Simulando a temperatura em um experimento de incubação do solo

Experimentos de aquecimento do solo em laboratório geralmente empregam duas ou mais temperaturas constantes em várias câmaras. Ao apresentar uma câmara ambiental sofisticada, fornecemos um método preciso de controle de temperatura para imitar a magnitude e amplitude da temperatura do solo in situ e melhorar o projeto experimental de estudos de incubação do solo.

Este protocolo irá introduzir uma câmara ambiental de última geração e demonstrar um novo método de controle de temperatura para melhorar o projeto experimental de uma incubação de solo. A principal vantagem desta técnica é a sua capacidade de imitar a magnitude e amplitude da temperatura do solo instituto. Este método pode ser aplicado para simular os diferentes cenários de aquecimento na incubação do solo, como o calor extremo.

Um desafio potencial desta técnica é a configuração do perfil de temperatura na câmara. Observar e compreender as variações de temperatura diurna no solo seria necessário. Para começar, abra o software no computador e clique no botão Iniciar e Propriedades da Barra de Ferramentas para configurar o registrador para os sensores externos que estão sendo usados.

Defina o nome da estação de registro em log e o intervalo de coleta de dados. Em seguida, na tela Propriedades, clique em Ativado nas portas do sensor externo que estão sendo usadas e selecione o sensor e a unidade no menu suspenso para cada porta do sensor. Finalmente, clique em Ok para salvar as configurações.

Baixe o conjunto de dados uma vez por mês e obtenha um registro completo por vários meses cobrindo a estação de crescimento. Para analisar os dados dos registros de temperatura, obtenha-se a temperatura média horária da estação de crescimento pela média de todas as observações. Para obter a temperatura média para cada hora diária, a média das temperaturas na mesma hora em todos os dias durante a estação de crescimento.

Na câmara sofisticada, inicie o software e clique no botão Perfil na tela do menu principal para criar um novo arquivo. Na linha Entrada do Nome do Arquivo, insira SW Baixo. Ao clicar na opção Mudança Instantânea, insira 15,9 graus Celsius como temperatura inicial.

Insira dois na linha Minutos para manter a temperatura por dois minutos e clique no botão Concluído. Em seguida, na opção Tempo de Rampa, insira 15,9 graus Celsius como o ponto de ajuste de destino e, na linha Horas, insira 850 horas para sustentar a temperatura, clique no botão Concluído. Na segunda câmara, adicione cinco graus Celsius a cada nó de temperatura.

Crie um novo nome de arquivo SW High e repita as etapas mostradas anteriormente. Na terceira câmara, adicione 23 passos adicionais correspondentes a 23 temperaturas horárias observadas do solo e, no último passo chamado Jump, defina 42 loops repetidos. Isso leva ao cenário de aquecimento gradual ou GW Low.

Na quarta câmara, adicione cinco graus Celsius a cada nó de temperatura e repita as etapas mostradas anteriormente. Isso permitirá uma simulação de temperaturas variáveis por 42 dias em um nível de temperatura mais alto. realizar uma corrida preliminar por 24 horas e produzir as temperaturas registradas pelas quatro câmaras.

Plotar as temperaturas registadas pelas câmaras em relação àquelas programadas. Se as temperaturas alcançadas na câmara corresponderem às temperaturas programadas por uma diferença de temperatura inferior a 0,1 graus Celsius durante as 24 horas, as câmaras são adequadas para o experimento de incubação do solo. Se os critérios não forem satisfeitos, repita outro teste de 24 horas ou procure uma nova câmara.

Perto da área da sonda de temperatura, colete cinco amostras de solo a zero a 20 centímetros de profundidade e coloque-as em um saco plástico depois de remover a camada de lixo superficial. Misture bem a amostra torcendo, pressionando e misturando os materiais no saco até que nenhuma amostra de solo individual seja visível. Armazene as amostras em um refrigerador cheio de compressas de gelo e transporte as amostras para o laboratório imediatamente.

Remova as raízes em cada núcleo. Peneire-o através de uma peneira de solo de dois milímetros e misture e homogeneize cuidadosamente a amostra. Pesar 10 gramas de solo fresco.

Seque no forno por 24 horas a 105 graus Celsius e pese o solo seco. Derive a diferença entre amostras de solo fresco e seco e calcule a razão de diferença sobre o peso do solo seco para determinar o teor de umidade do solo em uma planilha. Pesar 10 gramas da subamostra de solo úmido do campo e quantificar o carbono da biomassa microbiana do solo por fumigação de clorofórmio, extração de sulfato de potássio e métodos de digestão de potássio por sulfato.

Em seguida, pese um grama da subamostra de solo úmido de campo e meça a atividade enzimática extracelular hidrolítica e oxidativa do solo. Em seguida, pese 16 subamostras de solo úmido em campo em 16 núcleos de PVC selados com papel de fibra de vidro no fundo. Coloque os núcleos em frascos de pedreiro de um litro revestidos com uma cama de contas de vidro para garantir que os núcleos não absorvam a umidade.

Coloque quatro frascos em cada uma das quatro câmaras. Ligue as câmaras e inicie o programa simultaneamente em quatro câmaras. Durante a incubação, pegue todos os frascos em cada uma das quatro câmaras e coloque a cor do analisador portátil de gás dióxido de carbono em cima de cada frasco para medir a taxa de respiração do solo.

Recolha destrutivamente todos os frascos no final da incubação, ou seja, no dia 42, e quantifique a atividade de carbono e enzimas da biomassa microbiana do solo. Assumindo uma taxa de respiração constante entre duas coleções consecutivas, use a taxa de respiração vezes a duração para derivar a respiração cumulativa. Realizar uma análise de variância ou ANOVA de medidas repetidas de três vias para testar os efeitos principais e interativos do tempo, temperatura e modo de temperatura na taxa de respiração e respiração cumulativa.

Além disso, realize uma ANOVA bidirecional para testar os efeitos do aquecimento e do cenário de aquecimento sobre o carbono da biomassa microbiana e a atividade enzimática extracelular. A ilustração do modo de mudança de temperatura em um experimento de aquecimento do solo é apresentada aqui. Temperatura constante adotada pela maioria dos estudos, temperatura constante com magnitude variável, mudança linear com taxas positivas e negativas e mudança não linear com padrões irregulares e diurnos são mostradas aqui.

A taxa média cumulativa de respiração do solo sob controle e tratamentos de aquecimento em aquecimento gradual e aquecimento gradual em um experimento de incubação de solo de 42 dias é mostrada nesta figura. As inserções mostram as taxas de respiração do solo aplicadas para estimar e a respiração cumulativa assumindo uma taxa de respiração constante. Os resultados mostram que o aquecimento levou a perdas respiratórias significativamente maiores em ambos os cenários de aquecimento e o aquecimento gradual dobrou a perda respiratória induzida pelo aquecimento em relação ao aquecimento gradual, 81% versus 40%O carbono médio da biomassa microbiana sob controle e os tratamentos de aquecimento em aquecimento gradual e gradual em um experimento de incubação do solo de 42 dias são apresentados nesta figura.

Aqui, S denota o efeito significativo do cenário de aquecimento com base em uma ANOVA de medidas repetidas de três vias. Esta figura representa as atividades médias de hidrolases e oxidases sob controle e tratamentos de aquecimento em aquecimento gradual e gradual em um experimento de 42 dias. Depois de um desenvolvimento, esta técnica abriu o caminho para os biogeoquímicos do solo examinarem os efeitos de vários cenários de aquecimento na respiração do solo e nos micros por meio de uma programação sofisticada na câmara.