Microplot Ontwerp en Plant en Bodem Monster Voorbereiding voor 15Stikstof Analyse

Summary

Een microplot ontwerp voor ¹⁵N tracer onderzoek wordt beschreven om meerdere in-season plant en bodem bemonstering gebeurtenissen tegemoet te komen. Voor de analyse van 15 N worden bodem- en verwerkingsprocedures voor monsters, met inbegrip van slijp- en weegprotocollen, voor ¹⁵N-analyse naar voren gebracht.

Abstract

Veel stikstof meststof studies evalueren het totale effect van een behandeling op end-of-season metingen, zoals graan opbrengst of cumulatieve N verliezen. Een stabiele isotopenbenadering is noodzakelijk om het lot van kunstmest afkomstig N (FDN) via het bodemgewassysteem te volgen en te kwantificeren. Het doel van dit document is om een klein onderzoek ontwerp gebruik te maken van niet-beperkte ¹⁵N verrijkte microplots voor meerdere bodem en planten bemonstering gebeurtenissen over twee groeiseizoenen te beschrijven en monster verzameling, behandeling en verwerking protocollen voor totaal ¹⁵N analyse. De methoden werden aangetoond met behulp van een gerepliceerde studie van zuid-centraal Minnesota geplant om maïs(Zea mays L.). Elke behandeling bestond uit zes maïsrijen (76 cm rijafstand) van 15,2 m lang met een microplot (2,4 bij 3,8 m) aan één uiteinde. Ureum van kunstmestkwaliteit werd bij het planten toegepast op 135 kg^{N·ha -1,} terwijl de microplot ureum kreeg verrijkt tot 5 atoom % ¹⁵N. Tijdens het groeiseizoen werden meerdere malen bodem- en plantenmonsters genomen, waarbij ervoor werd gezorgd dat kruisbesmetting wordt geminimaliseerd door gebruik te maken van afzonderlijke gereedschappen en tijdens alle procedures niet-verrijkte en verrijkte monsters fysiek worden gescheiden. Bodem- en plantenmonsters werden gedroogd, gemalen om door een 2 mm scherm te gaan en vervolgens met behulp van een rolpotmolen tot een bloemachtige consistentie te vermalen. Tracer studies vereisen extra planning, monster verwerkingstijd en handenarbeid, en maken hogere kosten voor ¹⁵N verrijkte materialen en monsteranalyse dan traditionele N-studies. Echter, met behulp van de massa balans aanpak, tracer studies met meerdere in-season sampling gebeurtenissen kunnen de onderzoeker om FDN verdeling te schatten via de bodem-gewas systeem en schatten onverklaarbare FDN uit het systeem.

Introduction

Kunstmest stikstof (N) gebruik is essentieel in de landbouw om te voldoen aan de voedsel-, vezel-, diervoeders en brandstof eisen van een groeiende wereldbevolking, maar N verliezen van agrarische velden kan een negatieve invloed hebben op de kwaliteit van het milieu. Omdat N ondergaat vele transformaties in de bodem-gewas systeem, een beter begrip van N fietsen, gewas gebruik, en het algemene lot van kunstmest N zijn noodzakelijk om het beheer praktijken die N gebruik efficiëntie te bevorderen en te minimaliseren milieuverliezen te verbeteren. Traditionele N kunstmeststudies richten zich voornamelijk op het effect van een behandeling op eindseizoenmetingen zoals gewa....

Protocol

1. Beschrijving van de veldsite

OPMERKING: Bij het uitvoeren van ¹⁵N tracerveldproeven moeten geselecteerde sites variatie minimaliseren als gevolg van bodem, topografie en fysieke kenmerken^5. Kruisbesmetting kan optreden na zijdelingse bodembeweging als gevolg van hellings-, wind- of watertranslocatie of grondbewerking, terwijl de verticale verdeling van bodem N kan worden beïnvloed door ondergrondse waterstroom en tegeldrainage⁶.

1. Beschrijf de proefterrein met inbegrip van beheer uit het verleden (bijvoorbeeld eerdere gewassen en grondbewerking), breedte- en lengtegraad, ....

Results

De resultaten gepresenteerd in deze paper komen van een veld site opgericht in 2015 aan de Universiteit van Minnesota Southern Outreach and Research Center gelegen in de buurt van Waseca, MN. De site werd beheerd als een maïs-soja [Glycine max (L.) Merr] rotatie voorafgaand aan 2015, maar werd beheerd als een maïs-maïs rotatie tijdens de 2015 en 2016 groeiseizoenen. De grond was een Nicollet klei leem (fijn-leem, gemengd, superactief, mesic Aquic Hapludolls)-Webster klei leem (fi.......

Discussion

Stabiel isotopenonderzoek is een nuttig instrument voor het volgen en kwantificeren van FDN via het bodemgewassysteem. Er zijn echter drie belangrijke veronderstellingen in verband met N tracer studies die, indien geschonden conclusies uit het gebruik van deze methode ongeldig kan maken. Ze zijn 1) de tracer is uniform verdeeld over het systeem, 2) processen in het kader van de studie optreden op dezelfde tarieven, en 3) N het verlaten van de ¹⁵N verrijkte pool keert niet terug³. Omdat .......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
20 mL scintillation vial	ANY; Fisher Scientific is one example	0334172C
250 mL borosilicate glass bottle	QORPAK	264047
48-well plate	EA Consumables	E2063
96-well plate	EA Consumables	E2079
Cloth parts bag (30x50 cm)	ANY	NA	For corn ears
CO2 Backpack Sprayer	ANY; Bellspray Inc is one example	Model T
Coin envelop (6.4x10.8 cm)	ANY; ULINE is one example	S-6285	For 2-mm ground plant samples
Corn chipper	ANY; DR Chipper Shredder is one example	SKU:CS23030BMN0	For chipping corn biomass
Corn seed	ANY	NA	Hybrid appropriate to the region
Disposable shoe cover	ANY; Boardwalk is one example	BWK00031L
Ethanol 200 Proof	ANY; Decon Laboratories Inc. is one example	2701TP
Fabric bags with drawstring (90x60 cm)	ANY	NA	For plant sample collection
Fertilizer Urea (46-0-0)	ANY	NA	~0.366 atom % 15N
Hand rake	ANY; Fastenal Company is one example	5098-63-107
Hand sickle	ANY; Home Depot is one example	NJP150	For plant sample collection
Hand-held soil probe	ANY; AMS is one example	401.01
Hydraulic soil probe	ANY; Giddings is one example	GSPS
Hydrochloric acid, 12N	Ricca Chemical	R37800001A
Jar mill	ANY; Cole-Parmer is one example	SI-04172-50
Laboratory Mill	Perten	3610	For grinding grain
Microbalance accurate to four decimal places	ANY; Mettler Toledo is one example	XPR2
N95 Particulate Filtering Facepiece Respirator	ANY, ULINE is one example	S-9632
Neoprene or butyl rubber gloves	ANY	NA	For working in HCl acid bath
Paper hardware bags (13.3x8.7x27.8 cm)	ANY; ULINE is one example	S-8530	For soil samples and corn grain
Plant grinder	ANY; Thomas Wiley Model 4 Mill is one example	1188Y47-TS	For grinding chipped corn biomass to 2-mm particles
Plastic tags	ULINE	S-5544Y-PW	For labeling fabric bags and microplot stalk bundles
Sodium hydroxide pellets, ACS	Spectrum Chemical	SPCM-S1295-07
Soil grinder	ANY; AGVISE stainless steel grinder with motor is one example	NA	For grinding soil to pass through a 2-mm sieve
Tin capsule 5x9 mm	Costech Analytical Technologies Inc.	041061
Tin capsule 9x10 mm	Costech Analytical Technologies Inc.	041073
Urea (46-0-0)	MilliporeSigma	490970	10 atom % 15N