Advanced Workflow for Taking High-Quality Increment Cores - New Techniques and Devices

Holger G&#228;rtner; Lo&#239;c Schneider; Sandro Lucchinetti; Paolo Cherubini

doi:10.3791/64747

Zaawansowany przepływ pracy do pobierania wysokiej jakości rdzeni przyrostowych - nowe techniki i...

JoVE Journal
Environment

This content is Free Access.

JoVE Journal Environment

Advanced Workflow for Taking High-Quality Increment Cores – New Techniques and Devices

Zaawansowany przepływ pracy do pobierania wysokiej jakości rdzeni przyrostowych - nowe techniki i urządzenia

Full Text

2,968 Views

07:40 min

March 10, 2023

DOI: 10.3791/64747-v

Holger Gärtner¹, Loïc Schneider¹, Sandro Lucchinetti², Paolo Cherubini¹

¹Forest Dynamics/Dendrosciences,Swiss Federal Research Institute WSL, ²Mechanische Werkstatt,Schenkung Dapples

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article presents a protocol for minimizing micro cracks in increment cores during tree coring using a cordless drill with a torque multiplier. It also details a sharpening procedure for corers in the field to enhance the quality of micro sections.

Key Study Components

Area of Science

Wood anatomy
Tree coring techniques
Micro section preparation

Background

Increment cores are crucial for wood anatomical analysis.
High-quality cores are essential to avoid damage during coring.
Using a cordless drill reduces mechanical load on the cores.
Sharpening corers is necessary for maintaining cutting efficiency.

Purpose of Study

To provide a reliable method for coring trees without causing micro cracks.
To improve the preparation of long micro sections from increment cores.
To streamline the sharpening process of corers in the field.

Methods Used

Assembly and positioning of the increment corer on the tree stem.
Utilization of a cordless drill with a torque booster for coring.
Sharpening corers using a specially designed holder and grinding stones.
Preparation of micro sections using a core microtome.

Main Results

The protocol effectively reduced the occurrence of micro cracks in cores.
Sharpening procedures improved the quality of the cutting edges.
Time spent in the lab for preparing micro sections was minimized.
High-quality cores facilitated better wood anatomical analysis.

Conclusions

Reducing mechanical stress during coring is critical for core integrity.
Regular sharpening of corers is essential for optimal performance.
The methods outlined enhance the efficiency of wood anatomical studies.

Frequently Asked Questions

What is the main advantage of using a cordless drill for coring?

Using a cordless drill reduces mechanical load on the increment cores, minimizing damage.

How often should corers be sharpened?

Corers should be sharpened regularly to ensure high-quality core samples.

What is the purpose of the torque multiplier?

The torque multiplier helps apply the right amount of pressure while coring, reducing the risk of micro cracks.

What materials are used for sharpening the corers?

A conical grinding stone and a rectangular grindstone are used for sharpening the corers.

How are micro sections prepared from the increment cores?

Micro sections are prepared using a core microtome, ensuring a smooth and precise cut.

What should be done if the cutting edge is not sharp?

If the cutting edge is not sharp, the sharpening procedure should be repeated until the desired sharpness is achieved.

Tutaj prezentujemy protokół, jak uniknąć mikro pęknięć w rdzeniach przyrostowych poprzez zastosowanie wiertarki akumulatorowej z mnożnikiem momentu obrotowego, aby zminimalizować problemy podczas rdzeniowania drzew, a także jego wpływ na przygotowanie długich mikrosekcji. Protokół ten obejmuje również procedurę ostrzenia rdzeni w terenie.

Większość badań strumieniowych opiera się na próbkach rdzenia inkrementacyjnego, a szczególnie w przypadku analizy anatomicznej drewna polegamy na bardzo wysokiej jakości rdzeniach inkrementacyjnych. Rdzenie rdzeniowe pobierane przez wiertarkę akumulatorową są poddawane mniejszym obciążeniom mechanicznym, a tym samym mniej uszkodzone. Zacznij od zmontowania rdzenia przyrostowego i wybrania pozycji rdzenia na pniu drzewa, w zależności od pytania badawczego.

Po wybraniu pozycji rdzenia należy ustawić rdzeń pod kątem prostym w stosunku do kierunku wzrostu trzpienia i umieścić popychacz na tylnym końcu rdzenia, aby ustabilizować go podczas wiercenia. Osiągnij stabilną pozycję i oprzyj się o popychacz, aby wywrzeć nacisk na krawędź tnącą. Obróć uchwyt rdzenia obiema rękami, aż gwintowana część wiertła całkowicie zamieni się w trzpień.

Po zakończeniu zwolnij nacisk i wyjmij popychacz. Następnie zacznij obracać uchwyt rdzenia obiema rękami, aż rdzeń dotrze lub przewierci się przez rdzeń. Sprawdź to, trzymając ekstraktor na uchwycie z dala od trzpienia.

Weź ekstraktor otwartą stroną do góry i włóż go całkowicie do rdzenia. Obróć rdzeń do tyłu o jeden pełny obrót, aby oderwać rdzeń od trzpienia, i wyciągnij ekstraktor z rdzenia. Wyjmij rdzeń z ekstraktora i przechowuj go w papierowej słomce przed wyjęciem rdzenia z trzpienia i umieszczeniem go w uchwycie.

Do wiertarko-wkrętarki akumulatorowej wyposażonej we wzmacniacz momentu obrotowego należy dodać specjalny adapter do rdzenia przyrostowego opracowany w WSL. Po ustaleniu pozycji rdzenia umieść rdzeń pod kątem prostym w stosunku do kierunku wzrostu łodygi. Osiągnij stabilną pozycję, mocno przytrzymaj wiertarkę akumulatorową i dociśnij krawędź tnącą.

Uruchom wiertarkę akumulatorową, obracając powoli, aż gwintowana część wiertarki zostanie całkowicie osadzona w trzpieniu. Następnie zwiększ prędkość, aż rdzeń dotrze do rdzenia lub przewierci się przez niego. Po zakończeniu wyjmij wiertarkę akumulatorową z rdzenia, umieść na niej uchwyt i użyj ekstraktora, aby wyjąć rdzeń, jak wyjaśniono.

Przechowuj rdzeń inkrementacyjny w papierowej słomce. Zdejmij uchwyt i umieść wiertarkę akumulatorową na rdzeniu przed wyjęciem rdzenia z trzpienia. Aby skorzystać z podpórki do ostrzenia WSL, weź nowo zaprojektowany uchwyt i umieść go na ziemi.

Umieść wiertarko-wkrętarkę akumulatorową, wraz z rdzeniem przyrostowym, w wyznaczonych punktach podparcia i zamknij wspornik montażowy, aby zamocować wiertarko-wkrętarkę akumulatorową. Uruchom wiertarko-wkrętarkę akumulatorową, mocując blok teflonowy na przycisku rozrusznika i pozwól mu pracować. Weź stożkowy kamień szlifierski i przeszlifuj nim wewnętrzną stronę krawędzi tnącej.

Następnie weź prostokątny kamień szlifierski i zmiel zewnętrzną stronę krawędzi tnącej, aby usunąć zadziory. Wyjmij blok teflonowy z przycisku rozrusznika, aby zatrzymać wiercenie. Otwórz wspornik montażowy, aby zwolnić wiertarko-wkrętarkę akumulatorową i wyjmij urządzenie z uchwytu.

Aby sprawdzić ostrość krawędzi tnącej, wyjmij rdzeń zwiększający z adaptera wiertarko-wkrętarki akumulatorowej. Umieść arkusz papieru na drewnianej desce wspornika do ostrzenia i umieść krawędź tnącą rdzenia na papierze, trzymając rdzeń pionowo. Obróć rdzeń, trzymając go pionowo, bez wywierania nacisku na rdzeń.

Podnieś rdzeń, aby sprawdzić, czy wewnątrz krawędzi tnącej nie ma okrągłego kawałka papieru. Jeśli okrągły element jest obecny, rdzeń jest ostry. Jeśli nie, powtórz procedurę ostrzenia.

Jeśli zewnętrzna strona rdzenia nie jest gładka, powtórz całą procedurę. Umieść długie szklane szkiełko obok mikrotomu. Dodaj trochę wody na środku zjeżdżalni na całej jej długości.

Następnie umieść rdzeń w uchwycie na próbkę mikrotomu rdzeniowego. Podnieś uchwyt na próbkę, aż rdzeń prawie dotknie krawędzi ostrza, i przeciągnij ostrze nad rdzeniem, aby odciąć górę. Ponownie umieść nóż na początku rdzenia.

Podnieś próbkę na około 10 mikrometrów i powtórz procedurę cięcia, aby uzyskać płaską powierzchnię o szerokości co najmniej dwóch milimetrów. Następnie posmaruj powierzchnię cięcia roztworem skrobi kukurydzianej i usuń nadmiar roztworu z górnej części rdzenia za pomocą kawałka szmatki. Umieść jedną stronę taśmy rozpuszczalnej w wodzie na początku rdzenia z zakładką jednego centymetra, a początek rdzenia skieruj w stronę ostrza mikrotomu.

Przymocuj taśmę do powierzchni rdzenia, głaszcząc taśmę po powierzchni palcem. Następnie podnieś próbkę w mikrotomie na 15 do 20 mikrometrów za pomocą zachodzącego na siebie kawałka taśmy i umieść ostrze mikrotomu na krawędzi rdzenia. Po zakończeniu odetnij sekcję, trzymając koniec taśmy.

Weź cienki odcinek przyklejony do taśmy i umieść go na linii wody na przygotowanym wcześniej szkiełku szklanym nacięciem skierowanym w dół. Po około 10 sekundach zacznij usuwać taśmę z sekcji za pomocą pęsety, uważając, aby sekcja pozostała na szklanym szkiełku. Podczas wiercenia rdzeniowego za pomocą wiertarki akumulatorowej żadna z gilz nie uległa odkształceniu na skutek nacisku wywieranego na krawędź tnącą podczas pierwszej fazy wiercenia.

Rdzenie bez gładkiej powierzchni oraz rys i pęknięć wskazywały na konieczność naostrzenia krawędzi tnącej. Protokół zaoszczędził czas w laboratorium i poprawił jakość mikrosekcji. Nawet jeśli używasz wiertarko-wkrętarki akumulatorowej, chcesz regularnie ostrzyć rdzenie, aby zapewnić pobieranie próbek wysokiej jakości rdzeni.

Zmniejszenie naprężeń mechanicznych podczas rdzeniowania zmniejsza ryzyko powstania mikropęknięć w rdzeniach. W tym celu prace laboratoryjne związane z przygotowaniem mikrosekcji są ograniczone do minimum. Możliwość przygotowania mikroprzekrojów całych rdzeni inkrementacyjnych pozwala na uproszczoną analizę szeregów czasowych do analizy anatomicznej drewna.