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मृदा में अस्थिर कार्बनिक कार्बन का आकलन अनुक्रमिक धूनी ऊष्मायन प्रक्रियाओं का उपयोग

doi: 10.3791/54614 Published: October 29, 2016

Abstract

प्रबंधन प्रथाओं और पर्यावरण परिवर्तन मिट्टी पोषक तत्व और कार्बन साइकिल बदल सकते हैं। मिट्टी अस्थिर कार्बनिक कार्बन, एक आसानी से विच्छेद सी पूल, अत्यधिक अशांति के प्रति संवेदनशील है। यह भी मिट्टी सूक्ष्मजीवों के लिए प्राथमिक सब्सट्रेट, जो पोषक तत्व सायकलिंग के लिए मौलिक है। इन विशेषताओं के कारण, अस्थिर कार्बनिक कार्बन (एलओसी) मिट्टी के स्वास्थ्य के लिए एक संकेतक के पैरामीटर के रूप में पहचान की गई है। नियंत्रण रेखा के कारोबार दर बढ़ाता भी मिट्टी के पोषक तत्व सायकलिंग प्रक्रियाओं में परिवर्तन को समझने में मदद करता है। एक अनुक्रमिक धूनी ऊष्मायन विधि मिट्टी नियंत्रण रेखा और संभावित सी कारोबार दर अनुमान लगाने के लिए विकसित किया गया है। विधि मिट्टी के नमूने fumigating और धूनी ऊष्मायन चक्र की एक श्रृंखला पर एक दिन में 10 ऊष्मायन अवधि के दौरान सीओ 2 सी respired बढ़ाता की आवश्यकता है। अस्थिर कार्बनिक सी और संभावित सी कारोबार दर तो एक नकारात्मक घातीय मॉडल के साथ जमा हुए सीओ 2 से extrapolated रहे हैं। इस विधि के संचालन के लिए प्रक्रियाओं का वर्णन कर रहे हैंघ।

Introduction

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कार्बन (सी) और पोषक तत्व सायकलिंग और मिट्टी परिवर्तन करने के लिए अपनी संवेदनशीलता में अपनी महत्वपूर्ण भूमिकाओं के कारण, मिट्टी एलओसी मिट्टी कार्बनिक पदार्थ की गुणवत्ता का सूचक के रूप में मापने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। वन और एक बड़ी हद तक agroecosystems पोषक तत्वों का एक स्रोत के रूप में मिट्टी कार्बनिक पदार्थ में पोषक तत्वों की खनिज पर निर्भर करते हैं। प्रबंधन गतिविधियों पूल के आकार और मिट्टी कार्बनिक सी के कारोबार दर को बदल सकते हैं, पोषक तत्वों की आपूर्ति 1 में परिवर्तन के परिणामस्वरूप। मृदा जैविक सी अड़ियल सी, जो कई हजार वर्षों के कारोबार दर है, और नियंत्रण रेखा, जो कुछ साल 2,3,4 के लिए कुछ ही हफ्तों से कारोबार दर है के दो प्राथमिक अंशों के होते हैं। मिट्टी अस्थिर सी ऐसी माइक्रोबियल बायोमास सी, कम आणविक भार यौगिकों (अमीनो एसिड, सरल कार्बोहाइड्रेट) संयंत्र rhizodeposition से, और अपघटन byproducts और leachates संयंत्र कूड़े 1,4,5 से के रूप में आसानी विच्छेद substrates के होते हैं। क्योंकि मिट्टी अस्थिर सी आसानी से विच्छेद है, यह हैअत्यधिक प्रबंधन के तरीकों और प्राकृतिक घटना है कि परेशान या मिट्टी 6 में परिवर्तन के प्रति संवेदनशील। मिट्टी अस्थिर सी कार्बनिक पदार्थ 7 के अपघटन में मिट्टी सूक्ष्मजीवों के लिए प्राथमिक ऊर्जा स्रोत के रूप में कार्य करता है। इस तरह, नियंत्रण रेखा के प्रभावों एक बड़ा डिग्री से मिट्टी कार्बनिक सी 8 के स्थिर रूपों करता है के लिए पोषक तत्व साइकिल चालन के रूप। मिट्टी सूक्ष्मजीवों भी परपोषी श्वसन का बहुमत है कि अड़ियल मिट्टी कार्बनिक पदार्थ नियंत्रण रेखा 9,10,11 की भड़काना प्रभाव द्वारा सुविधा के अपघटन के दौरान होता है के लिए जिम्मेदार हैं। यह श्वसन वैश्विक सी चक्र में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि मिट्टी कार्बनिक सी लगभग दोगुनी है कि वायुमंडलीय सी 11 का है।

स्थलीय पारिस्थितिक तंत्र में इसके महत्व का एक परिणाम के रूप में, कई तरीकों मिट्टी एलओसी अनुमान लगाने के लिए विकसित किया गया है। भौतिक, रासायनिक, और जैव रासायनिक: इन विधियों तीन सामान्य वर्गीकरण में चित्रित किया जा सकता है। Densitometric जुदाई तरीकों शारीरिक मेथ हैंओडीएस कि भारी या हल्के भागों में या मोटे और ठीक कण जैविक सी 12,13,14,15 में मिट्टी कार्बनिक सी को अलग से मिलकर बनता है। जुदाई तरीकों प्रदर्शन करने के लिए अपेक्षाकृत आसान कर रहे हैं, लेकिन वे अक्सर नहीं करते अनुरूप परिणाम का उत्पादन क्योंकि इन अंशों मिट्टी के प्रकार खनिज संरचना, संयंत्र सामग्री का आकार और घनत्व, और मिट्टी कुल स्थिरता 13,15 साथ बदलती हैं। जुदाई तरीकों भी नियंत्रण रेखा से 15 के बारे में केवल मात्रात्मक जानकारी का उत्पादन।

कई रासायनिक विधियों नियंत्रण रेखा के आकलन के लिए उपलब्ध हैं। जैविक कार्बन के जलीय निष्कर्षण प्रदर्शन करने के लिए अपेक्षाकृत आसान है, और विधियों अक्सर आसानी से प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य परिणाम प्रदान करते हैं। हालांकि, इन एक्सट्रेक्शन सूक्ष्मजीवों 15 के लिए उपलब्ध substrates के पूरे स्पेक्ट्रम शामिल नहीं है। मिट्टी कार्बनिक सी का रासायनिक विभाजन के लिए कई तरीकों ऑक्सीकरण विकसित किया गया है। ऑक्सीकरण तरीकों मात्रा और अस्थिर कार्बनिक सी की गुणवत्ता निस्र्पक का फायदा हैहालांकि कुछ तरीकों खतरनाक रसायनों के साथ काम करने की आवश्यकता है और परिणाम 15 के reproducibility में तरीकों के बीच परिवर्तनशीलता है। एसिड हाइड्रोलिसिस निष्कर्षण विधि रासायनिक विभाजन प्रक्रिया है कि मात्रा और नियंत्रण रेखा की गुणवत्ता के उपाय कर सकते हैं का एक प्रकार है, लेकिन इस विधि के परिणाम अपने जैविक गुणों 13,15 की व्याख्या की सुविधा नहीं है।

मिट्टी नियंत्रण रेखा की व्याख्या के लिए जैव रासायनिक तरीकों विकसित किया गया है। अस्थिर कार्बनिक सी के रूप में सीओ 2 श्वसन assays में सूक्ष्मजीवों द्वारा जारी मापा जा सकता है। ये assays सच mineralizable कार्बनिक पदार्थ का अनुमान प्रदान करते हैं लेकिन आम तौर पर केवल सबसे अस्थिर यौगिकों assays के दौरान 15 mineralized हैं। मिट्टी माइक्रोबियल बायोमास सी धूनी ऊष्मायन 16 और धूनी-निष्कर्षण 17 से मापा नियंत्रण रेखा के बारे में अनुमान विकसित करने के लिए इस्तेमाल किया गया है। हालांकि, इन प्रक्रियाओं माइक्रोबियल बायोमास के बजाय लो में सी का अनुमान प्रदानसी दोनों धूनी प्रक्रियाओं गैर fumigated मिट्टी से मूल्यों माइक्रोबियल बायोमास सी निर्धारित करने के लिए की घटाव में शामिल हैं, लेकिन यह सुझाव दिया गया है कि मूल्यों गैर fumigated मिट्टी के घटाव के बिना प्राप्त माइक्रोबियल बायोमास 18 के अलावा सी के अस्थिर कार्बनिक अंशों का एक उपाय प्रदान ।

नियंत्रण रेखा को मापने के लिए अनुक्रमिक धूनी ऊष्मायन (एसएफआइ) प्रक्रिया 13 एक जैव रासायनिक विधि मिट्टी माइक्रोबियल बायोमास सी माप के लिए धूनी ऊष्मायन प्रक्रिया 16 से अनुकूलित है। एसएफआइ विधि कुछ फायदे नियंत्रण रेखा का आकलन करने के अन्य तरीकों के सापेक्ष है। विधि के लिए एक वैचारिक आधार है कि नियंत्रण रेखा microbially सड़ सकने सी है कि माइक्रोबियल विकास को नियंत्रित करता है और कहा कि नियंत्रण रेखा के शारीरिक रूप से सुलभ और रासायनिक मिट्टी सूक्ष्मजीवों द्वारा सड़ सकने है। क्षेत्र की स्थिति के तहत, माइक्रोबियल विकास आम तौर पर कार्बन की उपलब्धता, पोषक तत्वों की उपलब्धता, उपलब्ध ताकना अंतरिक्ष, और / या शिकार द्वारा सीमित है। इन कारकों में लगभग elimi हैंधूनी द्वारा nated, माइक्रोबियल विकास के लिए बेरोक परिस्थितियों का निर्माण। कोई पोषक तत्वों की विधि ऊष्मायन अवधि के दौरान हटा रहे हैं। कई धूनी और ऊष्मायन चक्र के दौरान, माइक्रोबियल विकास सी मात्रा और गुणवत्ता (lability) 13 द्वारा सीमित हो जाता है। संचित सीओ 2 respired ऊष्मायन चक्र के दौरान एक सरल नकारात्मक घातीय मॉडल 11,13,19 के साथ नियंत्रण रेखा एक्सट्रपलेशन करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है। संभावित सी कारोबार दर भी घातीय मॉडल की ढलान से प्राप्त किया जा सकता है, तो एसएफआइ विधि एक साथ सांद्रता और नियंत्रण रेखा से 11 के संभावित कारोबार दर का आकलन करने के अधिकांश अन्य नियंत्रण रेखा के तरीकों पर लाभ दिया है। अन्य तरीकों के लिए, नियंत्रण रेखा के संभावित कारोबार दरों के बारे में जानकारी ही अगर इस तरह के 14 सी के रूप में ट्रेसर 13 उपयोग किया जाता है का पता लगाया जा सकता है। एसएफआइ विधि इस प्रकार दोनों नियंत्रण रेखा और अपनी क्षमता का कारोबार दरों की माप प्राप्त करने के लिए एक अपेक्षाकृत सरल और सस्ती तकनीक है।

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Protocol

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1. इकाइयों 20 प्रायोगिक क्षेत्र के भीतर और प्रायोगिक भीतर की स्थिति के नमूने प्रतिनिधि प्राप्त करने के लिए मिट्टी ले लीजिए

  1. ऐसे बनावट, थोक घनत्व, पीएच, कार्बनिक क्षितिज गहराई, और / या पोषक तत्वों की सांद्रता सहित ढलान और मिट्टी के गुण के रूप में साइट गुण में कोई मतभेद को पहचानें। भूखंडों के भीतर वनस्पति प्रकार में कोई मतभेद को पहचानें। भिन्नता के गुणांकों के नाम से जाना जाता या प्रकाशित अनुमानों का उपयोग करें साइट गुण एक पूर्व निर्धारित रिश्तेदार त्रुटि पाने के लिए आवश्यक नमूनों की संख्या का अनुमान लगाने के लिए है।
  2. नमूना मिट्टी साइट और प्रयोगात्मक इकाई की स्थिति के आधार पर एक बरमा या एक पैटर्न में अन्य संग्रह डिवाइस का उपयोग।
    1. सजातीय स्थिति के लिए, प्रत्येक प्रयोगात्मक इकाई के भीतर एक यादृच्छिक नमूना पैटर्न का उपयोग करें।
      1. प्रयोगात्मक इकाई के भीतर या एक वक्र पैटर्न में या तो पूरी तरह यादृच्छिक स्थानों पर नमूना अंक आवंटित।
      2. प्रत्येक यादृच्छिक बिंदु पर या एक वक्र गपशप में सौंपा बिंदुओं पर नमूना मिट्टीएन। ब्रश एक तरफ खनिज मिट्टी की सतह से कार्बनिक पदार्थ मिट्टी के नमूने की खुदाई के लिए बरमा या अन्य संग्रह डिवाइस का उपयोग करने से पहले।
        नोट: एसएफआइ विधि ओवा से और 13 के नीचे मिट्टी क्षितिज का उपयोग कर विकसित किया गया था। यदि ओवा ऊपर क्षितिज एसएफआइ विधि का उपयोग कर परीक्षण किया जा सकता आगे के परीक्षण के लिए आवश्यक है।
      3. एक कंटेनर में प्रयोगात्मक इकाई के भीतर एकत्र सभी नमूनों का मिश्रण है और शारीरिक रूप से प्रत्येक प्रयोगात्मक इकाई के लिए एक मिश्रित नमूना बनाने के लिए कंटेनर के भीतर अलग-अलग नमूने मिश्रण।
    2. विषम परिस्थितियों, जो बहुत ज्यादा आम हैं के लिए, प्रत्येक प्रयोगात्मक इकाई के भीतर एक व्यवस्थित नमूने पैटर्न का उपयोग करें।
      1. प्रत्येक प्रयोगात्मक इकाई इस तरह के केंद्र में आड़ा काट कि आड़ा काट भीतर नमूना अंक के बीच की दूरी दूरी प्रयोगात्मक इकाइयों के भीतर परिवर्तनशीलता का प्रतिनिधित्व करने की जरूरत से छोटी है साथ नमूना मिट्टी।
      2. प्रत्येक पूर्व भीतर कई transects साथ नमूना मिट्टीperimental इकाई है कि अपेक्षाकृत बड़े प्रयोगात्मक इकाइयों या परिवर्तनशीलता के विभिन्न स्त्रोतों के साथ प्रयोगात्मक इकाइयों में एक ग्रिड पैटर्न के रूप में।
      3. एक कंटेनर में प्रत्येक आड़ा काट साथ एकत्र सभी नमूनों का मिश्रण है और शारीरिक रूप से प्रत्येक आड़ा काट के लिए एक मिश्रित नमूना बनाने के लिए कंटेनर के भीतर अलग-अलग नमूने मिश्रण।

2. एसएफआइ परख के लिए मिट्टी तैयार

  1. एक बर्फ पैक में प्लेस के नमूने क्षेत्र में संग्रह के बाद कूलर तुरंत भर दिया।
  2. सुविधा में आगमन पर, जिस पर नमूनों 4 डिग्री सेल्सियस पर एक फ्रिज में विश्लेषण, जगह नमूने तक जमा करने के लिए जब तक नमूना तैयार करने और एसएफआइ प्रक्रियाओं का आयोजन कर रहे हैं।
  3. एक 6.4 मिमी x 6.4 मिमी जाल चलनी के माध्यम से चलनी मिट्टी के नमूने। नमूने के बीच प्रदूषण को रोकने के लिए प्रत्येक नमूने के बीच पानी के साथ जाल साफ करें।
  4. प्रत्येक नमूना के लिए, तीन 100 ग्राम subsamples मापने के लिए और एक 250 मिलीलीटर बीकर में 100 ग्राम subsamples जगह है। कवर ईएसीParafilm के साथ ज बीकर और 25 डिग्री सेल्सियस पर 10 दिनों के लिए एक countertop पर उन्हें छोड़ दें।

3. ओवन सूखी वजन दृढ़ संकल्प के लिए ले subsamples

  1. मिट्टी के नमूने के 10 दिन पूर्व ऊष्मायन के अंत में, प्रत्येक नमूने से Parafilm को हटा दें।
  2. रिकॉर्ड एक एल्यूमीनियम का वजन नाव तौलना। सभी नमूनों से मिट्टी की 1 ग्राम लो और नाव में तौलना जगह है।
  3. नम मिट्टी का वजन रिकॉर्ड और नाव तौलना।
  4. 105 डिग्री सेल्सियस पर एक ओवन में मिट्टी के साथ नावों तौलना रखें। बाद नमूनों की एक निरंतर वजन है, जो आमतौर पर 48 घंटे के बाद, के रिकॉर्ड वजन नावों और मिट्टी का वजन तक पहुँचने।
  5. नम और सूखी मिट्टी वजन पाने के लिए तौलना नाव भीतर नम मिट्टी और सूखी मिट्टी का लिया वजन से नाव वजन तौलना घटाएँ। नम मिट्टी वजन से सूखी मिट्टी वजन विभाजित करके नम मिट्टी अनुपात: शुष्क निकाले जाते हैं।

4. सुवासित मिट्टी के नमूने

  1. कम से कम दो के तल में एक नम कागज तौलिया रखें (MORई चीनी मिट्टी के बरतन प्लेट के साथ नमूनों की) 10.5 एल ग्लास वैक्यूम desiccators संख्या के आधार पर आवश्यक हो सकता है।
  2. सभी नमूनों के लिए, तीन अलग-अलग कांच की शीशियों में मिट्टी की 30 ग्राम वजन। काफी बड़े मिट्टी की 40 ग्राम धारण करने के लिए और एक 40 मिमी खोलने के भीतर फिट करने के लिए यदि ऊष्मायन कंटेनर डिजाइन धारा 5 में वर्णित किया जाता है, काफी संकीर्ण शीशियों का प्रयोग करें।
  3. लेबलिंग टेप का उपयोग कर प्रत्येक 30 ग्राम मिट्टी subsample की पहचान करने के लिए हैं, पेंसिल का उपयोग क्योंकि धूनी स्याही degrades।
  4. प्रत्येक मिट्टी के नमूने के लिए तीन 30 ग्राम subsamples के दो एक निर्वात desiccator कि धूनी आचरण नहीं करेंगे में धूनी के लिए एक निर्वात desiccator और एक subsample में रखें।
  5. एक 100 मिलीलीटर बीकर में, उबलते बीकर के नीचे कवर करने के लिए पर्याप्त पत्थर की एक परत जगह है।
  6. उबलते पत्थरों की एक परत के साथ 50 (CHCl 3) 100 मिलीलीटर बीकर में इथेनॉल से मुक्त क्लोरोफॉर्म की मिलीलीटर डालो। उबलते पत्थर और CHCl 3 के साथ 100 मिलीलीटर बीकर 30 ग्राम मिट्टी से भरा एक desiccator के केंद्र में रखेंsubsamples। एक धूआं हुड के तहत यह कदम आचरण।
  7. एक धूआं हुड के तहत, CHCl 3 फोड़ा करने के लिए मिट्टी नमूना प्रति subsamples के दो सेट सुवासित करने के लिए एक निर्वात का उपयोग करें।
    1. वैक्यूम टयूबिंग के साथ निर्वात desiccator के लिए वैक्यूम कनेक्ट करें। वैक्यूम शुरू और घड़ी के रूप CHCl 3 फोड़ा करने के लिए शुरू होता है।
    2. Desiccator से 30 सेकंड के लिए फोड़ा और वैक्यूम ट्यूबिंग डिस्कनेक्ट करने के लिए हवा desiccator में वापस प्रवाह करने की अनुमति CHCl 3 की अनुमति दें। यह कदम मिट्टी के नमूने में CHCl 3 गैस प्रविष्टि को बढ़ावा देता है। दो बार दोहराएँ।
    3. CHCl 3 के चौथे और अंतिम फोड़ा यह 2 मिनट के लिए फोड़ा करने के लिए अनुमति देने के लिए प्रदर्शन करना।
    4. साथ वैक्यूम अभी भी चल रहे हैं, निर्वात desiccator पर मुहर बंद इतना है कि desiccator भीतर वैक्यूम बनाए रखा है। वैक्यूम बंद करें और desiccator से वैक्यूम ट्यूबिंग काट।
  8. desiccator पर एक ढक्कन रखने और वैक्यूम डाट सील द्वारा गैर fumigated नमूने युक्त desiccator सील। पी24 घंटे के लिए (जैसे कि एक कैबिनेट के रूप में) एक अंधेरे क्षेत्र में desiccators (fumigated और गैर-fumigated) फीता। गैर fumigated नमूने युक्त desiccator पर उपधारा 4.7 के निर्वात प्रक्रियाओं दोहराना नहीं है।

5. मिट्टी नमूना ऊष्मायन के लिए कंटेनर इकट्ठा

  1. केंद्र में drilled छेद के साथ एक आकार 10 रबड़ डाट के माध्यम से एक 15 सेमी लंबाई गिलास छड़ी पुश। रॉड व्यास आराम से छेद के माध्यम से फिट करने के लिए पर्याप्त होना चाहिए।
  2. पहचान कि fumigated और गैर-fumigated subsample पहचान करने के लिए संगत के साथ 0.5 एल पारदर्शी चौड़े मुंह polypropylene बोतलें लेबल।

6. Desiccators से खाली क्लोरोफॉर्म एक धूआं हुड के नीचे

  1. एक निर्वात desiccator पर डाट खोलें desiccator में airflow की अनुमति है। desiccator से ढक्कन निकालें, और नमूने और desiccator से बाहर नम तौलिया ले।
  2. मिट्टी के नमूने से खाली करने के लिए CHCl 3 गैस एक निर्वात का प्रयोग करें।
    1. वैक्यूम पंप पर बारी और पंप पांच मिनट के लिए चलाने के लिए अनुमति देते हैं। desiccator से वैक्यूम ट्यूबिंग डिस्कनेक्ट desiccator में airflow की अनुमति है।
    2. दोहराएँ कदम 6.3.2 चार बार।

7. एक दिन में 10 ऊष्मायन का संचालन करने के लिए एक ऊष्मायन कंटेनर (चित्रा 1) में प्रत्येक मिट्टी subsample ले जाएँ

  1. पिपेट ऊष्मायन कंटेनर में विआयनीकृत पानी के 1 मिलीलीटर। गिलास छड़ी एक रबर बैंड का उपयोग आकार 10 डाट से देने के लिए एक खाली कांच की शीशी कनेक्ट करें। कांच की शीशी के खुले अंत डाट के आधार सामना करना चाहिए। कांच की शीशी एक आकार तरल पदार्थ के 40 मिलीलीटर को पकड़ करने के लिए पर्याप्त होना चाहिए।
  2. एक शीशी ऊष्मायन कंटेनर में 30 ग्राम मिट्टी subsample युक्त रखें।
  3. inoculu के रूप में अपनी इसी subsamples से प्रत्येक के लिए मूल मिट्टी नमूना से गैर fumigated मिट्टी की 1 ग्राम जोड़ें (fumigated और गैर-fumigated)एम।
  4. पिपेट कांच डाट / ग्लास रॉड से जुड़ा शीशी में 2 एम NaOH के 1 मिलीलीटर। ऊष्मायन कंटेनर के शीर्ष पर डाट / गिलास छड़ी पुश। Parafilm के साथ ऊष्मायन कंटेनर के ऊपर कवर।
  5. एक ऊष्मायन कंटेनर है कि कोई मिट्टी बनाएँ। तीन से पांच के लिए कोई-मिट्टी ऊष्मायन कंटेनर इकट्ठा करो।
    नोट: एसिड कोई मिट्टी के नमूने कंटेनर titrate करने के लिए इस्तेमाल ऊष्मायन अवधि, जो उपधारा 9.3 में नीचे वर्णित है के दौरान सीओ 2 खनिज का निर्धारण करने के लिए आवश्यक है। जैसे, कई नहीं, मिट्टी कंटेनर गलत हैंडलिंग या एक नहीं, मिट्टी ऊष्मायन कंटेनर कि सभी नमूनों के लिए सीओ 2 खनिज गणना में एक त्रुटि पैदा होगा की अनुमापन के खिलाफ एक रक्षा के रूप में बनाया जाता है। कोई मिट्टी कंटेनरों से नमूने titrate करने के लिए मूल्यों में बंद किया जाना चाहिए इस्तेमाल किया एसिड; कोई मिट्टी के नमूने कंटेनर के बीच एक बेहद भिन्न एसिड मूल्य की संभावना गलत नमूना हैंडलिंग या अनुमापन का परिणाम है। ऊष्मायन कंटेनर इकट्ठा करने के लिए धारा 5 की प्रक्रियाओं का पालन करें।
  6. 7.1 और 7.4 की प्रक्रियाओं का पालन करें।
  • 25 डिग्री सेल्सियस पर एक अंधेरे भंडारण क्षेत्र में सभी ऊष्मायन कंटेनर रखें। 10 दिनों के लिए भंडारण क्षेत्र में सभी ऊष्मायन कंटेनर छोड़ दें।
  • 8. ऊष्मायन अवधि के दौरान सीओ 2 माइक्रोबियल श्वसन द्वारा उत्पादित यों प्रत्येक subsample पर अनुमापन प्रदर्शन करना

    1. कांच ऊष्मायन कंटेनर से 2 एम NaOH युक्त शीशी निकालें।
    2. पिपेट ग्लास 2 एम NaOH युक्त शीशी में 1 एम BaCl 2 के 2 मिलीलीटर।
    3. Phenolphthalein की एक बूंद जोड़ें (सी 20 h 14 हे 4) एक पिपेट या कांच BaCl 2 और NaOH के मिश्रण युक्त दवा की शीशी में ड्रॉपर से। कांच की शीशी में एक चुंबकीय हलचल बार प्लेस और एक हलचल प्लेट पर कांच की शीशी जगह है।
    4. हलचल प्लेट सक्रिय के साथ, धीरे-धीरे फिर से जब तक एक burette के साथ 0.1 एन एचसीएल जोड़नेकांच की शीशी में मिश्रण के डी रंगाई स्पष्ट हो जाता है।
    5. एचसीएल की राशि कांच की शीशी में मिश्रण की रंगाई बदलने के लिए आवश्यक रिकॉर्ड।

    9. पहले धूनी ऊष्मायन साइकिल 16,21,22 के दौरान एकत्र किए गए आंकड़ों से माइक्रोबियल बायोमास सी का निर्धारण करते हैं

    1. नम वजन 3.8 चरण में प्राप्त अनुपात: सूखे से अपनी नम वजन गुणा करके प्रत्येक subsample में मिट्टी की सूखी वजन का निर्धारण करते हैं।
    2. कोई मिट्टी ऊष्मायन कंटेनर titrate करने के लिए इस्तेमाल एचसीएल की औसत राशि का निर्धारण।
    3. सीओ 2 mineralized की गणना सूत्र का उपयोग कर 10 दिन की गर्मी के दौरान:
      1 समीकरण
      जहां सीओ 2 = सीओ 10 दिन की गर्मी के दौरान 2 mineralized
      एन एस = एसिड कोई मिट्टी ऊष्मायन कंटेनर में नमूने titrate के लिए इस्तेमाल किया
      एस = एसिड नमूने है कि ऊष्मायन कंटेनर में मिट्टी निहित titrate के लिए इस्तेमाल किया
      एम = वीं के molarityई एचसीएल
      ई = 6, बराबर वजन
      मिट्टी के डब्ल्यू = सूखी वजन ऊष्मायन कंटेनर में निहित
    4. सूत्र का उपयोग माइक्रोबियल बायोमास सी की गणना:
      2 समीकरण
      जहां BIOC = माइक्रोबियल बायोमास सी
      एफ = सीओ 2 मिट्टी subsamples से mineralized कि fumigated रहे थे
      एनएफ = सीओ 2 मिट्टी subsamples से mineralized थे कि गैर fumigated
      कश्मीर = माइक्रोबियल बायोमास सी mineralized के अंश सीओ 2
      1. मिट्टी के साथ प्रारंभिक परीक्षणों या प्रकाशित मूल्यों 22 में 14 सी के खनिज या तो प्रत्यक्ष माप द्वारा कश्मीर के लिए मूल्य निर्धारित करते हैं। 0.45 का मान आमतौर पर इस परख के लिए 23 कश्मीर के लिए प्रयोग किया जाता है।
    5. मिट्टी subsamples है कि पहली धूनी ऊष्मायन चक्र में fumigated थे वर्गों 4-8 सात बार दोहरा द्वारा अनुक्रमिक धूनी और ऊष्मायन चक्र को पूरा करें।

    10 Determine अस्थिर सी और संभावित सी कारोबार दर आठ धूनी और ऊष्मायन चक्र के दौरान अधिक सीओ 2 Mineralized का प्रयोग

    1. मिट्टी inoculum प्रत्येक धूनी के बाद नमूनों को जोड़ा गया के लिए एक सुधार कारक निर्धारित करने के लिए निम्न सूत्र का उपयोग करें:
      3 समीकरण
      कहाँ आईसी inoculum के लिए सुधार कारक =
      सी '= सीओ 2 की राशि गैर fumigated subsample से पहले 10 दिन की गर्मी के दौरान
      आर = भार पहली धूनी ऊष्मायन चक्र में fumigated मिट्टी में inoculum मिट्टी के अनुपात
      सी टी = ऊष्मायन चक्र (1, 2 ... 8), ऐसा है कि सी टी -1 = 0 जब टी = 1
    2. सीओ 2 प्रत्येक subsample के लिए प्रत्येक ऊष्मायन के दौरान जारी अनुमान लगाने के लिए निम्न सूत्र का उपयोग करें:
      4 समीकरण
      जहां सीटी = सीओ 2 ऊष्मायन के दौरान जारी
      एन एस = एसिड नमूने titrate के लिए इस्तेमाल कियाकोई मिट्टी ऊष्मायन कंटेनर में
      एस = एसिड नमूने है कि ऊष्मायन कंटेनर में मिट्टी निहित titrate के लिए इस्तेमाल किया
      आईसी inoculum (कदम 10.1 में निर्धारित) के लिए सुधार कारक =
      ई = 6, बराबर वजन
      मिट्टी के डब्ल्यू = सूखी वजन ऊष्मायन कंटेनर में निहित
    3. अस्थिर कार्बनिक सी गैर रेखीय प्रतिगमन का उपयोग कर निकाले जाते हैं।
      1. एक स्प्रेडशीट कि नमूने के लिए प्रत्येक नमूना पहचानकर्ता के लिए शामिल व्यवस्थित, ऊष्मायन चक्र संख्या (1, 2 ... 8), और सीओ 2 ऊष्मायन के दौरान जारी (कदम 10.2 में ली गई)।
      2. गैर रेखीय प्रतिगमन करने में सक्षम सॉफ्टवेयर का उपयोग करना, डाटासेट के लिए निम्नलिखित मॉडल फिट:
        5 समीकरण
        जहां Csum सीओ 2 का योग आठ ऊष्मायन चक्र के दौरान जारी =
        नियंत्रण रेखा = मिट्टी अस्थिर कार्बनिक सी
        कश्मीर = संभावित कारोबार का समय
        टी = ऊष्मायन चक्र (1, 2 ... 8)
    4. कन्वर्ट संभावित कारोबार टी10 दिन ऊष्मायन चक्र के कारण 10 से कश्मीर का उलटा गुणा करके दिन में कदम 10.3.2 से IME।

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    Representative Results

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    एसएफआइ विधि में दक्षिण अमेरिका 24,25,26,27 किए गए प्रयोगों की एक श्रृंखला में इस पत्र में वर्णित के रूप में इस्तेमाल किया गया है। साथ में, इन प्रयोगों, वनस्पति प्रकार की एक किस्म घेर विनोदी पाइन (Pinus taeda एल), switchgrass (panicum virgatum एल), Cottonwood सहित (पोपुलस deltoides Bartram पूर्व मार्श।), और सोयाबीन (ग्लाइसिन मैक्स एल Merr।)। विधि निषेचन के बीच नियंत्रण रेखा और / या संभावित सी कारोबार दरों में अंतर का निर्धारण करने और सभी अध्ययनों में अभ्यास उपचार फसल पर संवेदनशील था। नियंत्रण रेखा और संभावित कारोबार स्टडीज (चित्रा 2) की इस श्रृंखला में सूचना दी दरों की रेंज में ओवरलैप नहीं था। एलओसी इन अध्ययनों में रिपोर्ट की सीमाओं में बदलाव अस्थिर सी और संभावित सी कारोबार में मतभेद का पता लगाने में एसएफआइ विधि की संवेदनशीलता पर प्रकाश डाला। विनोदी पाइन और switchgrass गली फसल प्रणाली छ थावनस्पति प्रकार के बीच नियंत्रण रेखा के reatest रेंज; इस वनस्पति प्रकार के अध्ययन साइट की स्थिति अन्य वनस्पति प्रकार के सापेक्ष की व्यापक सरणी घेर लिया। साइटों देर रोटेशन के लिए मिट्टी के प्रकार और किशोर से विनोदी पाइन overstory साल की उम्र में विविध। overstory उम्र के chronosequence संभावना यहाँ प्रतिनिधि परिणामों के लिए प्रस्तुत वनस्पति प्रकार के बीच में कार्बनिक पदार्थ आदानों में सबसे बड़ा बदलाव बनाया। switchgrass चरागाह वनस्पति प्रकार मिट्टी बनावट की व्यापक सरणी में अध्ययन किया गया था, और यह भी बताया मूल्यों में एक अपेक्षाकृत उच्च विचरण का प्रदर्शन किया। सोयाबीन वनस्पति प्रकार साइट प्रकार के बीच अपेक्षाकृत अधिक नियंत्रण रेखा मूल्यों, जो की संभावना वार्षिक अपनी फसल के दौरान मिट्टी में मृत ऊपर और नीचे जमीन बायोमास के बयान के साथ जुड़े थे पड़ा। विनोदी पाइन वृक्षारोपण, जो मिट्टी में कार्बनिक पदार्थ का प्रमुख स्रोत के रूप में अपेक्षाकृत अड़ियल अम्लीय पाइन कूड़े की विशेषता है, प्रदर्शित उच्चतम क्षमता सी कारोबार दरों हूंयहाँ प्रतिनिधि परिणामों के लिए चुना वनस्पति प्रकार ओंग। अध्ययन की इस श्रृंखला में सूचना दी मूल्यों की रेंज एसएफआइ विधि 13 को विकसित करने के लिए इस्तेमाल मिट्टी की रेंज में पाए जाने वाले की और वैज्ञानिकों में से एक है कि विकसित एसएफआइ विधि द्वारा चीन में उपोष्णकटिबंधीय जंगलों के साथ आयोजित प्रयोगों बाद में सीमा के भीतर भी है 11,28।

    आकृति 1
    अस्थिर कार्बनिक सी और संभावित सी कारोबार दर निर्धारण के लिए अनुक्रमिक धूनी ऊष्मायन प्रक्रिया का आयोजन। पर बाईं Nalgene बोतल है, NaOH को रोकने के लिए एक डाट रॉड से निलंबित कर दिया शीशी, और एक शीशी मिट्टी की 30 ग्राम युक्त अलग दिखाया चित्रा 1. ऊष्मायन कंटेनर प्रदर्शन प्रयोजनों के लिए। सही पर कंटेनर मिट्टी और डाट रॉड शीर्ष के साथ Parafilm के साथ Nalgene बोतल के भीतर तैनात रूप में ऊष्मायन के दौरान किया जाएगा है।यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

    चित्र 2
    चित्रा 2. अस्थिर कार्बनिक सी और दक्षिण अमेरिका में विभिन्न मिट्टी और वनस्पति की स्थिति में अनुक्रमिक धूनी ऊष्मायन विधि के साथ मापा के रूप में संभावित सी कारोबार दर की रेंज। सीमाओं की सूचना दी पिछले अध्ययनों 24,25,26,27 से हिस्से में अनुकूलित कर रहे हैं। वनस्पति प्रकार हैं: (1) विनोदी पाइन वृक्षारोपण, (2) विनोदी पाइन और bahiagrass चारागाह, (3) विनोदी पाइन और switchgrass गली फसल प्रणाली, (4) switchgrass चारागाह, (5) सोयाबीन, और (6) Cottonwood वृक्षारोपण। सलाखों के मानक विचलन प्रतिनिधित्व करते हैं। वें में से एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करेंआंकड़ा है।

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    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Soil auger sampling kit JMC PN039 Several other manufacturers of punch augers are available
    Parafilm Curwood PM999
    Aluminum weighing boats Fisherbrand 08-732-103
    General purpose drying oven Fisher Scientific 15-103-0511 Many other manufacturers of general purpose laboratory ovens are available
    10.5 L vacuum desiccator Corning 3121-250
    Glass scintillation vial Wheaton 968560
    Glass threaded vials, 41 ml Fisherbrand 03-339-21N
    Chloroform, stabilized with amylenes Sigma-Aldrich 67-66-3
    Boiling chips Fisher Scientific S25201
    Glass rod Fisherbrand S63449
    Size 10 rubber stopper Fisherbrand 14-130P Rubber stoppers can be purchased as solid and drilled in center to install glass rod or bought with a hole to insert glass rod
    Wide-mouth PPCO bottle, 0.5 L ThermoScientific 3121050016
    Sodium hydroxide, reagent grade Sigma-Aldrich S5881
    Barium chloride Sigma-Aldrich 202738
    Phenolphthalein indicator Fisher Scientific S25466
    Hydrochloric acid solution, 0.1 N Fisher Scientific SA54-4

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    References

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    मृदा में अस्थिर कार्बनिक कार्बन का आकलन अनुक्रमिक धूनी ऊष्मायन प्रक्रियाओं का उपयोग
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    Blazier, M. A., Liechty, H. O. Assessment of Labile Organic Carbon in Soil Using Sequential Fumigation Incubation Procedures. J. Vis. Exp. (116), e54614, doi:10.3791/54614 (2016).More

    Blazier, M. A., Liechty, H. O. Assessment of Labile Organic Carbon in Soil Using Sequential Fumigation Incubation Procedures. J. Vis. Exp. (116), e54614, doi:10.3791/54614 (2016).

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