Оценка лабильного органического углерода в почве Использование процедур последовательного Фумигация инкубационного

Общей целью этой последовательной фумигационной инкубационной процедуры является оценка лабильного углерода и потенциальной скорости круговорота углерода в почве. Этот метод может ответить на ключевые вопросы в области почвенной микробиологии, такие как количество субстрата, которое почвенные микробы используют для преобразования питательных веществ в почве. Одним из главных преимуществ этой техники является то, что она относительно проста в использовании и недорога.

Перед сбором определите различия в свойствах почвы и растительности на участке сбора. Используя соответствующие коэффициенты вариации, определите необходимое количество образцов и дистанцию вариабельности. Для неоднородных почвенных условий определите сетку образца, в которой расстояние между точками образца на каждом разрезе меньше расстояния изменчивости в пределах экспериментальной единицы.

Очистите поверхность почвы от органического вещества в точках отбора проб. С помощью шнека соберите каждый образец почвы. Для каждого разреза сетки смешайте образцы в одной емкости.

Сразу после сбора поместите каждый композитный образец в холодильник с пакетами со льдом. После завершения полевых работ просейте образцы почвы. Очистите сетку водой после просеивания каждого образца.

Для каждого составного образца почвы поместите три отдельных образца по 100 грамм в стаканы. Накройте мензурки лабораторной пленкой и предварительно инкубируйте мензурки при температуре 25 градусов Цельсия в течение 10 дней. Затем для каждого образца снимите пленку и поместите по одному грамму грунта в предварительно взвешенную алюминиевую лодку-вес

Запишите общий вес влажной почвы и взвесьте лодку. Высушите каждый образец на весах лодочки при температуре 105 градусов Цельсия в течение 48 часов. Проверяйте вес каждые восемь часов в течение первых 24 часов, а затем каждые шесть часов, пока вес не исчезнет.

Используя известные веса весов лодок, определите вес сухого грунта. Рассчитайте соотношение массы сухой и влажной почвы. Чтобы начать фумигацию, положите влажное бумажное полотенце на дно каждого из двух стеклянных вакуумных эксикаторов с фарфоровыми пластинами.

Назначьте один эксикатор для фумигации. Для каждого образца подготовьте три узких стеклянных флакона, в каждом из которых содержится 30 грамм грунта. Пометьте каждый флакон карандашом на лабораторной ленте.

Для каждого набора поместите два флакона в эксикатор для фумигации, а третий флакон — в другой эксикатор. Поместите осушитель для фумигации в вытяжной шкаф. Застелите дно стакана объемом 100 миллилитров кипящими камнями.

В вытяжной шкаф налейте в стакан 50 миллилитров хлороформа, не содержащего этанола. Поместите стакан в центр эксикатора для фумигации и закройте эксикатор. Подсоедините фумигационный эксикатор к вакуумному насосу.

Включите вакуумный насос и дайте хлороформу закипеть в течение 30 секунд. Затем выключите и отсоедините насос, чтобы воздух попал в эксикатор. Повторите этот шаг еще дважды.

Вскипятите хлороформ в четвертый раз в течение двух минут. Затем закройте эксикатор, чтобы сохранить вакуум. Выключите и отсоедините вакуумный насос.

Закройте и запечатайте другой эксикатор. Храните оба эксикатора в темном месте при комнатной температуре в течение 24 часов. Далее поместите осушитель для фумигации в вытяжной шкаф.

Выпустите вентиляцию из эксикатора и снимите бумажное полотенце. Поместите флаконы с почвой в эксикатор, закройте эксикатор, подключите вакуумный насос и откройте вакуум, чтобы удалить газообразный хлороформ из образцов почвы. Запустите пылесос в течение пяти минут, а затем выпустите воздухопоглотитель.

Проделайте этот шаг еще четыре раза, затем извлеките наполненные землей флаконы из эксикатора, чтобы подготовить их к процедурам инкубации. Для подготовки инкубационных контейнеров маркируйте полипропиленовые бутылки с широким горлышком для фумигированных и нефумигированных подобразцов. Пометьте еще три бутылки как «Нет контроля почвы» для последующего титрования.

Для каждой маркированной бутылки просверлите отверстие в центре резиновой пробки размера 10 и вставьте в отверстие стеклянный стержень длиной 15 сантиметров. Прикрепите стеклянный флакон объемом 40 миллилитров к стеклянному стержню с помощью резинки. Затем добавьте по одному грамму почвы из исходного предварительно инкубированного образца почвы в каждый из трех его подобразцов.

Налейте один миллилитр деионизированной воды в одну из бутылок с маркировкой для фумигированного грунта. Поместите в бутылку пузырек с фумигированным грунтом. Пипеткой внесите один миллилитр двух моляров гидроксида натрия в стеклянный флакон пробки в сборе.

Аккуратно закупорьте бутылку и запечатайте бутылку лабораторной пленкой. Повторите этот процесс для остальных образцов почвы. Подготовьте контейнеры без почвы таким же образом, но без образцов почвы.

Храните инкубационные камеры в темном помещении при комнатной температуре в течение 10 дней. После инкубации осторожно извлеките флакон с гидроксидом натрия из инкубационной емкости. Пипеткой введите в флакон два миллилитра одного моляра хлорида бария.

Добавьте в флакон одну каплю фенолфталеина. Добавьте в флакон магнитную мешалку и начните перемешивать смесь на пластине для перемешивания. В бюретку медленно добавляйте 0,1 обычной соляной кислоты до тех пор, пока внешний вид раствора не изменится с красного на бесцветный.

Запишите объем добавленной соляной кислоты. Повторите титрование для всех инкубационных камер, отмечая значения отсутствия почвы отдельно. Используя данные титрования и соотношение сухой и влажной массы почвы, рассчитайте углекислый газ, минерализованный во время инкубации образцов почвы.

Исходя из этого, рассчитайте содержание углерода в микробной биомассе для каждого набора образцов. Проведите еще семь циклов фумигации и инкубации на фумигированных образцах, рассчитывая минерализованный углекислый газ после каждого цикла. Используя эти данные, определить количество лабильного органического углерода и потенциальное время оборота для каждого фумигированного образца с помощью нелинейной регрессии.

Метод последовательной фумигации почвы и инкубации выявляет различия в лабильном органическом углероде, или LOC, и потенциальных скоростях круговорота углерода в различных условиях растительности. Соевые бобы имеют самые высокие значения LOC, что было связано с отложением биомассы во время уборки сои. Плантации сосны Лоблолли имели самые высокие потенциальные скорости оборота углерода, что было связано с тем, что кислая сосновая подстилка была доминирующим источником органического вещества почвы.

Система возделывания сосны лоблолли и проса имела самый широкий спектр условий для отбора проб, а пастбище просо имело наибольшую вариативность текстур почвы среди участков отбора проб. Оба эти условия демонстрировали широкий диапазон как значений LOC, так и потенциальных скоростей оборота углерода. После освоения этого метода требуется около 30 минут на каждый образец в течение 80-дневного периода, необходимого для запуска каждого образца.

Чтобы точно провести эту процедуру, следует помнить о том, что десикаторы плотно закрыты, а также инкубационные камеры, и не дышать слишком близко к флаконам, содержащим гидроксид натрия. В тандеме с этой процедурой или после нее существует несколько различных ферментных анализов, которые могут быть проведены в почве, чтобы лучше понять микробную функцию почвы. После просмотра этого видео у вас должно сложиться хорошее представление о том, как проводить анализ лабильного углерода с помощью процедуры последовательной фумигационной инкубации.

Не забывайте, что работа с хлороформом может быть крайне опасной. Для безопасного проведения этих процедур необходимы средства индивидуальной защиты и вытяжной шкаф.