Summary
토양 샘플에서 최근에 퇴적되고 불완전하게 분해된 식물 재료를 제거하면 토양 유기 탄소 측정에 일시적인 계절적 입력의 영향을 줄여줍니다. 정전기 충전 표면에 대한 매력은 상당한 양의 미립자 유기물을 신속하게 제거하는 데 사용할 수 있습니다.
Abstract
토양 유기 탄소의 추정은 분해되지 않은 식물 재료의 제거를 포함한 토양 처리 방법에 의존한다. 토양에서 뿌리와 식물 물질을 부적당히 분리하면 탄소 측정이 매우 가변적일 수 있습니다. 식물 재료를 제거하는 방법은 종종 가장 크고 가장 눈에 띄는 식물 재료로 제한됩니다. 이 원고에서는 정전기 어트랙션을 사용하여 토양 샘플에서 식물 재료를 제거하는 방법을 설명합니다. 건조 토양에 가깝게 전달된 정전기 전하 표면은 분해되지 않은 식물 입자와 부분적으로 분해된 식물 입자, 소량의 광물 및 골재 토양을 자연스럽게 끌어들입니다. 토양 샘플은 평평한 표면 또는 토양 체에 얇은 층으로 확산된다. 플라스틱 또는 유리 페트리 접시는 폴리스티렌 폼이나 나일론 또는 면 천으로 문지르면 정전기적으로 충전됩니다. 충전 된 접시는 토양을 통해 반복적으로 전달됩니다. 그런 다음 요리는 깨끗하게 닦고 충전됩니다. 토양을 다시 확산시키고 절차를 반복하면 결국 미립자의 수율이 감소합니다. 이 공정은 토양 시료의 약 1~5%를 제거하고, 유기 탄소의 비율은 약 2~3배이다. 다른 미립자 제거 방법과 마찬가지로 끝점은 임의적이며 모든 무료 미립자를 제거하는 것은 아닙니다. 이 공정은 약 5분이 걸리며 밀도 부양 방법처럼 화학 공정이 필요하지 않습니다. 정전기 어트랙션은 지속적으로 평균 C 농도 및 C:N 비율보다 높은 물질을 제거하고, 물질의 대부분은 현미경하에서 식물 또는 동물 물질로 시각적으로 식별 될 수있다.
Introduction
토양 유기 탄소 (SOC)의 정확한 추정은 농업 관리 또는 환경으로 인한 변화를 평가하는 데 중요합니다. 미립자 유기물(POM)은 토양의 생태 및 물리학에서 중요한 기능을 가지고 있지만 종종 수명이 짧으며 계절, 수분 조건, 폭기, 샘플 수집 기술, 최근 토양관리, 식물 수명 주기 등을 포함한 여러 가지 요인에 따라 다양합니다. 이러한 현세적으로 불안정한 소스는 안정적이고 진정으로 격리 된 토양 유기 탄소2의장기 동향추정치를 혼동 할 수 있습니다.
POM은 잘 정의되고, 일반적이며, 중요하지만, POM은 토양에서 쉽게 분리되지 않으며 정량적으로 측정하기 쉽습니다. 미립자 유기물(광분획, 전형적으로 1.4-2.2g cm-3)에떠 있는 것으로 측정되거나 크기(예를 들어, > 53-250 μm 또는 > 250 μm) 또는 2개의3,4,5의조합으로 분리될 수 있다. 크기 기반 및 밀도 기반 기술 모두 POM 측정4의정량적 및 화학적 결과에 영향을 미칠 수 있다. 일상적인 방법을 사용하여 크기 분획 된 토양의 신중한 육안 검사는 종종 화면을 통과 한 잎이나 줄기의 뿌리와 조각과 같은 길고 좁은 구조를 보여줍니다. 이러한 구조를 손으로 제거하는 것만으로도 총 SOC2,6의 측정을 실질적으로 줄이는 것으로 나타났지만, 이 방법은 특히 작업자의 근면과 시력에 영향을 받는다. 조밀한 액체7에서 부양 시 광 분획으로 토양 샘플에서 POM 분리는 모든 POM을 포착하지 않으며, 부양 과정에서 과도한 흔들림은 실제로 샘플8에서회수된 광 분수의 양을 감소시킬 수 있다. 부양은 많은 단계를 필요로하고 화학 적 특성을 변경하거나 용해하고 관심있을 수있는 성분을 제거 할 수있는 화학 용액에 토양을 노출4.
POM을 제거하기 위한 대체 방법은 조밀한 수성 솔루션의 사용을 피하거나 보강하는 데 사용되었습니다. Kirkby,외. 6 건조 체질/윈노잉 방법9에두 개의 부양 절차를 사용하여 광 분획 제거를 비교하였다. 윈나우잉은 얇은 토양 층을 가로질러 가벼운 공기 전류를 전달하여 무거운 분수에서 빛을 부드럽게 들어 올려 서 수행하였다. 건조 체질/윈나우잉은 C, N, P 및 S 함량과 관련하여 두 가지 부양 방법과 유사하게 수행되었습니다. 그러나, 저자는 건조 체질 / winnowing 생산 "약간 깨끗한"토양6제안. POM은 또한 토양 위에 정전기 하전 표면을 통과하여 유기 입자가 격리되는 정전기 어트랙션10,11을 사용하여 토양에서 분리되었다. 정전기 어트랙션 방법은 다른 크기 및 밀도분획(10)에필적하는 통계적 반복성을 가진 건조, 체질(> 0.315 mm) 토양에서 코스 유기 입자라고 불리는 POM을 성공적으로 회수하였다.
여기에서는 정전기 어트랙션을 사용하여 눈에 보이는 것에서 현미경에 이르는 크기의 POM을 제거하는 방법을 보여줍니다. 다른 보고된 방법과 는 달리, 미세 토양의 정전기 매력은 또한 나머지 토양과 같이 눈에 띄게 광물과 골재토양의 작은 부분을 제거합니다. 현재까지의 결과를 감안할 때, 비POM 토양의 작은 부분을 제거하는 것이 다운스트림 분석에 실질적인 영향을 미치지 않을 것이라고 가정하는 것이 합리적입니다. 그러나, 총 토양 시료의 큰 비율이 정전기적으로 제거되는 경우 이러한 가정은 특정 토양에 대해 확인되어야 한다. 여기에 제공된 방법과 예는 반 건조한 환경에서 실트 로암 로스 토양에서 수행되었다.
이 방법은 모든 토양 유형에 적합하지 않을 수 있지만 수동으로 또는 전류에 의해 제거하기에는 너무 작은 미립자 유기물을 제거하는 데 빠르고 효율적입니다. 프로세스 속도는 피로를 줄이고 일관성을 보장하며 결론의 정확성을 높이기 위해 더 큰 복제를 장려하는 데 중요합니다. 또한, 아주 작은 미립자를 제거하는 기능은 작은 미립자 크기보다는 더 큰 토양에 대한 편견을 피하는 데 중요합니다.
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Protocol
1. 토양 준비
- 토양 샘플을 원하는 깊이로 수집합니다. 40°C또는 실험실별 표준 프로토콜을 따라 토양을 철저히 건조시다.
- 체질 토양의 약 10-25 g를 얻기 위해 적절한 크기의 토양 체를 통해 토양을 체질. 많은 연구는 1- 또는 2mm 체를 사용합니다. 토양의 양은 다운스트림 분석에 필요한 질량을 기반으로 하며 정전기 제거 단계가 반복되어야 하는 횟수에 영향을 미칩니다.
- 토양을 깨끗하고 건조한 금속 또는 유리 평평한 바닥 팬에 놓으면 토양이 얇게 퍼질 수 있을 만큼 충분히 큽니다(직경 은 20cm 이상). 팬을 수평으로 부드럽게 흔들어 토양을 가능한 한 얇게 배분합니다.
2. 정전기 표면 충전
- 직경 100mm 의 유리 또는 폴리스티렌 페트리 접시 상단 또는 하단을 한 손에 들고 깨끗한 나일론 천, 면 천 또는 폴리스티렌 폼으로 바깥쪽 표면을 여러 번 적극적으로 문지릅니다. 원단 조각이 시료에 유입되는 것을 방지하기 위해 시료에서 멀리 충전된 표면을 수행합니다.
- 페트리 접시의 표면을 검사하여 깨끗한지 확인합니다.
3. 미립자 유기물 제거
- 충전된 표면을 토양 위로 0.5cm ~ 2cm 이내로 낮추고 수평으로 이동하여 가능한 한 많은 미립자 물질을 픽업합니다. 표면에 매력은 시각적으로 청각적으로 지적 할 수 있습니다.
- 페트리 접시가 더 이상 추가 입자를 끌지 못하면 접시를 샘플에서 멀리 이동합니다.
4. 정전기 표면 청소
- 충전된 표면을 컬렉션 접시 위에 놓고 미세 한 브러시를 사용하여 페트리 접시 표면에서 정전기로 채광된 재료를 수집 접시로 옮킨다. 낙타 헤어 브러시가 잘 작동합니다.
5. 미립자의 수율이 감소할 때까지 반복
- 2~4단계를 반복하여 포착되는 유기물 입자의 수가 감소할 때까지 반복합니다. 토양 팬의 수평 흔들림에 의해 토양 샘플을 재분배하여 표면에 새로운 물질을 노출시키고 정전기 수집을 계속합니다.
참고: 끝점은 임의적이며 연구원의 판단에 따라 다릅니다. 토양에 노출된 후 충전된 표면을 검사하면 상당한 양의 유기 미립자를 토양에서 제거하고 있는지 여부를 시각적으로 나타냅니다. 최종 제품은 미립자 함량이 감소한 토양이며, 소량의 정전기 제거 토양을 포함하는 농축 POM이다.
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Representative Results
여기에 제시된 결과는 태평양 북서부의 농업 현장에서 온 실트 로암 토양의 분석을 기반으로합니다(표 1). 토양은 0-20cm 또는 0-30cm 깊이로 수거되었고, 40°C에서 건조하고, 2mm 체를 통과하고, 나일론 천으로 충전된 폴리스티렌 표면을 사용하여 처리하였다.
시료에서 정전기적으로 제거된 토양의 양은 다양합니다. 전체 토양 질량의 약 1%~6%가 제거되었다(표2). 모든 경우에 제거된 총 시료 C의 비율은 제거된 토양 질량보다 더 컸다. 또한, 정전기제거토양 분획의 C 농도 및 C:N 비율은 항상 나머지 토양보다 더 컸다. 이러한 요인은 이 방법이 불완전하게 분해된 유기 물질의 양을 감소시킨 것을 나타낸다.
주변 조건및 충전된 표면을 생성하는 데 사용되는 재료의 조합은 결과에 영향을미쳤다(표 3). 정전기 제거 방법은 낮은 표면 전하로 인해 더 습한 실험실 환경에서 덜 효과적일 것으로 예상됩니다. 모든 재료는 정전기 공정을 위해 가능한 한 건조해야 합니다. 나일론은 보풀이 없기 때문에 정전기 충전에 좋은 재료이며, 폴리스티렌 페트리 접시와 함께 사용하면 가장 큰 정전기 충전12중 하나를 생산해야합니다. 또는 일부 유형의 폴리스티렌 폼은 유리와 함께 잘 작동합니다. 유리 접시와 폴리스티렌 폼의 조합은 유리 (접시)/ 면 또는 폴리스티렌 (접시)/나일론 조합보다 더 많은 양의 토양과 C를 제거했습니다.
표면 충전에 사용되는 재료에 관계없이, 정전기 처리는 토양에서 C의 더 큰 비율을 제거하고 유리 / 거품에 만 차이가 중요하지만 집게 / winnowing 방법에 비해 낮은 C : N 비율을 가진 샘플을 생산했다. 비교적, 부양은 남은 시료의 가장 낮은 C:N 비및 제거된 분획의 가장 큰 C:N 비율로 지적된 바와 같이 샘플로부터 집중된 미립자 C를 제거하는 정전기 처리보다 더 효과적이었다.
정전기 처리는 처리가 접시 표면에 끌리는 미립자의 감소량 때문에 토양의 더 중대한 비율을 제거하기 시작하기 이기는 하지만 여러 번 반복될 수 있습니다. 치료 종점의 효과는 동일한 토양샘플(표 4)에서각각 3개의 정전기 시료를 차례로 수집하여 검사하였다. 첫 번째 치료는 C의 가장 큰 양을 수집하고 다음 두 치료는 덜 수집하지만, 둘 다 여전히 남아 있는 토양에 비해 C에서 높게 풍부했다. PoM에 대한 토양의 비율이 더 큰 것을 나타내는 제거된 분획에서 C:N 비율이 감소하여 각 연속 단계로 제거하였다.
폴리스티렌 페트리 접시를 사용하여 ES 절차를 수행 할 때, 폴리스티렌 접시 표면에 긁힌 자국이 눈에 띄었으며 플라스틱 접시의 C가 토양 샘플을 오염시킬 가능성을 시사했습니다. 폴리스티렌 접시를 사용하여 세척된 C프리 모래에서 ES 치료가 수행되었을 때, 동일한 ES 분획에 대한 4회 반복 된 치료 후에도 ES 분획에서 검출 가능한 C가 없었다(데이터는 도시되지 않음).
마지막으로, 53 μm 스크린을 통과한 미세한 실트 크기의 분획으로부터 정전기적으로 제거할 수 있는 미립자 물질의 양은 5개의 실트 롬토양(표 5)에서시험되었다. 정전기제거분획은 미립자 유기물의 농축이 거의 되지 않습니다. 현미경 검사는 POM이 이러한 토양의 <53 μm 분획(도 1)에존재하지만 매우 소량으로 존재한다는 것을 보여줍니다. 미세 토양 분획(즉, <53 μm)이 POM이 거의 없는 경우, 그 분획은 처리되는 토양의 양을 줄이기 위해 정전기 처리 전에 제거될 수 있다. 53 μm과 같은 매우 미세한 체 위에 토양을 체질합니다. 체 상단에서 토양을 제거하고 정전기 처리를 위해 트레이에 놓거나 샘플을 확산하기 위해 체체를 트레이로 사용하십시오. 화학 분석 전에 미세 분획(체를 통과한 토양)을 정전기 처리 토양으로 되돌려 보입니다.
| 토양 | 토양 유형 | 경영 | 컬렉션 깊이 | 평균 연간 강수량 (mm) | 위치 |
| 그수나 | 그투나 실트 로암 (미세 실티, 혼합, 메시 크릭 아르길볼) | 밀/플로우 | 0~30cm | 450 | 풀먼, 워싱턴 주 |
| 리츠빌-R | 리츠빌 실트 로암 (거친 실티, 혼합, 중첩, 메식 칼시딕 하플로세롤) | 밀/플로우 | 0~30cm | 301 | 리츠빌,워싱턴주 |
| 리츠빌-E | 리츠빌 실트 로암 (거친 실티, 혼합, 중첩, 메식 칼시딕 하플로세롤) | 밀/플로우 | 0~30cm | 290 | 에코, 또는 |
| 왈라 왈라-M | 왈라 왈라 실트 로암 (거친 실티, 혼합, 초활성, 메기 타이픽 Haploxeroll) | 밀/플로우 | 0~30cm | 282 | 모로, 또는 |
| NT-AW | 왈라 왈라 실트 로암 (거친 실티, 혼합, 초활성, 메기 타이픽 Haploxeroll) | 노 틸리지 연간 겨울 밀 | 0-20 cm | 420 | 펜들턴, 또는 |
표 1: 토양 테스트. 미립자 유기물 제거를 위한 정전기 공정을 비교하는 데 사용되는 샘플 목록.
| 토양 | 담당자 | 분수 | 총 비율 | C | N | C:N | 예상 POM C:N | |
| 미사 | C | g kg-1 | ||||||
| 그수나 | 10 | 제거 | 0.01 (0.00) | 0.05 (0.01) | 54.02 (4.33) | 2.85 (0.15) | 18.68 (0.62) | 24.39 (0.55) |
| 나머지 | 14.52 (0.15) | 1.25 (0.01) | 11.58 (0.11) | |||||
| 리츠빌-R | 5 | 제거 | 0.02 (0.01) | 0.08 (0.03) | 36.24 (3.29) | 2.61 (0.21) | 13.83 (0.16) | 16.01 (0.15) |
| 나머지 | 9.61 (0.24) | 0.95 (0.01) | 10.10 (0.18) | |||||
| 리츠빌-E | 8 | 제거 | 0.02 (0.00) | 0.07 (0.01) | 36.73 (3.10) | 2.65 (0.24) | 13.89 (0.17) | 15.94 (0.32) |
| 나머지 | 7.31 (0.10) | 0.78 (0.01) | 9.40 (0.07) | |||||
| 왈라 왈라-M | 5 | 제거 | 0.02 (0.00) | 0.04 (0.00) | 15.88 (0.55) | 1.17 (0.04) | 13.54 (0.21) | 17.37 (0.91) |
| 나머지 | 7.86 (0.05) | 0.71 (0.01) | 11.15 (0.20) | |||||
| NT-AW | 6 | 제거 | 0.06 (0.01) | 0.18 (0.02) | 63.20 (9.25) | 3.81 (0.47) | 16.32 (0.50) | 19.75 (0.49) |
| 나머지 | 15.7 (0.31) | 1.40 (0.03) | 11.21 (0.09) | |||||
표 2: 대표 제거 율. 정전기 제거 분획(Removed)과 나머지 토양 분획의 토양 양은 미립자(나머지)에서 전체 시료 질량의 비율로 감소하고 총 시료 C의 비율로 감소하였다. 또한 C, N 및 C:N의 농도가 주어집니다. 추정된 POM C:N은 제거된 나머지 분획의 계산된 C:N을 제공하며, 이는 아마도 POM의 C:N제거일 것입니다. 괄호의 숫자는 평균의 표준 오류입니다. 분산 분석을 통해 제거된 것이 C와 C:N(0.0001 미만의 f > p)의 나머지 부분보다 큰 것으로 나타났습니다. 복제는 값당 복제된 샘플 수를 나타냅니다. 정전기 분리는 미세 분획(<53 μm)을 체질한 후 나일론 천으로 충전된 폴리스티렌 접시로 수행하였다.
| 방법† | 분수 | 제거된 총 비율 | C | N | C:N | |
| 미사 | C | g kg-1 | ||||
| ES 폴리스티렌/나일론 | 제거 | 0.03 (0.01) | 0.08 (0.01) | 31.34 (4.21) | 1.95 (0.15) | 15.99 (1.07) |
| 나머지 | 14.07 (0.35) ab | 1.23 (0.02) ab | 11.40 (0.18) ab | |||
| ES 유리/면 | 제거 | 0.04 (0.01) | 0.10 (0.01) | 28.20 (2.32) | 1.87 (0.13) | 15.08 (0.49) |
| 나머지 | 14.12 (0.32) ab | 1.23 (0.02) ab | 11.47 (0.12) ab | |||
| ES 유리/폼 | 제거 | 0.08 (0.02) | 0.13 (0.03) | 24.59 (2.85) | 1.74 (0.11) | 14.10 (1.11) |
| 나머지 | 기원전 13.95 (0.20) | 기원전 1.20 (0.01) | 11.60 (0.15) ab | |||
| ES 유리/폼, 습한 | 제거 | 0.05 (0.01) | 0.12 (0.02) | 31.34 (4.58) | 2.03 (0.2) | 15.40 (0.75) |
| 나머지 | 기원전 13.96 (0.36) | 1.23 (0.03) ab | 11.30 (0.13) b | |||
| 집게/윈나우 | 제거 | 0.03 (0.01) | 0.05 (0.01) | 25.84 (2.61) | 1.61 (0.09) | 16.10 (1.40) |
| 나머지 | 14.86 (0.57) | 1.25 (0.04) | 11.90 (0.42) | |||
| 부양, 1.7 g cm3 | 제거 | 0.01 (0.00) | 0.10 (0.01) | 141.28 (15.63) | 7.63 (0.62) | 18.50 (0.58) |
| 나머지 | 13.19 (0.58) c | 1.18 (0.02) c | 11.10 (0.50) b | |||
| 전체 토양 | 14.50 (0.52) ab | 1.25 (0.02) | 11.60 (0.44) ab | |||
| † ES 조합은 충전 표면 다음으로 접시의 조성으로 지적된다. 거품은 폴리스티렌입니다. | ||||||
표 3: 기술 비교. 정전기 어트랙션(ES)을 이용한 토양에서 미립자 유기물의 제거, 집게와 공기가 있는 가시입자의 수동 제거(집게/윈나우), 나트륨 요오드용액에 대한 부양은 1.7g-3이다. 정전기 어트랙션은 나일론 천으로 충전된 폴리스티렌 접시 또는 면 천또는 폴리스티렌 폼으로 충전된 유리 표면으로 수행되었습니다. 유리/폼은 또한 가습 조건에서 시험되었다. 미립자의 수동 제거는 얇게 퍼지는 토양의 표면에 공기를 부드럽게 불어 옆으로 이동하고 집게로 보이는 잔류물을 제거하여 수행되었다. 데이터는 6개의 복제의 평균입니다. 일반적인 문자뒤에 의미의 5% 수준에서 Tukey 시험에 따라 크게 다르지 않다는 것을 의미합니다.
| 분수 | 총 비율 | C | N | S | C:N | 예상 POM C:N | |
| 미사 | C | g kg-1 | |||||
| 1st 치료 | 0.01 (0.00) | 0.04 (0.01) | 48.70 (6.67) | 2.93 (0.41) | 0.27 (0.03) | 16.6 (0.96) | 21.0 (1.88) |
| 2nd 치료 | 0.01 (0.00) | 0.03 (0.01) | 32.07 (3.56) | 2.30 (0.28) | 0.23 (0.03) | 14.1 (0.63) ab | 18.4 (1.89) |
| 3rd 치료 | 0.01 (0.00) | 0.03 (0.01) | 32.48 (4.68) | 2.45 (0.40) | 0.25 (0.04) | 기원전 13.4 (0.46) | 16.7 (1.29) |
| 나머지 | 0.60 (0.04) | 0.60 (0.04) | 12.02 (1.46) | 1.11 (0.11) | 0.14 (0.02) | 10.8 (0.29) | |
| < 53 μm 분획 | 0.37 (0.04) | 0.03 (0.03) | 9.51 (1.13) | 0.96 (0.08) | 0.11 (0.02) | 9.7 (0.45) | |
표 4: 끝점 조사. 미립자 유기물을 제거하기 위한 세 가지 연속정전기 치료의 결과. 그투나 토양에서 3 개의 샘플의 평균과 리츠빌 -R, 리츠빌 -E, 왈라 왈라 -M 토양에서 각각 하나. 53 μm 체를 통과하는 토양 분획은 정전기 처리 전에 제거되고 별도로 분석되었습니다. 데이터는 괄호 안에 표준 오류가 있는 6개의 분석의 평균입니다. C및 C:N 칼럼의 추정 POM C:N. 편지에 대해 생성된 분산의 분석은 p < 0.05에서 연속처리 사이에 상당한 차이를 보여 준다.
| 토양 | 분수 | 질량 비율 | C | N | C:N | C:N의 차이 |
| g kg-1 | ||||||
| 리츠빌-R | 제거 | 0.02 | 6.88 | 0.80 | 8.57 | 0.06 |
| 나머지 | 6.79 | 0.80 | 8.51 | |||
| 리츠빌-E | 제거 | 0.02 | 6.27 | 0.70 | 8.96 | 0.87 |
| 나머지 | 6.11 | 0.76 | 8.09 | |||
| 그수나 | 제거 | 0.01 | 12.57 | 1.22 | 10.27 | -0.45 |
| 나머지 | 12.04 | 1.12 | 10.72 | |||
| 왈라 왈라-M | 제거 | 0.02 | 7.33 | 0.75 | 9.75 | 0.20 |
| 나머지 | 8.01 | 0.84 | 9.56 | |||
| NT-AW | 제거 | 0.01 | 13.13 | 1.25 | 10.47 | -0.12 |
| 나머지 | 13.77 | 1.30 | 10.58 | |||
표 5: 미세토양 분획에서 유기물을 미립자. 밀 자르기 시스템에서 5개의 토양 샘플의 미세 분획(<53 μm)에 정전기 미립자 제거 테스트. 제거된 및 나머지 의 분산 분석은 C 및 C:N에 중요하지 않았습니다. C:N의 차이는 제거된 분수에서 일관되게 크지 않았습니다.
그림 1: 미립자 유기물의 시각적 식별. (A)전체 토양,(B)전하 폴리스티렌 표면에서 분획을 제거한 NT-AW 토양의 현미경 이미지,(C)<53 μm 토양 분획,(D)물 슬러리의 표면에 떠있는 물질<53 μm 분획 토양. 이미지는 50배 또는 100배배율로 촬영되었습니다. 여러 가지 초점에 걸쳐 수집 된 이미지는 스택 포커스 커 플러그인 (https://imagej.nih.gov/ij/plugins/stack-focuser.html)을 사용하여 ImageJ 소프트웨어13에 결합되었다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
정전기 어트랙션 방법은 실트 롬 토양에서 POM을 제거하는 데 효과적이었다. 여기에 설명된 방법은 유리/면의 조합을 사용한 카이저, 외10등과 약간 다르다. 우리는 가장 좋은 토양 분획을 제외한 모든 폴리스티렌을 처리하고 트리보일렉트릭 차이로 인해 유리보다는 폴리스티렌을 사용했는데, 이는 폴리스티렌/나일론의 경우 20 nC/J12에서유리/면에 비해 100nC/J이다. 유리와 폴리스티렌 폼은 최근의 경험에서 효과적이고 편리하다는 것을 입증했습니다. 저장 영역과 작업 공간의 상대 습도는 일년 중 특정 시즌 동안 일부 위치에서 문제가 될 수 있습니다. 여기에 제시된 방법론은 일관되게 낮은 작업 공간에서 수행되었다 (20%에서 30%) 상대 습도. 온도는 습도와 무관하게 정전기 어트랙션을 변경하지 않을 것입니다.
이 연구에 사용되는 토양에 대한 우리의 경험에서, <53 μm 토양은 정전기 공정을 사용하기 전에 샘플에서 체질 될 수있다. 정전기 공정 전에 미세 토양 분획을 제거하여 충전된 표면에 미립자의 매력을 향상시키는 것처럼 보였습니다. 또한, 우리의 토양은 낮은 C:N 비율로 표시된 미세 토양 분획에서 상당한 양의 미립자를 가지고 있는 것처럼 보이지 않았습니다. 정전기 공정은 이 토양 분획(표5)에존재했던 유기 미립자를 제거하는 데 효과적이지 않았다. 이것은 다른 토양의 사실이 아닐 수도 있습니다.
연구원은 미립자 유기물과 더불어 소량의 미네랄 토양을 제거할 의향이 있는지 여부를 고려해야 합니다. 이론적으로, 정전기 분획으로 제거된 비유기 미립자 물질(mineral) 토양 및 골재는 화학적으로 다를 수 있거나 화학 분석에 사용될 나머지 토양 시료와는 다른 성질의 유기물질로 코팅될 수 있다. 상당량의 광물 토양이 제거되면 화학 적 비교가 보장 될 수 있습니다.
POM의 적절한 제거는 토양 C 추정을위한 중요한 과정입니다. 정전기 방법은 건조 제거 및 부양을 포함한 다른 방법에 비해 몇 가지 장점이 있습니다. 이러한 장점으로는 매우 작은 미립자를 제거하고, 공정 시간을 줄이며, 추가 분석을 위해 POM 분획을 유지하는 기능이 있습니다. 이 방법은 모든 토양 유형 또는 주변 조건에 적합하지 않을 수 있으므로 연구원은 특정 샘플 및 조건에 대한 방법을 검증하는 것이 좋습니다.
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Disclosures
저자는 공개 할 것이 없습니다.
Acknowledgments
이 작품은 USDA-ARS 기본 자금에 의해서만 지원되었습니다. 저자들은 미카일라 켈리, 캐롤라인 J. 멜레, 알렉스 래셔, 엠미 클라러, 캐서린 아들을 기술적인 도움을 주셔서 대단히 감사합니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| brush, camel-hair | |||
| petri dish, glass or plastic | |||
| polystyrene foam, cotton or nylon cloth | |||
| soil | |||
| soil sieves |
References
- Gosling, P., Parsons, N., Bending, G. D. What are the primary factors controlling the light fraction and particulate soil organic matter content of agricultural soils. Biology and Fertility of Soils. 49 (8), 1001-1014 (2013).
- Gollany, H. T., et al. Soil organic carbon accretion vs. sequestration using physicochemical fractionation and CQESTR simulation. Soil Science Society of America Journal. 77 (2), 618-629 (2013).
- Cambardella, C. A., Gajda, A. M., Doran, J. W., Wienhold, B. J., Kettler, T. A. Assessment methods for soil carbon. Kimble, J. M., Lal, R., Follett, R. F., Stewart, B. A. , CRC Press. 349-359 (2001).
- Wander, M. Soil organic matter in sustainable agriculture. , CRC Press. 67-102 (2004).
- Curtin, D., Beare, M. H., Qiu, W., Sharp, J. Does particulate organic matter fraction meet the criteria for a model soil organic matter pool. Pedosphere. 29 (2), 195-203 (2019).
- Kirkby, C. A., et al. Stable soil organic matter: A comparison of C:N:P:S ratios in Australian and other world soils. Geoderma. 163 (3-4), 197-208 (2011).
- Strickland, T. C., Sollins, P. Improved method for separating light- and heavy-fraction organic material from soil. Soil Science Society of America Journal. 51 (5), 1390-1393 (1987).
- Golchin, A., Oades, J. M., Skjemstad, J. O., Clarke, P. Study of free and occluded particulate organic matter in soils by solid state 13C Cp/MAS NMR spectroscopy and scanning electron microscopy. Soil Research. 32 (2), 285-309 (1994).
- Theodorou, C. Nitrogen transformations in particle size fractions from a second rotation pine forest soil. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 21 (5-6), 407-413 (1990).
- Kaiser, M., Ellerbrock, R. H., Sommer, M. Separation of coarse organic particles from bulk surface soil samples by electrostatic attraction. Soil Science Society of America Journal. 73 (6), 2118-2130 (2009).
- Kuzyakov, Y., Biriukova, O., Turyabahika, F., Stahr, K. Electrostatic method to separate roots from soil. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 164 (5), 541 (2001).
- Lee, W. AlphaLab Inc., The Tribo-Electric Series. AlphaLab In, BC. (TriField.com). , Available from: http://www.trifield.com/content/tribo-electric-series (2017).
- Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis. Nature Methods. 9 (7), 671-675 (2012).
