Ocena labilnego węgla organicznego w glebie za pomocą sekwencyjnych procedur inkubacji fumigacji

Ogólnym celem tej sekwencyjnej procedury inkubacji fumigacji jest oszacowanie labilnego węgla i potencjalnego tempa obrotu węgla w glebie. Ta metoda może odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie mikrobiologii gleby, takie jak ilość substratu wykorzystywanego przez mikroorganizmy glebowe do przekształcania składników odżywczych w glebie. Jedną z głównych zalet tej techniki jest to, że jest stosunkowo prosta w użyciu i niedroga.

Przed zbiorem należy zidentyfikować różnice we właściwościach gleby i roślinności w obrębie miejsca zbiórki. Stosując odpowiednie współczynniki zmienności, należy określić liczbę potrzebnych próbek i odległość zmienności. Dla niejednorodnych warunków glebowych należy wyznaczyć wzór próbki siatkowej, w którym odległość między punktami pobierania próbek na każdym transekcie jest mniejsza niż odległość zmienności w jednostce doświadczalnej.

Usunąć materię organiczną z powierzchni gleby w punktach pobierania próbek. Za pomocą świdra zbierz każdą próbkę gleby. Dla każdego transektu siatki wymieszać próbki w jednym pojemniku.

Natychmiast po pobraniu każdą próbkę złożoną umieścić w chłodziarce z okładami z lodu. Po zakończeniu prac polowych przesiać próbki gleby. Oczyścić siatkę wodą po przesianiu każdej próbki.

Dla każdej złożonej próbki gleby należy umieścić trzy pojedyncze próbki o wadze 100 gramów w zlewkach. Przykryj zlewki folią laboratoryjną i wstępnie inkubuj zlewki w temperaturze 25 stopni Celsjusza przez 10 dni. Następnie dla każdej próbki usuń folię i umieść jeden gram gleby we wstępnie zważonej aluminiowej łódce wagowej.

Zanotować łączną masę wilgotnej gleby i zważyć łódź. Suszyć każdą próbkę w łódkach wagowych w temperaturze 105 stopni Celsjusza przez 48 godzin. Sprawdzaj wagę co osiem godzin przez pierwsze 24 godziny, a następnie co sześć godzin, aż nie dojdzie do utraty wagi.

Korzystając ze znanych mas łodzi wagowych, określ masę suchej gleby. Oblicz stosunek masy gleby suchej do wilgotnej. Aby rozpocząć fumigację, umieść wilgotny ręcznik papierowy na dnie każdego z dwóch szklanych eksykatorów próżniowych z porcelanowymi płytkami.

Wyznaczyć jeden eksykator do fumigacji. Dla każdej próbki należy przygotować trzy wąskie szklane fiolki, z których każda zawiera 30 gramów gleby. Oznacz każdą fiolkę ołówkiem na taśmie laboratoryjnej.

Dla każdego zestawu umieścić dwie fiolki w eksykatorze do fumigacji, a trzecią fiolkę w drugim eksykatorze. Umieść eksykator do fumigacji w dygestorium. Przykryj dno 100-mililitrowej zlewki wrzącymi kamieniami.

Do dygestorium wlej do zlewki 50 mililitrów chloroformu bez etanolu. Umieścić zlewkę na środku eksykatora do fumigacji i zamknąć eksykator. Podłączyć eksykator do fumigacji do pompy próżniowej.

Włącz pompę próżniową i pozwól chloroformowi wrzeć przez 30 sekund. Następnie wyłącz i odłącz pompę, aby umożliwić dopływ powietrza do eksykatora. Powtórz ten krok jeszcze dwa razy.

Gotuj chloroform po raz czwarty przez dwie minuty. Następnie zamknij eksykator, aby utrzymać próżnię. Wyłącz i odłącz pompę próżniową.

Zamknąć i uszczelnić drugi eksykator. Oba eksykatory należy przechowywać w ciemnym miejscu w temperaturze pokojowej przez 24 godziny. Następnie umieść eksykator do fumigacji w dygestorium.

Odpowietrzyć eksykator i zdjąć ręcznik papierowy. Umieścić fiolki z ziemią w eksykatorze, zamknąć eksykator, podłączyć pompę próżniową i otworzyć próżnię, aby usunąć gazowy chloroform z próbek gleby. Uruchom odkurzacz na pięć minut, a następnie odpowietrz eksykatora.

Wykonaj ten krok jeszcze cztery razy, a następnie wyjmij wypełnione glebą fiolki z eksykatora, aby przygotować je do procedury inkubacji. Aby przygotować pojemniki do inkubacji, należy oznaczyć butelki polipropylenowe z szerokim otworem dla podpróbek poddanych fumigacji i niepoddanych fumigacji. Oznacz trzy kolejne butelki jako brak kontroli gleby do późniejszego miareczkowania.

Dla każdej oznakowanej butelki wywierć otwór w środku gumowego korka w rozmiarze 10 i włóż do niego szklany pręt o długości 15 centymetrów. Przymocuj szklaną fiolkę o pojemności 40 mililitrów do szklanego pręta za pomocą gumowej opaski. Następnie dodaj jeden gram gleby z oryginalnej, wstępnie inkubowanej próbki gleby do każdej z jej trzech podpróbek.

Umieść jeden mililitr wody dejonizowanej w jednej z butelek oznaczonych jako fumigowana gleba. Umieścić fiolkę z fumigowaną ziemią w butelce. Odmierzyć pipetą jeden mililitr dwóch molowych wodorotlenków sodu do szklanej fiolki z korkiem.

Ostrożnie zakorkować butelkę i zamknąć ją folią laboratoryjną. Powtórz ten proces dla pozostałych próbek gleby. Przygotuj pojemniki bez gleby w ten sam sposób, ale bez próbek gleby.

Przechowuj komory inkubacyjne w ciemnym miejscu w temperaturze pokojowej przez 10 dni. Po inkubacji ostrożnie wyjąć fiolkę z wodorotlenkiem sodu z pojemnika do inkubacji. Pobrać pipetą dwa mililitry jednego molowego chlorku baru do fiolki.

Dodać jedną kroplę fenoloftaleiny do fiolki. Dodaj magnetyczny pręt mieszający do fiolki i zacznij mieszać mieszaninę na płytce mieszającej. Za pomocą biurety powoli dodawać 0,1 zwykłego kwasu solnego, aż wygląd roztworu zmieni się z czerwonego na bezbarwny.

Zanotować objętość dodanego kwasu solnego. Powtórzyć miareczkowanie dla wszystkich komór inkubacyjnych, odnotowując oddzielnie wartości braku gleby. Korzystając z danych miareczkowania i stosunku masy gleby suchej do wilgotnej, należy obliczyć dwutlenek węgla zmineralizowany podczas inkubacji próbek gleby.

Na tej podstawie oblicz węgiel w biomasie mikrobiologicznej dla każdego zestawu próbek. Wykonaj siedem kolejnych rund fumigacji i inkubacji na poddanych fumigacji próbkach, obliczając zmineralizowany dwutlenek węgla po każdym cyklu. Korzystając z tych danych, określ ilość labilnego węgla organicznego i potencjalny czas obrotu dla każdej poddanej fumigacji próbki za pomocą regresji nieliniowej.

Sekwencyjna metoda fumigacji i inkubacji gleby identyfikuje różnice w labilnym węglu organicznym (LOC) i potencjalnych wskaźnikach obrotu węgla w różnych warunkach wegetacji. Warunki sojowe charakteryzują się najwyższymi wartościami LOC, co było związane z depozycją biomasy podczas zbiorów soi. Plantacje sosny Loblolly charakteryzowały się najwyższymi potencjalnymi wskaźnikami obrotu węglem, co było związane z kwaśną ściółką sosnową będącą dominującym źródłem materii organicznej w glebie.

System uprawy alejek sosny zwyczajnej i prosa rózgowatego charakteryzował się najszerszym zakresem warunków w miejscu pobierania próbek, a pastwisko z proso rózgowatych charakteryzowało się największym zróżnicowaniem w teksturze gleby między miejscami pobierania próbek. Oba te warunki charakteryzowały się szerokim zakresem zarówno wartości LOC, jak i potencjalnych wskaźników obrotu węglem. Po opanowaniu technika ta zajmuje około 30 minut na próbkę w ciągu 80 dni potrzebnych do uruchomienia każdej próbki.

Aby dokładnie przeprowadzić tę procedurę, należy pamiętać o tym, aby upewnić się, że eksykatory są szczelnie zamknięte, podobnie jak komory inkubacyjne, oraz aby nie oddychać zbyt blisko fiolek zawierających wodorotlenek sodu. Równolegle z tą procedurą lub zgodnie z nią istnieje kilka różnych testów enzymatycznych, które można przeprowadzić w glebie, aby lepiej zrozumieć funkcję mikroorganizmów glebowych. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak przeprowadzić labilną analizę węgla przy użyciu procedury sekwencyjnej inkubacji fumigacji.

Nie zapominaj, że praca z chloroformem może być bardzo niebezpieczna. Do bezpiecznego przeprowadzenia tych zabiegów potrzebne są środki ochrony osobistej i wyciąg.