Summary
इस अध्ययन उपसतह हाइड्रोलॉजिकल, geochemical, और एक मिट्टी lysimeter के सूक्ष्मजीवविज्ञानी विविधता की जांच के लिए एक खुदाई विधि प्रस्तुत करता है। lysimeter एक कृत्रिम ढलानी जो सजातीय शर्त के तहत शुरू में था और एक 18 महीने की अवधि में सिंचाई के आठ चक्र पर पानी की लगभग 5000 मिमी के अधीन किया गया था simulates।
Introduction
मिट्टी और परिदृश्य गतिशीलता भौतिक, रसायन के जटिल बातचीत और जैविक प्रक्रियाओं 1 के आकार के हैं। जल प्रवाह, geochemical अपक्षय, और जैविक गतिविधि एक स्थिर पारिस्थितिकी तंत्र 2,3 में परिदृश्य के समग्र विकास को आकार। जबकि सतह परिवर्तन उपसतह क्षेत्र में परिदृश्य 4 के सबसे विशिष्ट सुविधाओं, जल विज्ञान, geochemical की समझ संचयी प्रभाव, और सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाओं कर रहे हैं अंतर्निहित बलों है कि एक परिदृश्य 2 को आकार को समझने के लिए महत्वपूर्ण है। भविष्य जलवायु गड़बड़ी परिदृश्यों आगे predictability और परिदृश्य विकास 5 की तर्ज उलझाना। इस प्रकार यह परिदृश्य पैमाने पर 6 पर उनके बड़े पैमाने पर अभिव्यक्ति के लिए छोटे पैमाने पर प्रक्रियाओं से जोड़ने के लिए एक चुनौती बन जाता है। पारंपरिक कम रन प्रयोगशाला प्रयोगों या अज्ञात प्रारंभिक स्थितियों और समय-चर वें पर कब्जा करने में कमी के लिए मजबूर साथ प्राकृतिक परिदृश्य में प्रयोगोंई परिदृश्य विकास के आंतरिक विविधता। इसके अलावा, मजबूत nonlinear युग्मन के कारण, यह मुश्किल विषम प्रणालियों 7 में हाइड्रोलॉजिकल मॉडलिंग से biogeochemical परिवर्तन की भविष्यवाणी करने के लिए है। यहाँ, हम जानते प्रारंभिक शर्तों के साथ एक पूरी तरह से नियंत्रण और निगरानी की मिट्टी ढलानी की खुदाई के लिए एक उपन्यास प्रयोगात्मक विधि का वर्णन है। हमारे उत्खनन और नमूना प्रक्रिया पन जैव geochemical बातचीत और मिट्टी के गठन की प्रक्रिया पर उनके प्रभाव की जांच करने के लिए एक व्यापक डाटासेट प्रदान करने के लक्ष्य के साथ, इसकी लंबाई और गहराई के साथ ढलान के विकास की विविधता पर कब्जा करने के उद्देश्य से है।
प्रकृति में पाया जलीय प्रणालियों समय में स्थिर किया जा रहा है, स्थानिक और लौकिक तराजू 3 की एक विस्तृत श्रृंखला पर जगह ले जा हाइड्रोलॉजिकल प्रतिक्रियाओं में परिवर्तन के साथ से दूर हैं। परिदृश्य साथ प्रवाह रास्ते के स्थानिक संरचना दर, विस्तार और geochemical प्रतिक्रियाओं और जैविक बसाना है कि ड्राइव का वितरण निर्धारित करता हैअपक्षय, परिवहन और विलेय और अवसादों की वर्षा, और मृदा संरचना के आगे विकास। इस प्रकार, सिद्धांतों और प्रयोगात्मक डिजाइन जलीय प्रक्रियाओं का आकलन और जलीय भविष्यवाणियों में सुधार करने में भूतत्व, भूभौतिकी, और पारिस्थितिकी से ज्ञान को शामिल 8,9 सुझाव दिया गया है। लैंडस्केप विकास भी पानी की गतिशीलता, मिट्टी के विकास के दौरान मौलिक प्रवास, साथ संयोजन के रूप में और हवा, पानी के साथ खनिज सतहों, और सूक्ष्मजीवों 10 की प्रतिक्रिया के बारे में लाया खनिज परिवर्तनों से उपसतह biogeochemical प्रक्रियाओं पर असर पड़ा है। नतीजतन, यह एक उभरती परिदृश्य के भीतर geochemical के आकर्षण के केंद्र के विकास का अध्ययन करने के लिए महत्वपूर्ण है। इसके अतिरिक्त, यह आदेश जटिल परिदृश्य विकास की गतिशीलता को समझने के लिए प्रारंभिक मिट्टी गठन के दौरान हाइड्रोलॉजिकल प्रक्रिया और सूक्ष्मजीवविज्ञानी हस्ताक्षर करने के लिए geochemical अपक्षय पैटर्न संबंधित करने के लिए महत्वपूर्ण है। मिट्टी उत्पत्ति की विशिष्ट प्रक्रियाओं नियंत्रित कर रहे हैंएक विशिष्ट माता पिता की सामग्री पर जलवायु, जैविक आदानों, राहत और समय के संयुक्त प्रभाव से। इस प्रयोग की स्थिति है, जहां के तहत माता पिता की सामग्री के अपक्षय राहत (ढलान और गहराई सहित) के साथ जुड़े हाइड्रोलॉजिकल और geochemical रूपों के द्वारा शासित में विषमताओं और माइक्रोबियल गतिविधि में जुड़े परिवर्तनशीलता है कि पर्यावरण ढ़ाल (यानी, redox संभावित) द्वारा संचालित है संबोधित करने के लिए डिजाइन किया गया था माता पिता की सामग्री, जलवायु और समय लगातार आयोजित की जाती हैं। माइक्रोबियल गतिविधि के संबंध में, मिट्टी सूक्ष्मजीवों महत्वपूर्ण घटक हैं और परिदृश्य स्थिरता 11 पर गहरा प्रभाव पड़ता है। वे मिट्टी की संरचना में, पोषक तत्वों की biogeochemical साइकिल चलाना, और पौधों की वृद्धि में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इसलिए, यह, अपक्षय के ड्राइवरों, मिट्टी उत्पत्ति, और परिदृश्य गठन प्रक्रियाओं के रूप में इन जीवों के महत्व को समझने के लिए, जबकि एक साथ हाइड्रोलॉजिकल प्रवाह के रास्तों और geochemical हम के पारस्परिक प्रभाव की पहचान करने के लिए आवश्यक हैमाइक्रोबियल समुदाय संरचना और विविधता पर athering। यह एक उभरती परिदृश्य जिसका हाइड्रोलॉजिकल और geochemical विशेषताओं को भी समानांतर में अध्ययन किया जा रहा है पर माइक्रोबियल समुदाय विविधता के स्थानिक विविधता का अध्ययन करके प्राप्त किया जा सकता है।
यहाँ, हम एक मिट्टी lysimeter, सक्रिय नामित miniLEO, लैंडस्केप विकास वेधशाला (Leo) बायोस्फीयर 2 (एरिज़ोना विश्वविद्यालय) में रखे की बड़े पैमाने पर शून्य आदेश बेसिन मॉडल की नकल तैयार की खुदाई प्रक्रिया प्रस्तुत करते हैं। miniLEO छोटे पैमाने पर परिदृश्य विकास संचयी विषम पन जैव geochemical प्रक्रियाओं से उत्पन्न होने वाले पैटर्न की पहचान करने के लिए विकसित किया गया था। यह लंबाई में एक lysimeter 2-मीटर, चौड़ाई 0.5 मीटर और ऊंचाई में 1-मी, और 10 डिग्री की ढलान (चित्रा 1) है। इसके अतिरिक्त, lysimeter की दीवारों अछूता और गैर biodegradable दो भाग epoxy प्राइमर और संभावित संक्रमण या लीचिंग से बचने के लिए एक समग्र भरा स्निग्ध urethane कोट के साथ लेपित हैंमिट्टी में lysimeter फ्रेम से धातुओं की। lysimeter कुचल बेसाल्ट चट्टान है कि उत्तरी एरिजोना में मरियम क्रेटर के साथ जुड़े देर Pleistocene tephra की जमा राशि से निकाला गया था के साथ भरा हुआ था। लोड बेसाल्ट सामग्री बहुत बड़ा लियो प्रयोगों में इस्तेमाल सामग्री के समान था। खनिज संरचना, कण आकार के वितरण, और हाइड्रोलिक गुण Pangle एट अल। 12 से वर्णित हैं। downslope टपका चेहरा एक छिद्रित प्लास्टिक स्क्रीन (0.002 मीटर व्यास pores, 14% porosity) के साथ लाइन में खड़ा किया गया था। सिस्टम इस तरह के पानी की मात्रा और तापमान सेंसर, जल क्षमता सेंसर के दो प्रकार, मिट्टी-पानी samplers, हाइड्रोलिक वजन संतुलन, विद्युत चालकता जांच, और दबाव transducers पानी की मेज ऊंचाई निर्धारित करने के लिए के रूप में सेंसर के साथ फिट है। lysimeter 18 महीने खुदाई से पहले सिंचित किया गया था।
खुदाई अपने दृष्टिकोण में सावधानीपूर्वक था और दो व्यापक सवालों का जवाब देने के उद्देश्य से किया गया था: (1) क्या हाइड्रोलॉजिकल, geochemical, और माइक्रोबियल हस्ताक्षर नकली वर्षा की स्थिति और सम्मान के साथ लंबाई और ढलान की गहराई भर में मनाया जा सकता है (2) क्या रिश्ते और फीडबैक पन जैव geochemical प्रक्रियाओं के बीच ढलान पर होने वाली से deduced किया जा सकता है अलग-अलग हस्ताक्षर। प्रयोगात्मक सेटअप और खुदाई प्रक्रिया के साथ, हम कैसे मिलकर पृथ्वी प्रणाली की गतिशीलता और / या मिट्टी विकास प्रक्रियाओं का अध्ययन करने में रुचि शोधकर्ताओं के लिए इसी तरह की खुदाई प्रोटोकॉल को लागू करने पर प्रतिनिधि डेटा और सुझावों को प्रस्तुत करते हैं।
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Protocol
1. यह सुनिश्चित करने के लिए Lysimeter के व्यवस्थित और व्यापक नमूना एक नमूना मैट्रिक्स वसीयत
- तय लंबाई, चौड़ाई, और गहराई के voxels में lysimeter फूट डालो।
- समन्वय प्रणाली एक इयूक्लिडियन अंतरिक्ष का उपयोग करें और समान रूप से स्थान के अंतराल के एक पर्याप्त संख्या में प्रत्येक दिशा (एक्स, वाई और जेड) के साथ कुल दूरी विभाजित। lysimeter की दीवारों के पास मिट्टी discarding सीमा प्रभाव से बचने के लिए विचार करें।
नोट: चार दीवारों के साथ 5 सेमी की एक बफर, इस प्रयोग सीमा प्रभाव से बचने के लिए अपनाई गई है जबकि यह सुनिश्चित करना है कि मिट्टी की मात्रा एकत्र पर्याप्त है। - प्रत्येक नमूना एक अनूठा XYZ स्थान आवंटित करने और एक voxel के रूप में पहचान।
नोट: इस खुदाई में, एक्स ढलान की चौड़ाई के साथ स्थान को दर्शाता है, वाई, ढलान की लंबाई के साथ स्थान को दर्शाता है, जबकि जेड ढलान की गहराई के साथ स्थान को दर्शाता है। प्रत्येक आयाम के भीतर अंतराल के आकार चौड़ाई, लंबाई, और voxels की गहराई निर्धारित करता है। एफigure 2 XYZ प्रणाली के लिए चुना मूल के साथ-साथ रिक्ति अंतराल निर्धारण करने के बाद lysimeter के विभाजन से पता चलता है। वर्तमान खुदाई योजना में विभाजन 10 सेमी x 20 सेमी x 10 सेमी आयाम (चित्रा 3) के 324 voxels के कुल उत्पादन, दोनों वाई और जेड दिशाओं के साथ 9 अंतराल और एक्स दिशा के साथ 4 अंतराल है।
नोट: नमूना रणनीति चुना सुनिश्चित करता है कि पूरे सिस्टम को समान रूप से सेंसर करने के लिए कम से कम नुकसान के साथ नमूना है। प्रत्येक voxel (1-2 सेमी) की सीमाओं पड़ोसी voxels से पार संक्रमण को सीमित करने का त्याग कर रहे हैं। इसके अतिरिक्त, voxel आयाम है कि यह सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त मिट्टी सामग्री सूक्ष्मजीवविज्ञानी, geochemical, और प्रत्येक voxel में हाइड्रोलॉजिकल नमूना संग्रह के लिए उपलब्ध है।
- समन्वय प्रणाली एक इयूक्लिडियन अंतरिक्ष का उपयोग करें और समान रूप से स्थान के अंतराल के एक पर्याप्त संख्या में प्रत्येक दिशा (एक्स, वाई और जेड) के साथ कुल दूरी विभाजित। lysimeter की दीवारों के पास मिट्टी discarding सीमा प्रभाव से बचने के लिए विचार करें।
चित्रा 1. lysimeter की ओर देखने। टपका पिता से lysimeter के देखेंसीई। इसके अलावा दिखाई चारों कोनों पर तीन सेंसर क्षेत्रों (सफेद पीवीसी ट्यूब) ढलान और बुझाने का यंत्र के साथ कर रहे हैं।
चित्रा 2. नमूना योजना। XYZ। ए एक्स आयाम के साथ lysimeter की सैम्पलिंग योजना 4 वर्गों में 10 सेमी से प्रत्येक में चौड़ाई बिताते हैं जबकि युवराज 20 सेमी लंबाई में बिताते हैं। बी जेड आयाम गहराई को इंगित करता है और 9 परतों में विभाजित किया गया था 10 सेमी गहराई की। सभी lysimeter के किनारों के साथ 5 सेमी की एक सीमा के नमूने है कि संभावित सीमा प्रभाव प्रदर्शन कर सकते हैं के संग्रह को रोकने के लिए पहचान की थी। इस फाइल को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 3. तीन-डीएक voxel की imensional प्रतिनिधित्व। lysimeter के xyz विमान के साथ एक voxel के दृश्य योजनाबद्ध। पूरे ढलान प्रत्येक voxel एक भी नमूना इकाई चित्रण के साथ, 324 ऐसे voxels में विभाजित किया गया था। इस फाइल को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।
2. ढलान में ट्रैक पानी घुसपैठ करने के लिए खूब ब्लू FCF डाई जोड़े
- मिट्टी की सतह पर खूब ब्लू डाई लागू करें, पर्याप्त Y दिशा के साथ सतह के शीर्ष 105 सेमी कवर करने के लिए। प्लास्टिक शीट के साथ शेष मिट्टी कवर।
- काला बेसाल्ट मिट्टी के खिलाफ विपरीत गारंटी करने के लिए एक एकाग्रता (यहां 10 जी / एल) का चयन करें। सिंचाई प्रणाली टैंक के लिए डाई जोड़ें और वांछित एकाग्रता के लिए पानी के साथ पतला।
- सिंचाई घुसपैठ सामने के वांछित गहराई और दर सिंचाई प्रणाली द्वारा आपूर्ति के आधार पर तय की अवधि।
नोट: इस अध्ययन के लिए, एक मैं20 मिनट (चित्रा 4) खुदाई करने से पहले के लिए 30 मिमी / घंटा की दर rrigation आदेश पहले कुछ सेंटीमीटर के दौरान पानी घुसपैठ की विषम पैटर्न की पहचान करने के लिए पर्याप्त माना जाता है। - डाई आवेदन के बाद, घुसपैठ को रोकने के लिए और lysimeter भीतर नमी राज्यों संतुलित करने के लिए समय देना। इस अध्ययन के लिए, डाई आवेदन और खुदाई के बीच 10 घंटा (रातोंरात) की अवधि के लिए उपयुक्त था।
3. voxels के सीमांकन
- Voxels के सीमांकन के दौरान मार्गदर्शन के लिए एक में सीटू संदर्भ प्रणाली प्रदान करने के लिए ढाल की लंबाई के साथ टेप को मापने के लिए देते हैं।
- मापने टेप की मदद से एक मिट्टी voxel के आयाम के निशान। प्रत्येक परत एल्यूमीनियम ब्लेड ढाल और प्लास्टिक पोटीन चाकू (चित्रा 4) प्रयोग करने के लिए ग्रिड लाइन ड्रा। सीमा माल (प्रत्येक दीवार से 5 सेमी सीमा प्रभाव को रोकने के लिए) त्यागें।
चित्रा 4. lysimeter के शीर्ष दृश्य। यह दृश्य 2 परत की सतह रंगे (10 सेमी गहरी) से पता चलता है। नमूना सहायता करने के लिए मिट्टी की सतह पर तैयार ग्रिड, यह भी दिखाई दे रहे हैं सूक्ष्मजीवविज्ञानी नमूना संग्रह के बाद प्रत्येक voxel पर मुख्य छेद क्षेत्रों के साथ-साथ।
4. माइक्रोबायोलॉजी नमूना संग्रह
- प्रत्येक voxel से पूर्व हाइड्रोलॉजिकल और geochemical को aseptically सूक्ष्म जीव विज्ञान के नमूने एकत्र नमूनों के पार संक्रमण को रोकने के लिए विश्लेषण करती है। सुनिश्चित करें कि नए दस्ताने खुदाई मानव त्वचा से प्रदूषण को कम करने के लिए बाहर ले जाने के सभी सदस्यों द्वारा पहने जाते हैं।
- 1 सेमी व्यास और 20 सेमी ऊंचाई, और सूक्ष्मजीवविज्ञानी नमूना संग्रह के लिए एक पतली रंग की एक मिट्टी कोरर का प्रयोग करें। कोरर और आसुत जल के साथ रंग स्वच्छ, साफ पोंछे के साथ सूखी पोंछे, और 75% इथेनॉल के एक स्प्रे बोतल का उपयोग कर से कुल्ला। शुष्क हवा कोरर और रंग की अनुमति दें।
- नोट सीप्रत्येक नमूने की ollection समय। पूर्व निष्फल प्लास्टिक की थैलियों (चित्रा 5) में मिट्टी नमूना खाली करने के लिए प्रत्येक voxel स्थान पर 10 सेमी की गहराई, और रंग करने के लिए कोर करने के लिए कोरर का प्रयोग करें। बैग सिर्फ नमूना जमा करने से पहले खोलने के लिए ध्यान रखना। हाथ से नमूना पाउच Homogenize।
- नमूने के दौरान एक बर्फ कूलर में नमूना बैग की दुकान, और सेल्सियस फ्रीजर -80 जितनी जल्दी हो सके हस्तांतरण।
चित्रा 5. माइक्रोबायोलॉजी नमूना संग्रह। 20 सेमी एक्स 1 सेमी, बाँझ बैग, और रंग के एक छोटे से हाथ कोरर सूक्ष्मजीवविज्ञानी नमूने के दौरान यहां दिखाया गया है। इस फाइल को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।
5. बॉयोमेट्रिक्स और जल विज्ञान नमूना संग्रह
- एक्स और वाई पी एल में फोटोग्राफ रंगे क्षेत्रोंगहराई जहां डाई मनाया जाता है के लिए खुदाई के दौरान ANES। एक रंग कार्ड का उपयोग करें रंग मनाया (चित्रा 6) के लिए संदर्भ प्रदान करने के लिए। उचित प्राकृतिक प्रकाश व्यवस्था सुनिश्चित सही ढंग से रंग तीव्रता दस्तावेज़ करने के लिए मौजूद है।
- माप शुरू करने से पहले पोर्टेबल एक्स-रे प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोमीटर (pXRF) दैनिक जांचना। अंशांकन और माप जानकारी के लिए, निर्माता के निर्देशों 13 (चित्रा 7) देखें। संक्षेप में, धारक पर साधन जगह है और कारखाने धातु मनका के लिए सीधे किरण खिड़की इशारा करते हैं। 'काल' का चयन करें और 30 सेकंड के लिए प्रतीक्षा अंशांकन पूरा हो जाने की अनुमति देने के लिए।
- हर माप लेने से पहले किरण खिड़की साफ करें। तीन अलग-अलग स्थानों पर तीन प्रतियों में प्रत्येक voxel की सतह को मापने। मिट्टी की सतह पर pXRF साधन की जगह और 90 सेकंड के लिए प्रतीक्षा माप पूरा हो जाने की अनुमति देने के लिए।
नोट: एक्स-रे किरण की दिशा में एक लंबी दूरी के माध्यम से प्रवेश कर सकते हैं। इसलिए, ensuफिर से है कि केवल एक प्रशिक्षित कर्मियों उपकरण संभालती है और उचित सुरक्षा प्रोटोकॉल बनाए रखता है।
- हर माप लेने से पहले किरण खिड़की साफ करें। तीन अलग-अलग स्थानों पर तीन प्रतियों में प्रत्येक voxel की सतह को मापने। मिट्टी की सतह पर pXRF साधन की जगह और 90 सेकंड के लिए प्रतीक्षा माप पूरा हो जाने की अनुमति देने के लिए।
चित्रा 6 रंग कार्ड घुसपैठ डाई का पालन करें। दिखाई डाई पैठ के साथ प्रत्येक स्थान संदर्भ के रूप में सेवारत एक रंग के कार्ड के साथ फोटो खिंचवाने गया था। इस फाइल को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 7. पोर्टेबल एक्स-रे प्रतिदीप्ति स्पेक्ट्रोमीटर। हाथ में pXRF एक voxel की सतह पर तैनात हैं। माप प्रत्येक voxel की सतह पर तीन अलग-अलग स्थानों पर दर्ज की गई और उसके बाद औसतन थे।
- स्वच्छ धातु कोर (ऊंचाई = 3 सेमी, व्यास। = 5.7 सेमी) और पॉली कार्बोनेट सहRES (ऊंचाई = 6 सेमी, व्यास। = 5.7 सेमी) थोक घनत्व (बी) और वांछित voxels क्रमश: (8 चित्रा) के हाइड्रोलिक चालकता माप (Ksat) के लिए।
- खड़ी ख्याल रख रही सेंसर या सेंसर तारों को नुकसान नहीं वांछित voxels में धातु कोर और पॉली कार्बोनेट कोर (खड़ी Ksat) डालें। धीरे मिट्टी में कोर टंकण, आदेश मिट्टी में अशांति कम करने के लिए कोर और हथौड़ा के बीच लकड़ी के ब्लॉक की तरह एक फ्लैट सतह का उपयोग करने के लिए ध्यान रखने से यह मत करो। इसके अतिरिक्त, एक बार कोर मिट्टी में आधे रास्ते में है, पहले कोर के शीर्ष पर एक दूसरे कोर जगह है। दूसरी कोर के शीर्ष पर लकड़ी के ब्लॉक प्लेस और धीरे ब्लॉक हथौड़ा जब तक पहली कोर कोर रिम अभी भी दिखाई दे के साथ मिट्टी में अंतर्निहित है।
- क्षैतिज Ksat के लिए कोर डालने के रूप में voxel के पार्श्व चेहरे अनुक्रमिक खुदाई के साथ खुलता है। के रूप में कदम 5.4 में उल्लेख संघनन को कम से कम करने के लिए लकड़ी के ब्लॉक और दूसरी कोर का प्रयोग करें।
- यह सुनिश्चित करें कि voxel ख्याल रखनाजांचा जा रहा geochemical नमूना संग्रह करने से पहले चौके और पड़ोसी voxels से अलग है। इस उद्देश्य के लिए प्लास्टिक पोटीन चाकू, हाथ से आयोजित trowels के द्वारा पीछा प्रयोग लेबल geochemical (जीसी) नमूना बैग में चारों ओर धातु या polypropylene कोर मिट्टी के नमूने एकत्र करने के लिए जब तक कोर आसानी से हटाया जा सकता है (उदाहरण के लिए, चित्रा 9 ए, बी)।
8 चित्रा थोक घनत्व और हाइड्रोलिक चालकता कोर। Polypropylene कोर (बाएं) क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर हाइड्रोलिक चालकता के नमूने इकट्ठा करने, जबकि धातु कोर (दाएं) थोक घनत्व के नमूने इकट्ठा करने के लिए इस्तेमाल किया गया है के लिए इस्तेमाल किया गया।
9 चित्रा Voxel सीमांकन। प्लास्टिक पोटीन चाकू (ए) का इस्तेमाल किया गया अलग-थलगvoxel सीमाओं को (बी) geochemical, थोक घनत्व, और हाइड्रोलिक चालकता कोर संग्रह से पहले। इस फाइल को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।
- धातु कोर निकालें, दोनों सिरों से अतिरिक्त सामग्री को ब्रश, और एक लेबल बी नमूना बैग करने के लिए कोर से नमूना हस्तांतरण। नमूने के साथ प्रत्येक नमूना बैग वजन और कुल वजन रिकॉर्ड।
- polypropylene कोर निकालें। लाल प्लास्टिक की टोपियां के साथ दोनों पक्षों को कवर और 'वी' और 'एच' नमूना आईडी के आधार पर पीछा के रूप में क्षैतिज polypropylene कोर के रूप में खड़ी polypropylene कोर लेबल।
- जीसी नमूना बैग में voxel से शेष सामग्री ले लीजिए, सभी चार पक्षों पर मिट्टी का सेंटीमीटर के एक जोड़े को पीछे छोड़ने के अगले voxel के साथ पार प्रदूषण को रोकने के लिए।
- एक परत में voxels के आराम के लिए कदम से दोहराएँ 5.9 करने के लिए 5.1।
- एक बार एक परत से सभी voxels किया गया हैपूरी की, बाद परत के लिए 5.10 करने के लिए 3.2 से चरणों को दोहराएँ।
नोट: 5.1 जरूरतों कदम केवल voxels दिखाई डाई है के लिए प्रदर्शन किया जाएगा। एक voxel प्रत्येक voxel से एकत्र सभी नमूनों को उजागर करने का प्रतिनिधि आरेख कल्पना करने के लिए चित्रा 10 का संदर्भ लें।
चित्रा 10. प्रतिनिधि voxel। लाल धराशायी लाइन कोर सूक्ष्म जीव विज्ञान के लिए नमूना एकत्र इंगित करता है, हरी धराशायी लाइन इंगित करता है क्षैतिज हाइड्रोलिक चालकता कोर, पीले पानी का छींटा लाइन इंगित करता है ऊर्ध्वाधर हाइड्रोलिक चालकता कोर, बैंगनी धराशायी थोक घनत्व कोर, और नीले रंग के अंडाकार सीमा को इंगित करता है शेष voxel से नमूना इंगित करता है geochemical विश्लेषण के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है। इस फाइल को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें। </ P>
6. नमूना विश्लेषण
- सूक्ष्मजीवविज्ञानी के लिए एकत्र नमूनों का प्रयोग करें आणविक (मिट्टी माइक्रोबियल डीएनए निष्कर्षण) के लिए विश्लेषण करती है 14 और सुसंस्कृत (परपोषी प्लेट मायने रखता है) 15 विश्लेषण। मात्रात्मक पोलीमरेज़ चेन प्रतिक्रियाओं (qPCR) 16, और उच्च throughput जीन अनुक्रमण प्रयोगों 17,18 के लिए निकाले डीएनए का प्रयोग करें।
- Geochemical के लिए एकत्र नमूनों का प्रयोग करें पीएच (अमेरिका EPA विधि 150.2), विद्युत चालकता (ईसी) (अमेरिका EPA विधि 120.1), कार्बन और नाइट्रोजन सामग्री (अमेरिका EPA विधि 415.3, तत्वों 19 के अनुक्रमिक निकासी सहित geochemical संपत्तियों की एक भीड़ को मापने के लिए विश्लेषण करती है, और एक्स-रे विवर्तन (XRD) और विस्तारित एक्स-रे अवशोषण ठीक संरचना (EXAFS) स्टैनफोर्ड सिंक्रोट्रॉन विकिरण प्रयोगशाला के विनिर्देशों के अनुसार स्पेक्ट्रोस्कोपी, खनिज परिवर्तनों की जांच करने के लिए।
- कोर इस तरह के थोक घनत्व 20 के रूप में प्रयोगशाला प्रयोगों के लिए हाइड्रोलॉजिकल विश्लेषण के लिए एकत्र नमूनों का प्रयोग करेंऔर हाइड्रोलिक चालकता 21।
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Representative Results
voxels के आयामों हाइड्रोलॉजिकल, geochemical, और सूक्ष्मजीवविज्ञानी माप के लिए नमूने का संग्रह सुनिश्चित की। खुदाई प्रक्रिया सूक्ष्मजीवविज्ञानी विश्लेषण के लिए 324 कोर, 972 pXRF डेटा अंक, 324 geochemical नमूना बैग, 180 Ksat नमूने (128 ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज 52), और 311 थोक घनत्व के नमूने मिले। खूब ब्लू डाई की तरजीही प्रवाह भी सतह के नीचे 30 सेमी की गहराई तक मनाया गया। lysimeter का एक भी टुकड़ा ऊर्ध्वाधर से 81 नमूनों में से एक प्रतिनिधि सेट प्रारंभिक विश्लेषण के लिए चुने गए हैं। नमूने चुना ढलान पर एक्स = 2 की स्थिति से थे वाई और जेड voxels 0-8 से बताया गया है। डीएनए एकाग्रता, थोक घनत्व, और pXRF फे (आयरन) और एम एन (मैंगनीज) माप से प्रारंभिक परिणामों 2-डी साजिश (चित्रा 11) पर isopleth हीटमैप के रूप में यहाँ प्रस्तुत कर रहे हैं।
थोक घनत्व माप के प्रारंभिक विश्लेषण (
माइक्रोबियल डीएनए प्रतिनिधि कोर से निकाला गया था। बरामद डीएनए की सांद्रता विषम थे और सूखी मिट्टी के 30 एनजी / जी की एक उच्च करने के लिए सीमा का पता लगाने नीचे रहने वाले लोगों से लेकर। उच्चतम औसत सांद्रताएक तरह से एनोवा इस परत में काफी अधिक एकाग्रता दिखाने के साथ परत जेड = 3 (20-30 सेमी) में अनुवादित किया गया (पी = 0.013, α = 0.05)। Y पैमाने वाई = 8 (टपका चेहरे क्षेत्र lysimeter की लंबाई के साथ 160-180 सेमी का प्रतिनिधित्व) के साथ औसत सांद्रता उच्चतम मूल्य दर्ज की गई। हालांकि, एक तरह से एनोवा (α = 0.05) लंबाई के साथ महत्वपूर्ण नहीं था। परत जेड = 6 (50-60 सेमी) में एक भी voxel एक उच्च एकाग्रता भले ही परत जेड = 6 औसत पर कम डीएनए सांद्रता था दर्ज की गई। अन्य क्षेत्रों के अधिकांश 2-10 एनजी / मिट्टी के ग्राम (चित्रा 11b) की रेंज में सांद्रता दर्ज की गई। इस प्रकार यह प्रतीत होता है कि माइक्रोबियल उपस्थिति ढलान की लंबाई के साथ तुलना lysimeter की गहराई भर में और अधिक विषम है। प्रारंभिक विश्लेषण से, परत जेड = 3 उच्च माइक्रोबियल उपस्थिति का संकेत था। यह संभावना है कि रुक-रुक कर एरोबिक-अवायवीय जेब के साथ एक संभावित redox सीमा क्षेत्र इस परत में मौजूद है, पर्यावरण की स्थिति उपस्थिति के लिए अनुकूल उपजदोनों ऐच्छिक एरोबिक और anaerobic सूक्ष्मजीवों की। डीएनए वसूली पैटर्न भी गहरी परतों में उच्च और निम्न एकाग्रता के धब्बे दिखाया। तुलनात्मक रूप से, उच्च सांद्रता रहकर पैर की अंगुली ढलान पर है, संभवतः इस क्षेत्र में कणों के बयान की वजह से मनाया गया था। सीमा का पता लगाने के नीचे डीएनए सांद्रता के साथ क्षेत्रों के कम बायोमास जेब है कि तथ्य यह है कि अध्ययन के तहत प्रणाली अत्यधिक oligotrophic है के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है प्रकट करते हैं। कुल माइक्रोबियल समुदाय का एक स्पष्ट समझ बैक्टीरियल, अर्चेअल की qPCR मात्रा का ठहराव, और कवक आबादी और उच्च throughput अनुक्रमण जीन विश्लेषण सहित आगे के प्रयोगों के साथ हासिल किया जाएगा।
गुणात्मक कुल मौलिक फे और मैंगनीज सांद्रता समान पैटर्न से पता चला (11 ग के आंकड़े और क्रमश: डी)। दोनों तत्वों के लिए, उच्च सांद्रता के मध्य ढलान, और पैर के अंगूठे ढलान की सतह पर मनाया गया। टीउसकी संभावना का तात्पर्य है कि तत्वों के विघटन के ऊपरी ढलान पर होता है। भंग आयनों और ठीक कणों तो संभवतः ढलान नीचे प्रवाह और वेग या निचले ढलान पर जमा कर सकते हैं। हालांकि, फे सांद्रता Mn सांद्रता अधिक से अधिक परिवर्तनशीलता दिखाया। फ़े, 80-94 मिलीग्राम किलो -1 से लेकर, जबकि Mn 1.12 से 1.28 मिलीग्राम किलो लेकर -1। चूंकि माता पिता की सामग्री आम तौर पर सजातीय था, प्रति voxel फे एकाग्रता में बड़ा बदलाव हवा और पानी के साथ फे की प्रतिक्रियाओं अपक्षय से जुटाना और माध्यमिक चरणों की वर्षा करने के लिए जिम्मेदार ठहराया है। पूरे ढलान भर में सतह पर मनाया कम डीएनए सांद्रता प्राथमिक खनिज (बेसाल्ट) जबकि उच्च बायोमास निचली परतों और चेहरे टपका में मनाया पैच माध्यमिक खनिज संचय के साथ संबंध स्थापित कर सकते हैं का उपयोग करने के chemoautotrophs के निचले क्षमता का संकेत हो सकता के रूप में उच्च बायोमास मूल्य द्वारा सुझाव (जेड = 3, वाई = 8) कि ऊंचा थोक घनत्व और मैंगनीज एकाग्रता से मेल खाती है। इसपैटर्न स्वपोषी सूक्ष्मजीवों द्वारा माध्यमिक खनिज (जैसे, लोहा हाइड्रॉक्साइड) की संभावित वर्षा पता चलता है। माइक्रोबियल विविधता के भविष्य की रूपरेखा आगे मनाया रिश्तों को स्पष्ट करेंगे। दरअसल, साहित्य oligotrophic tephra बेसाल्ट मीडिया पर सीमित माइक्रोबियल विकास रिपोर्ट, अपक्षय प्रेरित कम हो substrates रोगाणुओं 22 के लिए चयापचय और विकास आदानों के रूप में अभिनय के साथ। उच्च मौलिक मध्य ढलान क्षेत्र के बीच परतों में मनाया प्रतिक्रियाएं भी इस क्षेत्र में redox सीमा के गठन को प्रतिबिंबित कर सकते।
11. दो आयामी isopleth हीटमैप चित्रा। (ए) थोक घनत्व थोक। घनत्व मूल्यों के नमूने 105 डिग्री सेल्सियस पर 48 घंटे के लिए व्यंजन वजन एल्यूमीनियम को स्थानांतरित करने और ओवन सुखाने उनके द्वारा प्राप्त किया गया। प्रकोष्ठों खाली में छोड़ दिया voxels प्रतिनिधित्व करते हैं जहां नमूना संग्रह पी नहीं थाossible कारण सेंसर की उपस्थिति और स्थान की कमी के थोक घनत्व कोर समायोजित करने के लिए। (बी) के डीएनए एकाग्रता। सूक्ष्मजीवविज्ञानी कोर के लिए, मिट्टी के 2 जी माइक्रोबियल डीएनए, प्रत्येक voxel के प्रतिनिधि को निकालने के लिए subsampled गया था। (सी) मौलिक फे और (डी ) मौलिक MN। फे और मैंगनीज का मौलिक विश्लेषण के लिए, 81 नमूनों की कुल के लिए एक pXRF डेटा triplicates में मापा गया। प्रत्येक voxel में प्रत्येक तत्व की औसत से गणना की और साजिश रची गई थी। इस फाइल को डाउनलोड करने के लिए यहां क्लिक करें।
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Discussion
लैंडस्केप विकास हाइड्रोलॉजिकल, geochemical, और जैविक प्रक्रियाओं 12 की संचयी प्रभाव है। इन प्रक्रियाओं प्रवाह और पानी और तत्वों के परिवहन, और परिदृश्य विकसित करने में biogeochemical प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित। हालांकि, बातचीत पर कब्जा करने के लिए एक साथ ठीक समन्वित प्रयोगात्मक डिजाइन और नमूने की आवश्यकता है। इसके अतिरिक्त, प्रारंभिक परिदृश्य विकास के अध्ययन "समय शून्य" की स्थिति की पहचान करने के लिए प्राकृतिक प्रणालियों में मुश्किल है, सीमित क्षमताओं के साथ। साहित्य एक विनाशकारी lysimeter अध्ययन है जो बाहर किया गया था संयंत्र जड़ घनत्व को मापने के लिए 23 जबकि सिंचाई और उत्खनन के क्षेत्र आधारित दृष्टिकोण से ग्राहम एट अल। 24 और एंडरसन एट अल रिपोर्ट कर रहे हैं रिपोर्ट। 25 हालांकि, अध्ययन से कोई भी हाइड्रोलॉजिकल के अध्ययन के लिए एक विधि शामिल एक नकली परिदृश्य के -geochemical-सूक्ष्मजीवविज्ञानी विविधता। हमारे अध्ययन का एक प्रमुख घटक सुनिश्चित करने के लिए किया गया था कि एक पैमाने वाप्रयोगों और नमूने प्रक्रियाओं चुना पैमाने की कि विविधता सुनिश्चित करने के लिए चुना के लिए परिभाषित रों कुशलता से कब्जा कर लिया था। पैमाने के सवाल विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जब पृथ्वी-सिस्टम प्रक्रियाओं का अध्ययन और जल विज्ञान 26 गेओचेमिस्त्र्य 27, और सूक्ष्म जीव विज्ञान 28 के संबंधित क्षेत्रों में शोधकर्ताओं द्वारा उल्लेख किया गया है। इस अध्ययन में उल्लिखित पद्धति, हमारे अनुसंधान के सवालों के लिए प्रासंगिक पन geochem-सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला की पढ़ाई के दौरान एक ही समय में लचीलापन प्रदान व्यक्तिगत अनुसंधान सवालों के अनुसार प्रोटोकॉल को संशोधित करने के उद्देश्य से है।
हमारे प्रारंभिक प्रतिनिधि परिणामों का सुझाव है कि एक सजातीय शुरुआती पर्यावरण विषम गुण का विकास होगा। थोक घनत्व परिणाम टी के भीतर प्रवाह प्रक्रियाओं के कारण टपका चेहरे के पास गहरी परतों, जो ठीक कणों के संचय का एक परिणाम प्रतिनिधित्व हो सकता है पर उच्च मूल्यों के साथ एक क्षेत्र की उपस्थिति का संकेतवह lysimeter के रूप में अच्छी तरह से गीला मिट्टी के overlaying वजन की वजह से एक संघनन। इन दो परिकल्पना अतिरिक्त पैरामीटर की जांच के साथ स्पष्ट किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, voxels के कण आकार विश्लेषण के प्रदर्शन से, यह संभव मोटे कणों बनाम महीन की वास्तविक अनुपात प्राप्त करने के लिए है। प्रारंभिक कुल फे और मैंगनीज सांद्रता खुदाई से पहले lysimeter करने के लिए कई पानी के चक्र को लागू करने का एक परिणाम के रूप में मौलिक विघटन और फिर से वर्षा की घटना से संकेत मिलता है। इस तरह के परिणाम दो तरीकों से समझाया जा सकता है: (1) पानी translocates मिट्टी और महीन कण आकार, फे और एम.एन. में समृद्ध है, नीचे ढलान जहां वे कम ढलान 29 में जमा कर सकते हैं (यह मान लिया है कि शारीरिक आंदोलन रासायनिक से ज्यादा महत्वपूर्ण है प्रतिक्रियाओं); (2) पानी में इस तरह के फे और मैंगनीज के रूप में ठीक कणों और घुलनशील ट्रेस आयनों, घुल, निचले ढलान पर वेग (इस परिदृश्य मान लिया जाता है रासायनिक प्रतिक्रियाओं प्रिंसिपल ड्राइविंग बलों) कर रहे हैं। ग के लिए आदेश में मौलिक lability के तंत्र onfirm, और अधिक सबूत की जरूरत है। डीएनए एकाग्रता माप lysimeter में माइक्रोबियल जीवन की एक विषम वितरण की पुष्टि करें। बेसाल्ट ढलानी की कम पोषक तत्व हालत के बावजूद, माइक्रोबियल जीवन की मौजूदगी का पता लगाने के लिए की क्षमता को इंगित करता है oligotrophic की शर्तों के तहत माइक्रोबियल बसाना संभव है। यह निष्कर्ष बेसाल्ट की मेजबानी माइक्रोबियल समुदायों और ज्वालामुखी मृदा 30, समुद्र तल से 31, और उष्णकटिबंधीय जलग्रहण प्रत्येक voxel में मौजूद सूक्ष्म जैविक विविधता के 32 .Further विश्लेषण जैसे विविध वातावरण में समवर्ती जैविक रूप से मध्यस्थता अपक्षय की रिपोर्ट के साथ संगत है के विषय में परिकल्पना को संबोधित करने की जरूरत है प्रक्रियाओं अपक्षय के लिए रोगाणुओं के संभावित योगदान। हमारे नमूने और परिणाम का पूरा विश्लेषण करने पर, हम प्रारंभिक परिदृश्य विकास के दौरान होने वाली है, हाइड्रोलॉजिकल geochemical, और सूक्ष्मजीवविज्ञानी बातचीत की व्याख्या करने में सक्षम हो जाएगा।
ntent "> इस लेख में प्रस्तुत कार्यप्रणाली अधिक एक के बजाय एक मिट्टी खोदने lysimeter हाइड्रोलॉजिकल और biogeochemical बातचीत का पता लगाने के लिए एक कठोर योजना कदम का सुझाव है। कुछ कदम कम या ज्यादा प्रासंगिक अध्ययन के उद्देश्यों के आधार पर हो सकता है। यह है यह भी समय इस तरह के एक खुदाई करने की जरूरत पर जोर देना महत्वपूर्ण है। हमारा खुदाई काम से कुछ दिनों के दौरान 1 या 2 अन्य लोगों के अंतिम अलावा के साथ हर समय 3 लोगों की एक टीम की आवश्यकता है। खुदाई, 10 दिनों के लिए चली दैनिक काम के साथ 8 से 10 घंटे के बीच लेकर। इसलिए, ध्यान इरादा कदम चुनने घंटे बहुत महत्वपूर्ण है जब समय की कमी को ध्यान में रखा जाना है। इसके अतिरिक्त, प्रोटोकॉल में उल्लिखित कुछ कदम उत्खनन और अनुसंधान सवालों की सफलता के लिए महत्वपूर्ण है। यही कहा जा रहा है डाई आवेदन, विशेष देखभाल सुनिश्चित करने के लिए कि क्षेत्रों में जो बेदाग रहने के लिए चिह्नित की गई है ठीक से कवर कर रहे हैं leaki से डाई को रोकने के लिए लिया जाना चाहिएबेदाग क्षेत्रों में एनजी। voxel आकार का एक अच्छा अनुमान भी इस प्रयोग की सफलता के लिए महत्वपूर्ण है। voxel आकार निर्धारित नमूना संग्रह के पैमाने: voxels का अधिक से अधिक संख्या में वृद्धि हुई समय ध्यान से प्रत्येक voxel खुदाई के रूप में voxels की कम संख्या और मोटे नमूना संकल्प करने का विरोध किया पर खर्च की कीमत पर बेहतर नमूना संकल्प मतलब। हाथ से आयोजित trowels और प्लास्टिक पोटीन चाकू का उपयोग कर नमूने के पार संक्रमण की रोकथाम भी महत्वपूर्ण है, दोनों के लिए सूक्ष्मजीवविज्ञानी और geochemical नमूना संग्रह और विश्लेषण है।प्रोटोकॉल में संशोधन के एक नंबर अनुसंधान सवालों के आधार पर किया जा सकता है। सबसे पहले, पैमाने के सवाल की चर्चा करते हुए, एक एक नमूना रणनीति है कि प्रोटोकॉल यहाँ या ऑप्ट एक courser पैमाने के लिए वर्णित की तुलना में बेहतर है विकसित करने के लिए चुन सकते हैं; हालांकि पैमाने इस प्रयोग के लिए चुना पुष्टि की है कि हम महत्वपूर्ण भौतिक, रासायनिक और जैविक ढलानी में विषमताओं कब्जा कर लिया है। ये choicतों अनुसंधान सवाल पूछा जा रहा है पर आधारित बनाया जाना है, ढलानी या lysimeter के पैमाने का निर्माण किया जा सकता है, और रसद विश्लेषण का संचालन करने के लिए। दूसरा, कई ऐसे मिनी lysimeters मिट्टी-विकास प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए स्थापित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, शोधकर्ताओं ने अलग मिट्टी सामग्री के अपक्षय को देखने के लिए जब hillslopes है कि एक ही माता पिता की सामग्री है, लेकिन ढलान, वर्षा, तापमान, आदि के संबंध में अलग तरह से व्यवहार कर रहे हैं पर एक विविध वर्षा शासन, या मिट्टी प्रोफ़ाइल के विकास के लिए किए चाहते हो सकता है इसके अतिरिक्त, अध्ययन की अवधि भी अनुसंधान सवालों और शोधकर्ताओं के आधार पर संशोधित किया जा सकता अस्थायी प्रत्येक lysimeter की विनाशकारी खुदाई के द्वारा पीछा समान lysimeters निर्माण करने के लिए चाहते हो सकता है।
तीसरा, वनस्पति हाइड्रोलॉजिकल प्रवाह-पथ, geochemical अपक्षय, और माइक्रोबियल समुदाय के विकास पर पौधों की वृद्धि के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए शुरू की जा सकती है।
इसके अतिरिक्त, फिरखोजकर्ताओं जो बजाय विकास के चरणों पर ध्यान केंद्रित की, मौजूदा प्रक्रियाओं और एक परिदृश्य की सुविधाओं का अध्ययन करना चाहते हैं, एक प्राकृतिक परिवेश में मिट्टी monoliths के लिए हमारी पद्धति लागू हो सकती है। परंपरागत मिट्टी बढ़ते प्रक्रियाओं ब्याज की स्पष्ट रूप से परिभाषित क्षेत्रों में केवल पत्थर का खंभा के विभाजन के बाद एक मिट्टी केवल पत्थर का खंभा प्राप्त करने के लिए पीछा किया जा सकता। इस दृष्टिकोण के क्षेत्र में lysimeters की तीव्रता से विनाशकारी नमूने बाहर ले जाने के साथ जुड़े सीमाओं को पार कर सकते हैं। वर्गों चुना तो एक समान तरीके से खुदाई की जा सकती है हाइड्रोलॉजिकल, geochemical, और सूक्ष्मजीवविज्ञानी विशेषताओं केवल पत्थर का खंभा के लिए विशिष्ट निरीक्षण करने के लिए।
इस पद्धति की एक सीमा है voxels कि सेंसर के निकट स्थित थे से सभी नमूना सेट प्राप्त है। ढलान के कुछ क्षेत्रों में पूर्व एम्बेडेड सेंसर हाइड्रोलॉजिकल नमूनों के संग्रह को रोका। इसके अतिरिक्त, इन स्थानों से कुछ नमूने सेंसर की उपस्थिति के कारण तरजीही प्रवाह पथ के प्रभाव को नकारनानिकाल दिया गया। इसके अलावा, खुदाई बाहर दो चरणों में दस दिनों की अवधि में चरणों के बीच तीन दिनों के अंतराल के साथ किया गया था। जबकि देखभाल खुदाई चरणों के बीच उजागर सतह को कवर करने के लिए ले जाया गया था, उजागर परत संभावित बदलते वाष्प दबाव और ऑक्सीकरण की स्थिति के कारण बदल माइक्रोबियल गतिविधि प्रदर्शन कर सकता है। इस लंबाई के एक खुदाई इस प्रकार समय लगता है, जो बदले में अतिरिक्त समय के प्रति संवेदनशील भिन्नता को पेश हो सकता है।
परिदृश्य विविधता कैप्चरिंग के रूप में, हाइड्रोलॉजिकल geochemical, और सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाओं से प्रभावित एक चुनौती है। एक दूसरे पर इन प्रक्रियाओं के synergistic प्रभाव जटिलता यौगिकों। इस पैमाने पर और तीव्रता में प्रस्तुत एक नकली परिदृश्य की एक खुदाई उपन्यास है। या तो नमूने की अखंडता समझौता किए बिना, हाइड्रोलॉजिकल geochemical, और सूक्ष्मजीवविज्ञानी नमूनों के संग्रह का समन्वय करने की क्षमता का आयोजन बहु अनुशासनिक एस के लिए एक उत्कृष्ट दृष्टिकोण प्रस्तुतपृथ्वी प्रणाली प्रक्रिया के tudies। तकनीक को रेखांकित किया, सरल, repeatable, और लचीला कई अनुसंधान सवालों को समायोजित कर रहे हैं जिससे वैकल्पिक प्रयोगात्मक डिजाइन के कार्यान्वयन की इजाजत दी। इस विधि के भविष्य के परिणाम संभावित सैद्धांतिक चौखटे और परिदृश्य विकास का मॉडल विकसित पृथ्वी प्रणाली गतिशीलता के जटिल सवालों का जवाब देना शामिल हो सकते हैं।
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Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Measuring tape | Any | Any | Preventing cross-contamination of samples is crucial. Therefore, it is helpful to have multiple putty knives to isolate voxel boundary. |
| Brilliant Blue dye | Waldeck GmBH &Co | B0770 | Rulers can be used to draw grids. The sampling strategy can be modified based on individual experiments. |
| Soil Corer | AMS | 56975 | Any commercially manufactured Brilliant Blue dye can be used. |
| 75% Ethanol | Any | Any | A Nikon D90 camera and 50 mm lens were used for photography. Any high resolution camera and lens can be used for this purpose. |
| Spray Bottle | Any | Any | Use of dye and color card is subjective to individual experiments and/or research questions. |
| Spatula | Any | Any | Gardening gloves may be used if handling of corer becomes tedious. |
| Gloves | Any | Any | Ensure microbiology samples are kept in ice during sampling and frozen as soon as possible. |
| KimWipes | KimTech Science | Any | Water can be used to wash soil corer, prior to sanitizing with ethanol. |
| Sterile Sample bags | Fisher Scientific | Whirl-Pak 4 OZ. 24 OZ | Keep buckets and dustpans handy to facilitate removal of waste soil. |
| Color Card | Any | Any | The original design of miniLEO has various sensors embedded in the lysimeter. Such sensors may or may not be necessary based on the scope of individual experimental design. |
| X-ray Fluoresce Spectrophotmeter | XRF, OLYMPUS | DS-2000 Delta XRF | |
| Polypropylene cores | Any | Any | |
| Metal cores | Any | Any | |
| Caps for polypropylene cores | Any | Any | |
| Hammer | Any | Any | |
| Plastic putty knives | Any | Any | |
| Face masks | Any | Any |
References
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