈증 추출 (17)에 의해 측정 된 토양 미생물 바이오 매스 C는 LOC에 대한 추론을 개발하는 데 사용되었습니다. 그러나 이러한 절차는 미생물 바이오 매스보다는 LO에서 C의 추정치를 제공C. 두 훈증 절차 미생물 생물량 C를 결정하는 비 훈증 토양의 값의 감산을 포함하지만, 값이 비 훈증 토양 감산없이 수득 제안 미생물 바이오 매스 (18)에 더하여 C의 불안정한 유기 부분의 측정치를 제공 한 . LOC를 측정하기위한 순차 훈증-배양 (SFI) 프로 시저 (13)는 토양 미생물 바이오 매스 C 측정을위한 훈증-배양 과정 (16)에서 적응 생화학 적 방법이다. SFI 방법은 LOC를 추정하는 다른 방법에 대해 몇 가지 장점을 갖는다. 방법에 대한 개념적 기초 LOC는 미생물의 성장을 지배하는 미생물 분해 C이며, 그 LOC 물리적 접근 및 토양 미생물에 의해 화학적으로 분해 것입니다. 전계 조건에서 미생물의 성장은 일반적으로 탄소 가용성 영양소 가용성 가능한 공극 공간 및 / 또는 포식에 의해 제한된다. 이러한 요소는 거의 elimi 있습니다미생물 성장에 방해받지 않고 조건을 만들어, 훈증에 의해 신도. 어떤 영양분이 방법의 배양 기간 동안 제거되지 않습니다. 여러 훈증 및 배양주기의 과정을 통해, 미생물 성장은 C의 양과 질 (불안정성) (13)에 의해 제한된다. 배양 사이클 동안 축적 된 CO 2 호흡은 단순한 음의 지수 모델 11,13,19와 LOC를 추정하는 데 사용됩니다. SFI 방법 동시에 농도 LOC (11)의 전위 회전율을 추정 대부분 LOC 방법을 통해 장점을 가지고 있으므로 잠재적 C 회전율 또한, 지수 모델의 기울기로부터 유도 될 수있다. 이러한 14 C 등의 추적자 (13)를 사용하는 경우 다른 방법의 경우, LOC의 잠재적 인 이직률에 대한 정보는 확인 할 수 있습니다. SFI 방법 따라서 LOC 및 잠재적 회전율 모두의 측정을 획득하기위한 상대적으로 간단하고 저렴한 기술이다.

<table><tbody><tr><td>토양 오거 샘플링 키트</td><td>JMC</td><td>PN039</td><td>펀치 오거의 다른 여러 제조업체를 사용할 수 있습니다</td></tr><tr><td>Parafilm</td><td>Curwood</td><td>PM999</td><td></td></tr><tr><td>알루미늄 계량 보트</td><td>Fisherbrand</td><td>08-732-103</td><td></td></tr><tr><td>범용 건조 오븐</td><td>Fisher Scientific</td><td>15-103-0511</td><td>범용 실험실 오븐의 다른 많은 제조업체를 사용할 수 있습니다</td></tr><tr><td>10.5 L 진공 데시케이터</td><td>Corning</td><td>3121-250</td><td></td></tr><tr><td>유리 섬광 바이알</td><td>Wheaton</td><td>968560</td><td></td></tr><tr><td>유리 나사형 바이알, 41&nbsp; ml</td><td>Fisherbrand</td><td>03-339-21N</td><td></td></tr><tr><td>클로로포름, 아밀렌으로 안정화</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>67-66-3</td><td></td></tr><tr><td>끓는 칩</td><td>Fisher Scientific</td><td>S25201</td><td></td></tr><tr><td>유리 막대</td><td>Fisherbrand</td><td>S63449</td><td></td></tr><tr><td>크기 10 고무 마개</td><td>Fisherbrand</td><td>14-130P</td><td>고무 마개는 유리 막대를 설치하기 위해 중앙에 구멍을 뚫고 단단하게 구입하거나 유리 막대를 삽입하기 위한 구멍과 함께 구입할 수 있습니다</td></tr><tr><td>입이 넓은 PPCO 병, 0.5L</td><td>ThermoScientific</td><td>3121050016</td><td></td></tr><tr><td>수산화나트륨, 시약 등급</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S5881</td><td></td></tr><tr><td>염화바륨</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>202738</td><td></td></tr><tr><td>페놀프탈레인 지시약</td><td>Fisher Scientific</td><td>S25466</td><td></td></tr><tr><td>염산 용액, 0.1 N</td><td>Fisher Scientific</td><td>SA54-4</td><td></td></tr></tbody></table>

순차 훈증 배양 절차를 사용하여 토양으로 불안정 유기 탄소의 평가

Assessment of Labile Organic Carbon in Soil Using Sequential Fumigation Incubation Procedures

경영 환경 변화는 토양의 영양과 탄소 순환을 변경할 수 있습니다. 토양 불안정한 유기 탄소, 용이 분해 C 풀, 교란에 매우 민감하다. 또한 영양소 사이클링 근본적인 토양 미생물에 대한 기본 기판이다. 때문에 이러한 특성으로, 불안정한 유기 탄소 (LOC)은 토양 건강의 지표 매개 변수로 확인되었습니다. LOC의 회전율을 정량화하면 토양 영양 순환 과정의 변화를 이해 돕는다. 순차 훈증 배양 방법은 토양 LOC 및 잠재적 C 전환율을 측정하기 위해 개발되었다. 상기 방법은 토양 시료 훈증 및 훈증 인큐베이션 사이클 일련 통해 10 일간 배양 기간 CO 2 -C 호흡 정량화 필요. 불안정한 유기 탄소 (C)와 잠재적 인 C 회전율은 음의 지수 모델과 축적 된 CO 2에서 추정된다. 이 방법을 수행하기위한 절차에 대해 설명하다디.

미국 남동부 24,25,26,27 실시 일련의 실험에서이 문서에 설명 된대로 SFI 방법이 사용되어왔다. 함께, 이러한 실험은 loblolly 소나무 (Pinus taeda L.), 스위치 그래스 (Panicum virgatum L.), 미루를 포함하여, 식물 종류의 다양한에 포함 (미루 나무 람 전 습지.), 대두 (글리신 최대 L. MERR.). 이 방법은 수정 중 LOC 및 / 또는 잠재적 인 C 회전율 속도의 차이를 결정하고 모든 연구에서 연습 치료를 자르기에 민감했다. LOC 및 연구 (그림 2)의이 시리즈에보고 된 잠재적 매출 비율의 범위에서 중복이 있었다. 이러한 연구에서보고 된 LOC의 범위에서 변화는 불안정한 C 및 C 전위 회전율 차이 검출에 SFI 방법의 감도를 강조. loblolly 소나무와 스위치 그래스 골목 자르기 시스템은 g 있었...

불안정한 유기탄소(LOC)와 잠재적 탄소 회전율은 토양 영양분 순환 과정의 변화를 나타내는 민감한 지표입니다. 일련의 주기로 토양을 훈증 및 배양하고 배양 기간 동안 축적된CO2를 사용하여 이러한 매개변수를 추정하는 방법에 대한 세부 정보가 제공됩니다.

Management practices and environmental changes can alter soil nutrient and carbon cycling. Soil labile organic carbon, a readily decomposable C pool, is ...

이 순차적 훈증 배양 과정의 전반적인 목표는 토양 내의 가용성 탄소와 잠재적 탄소 회전율을 추정하는 것입니다. 이 방법은 토양 미생물이 토양 내 영양분을 변환하기 위해 사용하는 기질의 양과 같이 토양 미생물학 분야의 핵심적인 사항들에 대한 답을 제시할 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점 중 하나는 사용법이 상대적으로 간단하고 비용이 저렴하다는 점입니다.수집 전, 수집 지역 내의 토양 특성 및 식생의 차이를 확인하십시오. 적절한 변동 계수를 사용하여 필요한 시료의 수와 변동 거리를 결정하십시오. 토양 조건이 불균일한 경우에는 각 트랜섹트(transect) 상의 시료 채취 지점 간 거리가 실험 단위 내의 변동 거리보다 짧은 격자형 시료 채취 패턴을 지정하십시오.시료 채취 지점의 토양 표면에서 유기물을 제거합니다. 오거(auger)를 사용하여 각 토양 시료를 채취합니다. 그리드의 각 횡단선별로 채취한 시료들을 하나의 용기에 담아 혼합합니다.수집 직후 각 복합 시료를 아이스팩이 들어있는 쿨러에 넣으십시오. 현장 작업이 완료되면 토양 시료를 체질하십시오. 각 시료를 체질한 후에는 물로 메쉬를 세척하십시오.각 혼합 토양 시료에 대해, 100g의 개별 시료 3개를 비커에 담습니다. 비커를 실험실용 랩으로 덮고 25°C에서 10일 동안 사전 배양합니다. 그런 다음, 각 시료의 랩을 제거하고 1g의 토양을 미리 무게를 잰 알루미늄 웨잉 보트에 담습니다.습윤 토양과 weighing boat의 합산 무게를 기록하십시오. 각 시료를 weighing boat에 담아 105 °C에서 48시간 동안 건조하십시오. 처음 24시간 동안은 8시간마다 무게를 확인하고, 이후에는 더 이상 무게 감소가 없을 때까지 6시간마다 확인하십시오.칭량 보트의 기지 중량을 사용하여 건조 토양의 중량을 결정합니다. 건조 토양과 습윤 토양의 중량비를 계산합니다. 훈증을 시작하려면, 포슬린 플레이트가 있는 두 개의 유리 진공 데시케이터 바닥에 젖은 종이 타월을 각각 배치합니다.훈증용 데시케이터를 하나 지정합니다. 각 시료당 30 g의 토양을 담은 좁은 유리 바이알 3개를 준비합니다. 각 바이알의 실험실 테이프 위에 연필로 라벨을 부착합니다.각 세트당 두 개의 바이알을 훈증 데시케이터에 넣고, 세 번째 바이알은 다른 데시케이터에 넣습니다. 훈증 데시케이터를 흄 후드 안에 배치합니다. 100 milliliter 비커 바닥에 끓임돌을 깝니다.흄 후드 내에서, 에탄올이 포함되지 않은 클로로포름 50 milliliters를 비커에 붓습니다. 비커를 훈증 데시케이터 중앙에 놓고 데시케이터를 닫습니다. 훈증 데시케이터를 진공 펌프에 연결합니다.진공 펌프를 켜고 클로로포름이 30초 동안 끓게 합니다. 그런 다음, 펌프를 끄고 연결을 해제하여 데시케이터 내부로 공기가 유입되게 합니다. 이 단계를 두 번 더 반복합니다.클로로포름을 네 번째로 2분 동안 끓입니다. 그런 다음, 진공 상태를 유지하기 위해 데시케이터를 밀폐합니다. 진공 펌프의 전원을 끄고 연결을 해제합니다.다른 데시케이터를 닫고 밀봉합니다. 두 데시케이터를 실온의 어두운 곳에 24시간 동안 보관하십시오. 그런 다음, 훈증 데시케이터를 흄 후드에 넣습니다.데시케이터의 공기를 빼고 페이퍼 타월을 제거합니다. 토양이 담긴 바이알을 데시케이터에 넣고, 데시케이터를 닫은 후 진공 펌프를 연결하고 진공 상태로 만들어 토양 샘플에서 클로로포름 가스를 제거합니다. 5분 동안 진공 상태를 유지한 후 데시케이터의 공기를 뺍니다.이 단계를 4회 더 반복한 후, 배양 절차를 준비하기 위해 데시케이터에서 토양이 충진된 바이알을 꺼냅니다. 배양 용기를 준비하려면, 훈증 처리된 시료와 훈증 처리되지 않은 시료의 하위 샘플용 광구 폴리프로필렌 병에 라벨을 부착합니다. 이후 적정을 위해 사용할 무토양 대조군용 병 3개에도 라벨을 부착합니다.라벨이 부착된 각 병에 대해, 10호 고무 마개 중앙에 구멍을 뚫고 15 centimeter 길이의 유리 막대를 구멍에 삽입합니다. 고무줄을 사용하여 40 milliliter 유리 바이알을 유리 막대에 고정합니다. 그런 다음, 원래의 사전 배양된 토양 샘플에서 1 gram의 토양을 각각의 3개 하위 샘플에 추가합니다.훈증 토양용으로 라벨이 붙은 병 중 하나에 탈이온수 1 mL를 넣습니다. 훈증 토양이 들어 있는 바이알을 해당 병에 넣습니다. 스토퍼 어셈블리의 유리 바이알에 2 M 수산화나트륨 1 mL를 피펫으로 넣습니다.병의 마개를 조심스럽게 닫고 실험실용 필름으로 밀봉합니다. 나머지 토양 시료에 대해서도 이 과정을 반복합니다. 토양이 없는 대조군 용기도 토양 시료만 제외하고 동일한 방식으로 준비합니다.배양 챔버를 실온의 어두운 곳에서 10일 동안 보관하십시오. 배양 후, 배양 용기에서 수산화나트륨 바이알을 조심스럽게 꺼내십시오. 1 M 염화바륨 2 mL를 바이알에 피펫으로 넣으십시오.바이알에 페놀프탈레인을 한 방울 넣습니다. 바이알에 마그네틱 바를 넣고, 교반기 위에서 혼합물을 교반하기 시작합니다. 뷰렛을 사용하여 용액의 색상이 빨간색에서 무색으로 변할 때까지 0.1 normal 염산을 천천히 첨가합니다.첨가된 염산의 부피를 기록하십시오. 토양이 없는 대조군 값을 별도로 기록하며, 모든 배양 챔버에 대해 적정을 반복하십시오. 적정 데이터와 토양의 건조-습윤 중량비를 사용하여, 토양 시료 배양 중 무기화된 이산화탄소의 양을 계산하십시오.이를 통해 각 샘플 세트의 미생물 생물량 탄소(microbial biomass carbon)를 계산합니다. 훈증된 샘플에 대해 훈증 및 배양 과정을 7회 더 반복하여, 각 주기 후의 무기화된 이산화탄소량을 계산합니다. 이 데이터를 사용하여 비선형 회귀 분석을 통해 각 훈증 샘플의 가용성 유기 탄소량과 잠재적 회전 시간을 결정합니다.순차적 토양 훈증 및 배양법은 서로 다른 식생 조건에 따른 불안정성 유기 탄소(labile organic carbon, LOC) 및 잠재적 탄소 회전율의 차이를 식별합니다. 대두 재배 조건에서 LOC 값이 가장 높게 나타났으며, 이는 대두 수확 시의 생물량 퇴적과 관련이 있었습니다. 테다소나무 조림지에서는 잠재적 탄소 회전율이 가장 높게 나타났으며, 이는 산성 소나무 낙엽이 토양 유기물의 주요 공급원이었던 것과 관련이 있었습니다.테다소나무와 스위치그래스 혼작 시스템은 샘플링 지점 조건의 범위가 가장 넓었으며, 스위치그래스 초지는 샘플링 지점 간 토양 질감의 변동성이 가장 컸습니다. 이 두 조건 모두 LOC 값과 잠재적 탄소 회전율 모두에서 넓은 범위를 나타냈습니다. 이 기술을 숙달하면, 각 샘플을 분석하는 데 소요되는 80일의 기간 동안 샘플당 약 30분이 소요됩니다.이 절차를 정확하게 수행하기 위해 주의할 점은 데시케이터와 배양 챔버가 단단히 밀폐되었는지 확인하는 것이며, 수산화나트륨이 포함된 바이알에 너무 가까이 숨을 쉬지 않는 것입니다. 이 절차와 병행하거나 절차 이후에, 토양 미생물 기능을 더 잘 이해하기 위해 토양에서 여러 가지 다른 효소 분석을 수행할 수 있습니다. 이 영상을 시청한 후에는 순차적 훈증 배양법을 이용한 가용성 탄소 분석을 수행하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.클로로포름을 다루는 것은 매우 위험할 수 있다는 점에 유의하십시오. 이러한 절차를 안전하게 수행하기 위해서는 개인 보호 장구와 흄 후드가 필요합니다.

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Research

연구

JoVE Journal

Environment

환경

Biochar라고는 지속 기판 품질 SORB 오염물을, 탄소를 개선하는 능력을 가진 토양 개량제로서 사용되는 탄소 리치 물질이다. 이 프로토콜은 환경에서 이러한 개정의 대규모 구현하기 전에 필요 Biochar라고의 특성, 사용 (17) 분석 방법에 대해 설명합니다.

물리, 화학에 대한 생산 식스 Biochars의 생물학적 특성 오염 된 사이트의 재조정

인지질의 지방산 토양 미생물 커뮤니티의 구조에 대한 정보를 제공한다. 우리는 단상 클로로포름 혼합물을 고체상 추출 칼럼을 사용하여 추출한 지질의 분류 및 모세관 가스 크로마토 그래피로 분석 지방산 메틸 에스테르를 생성하기 위해 메탄과 토양 시료로부터 추출하기위한 방법을 제시한다.

추출 및 토양의 미생물 인지질 지방산의 분석

이 논문은 많은 샘플을 가진 연구에서 토양 미생물 군집 구조를 결정하기 위해 총 지질과 지표 지질의 상대적 양을 특성화하는데 사용하기 위해 미생물의 세포막으로부터 지질 추출을위한 노력과 정확성을 균형있게 유지하면서 처리량을 증가시키는 방법을 기술한다.

많은 샘플을 이용한 실험에서 토양 미생물을 특성화하기위한 지질 추출 및 분석 방법

SOM 기초가 많은 토양 기능 및 프로세스, 하지만 FTIR 분광학에 의해 그것의 특성은 종종 미네랄 간섭에 의해 도전. 설명된 방법을 경험적으로 얻은 사용 하 여 토양 스펙트럼에 미네랄 방해 미네랄 참조 스펙트럼을 빼서 FTIR 분광학에 의해 솜 분석 유틸리티를 높일 수 있습니다.

스펙트럼 차감으로 토양 유기 물질의 적외선 분광학 특성 개선

이 프로토콜 자연 유기 물질과 다른 생태계에서 미생물 단백질의 완전 한 쌍 특성에 culminating 보완 분석 및 omics 기술에 대 한 단일 처리량을 설명 합니다. 이 이렇게 강력한 비교 대사 경로 및 변환을 설명 하는 온실 가스 생산 및 환경 변화에 대 한 응답을 예측에 대 한 중요 한 식별 수 있습니다.

복잡 한 자연 유기 물질 혼합물을 특성화에 대 한 단일 처리량 보완 고해상도 분석 기법

여기서 설명된 검증 방법은 울라토니트, 현무암 및 올리바인과 같은 알칼리성 지구 금속 규산염 함유 바위로 개정된 다양한 농업 토양에서 페도게닉 무기 탄소 격리를 모니터링할 수 있다. 이러한 유형의 검증은 탄소 신용 프로그램에 필수적이며, 이는 해당 분야에서 탄소를 격리하는 농부들에게 혜택을 줄 수 있습니다.

농업 토양에서 수정 된 실리케이트 미네랄의 풍화로 인해 페도게닉 무기 탄소 축적모니터링.

이 프로토콜은 7 일 이내에 대규모 토양 샘플 세트에서 효모와 곰팡이 Aspergillus fumigatus를 배양하는 효과적이고 신속한 방법입니다. 이 방법은 실험에 필요한 다양한 인큐베이션 배지 및 온도를 수용하도록 쉽게 변형 될 수 있습니다.

곰팡이 개체군 구조를 조사하기 위해 토양에서 배양 가능한 효모와 곰팡이를 분리합니다.

여기에서, 우리는 재석회화 물질의 분해에 관여하는 곰팡이 균주를 찾기 위해 토양 생물 다양성을 스크리닝하기위한 프로토콜을 제시합니다. 첫째, 휴믹산 또는 리그노셀룰로오스 상에서 성장할 수 있는 곰팡이 균주가 분리된다. 그들의 활성은 효소 분석과 탄화수소 및 플라스틱과 같은 오염 물질에 대해 테스트됩니다.

석회화 물질의 분해에 관여하는 곰팡이에 대한 토양 생물 다양성으로부터의 분리 및 스크리닝

실험실 토양 온난화 실험은 일반적으로 여러 챔버에서 두 개 이상의 일정한 온도를 사용합니다. 정교한 환경 챔버를 제시함으로써 현장 토양 온도의 크기와 진폭을 모방 하고 토양 배양 연구의 실험 설계를 개선하는 정확한 온도 제어 방법을 제공합니다.

토양 배양 실험에서 온도 시뮬레이션

본 연구는 토양 미생물 생체량과 균류-박테리아 비율을 빠르게 정량화하는 ddPCR 방법을 제시합니다. ddPCR 유래 미생물 생체량 탄소는 클로로포름 훈증 추정치와 약한 상관관계만 보이지만, 이 방법은 추가 토양 샘플링이나 강경 도구 없이 민감하고 확장 가능한 분자 접근법을 제공합니다.

디지털 액상 PCR(ddPCR)을 이용한 토양 내 미생물 바이오매스 측정

배우세요 순차 훈증 배양 절차를 사용하여 토양의 불안정 유기 탄소와 탄소 회전율을 평가하는 방법을. 이 기술은 토양 미생물학 연구에서 영양소 변환을 이해하는 데 비용 효율적인 통찰을 제공합니다.

순차 훈증 배양 절차를 사용하여 토양으로 불안정 유기 탄소의 평가

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