Introduction
Thermogradient टेबल नए नहीं हैं और उनके उपयोग के कई दशकों 1-6 ओवर साहित्य में सूचित कर दिया गया है। प्रारंभिक टेबल कागज सब्सट्रेट पर प्रयोगशाला बीज अंकुरण परीक्षण अक्सर एक ही प्रयोग में तापमान की एक व्यापक रेंज पर (चित्रा 1) के लिए जाहिरा तौर पर विकसित किए गए। वहाँ thermogradient तालिकाओं के विभिन्न डिजाइन कर रहे हैं, लेकिन सबसे आम में से एक, धातु की एक अपेक्षाकृत मोटी चादर आयताकार, अक्सर अपनी जंग प्रतिरोध के लिए एल्यूमीनियम के होते विपरीत छोर पर नीचे करने के लिए वेल्डेड पाइप वर्ग के एक पाश के साथ। प्लास्टिक की ट्यूब, तापमान नियंत्रित करने के लिए तालिका में और आउटलेट पाइप कनेक्ट स्नान है कि मेज के नीचे विपरीत छोर पर पाइप के माध्यम से ठंडा और गर्म तरल पदार्थ पंप परिसंचारी। पाइप अगर सिस्टम के पास या ठंड तापमान नीचे संचालित किया जा रहा है ठंड को रोकने के लिए, तरल पदार्थ, आमतौर पर एक पानी एंटीफ्ऱीज़र (एथिलीन ग्लाइकोल) मिश्रण का आयोजन करता है। एक और डिजाइन के साथ धातु के स्ट्रिप्स वेल्ड करने के लिए रचनात्मक करने के लिए हैinlets और दोनों छोर पर गर्म और ठंडे समाधान के संचलन के लिए दुकानों के साथ तालिका में से प्रत्येक के अंत में एक तरल पदार्थ जलाशय खा लिया। घूम स्नान मेज के नीचे फर्श पर या एक अलग juxtaposed मेज पर तैनात किया जा सकता है। हीटिंग कॉयल और / या Peltier ठंडा मॉड्यूल के साथ इलेक्ट्रिक thermogradient टेबल बनाया गया है, लेकिन उच्च लागत, चुनौतियों लगातार कम तापमान पैदा करने, समस्याओं की विश्वसनीयता और बड़े पैमाने पर वाणिज्यिक उपयोग के 8 को रोका है।
घूम तरल पदार्थ डिजाइन निष्क्रिय थर्मल चालन के माध्यम से एक आयामी ढाल बना सकते हैं। एल्यूमिनियम प्लेट वर्दी आकार और मोटाई की है और ठीक से अछूता है, तो गर्मी एक मेज एक सतत एक आयामी तापमान ढाल की स्थापना की ठंड अंत करने के लिए गर्म से समान रूप से बहती है, ऊष्मा 7 के दूसरे कानून का पालन। सतह भर में ढाल तालिका लंबाई के एक समारोह के अंत और तापमान के बीच मतभेद है। मेज और plumbinजी आमतौर पर उपयोग के लिए पलकों के साथ एक अछूता बाड़े में रखे जाते हैं। बाड़े अपने परिवेश से अलग कर मेज, छोटे तापमान परिवर्तन के साथ सतह भर में एक समान ढाल बनाने। अछूता बाड़े पैरों द्वारा समर्थित या इस तरह के एक टेबल या बेंच के रूप में एक सपाट सतह पर रखा जा सकता है। आवेदन कहाँ समान तापमान नियंत्रण के लिए एक ढाल के बिना की जरूरत है के लिए, एक मेज दोनों सिरों में एक ही तापमान पर तरल पदार्थ प्रसारित यदि इज़ोटेर्माल शर्तों का उत्पादन करने के लिए स्थापित किया जा सकता है।
जब ढाल तालिका सही ढंग से कार्य कर रहा है, पेट्री डिश, मोहरबंद प्लास्टिक बैग, फ्लैट तली कंटेनर, आदि, सतह पर रखा जाता है और विभिन्न तापमान (चित्रा 1) के लिए थर्मामीटरों संतुलित करना। प्रत्येक कंटेनर में प्रयोगात्मक तापमान airspaces कि कंटेनर और मेज की सतह और मोटाई और प्रत्येक कंटेनर की इन्सुलेट गुणों के बीच मौजूद हो सकता है पर निर्भर करता है। ढाल तालिका प्रभावी ढंग से नमूना ते का कहना हैसतह के करीब mperatures, लेकिन नियंत्रण सतह से ऊपर खो दिया है। खड़ी तापमान नियंत्रण के अभाव में एक पारंपरिक ढाल मेज पर संभव प्रयोगों के प्रकार को सीमित करता है।
एल्यूमिनियम स्ट्रिप्स या gussets पारंपरिक ढाल तालिका डिजाइन करने के लिए जोड़ा गया था मेज की सतह से ऊपर तापमान नियंत्रण में सुधार होगा। गसेट्स मेज की सतह को सीधा अंतराल पर वेल्डेड रहे थे। gussets खड़ी फ्लैट मेज की सतह से ऊपर संवहनी गर्मी प्रवाह की सुविधा। gussets के बीच रखा नमूने, और अधिक प्रभावी तापमान नियंत्रण प्रदान तीन तरफ से तापमान विनियमित सतहों की है। क्लेग और Eastin 2 एक ढाल मेज की सतह पर रेत क्वार्ट्ज रखा गहराई में तापमान नियंत्रण बनाने के लिए। क्लेग और Eastin 2 भी तालिका के शीर्ष पर इन्सुलेशन रखने के साथ प्रयोग किया। वेब एट अल। 9 नियंत्रण तापमान समान रूप से करने के प्रयास में एक मेज पर मिट्टी से भरा पाइप रखा।
नई टाble डिजाइन यहां बताया नौ 7.6 सेमी (3 इंच) उच्च gussets (एल्यूमीनियम स्ट्रिप्स) तालिका की लम्बाई (चित्रा 2) के ऊपर की सतह के लिए वेल्डेड रहे हैं कि है। एलईडी प्रकाश जुड़नार photosynthetically सक्रिय आवृत्तियों उत्सर्जन जब मेज बंद कर दिया है अंकुर विकास का समर्थन करने के लिए मेज के पक्षों पर स्थापित कर रहे हैं। कलीदार thermogradient तालिका के लिए अछूता बाड़े एक सफेद पीवीसी बोर्ड है कि पानी, ताना हैं का निर्माण किया है, और प्रतिरोधी दरार है। इस पत्र का उद्देश्य नई Gusseted ढाल तालिका डिजाइन और संभव अनुप्रयोगों का वर्णन है।
Protocol
1. परिसंचारी स्नान और टेबल की तैयारी
- जलाशयों कि पंप पर कम से कम 10 एल / मिनट thermogradient तालिका के प्रत्येक के अंत में तापमान को नियंत्रित करने के साथ दो घूम स्नान मोल।
नोट: घूम स्नान जमाना है, जबकि दूसरे की जरूरत है केवल गर्म करने के लिए जलाशय चाहिए में से एक। - स्नान घूम यकीन है कि उनकी फिल्टर और जलाशयों साफ कर रहे हैं बनाने के लिए निरीक्षण किया।
- तालिका और स्नान के लिए एक स्थान की पहचान। के रूप में लंबे समय के रूप पंप उपरोक्त तालिका के माध्यम से तरल पदार्थ प्रसारित कर सकते हैं मेज के नीचे स्नान स्थिति। एक सुविधाजनक ऊंचाई पर ढाल तालिका जगह पलकों को हटाने और सतह पर सभी पदों तक पहुंचने के लिए।
नोट: तालिका और स्नान के लिए स्थान खैर, हवादार होना चाहिए अत्यधिक तापमान से मुक्त है, अपेक्षाकृत धूल मुक्त, और पर्याप्त रूप से स्नान और प्रकाश व्यवस्था के सत्ता में बिजली के सर्किट की पहुंच है। - पानी और एंटीफ्ऱीज़र का एक मिश्रण के साथ जलाशय टैंक के शीर्ष करने के लिए प्रत्येक स्नान भरें (1: 1अनुपात) गर्मी मुद्रा में सुधार और ठंड को रोकने के लिए।
नोट: एंटीफ्ऱीज़र की एकाग्रता स्नान विनिर्देशों और समाधान के तापमान पर निर्भर करता है। उच्च सांद्रता एंटीफ्ऱीज़र की आवश्यकता नहीं है जब तक कि तापमान subfreezing उत्पन्न कर रहे हैं। शुद्ध एंटीफ्ऱीज़र कुछ नहाने के पानी पंप को नुकसान पहुंचा सकता है। - मेज के दोनों सिरों पर विरोध गर्म और ठंडा एक सतत प्रवाह पैटर्न बनाने के लिए मेज पर आउटलेट और इनलेट पाइप को लचीला ट्यूबिंग, क्रमशः के साथ inlets और स्नान के आउटलेट से कनेक्ट करें।
- स्थिर दीवारों कि दबाव या गुत्थी के तहत विस्तार नहीं होगा जब झुकाव के साथ मोटी दीवारों लचीले प्लास्टिक ट्यूबिंग का प्रयोग करें। ट्यूब यूनियनों पर कॉलर-पेंच, नली clamps का प्रयोग एक ड्रिप मुक्त कनेक्शन को बनाए रखने के लिए जब प्रणाली दबाव है। लपेटें फोम पाइप इन्सुलेशन के साथ संचलन ट्यूबिंग गर्मी विनिमय कम करने के लिए चारों ओर से घेरे के साथ।
- साथ पाइप वाल्व खुला है, क्षण भर के लीक और ढह ट्यूबिंग के लिए जाँच करने के लिए घूम पंप पर बारीकि प्रवाह को कम कर सकता है। यदि लीक घटित पेंच अकड़न को समायोजित करें। प्रकाश व्यवस्था जुड़नार की जाँच करें सुनिश्चित करने के लिए वे ठीक से काम कर रहे हैं।
2. प्रयोग के लिए टेबल की तैयारी
- इस तरह के ग्रीन हाउस केशिका चटाई, कागज तौलिये, या nonglossy अखबार के रूप में हाइड्रोफिलिक सामग्री के साथ gussets के बीच thermogradient मेज के नीचे लाइन पानी अधिक समान रूप से वितरित करने के लिए।
- तालिका gussets के सबसे ऊपर के साथ नीचे या भी करने के लिए एक से बढ़ मीडिया के साथ समान रूप से भरें। पैक से बढ़ते मीडिया कसकर हवा जेब है कि तापमान संतुलन के साथ हस्तक्षेप को दूर करने के लिए पर्याप्त है।
नोट: मूल मिट्टी का भी इस्तेमाल किया जा सकता है। - तालिका इनलेट और आउटलेट पाइप वाल्व खोलने के साथ, सक्रिय एक स्नान न्यूनतम और अधिकतम तापमान वांछित (5 से 40 डिग्री सेल्सियस के लिए) ऊपर 5 डिग्री सेल्सियस तापमान पर एक तापमान 5 डिग्री सेल्सियस नीचे और विरोध स्नान करने के लिए सेटिंग से घूम स्नान, क्रमश: संचलन के दौरान गर्मी हानि और लाभ के लिए खाते। monitor जलाशय में स्नान और स्तर गिर जब के रूप में घूम समाधान तालिका में पाइप भरता है पानी और एंटीफ्ऱीज़र (एथिलीन ग्लाइकोल) का एक मिश्रण को जोड़ने की जरूरत है।
- स्नान तापमान वांछित मीडिया तापमान बढ़ रहा है जब तक (5 से 40 डिग्री सेल्सियस या अन्य प्रयोगात्मक तापमान वांछित) ढाल मेज पर प्राप्त कर रहे हैं समायोजित करें।
नोट: सही तापमान बढ़ रहा है मीडिया के तापमान को मापने और जब तक वांछित मीडिया तापमान बढ़ रहा है मेज के पार पहुँच रहे हैं स्नान को एडजस्ट करने के चलने का एक प्रक्रिया के माध्यम से हासिल की है। - मेज पर विभिन्न पदों पर प्लेस तापमान dataloggers एक प्रयोग के दौरान बढ़ रहा है मीडिया या मिट्टी का तापमान रिकॉर्ड करने के लिए। dataloggers सिफारिश की एक लघु दौर मे बैटरी के आकार में समान हैं। Parafilm में dataloggers लपेटें से बढ़ते मीडिया में प्रयोगात्मक पदों पर पानी की क्षति और जगह को रोकने के लिए।
- अधिकतम जल धारण क्षमता का 70-80% करने के लिए समान रूप से बढ़ते मीडिया गीलेमीडिया की। वेटर मिट्टी gussets के बीच और अधिक कुशलता से गर्मी आचरण।
नोट: पानी की मेज के गर्म अंत से अधिक तेजी से लुप्त हो जाता है, इसलिए अधिक लगातार अनुप्रयोगों बाष्पीकरणीय घाटा को बदलने के लिए आवश्यक हो सकता है। अधिकतम जल धारण क्षमता पानी की मात्रा एक छिद्रित नीचे के साथ एक कंटेनर के माध्यम संतृप्ति और 2 दिनों के लिए गुरुत्वाकर्षण पानी की निकासी के बाद से बढ़ते मीडिया में बनाए रखा है। नमी की मात्रा से पहले और 72 घंटे के लिए 105 डिग्री सेल्सियस पर ओवन सुखाने के बाद gravimetrically निर्धारित किया गया था। - तालिका 24 घंटे के लिए संतुलित करने के लिए एक प्रयोग की शुरुआत से पहले वांछित तापमान (40 से 5 डिग्री सेल्सियस) भर में पहुँच रहे हैं सुनिश्चित करने के लिए अनुमति दें।
- पैर नाली के साथ कोने की ओर बहुत थोड़ा तालिका ढलानों जब तक प्रत्येक कोने में समायोजन करके तालिका झुकाएँ। इस अतिरिक्त नमी को हटा, मेज पर गीला स्पॉट रोकता है, और वर्दी मीडिया नमी की मात्रा को प्रोत्साहित करती है। एक कंटेनर के नीचे नाली की जगह अपवाह को पकड़ने के लिए।
- उभरा पौध की संख्या की गणना दैनिक समीकरण के अनुसार उद्भव के लिए मतलब समय की गणना करने के लिए:
Σ (एन मैं मैं एक्सटी)
MTE = -------------
Σ (मैं n)
नोट: कहाँ n
3. आपरेटिंग Thermogradient टेबल
- वांछित तापमान के लिए स्नान समायोजन करने के बाद, टेबल लगा देना करने के लिए दो thermogradient टेबल कवर, पारदर्शी भीतरी एक्रिलिक शीट पलकों और एक और पर्याप्त क्लोराइड (पीवीसी) ढक्कन polystyrene से अछूता की जगह। जगह में दोनों को शामिल किया गया सबसे अच्छा इन्सुलेट गुण परीक्षण के दौरान गर्मी और पानी की कमी को कम करने के लिए प्रदान करते हैं।
नोट: परिवेश प्रकाश या सहायक प्रकाश तालिका के ऊपर मुहिम शुरू की है, तो केवल भीतरी ढक्कन प्रकाश संचारित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। - भीतरी एक्रिलिक पलकों के माध्यम से मेज की जाँच करने के बाहरी ढक्कन निकालें। पानी या अन्य सामग्री, जांच के तापमान, या रिकॉर्ड डेटा जोड़ने के लिए अस्थायी तौर पर भीतरी ढक्कन निकालें।
नोट: उच्च तापमान पर, पानी तेजी से नम मिट्टी और सी से उडभीतरी ढक्कन क्योंकि सतह कूलर है के तल पर ondenses। - बिजली की कटौती, स्नान खराबी, लीक, या तालिका तापमान में अत्यधिक उतार-चढ़ाव के लिए प्रयोगों के दौरान बारीकी प्रणाली की निगरानी। स्नान जलाशय स्तर पर नजर रखने और समय समय पर तरल पदार्थ जोड़ने बाष्पीकरणीय घाटा बदलने के लिए।
Representative Results
उथला कंटेनर, पेट्री डिश की तरह, एक पारंपरिक एक आयामी ढाल तालिका तो कई प्रयोगात्मक तापमान के प्रभाव को एक साथ मूल्यांकन किया जा सकता है (चित्रा 1) पर तैनात किया जा सकता है। सतह के साथ घनिष्ठ संपर्क में 7.6 सेमी (3 इंच) लंबा एल्यूमीनियम gussets सिलाई दोनों पक्षों पर बारी-बारी से वेल्डेड रहे थे तो हर कली सतह को सीधा खड़ा 10.9 सेमी (4.2 इंच) के अलावा एक thermogradient मेज पर संभव अनुसंधान आवेदनों की विविधता को बढ़ाने के लिए, (चित्रा 2)। कली spacings की एक विस्तृत रेंज संभव हो रहे हैं, वहीं 10.9 सेमी वर्ग प्लास्टिक "सैंडविच" बक्से या इसी तरह के आकार के कंटेनर अक्सर छोटे बीज प्रजाति या अन्य जैविक नमूनों (चित्रा 3) के अंकुरण परीक्षण करने के लिए प्रयोग किया जाता है समायोजित करने के लिए चुना गया था। एक पारंपरिक फ्लैट ढाल तालिका के विपरीत, कली डिजाइन पर नियंत्रण तापमान के लिए मिट्टी और अन्य अनाकार नाज़ुक सामग्री accommodatesसंरचना प्रयोगों। अतिरिक्त पानी को निकालने के लिए एक जांच की और छान नाली छेद एक कोने में बनाया गया था। Shims या "पैर" प्रत्येक कोने में मेज झुकाव के लिए गुरुत्वाकर्षण जल निकासी की सुविधा के लिए समायोजित किया जा सकता है। कली समाप्त होता है और मेज के बाहर के बीच एक छोटे से अंतराल पानी कोने नाली के लिए एक पक्ष के साथ प्रवाह करने की अनुमति देता है।
मिट्टी तापमान 70-80% मिट्टी की नमी सामग्री पर मापा गया के बाद स्नान जगह में पलकों के साथ 24 घंटा (चित्रा 4) के लिए लगातार तापमान में घूम कर दिया गया था। तापमान परिवर्तन तालिका में चार अलग अलग स्थानों पर एक 12 घंटा संतुलन अवधि के बाद मापा 0.4 डिग्री सेल्सियस या उससे कम (चित्रा 4) था। मिट्टी प्रोफ़ाइल तीन मिट्टी गहराई में मापा तापमान में बदलाव के चरम पर अधिक से अधिक था। 13 डिग्री सेल्सियस के एक लक्ष्य के तापमान पर, gussets के बीच एल्यूमीनियम सतह पर रखा dataloggers 11.0 ± 0.0 डिग्री सेल्सियस के एक मतलब दर्ज की गई। संग्रह करने वालों पीएलमिट्टी की सतह पर aced औसतन 13.5 ± 0.1 डिग्री सेल्सियस। 13 डिग्री सेल्सियस के लक्ष्य के तापमान के लिए सभी तीन स्तरों पर समग्र औसत मिट्टी का तापमान 12.3 ± 0.1 डिग्री सेल्सियस था। 18 डिग्री सेल्सियस के एक लक्ष्य के तापमान पर, मिट्टी प्रोफ़ाइल के दौरान औसत तापमान 19.1 ± 0.1 डिग्री सेल्सियस था। 23 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर लक्ष्य रूपांतर 23.8 ± 0.2 डिग्री सेल्सियस के औसत के साथ 18 डिग्री सेल्सियस की तुलना में अधिक था। अन्य चरम तापमान 29 डिग्री सेल्सियस, मेज एल्यूमीनियम की सतह के तापमान 30.8 ± 0.2 डिग्री सेल्सियस था, जबकि मिट्टी की सतह के तापमान 25.7 ± 0.4 डिग्री सेल्सियस था। 29 डिग्री सेल्सियस पर कुल औसत मिट्टी का तापमान 28.2 ± 0.3 डिग्री सेल्सियस (चित्रा 4) था।
बीज प्रजातियों gussets के साथ एक thermogradient मेज पर अपने इष्टतम अंकुरण और अंकुर विकास तापमान के लिए परीक्षण किया जा सकता है। टमाटर और तरबूज, दोनों माना गर्म मौसम फसलों, 14.1 से 40 तक एक सीमा से अधिक अंकुरित।2 डिग्री सेल्सियस (तालिका 1, चित्रा 3)। एलईडी सरणियों तालिका पलकों में मुहिम शुरू की और / या पक्षों पौधों को सक्षम करने प्रयोगात्मक मिट्टी तापमान पर मिट्टी में विकसित करने के लिए जब तालिका (चित्रा 3) संलग्न है संश्लेषक स्पेक्ट्रम फेंकना। टमाटर के लिए इष्टतम अंकुर विकास के लिए 100% का उद्भव प्रतिशत और 5.3 दिन (तालिका 1, चित्रा 5) के उद्भव के लिए एक मतलब समय के साथ 29.6 डिग्री सेल्सियस पर आ गई है। उभार अन्य तापमान पर धीमी थी। तरबूज के लिए, इष्टतम उद्भव प्रतिशत 96% 24.7 डिग्री सेल्सियस (1 टेबल) पर 5.1 दिनों दोनों था और उद्भव के समय मतलब था। दोनों सलाद और जई ठंडे मौसम फसलों माना जाता है। जई बीज 5.1 से 40.2 डिग्री सेल्सियस किसी भी बीज परीक्षण (तालिका 1, चित्रा 5) की विस्तृत करने के लिए एक सीमा से अधिक अंकुरित। जई के लिए, उच्चतम उद्भव प्रतिशत 24.7 डिग्री सेल्सियस पर 100% थी और सबसे तेजी से उभरने के 29.6 डिग्री सेल्सियस (तालिका 1 में 3.4 दिन था,
चित्रा 1: हटाया अछूता पलकों के साथ, लेकिन तालिका आधा कवर करने के लिए एक आंतरिक एक्रिलिक ढक्कन के साथ एक पारंपरिक फ्लैट thermogradient तालिका पारंपरिक फ्लैट तालिका डिजाइन परीक्षण उथले कंटेनरों में नमूनों पर तापमान के प्रभाव।। ढाल के तापमान को नियंत्रित तेजी से सतह से ऊपर दूरी पर खो दिया है के बाद से वहाँ हवा के मिश्रण करने के लिए कोई बाधा नहीं है। प्रयोगों के लिए आवश्यक है कि गहराई में लगातार तापमान इस डिजाइन का उपयोग संभव नहीं हैं। एक ला देखने के लिए यहाँ क्लिक करेंयह आंकड़ा की rger संस्करण।
चित्रा 2: gussets के साथ एक thermogradient प्लेट के योजनाबद्ध आरेख गसेट्स सतह पर सीधा मेज के पार longitudinally वेल्डेड सिलाई कर रहे हैं।। एक कोने में एक नाली अतिरिक्त पानी निकालता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 3:। प्रबुद्ध बीज अंकुरण के प्रयोगों के लिए मिट्टी, वतन के साथ भरा gussets, और कंटेनरों के साथ thermogradient तालिका इस तालिका में ढाल सही (ठंड अंत) के लिए छोड़ दिया (गर्म अंत) से निर्धारित है। कली डिजाइन मिट्टी, कंटेनरों के साथ उपयोग के लिए विकसित किया गया था जबकिछोटे नमूनों के साथ प्रयोगों के लिए gussets के बीच रखा जा सकता है। एलईडी रोशनी संयंत्र पलकों या परिधि में रखा जा सकता है आगे बढ़ने और photosynthetically सक्रिय आवृत्तियों का उत्सर्जन और पौधों बाड़े के अंदर विकसित किया जा करने के लिए अनुमति देते हैं। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 4. एक कलीदार thermogradient मेज पर अलग मिट्टी पदों से तापमान रीडिंग। तापमान संग्रह करने वालों के बाईं दीवार पर वार्ता की मेज पर मिट्टी में रखा गया था, बाएं केंद्र (बाएं दीवार से 20 सेमी), सही केंद्र (बाएं दीवार से 40 सेमी) और gussets के बीच सही दीवार मिडवे पर। तापमान लकड़हारा के नीचे स्थिति एल्यूमीनियम मेज की सतह मिट्टी के ऊपर 8 सेमी नीचे के पास था, जबकि केंद्र प्लेसमेंट के approximat थामिट्टी के नीचे इली 4 सेमी। तापमान मिट्टी के शीर्ष पर रखा संग्रह करने वालों का पर्दाफाश किया गया। सलाखों के ऊपर मूल्यों मतलब (एन = 72) की मानक त्रुटि ± समग्र औसत तापमान से संकेत मिलता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 5:। 40 डिग्री सेल्सियस के लिए जई और टमाटर की पौध 5 का एक तापमान सीमा पर thermogradient टेबल पर 14 दिनों के लिए उगाया की तस्वीर दिखाता है कि कैसे अंकुरण और कई प्रजातियों के अंकुर विकास एक साथ एक में तापमान की एक सीमा से अधिक मिट्टी में मूल्यांकन किया जा सकता ही प्रयोग क्षेत्र की स्थिति अनुकरण। जब खड़ी देखी ऊपर (बाएं और दाएं) चित्रों thermogradient तालिका दिखा। नीचे (बाएं और दाएं) चित्रों क्षैतिज अभिविन्यास में मेज दिखा। alcohoएल थर्मामीटर मिट्टी में रखा गया था तेजी से प्रयोग के दौरान तापमान पर नजर रखने के लिए।
| लक्ष्य तापमान | मापा तापमान | टमाटर | खरबूज | सलाद | जई | ||||
| ईएम † | MTE †† | ईएम | MTE | ईएम | MTE | ईएम | MTE | ||
| सी | सी | % | दिन | % | दिन | % | दिन | % | दिन |
| 5 | 5.1 | 0 | 0.0 | 0 | 0.0 | 78 | 11.4 | 46 | 12.7 |
| 10 8.7 | 0 | 0.0 | 0 | 0.0 | 92 | 7.5 | 58 | 12.5 | |
| 15 | 14.1 | 100 | 10.8 | 16 | 13.8 | 68 | 5.9 | 96 | 7.2 |
| 20 | 19.8 | 100 | 7.2 | 84 | 7.5 | 66 | 6.5 | 100 | 5.4 |
| 25 | 24.7 | 100 | 6.0 | 96 | 5.1 | 22 | 8.1 | 100 | 3.7 |
| 30 | 29.6 | 100 | 5.3 | 92 | 5.5 | 4 | 12.5 | 98 | 3.4 |
| 35 | 36.1 | 94 | 7.0 | 92 | 4.4 | 0 | 0.0 | 94 | 4.5 |
| 40 | 40.2 | 72 | 7.8 | 88 | 5.1 | 0 | 0.0 | 10 | 8.2 |
| † सफल उद्भव (ईएम) रन बनाए थे जब पौध कम से कम एक खुला गर्भदल था। | |||||||||
| †† उद्भव (MTE) के लिए समय मतलब संख्या बीज है कि बीज है कि प्रत्येक उपचार के लिए उभरा की कुल संख्या से विभाजित करके दिन नंबर और प्रत्येक दिन उभरा के उत्पाद संक्षेप द्वारा गणना की गई। | |||||||||
तालिका 1: Germinपर एक Thermogradient टेबल आठ तापमान पर मिट्टी में टमाटर, तरबूज, सलाद के व्यावहारिक और जई का बीज। बोल्ड संख्या प्रत्येक प्रजाति के लिए इष्टतम मूल्यों को दिखाने के और अलग-अलग फसल प्रजातियों का तापमान निर्भरता को दर्शाते हैं। प्रयोग potting मिश्रण में 14 दिनों के लिए आयोजित किया गया था और मीडिया दैनिक पानी पिलाया गया था या मिट्टी के रूप में दिख नम रखने की जरूरत है। डेटा प्रत्येक प्रजाति के लिए 25 बीज पर आधारित हैं।
Discussion
Thermogradient टेबल मुख्य रूप से उथले कंटेनरों में बीज अंकुरण प्रयोगों तापमान की एक सीमा से अधिक एक साथ आयोजित करने के लिए कई वर्षों के लिए इस्तेमाल किया गया है। हालांकि, प्रयोगात्मक तापमान मेज की सतह तक ही सीमित हैं इसलिए तापमान नियंत्रण की गहराई तक ही सीमित है। पारंपरिक ढाल टेबल पर आयोजित बीज परीक्षण प्रोटोकॉल पेट्री डिश या अन्य फ्लैट कंटेनरों में कागज सब्सट्रेट पर रेडिकिल उद्भव के साथ खत्म होती है और वास्तविक स्वाभाविक रूप से मिट्टी में घटित होता है के रूप में उद्भव और विकास अंकुर परीक्षण नहीं है। आज बीज कंपनियों अक्सर बीज ताक़त नकली क्षेत्र की स्थिति यह है कि उत्पादकों की संभावना रोपण के बाद का सामना करना होगा का उपयोग कर (इष्टतम स्थितियों से कम के तहत उगना करने की क्षमता) का आकलन करना चाहते हैं। मृदा परीक्षण भी फंगल और बैक्टीरियल के लिए बीज की बीमारी के दबाव बेदाग़ मीडिया पर मानकीकृत प्रयोगशाला अंकुरण परीक्षण में आम नहीं उजागर करता है। मिट्टी एक फ्लैट गैर-कलीदार मेज पर रखा जाता है, 5 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक हम के बड़े बदलावमिट्टी प्रोफ़ाइल में पदों और मेज सतहों (अप्रकाशित परिणाम) के बीच असामान्य नहीं कर रहे हैं।
gussets के साथ एक आयामी ढाल तालिका खड़ी तापमान नियंत्रण में सुधार करने के लिए इतना है कि मिट्टी अंकुरण परीक्षण और अन्य प्रयोगों जहां मिट्टी तापमान के सटीक नियंत्रण के लिए महत्वपूर्ण है में इस्तेमाल किया जा सकता है विकसित किया गया था। gussets गहराई में मिट्टी या सिंथेटिक बढ़ते मीडिया और नियंत्रण तापमान सीमित। gussets एल्यूमीनियम, टेबलटॉप के रूप में एक ही सामग्री है, और जब सतह पर सीधा वेल्डेड वे प्रवाहकीय गर्मी हस्तांतरण के बीच अंतरिक्ष के तापमान नियंत्रण प्रदान करते हैं। gussets लंबाई तालिका नीचे या widthwise मेज के पार उन्मुख किया जा सकता। दोनों डिजाइन इसी तरह प्रदर्शन लेकिन widthwise कली उन्मुखीकरण सुविधाजनक है जब ढाल ठीक से निकाला जाता है क्योंकि gussets के बीच अंतरिक्ष के लिए एक एकल प्रायोगिक तापमान के रूप में सेवा कर सकते हैं। क्षैतिज अभिविन्यास प्रयोगात्मक इकाइयों (इस उदाहरण में बीज) एक दूरी पर होना करने के लिए अनुमति देता हैएक लाइन एक दूसरे के बगल में मेज के पार। कली रिक्ति केवल निर्माण के दौरान अलग किया जा सकता है क्योंकि gussets जगह तो वैकल्पिक स्थिति में वेल्डेड रहे हैं एक बार मेज निर्माण पूरा हो गया है परीक्षण नहीं किया जा सकता है। 10.9 सेमी की एक कली रिक्ति अक्सर मिट्टी के अलावा बीज परीक्षण के लिए इस्तेमाल उथले कंटेनरों को समायोजित करने के लिए चुना गया था। करीब कली रिक्ति बेहतर तापमान नियंत्रण प्रदान कर सकता है, लेकिन कंटेनर के प्रकार है कि मेज पर इस्तेमाल किया जा सकता है की सीमा होती है।
तापमान और thermogradient तालिका में बढ़ते मीडिया की नमी लगातार वांछित प्रयोगात्मक शर्तों को प्राप्त करने के लिए निगरानी की जानी चाहिए। बोने से पहले, घूम स्नान थोड़ा वांछित न्यूनतम नीचे और थोड़ा अधिकतम तापमान समायोजित से जब तक नमूने प्रयोगात्मक तापमान वांछित तक पहुँच चुके ऊपर स्थापित किया जाना चाहिए। लगभग 24 घंटा के नमूने के लिए अनुमति दी जानी चाहिए थर्मल ढाल तालिका के साथ संतुलित करने के लिए। वें की नमी सामग्रीई बढ़ते मीडिया पर्याप्त (फ़ील्ड क्षमता का 70-80%) बीज अंकुरण या अन्य जैविक प्रक्रियाओं आगे बढ़ने के लिए होना चाहिए। तालिका इन्सुलेशन और दोहरी पलकों के तापमान में उतार-चढ़ाव और पानी के वाष्पीकरण को कम जब जगह में।
तालिका 1 में परिणाम अलग तापमान पर 4 प्रजाति के अंकुर विकास की तुलना करें। तरबूज और टमाटर के बीज के विकास के लिए 15 डिग्री सेल्सियस पर शुरू हुआ और समझा रूप में गर्म मौसम फसलों 10 क्यों वे विशेषता है 40 डिग्री सेल्सियस पर अच्छी तरह से अंकुरित। इसके विपरीत, सलाद कम तापमान पर सबसे अच्छा अंकुरित। जई बीज अन्य प्रजातियों (तालिका 1) की तुलना में तापमान का एक व्यापक रेंज पर अंकुरित। जबकि इसी तरह के परिणाम समन्वित प्रयोगों की एक श्रृंखला में विकास कक्षों की एक श्रृंखला का उपयोग कर प्राप्त किया जा सकता है, कली डिजाइन दोनों अंकुरण और अंकुर विकास मिट्टी तापमान एक साथ की एक सीमा से अधिक तुलना में किया जा करने के लिए अनुमति देता है। अलग क्षेत्र की मिट्टी या बढ़तीमीडिया क्षेत्र की स्थिति की एक सीमा अनुकरण करने के लिए प्रतिस्थापित किया जा सकता है। माइक्रोबियल या रासायनिक उपचार, उर्वरक शासनों, सूखा तनाव, और बदलाव प्रकाश के वातावरण में ढाल मेज पर तापमान भर में लगाया जा सकता है।
छोटे dataloggers मेज पर विभिन्न पदों पर तापमान दर्ज किया गया। तापमान डेटा अधिक से अधिक भिन्नता के साथ तालिका के बीच में दिखाया है, अपेक्षाकृत वर्दी तापमान, विशेष रूप से गर्म अंत में। मेज की सतह के साथ संपर्क में संग्रह करने वालों स्थिति और मिट्टी की सतह पर हवा के संपर्क में होने की संभावना बढ़ चरम सीमाओं। केंद्र की स्थिति में दर्ज तापमान शायद थोक मिट्टी की स्थिति का संकेत थे। उदाहरण के लिए, एक बीज gussets क्षेत्र रोपण अनुकरण करने के लिए के बीच ढाल मेज पर मिट्टी में लगाया ही थोक मिट्टी के तापमान को उजागर किया जाएगा और न हवा या मेज की सतह के तापमान। नमी की मात्रा और मिट्टी की बनावट तालिका तापमान का निर्धारण करने में एक भूमिका निभाता है। यदिई मिट्टी सूखी है, हवा रिक्त स्थान तापमान परिवर्तन का विरोध और प्रभावी ढंग से gussets से गर्मी आचरण नहीं करते। नम मिट्टी को प्रभावी ढंग से मिट्टी प्रोफ़ाइल के माध्यम से गर्मी का संचालन करने के लिए कुछ हवा रिक्त स्थान है और अधिक तरल पानी है। इस प्रयोग में, मिट्टी इसकी अधिकतम जल धारण क्षमता का 70 से 80% पर बनाए रखा गया था, लेकिन उच्च पानी सामग्री मिट्टी तापमान परिवर्तन कम हो सकता है। रेत उच्च कार्बनिक पदार्थ के साथ मिट्टी की तुलना में कम बड़े ताकना रिक्त स्थान के रूप में है और इस प्रकार और अधिक समान तापमान प्रदान करने की उम्मीद होगी।
ठंड अंत की तुलना में मेज के गर्म अंत में मिट्टी के तापमान में अधिक से अधिक अंतर था। एक संभावित व्याख्या यह तालिका भर में नमी के वितरण में निहित है। जबकि गर्म अंत क्योंकि अधिक से अधिक बाष्पीकरणीय घाटे से बाहर सूखी जाता नमी, ठंड अंत में बनाए रखा जाना जाता है। चूंकि पानी आचरण गर्मी में मदद करता है, यह महत्वपूर्ण है कि मेज की नमी सामग्री के रूप में संभव के रूप में एक समान हो। वेब एट अल। 9 blott इस्तेमाल कियाएर कागज केशिका क्रिया के माध्यम से एक thermogradient तालिका भर में पानी का संचालन करने के लिए है, जबकि अखबार कलीदार thermogradient तालिका में एक कम महंगा विकल्प के रूप में अच्छी तरह से काम किया। हालांकि gussets नमी वितरण जोड़ने के लिए, दोनों शांत और गर्म रखने सिरों हाइड्रोफिलिक कागज के साथ लाइन कर रहे थे समान रूप से गीला चुनौतीपूर्ण है।
उच्च तापमान पर तेजी से वाष्पीकरण सभी ढाल तालिका डिजाइन पर होता है। संघनन अक्सर एक समस्या है जब कंटेनर प्रयोगों अधिक परिवेश से ऊपर तापमान पर एक ढाल की मेज पर आयोजित की जाती हैं, क्योंकि कंटेनर के नीचे कूलर ढक्कन के भीतर की ओर इकट्ठा करने के लिए पानी के कारण शीर्ष अपेक्षा अधिक गर्म है। कलीदार मेज पर मिट्टी प्रयोगों में, पानी कलीदार तालिका में ऊपर हवा में ऊपरी मिट्टी की परतों से सुखाया। यदि मिट्टी बहुत गीला है, टेबल के गर्म अंत में बाष्पीकरणीय कूलर घाटा भीतरी एक्रिलिक ढक्कन पर गाढ़ा हो सकती है। एक्रिलिक या प्रत्यक्ष इन्सुलेशन polystyrene की चुस्त टुकड़े आरामLy gussets के शीर्ष पर मिट्टी और अधिक समान रूप से नम और तापमान स्थिर रखने तालिका के ऊपर हवाई क्षेत्र के साथ वाष्प आदान प्रदान को कम करता है (डेटा) नहीं दिखाया। तालिका polystyrene इन्सुलेशन के साथ कवर किया गया था, जब तापमान परिवर्तन तापमान चरम पर मिट्टी प्रोफ़ाइल के माध्यम से केवल 1 से 2 डिग्री सेल्सियस तक था (डेटा) नहीं दिखाया। हालांकि, polystyrene इन्सुलेशन उभरते से पौध को रोकता है और विकास के लिए ऊष्मायन के प्रारंभिक मानव संसाधन विश्लेषण के बाद हटा दिया जाना चाहिए। गर्म मिट्टी के तेजी से सूखने को रोकने के लिए एक अन्य समाधान preferentially बाष्पीकरणीय नुकसान के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए गर्म अंत करने के लिए और अधिक पानी जोड़ने के लिए है। हाथ से पानी समस्याग्रस्त क्योंकि पलकों हटा दिया जाना चाहिए और आवेदन की मात्रा कम सटीक हो रहा है। सूक्ष्म सिंचाई उत्सर्जक एक ढाल की मेज पर बनाया जा सकता है और रियायत के तौर पर गर्म अंत करने के लिए और अधिक पानी लागू करने के लिए समायोजित किया जा सकता है।
Thermogradient टेबल कार्यक्षमता और संभावित रूप में वैकल्पिक विकास कक्षों की सेवा है। when दोनों स्नान, एक ही सेट कर रहे हैं तालिका जहां एक ढाल की आवश्यकता नहीं है अनुप्रयोगों के लिए एकल प्रायोगिक तापमान को equilibrates। दिन और रात को प्रकाश और तापमान में उतार-चढ़ाव भी प्रोग्राम घूम स्नान का उपयोग कर नकली जा सकता है और रोशनी बढ़ने का नेतृत्व किया। एलईडी के साथ पलकों के अंदर populating रोशनी बढ़ती प्रकाश तीव्रता में वृद्धि कर सकते हैं। एलईडी प्रणाली में रोशनी इनपुट कम से कम गर्मी बढ़ने और क्योंकि इसी तरह मिट्टी तापमान पर और बंद रोशनी के साथ दर्ज किया गया ढाल के साथ हस्तक्षेप नहीं किया था (डेटा) नहीं दिखाया। रोशनी के अलावा पौधों की वृद्धि और अधिक पर्यावरण नियंत्रण सक्षम बनाता है।
Thermogradient टेबल अतीत में अंकुरण के अध्ययन के लिए बीज उद्योग द्वारा मुख्य रूप से इस्तेमाल किया गया है, लेकिन कई अन्य अनुप्रयोगों संभव हो रहे हैं। कीट व्यवहार एक ढाल की मेज पर अध्ययन किया गया है कुछ व्यवहार 11 के तापमान ऑप्टिमा निर्धारित करने के लिए। आइस टी subfreezing पर परीक्षण घटना के लिए एक ढाल मेज की सतह पर जमा किया जा सकताemperatures (डेटा) नहीं दिखाया। मिट्टी और वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड विकास सहित, के बीच गैस विनिमय, अलग-अलग पानी सामग्री, मिट्टी आदानों, और तापमान पर एक कलीदार ढाल मेज पर संभव है। तापमान की एक सीमा से अधिक मीडिया के विभिन्न प्रकारों में बैक्टीरियल और फंगल विकास के प्रभावों का अध्ययन इस प्रायोगिक प्रणाली के साथ भी संभव है।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Thermogradient table | Appalachian Machinge Inc | Custom made, gussetted thermogradient table (schematics are included in the manuscript). The aluminum fabrication and welding were peformed by Appalachian Machinge Inc. 5304 State Rd 790, Dublin, VA 24084. | |
| Insulated polymer board cabinet | TASCO LLC | The insulated polymer board cabinet containing the aluminum plate was constructed by TASCO LLC, 1440 Roanoke Street, Christiansburg, VA 24073 | |
| Blue Hawk Folding Steel Adjustable Sawhorse | Lowes Home Improvement | 162111 | Model #: 60142 Folding Steel Adjustable Sawhorses |
| Circulating Refrigerated water baths or comparable units | Brookfield Engineering | TC-550SD | |
| Seeds (200 seeds) | Johnny's Selected Seeds | Oat, lettuce, tomato, melon seeds from Johnny's Selected Seeds 955 Benton Ave, Winslow, ME 04901 or any other seed for germination testing, | |
| Professional 550 Grow Light | SolarOasis | Pro550 | |
| ID braided PVC tubing | United States Plastics Inc. | 60703 | 0.6 m pieces of 200 cm OD, 130 mm (1/2") |
| Super Tech 50/50 Antifreeze/Coolant Pre-Mix | Walmart | 1012574 | 4 liters distilled water-antifreeze (ethylene glycol) mixture |
| WatchDog Data Loggers | Spectrum Technologies Inc | Model 100 | |
| Parafilm M 4 cm wide | Fisher Scientific | S37440 | |
| Container Acrylic 5 1/4"x5"x1 3/8" plastic boxes | Hoffman Manufacturing Inc | Hoffman Manufacturing Inc. 16541 Green Bridge Road, Jefferson, OR | |
| 1" Collared-screw | Global Industrial | CS16H | Global Industrial, 11 Harbor Park Drive, Port Washington, NY |
| Collared Screw Worm Gear Hose Clamp | Global Industrial | WGB513588 | 3/4" - 1-1/2" Clamping Dia. 10-Pack . |
| Everbilt Model Foam Pipe Insulation | Home Depot | ORP11812 | Internet # 204760805 Store SKU # 1000031792 1 in. x 6 ft. |
| Capillary Mat | Farmtek | 106223 | greenhouse capillary matting - 4' x 100' or alternatively sheets of newspaper |
| Sunshine Mix #3 | TerraLink | 3236320 | 3.8 cubic feet compressed bale,SKU: 3236320, Germinating media |
References
- Chatterton, N. J., Kadish, A. R.
- Clegg, M. D., Eastin, J. D. A Thermogradient generating sand table. Agron. J. 70 (5), 881-883 (1978).
- Evans, R. A., Young, J. A., Henkel, R., Klomp, G. A low temperature-gradient bar for seed germination studies. Weed Science. 18, 575-576 (1970).
- Grime, J. P., Thompson, K. An apparatus for measurement of the effect of amplitude of temperature fluctuation upon the germination of seeds. Annals of Botany. 40 (4), 795-799 (1976).
- Halldal, P., French, C. S. Algal growth in crossed gradients of light intensity and temperature. Plant Physiol. 33 (4), 249-252 (1958).
- Thompson, K., Whatley, J. C. A thermogradient apparatus for the study of the germination requirements of buried seeds in situ. New Phytologist. 96, 459-471 (1984).
- Bergman, T. L., Incropera, F. P., Lavine, A. S. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. , John Wiley & Sons. (2011).
- McLaughlin, N. B., Bowes, G. R., Thomas, A. G., Dyck, F. B., Lindsay, T. M., Wise, R. F. A new design for a seed germinator with 100 independently temperature controlled cells. Weed Research. 25, 161-173 (1985).
- Webb, D. M., Smith, C. W., Schulz-Schaeffer, J. Amaranth seedling emergence as affected by seeding depth and temperature on a thermogradient plate1. Agron. J. 79 (1), 23-26 (1987).
- Welbaum, G. E. Vegetable Production and Practices. , CAB International. (2015).
- Swoboda, L. E. Environmental influences on subterranean termite foraging behavior and bait acceptance. , Virginia Polytechnic Institute and State University. (2004).
