Geleneksel termogradyan tablaları, yüzey boyunca bir dizi sıcaklık oluşturur. Bir termogradyan tablasının yüzeyine dik olan kaynak köşebentleri, sıcaklığı derinlemesine kontrol ederek olası araştırma uygulamalarını artıracaktır.
Yöntem makalesi
Bir Körüklü Thermogradient Tablo Toprak Süreçleri Bitki Büyüme değerlendirilmesi ve İzleme Toprak Sıcaklıklar Denetim
Bu makalede
Özet
Özet
Termogradyan masaları ilk olarak 1950'lerde, bir dizi inkübatör kullanmadan aynı anda bir sıcaklık aralığında tohum çimlenmesini test etmek için geliştirilmiştir. Isıtılmış ve soğutulmuş uçlar arasında masanın yüzeyi boyunca pasif olarak bir sıcaklık gradyanı oluşturulur ve yüzeyin üzerindeki mesafelerde hızlı bir şekilde kaybolur. Sıcaklık sadece masa yüzeyinde kontrol edildiğinden, deneyler masanın üzerine yerleştirilen Petri kapları gibi sığ kaplarla sınırlıdır. Bir masanın yüzeyine dik olarak sürekli alüminyum dikey şeritlerin veya köşebentlerin kaynaklanması, konvektif ısı akışı yoluyla derinlemesine sıcaklık kontrolü sağlar. Köşebentler arasındaki kanallardaki toprak, daha fazla deney çeşitliliğine izin veren bir sıcaklık gradyanı boyunca tutuldu. Körüklü tasarım, yulaf, marul, domates ve kavun tohumlarının çimlenmesiyle değerlendirildi. Toprak sıcaklıkları, masanın üzerine yerleştirilmiş bireysel, pille çalışan veri kaydediciler kullanılarak izlendi. Kapaklara veya gradyan tablanın yanlarına monte edilen LED ışıklar, fidelerin belirli bir sıcaklık aralığında yetiştirilebileceği kontrollü bir sıcaklık odası oluşturur. Körüklü tasarım, her tür için en hızlı çimlenme oranı ve en yüksek çimlenme yüzdesi için optimum sıcaklıkların doğru bir şekilde belirlenmesini sağladı. Gradyan tablası deneylerinden elde edilen çimlenme bilgileri, tarla bitkileri üretimi sırasında sıklıkla karşılaşılan olumsuz toprak koşulları altında tohum çimlenmesini ve fide büyümesini tahmin etmeye yardımcı olabilir. Tohum çimlenmesi, fide büyümesi ve toprak ekolojisi üzerindeki sıcaklık etkileri, körüklü bir termogradyan tablası kullanılarak bir laboratuvarda kontrollü koşullar altında test edilebilir.
Giriş
Thermogradient tablolar yeni değildir ve bunların kullanımı onlarca 1-6 üzerinde literatürde bildirilmiştir. Erken tablo tek bir deneyde geniş bir sıcaklık aralığında, kağıt alt-tabaka üzerinde, genellikle laboratuar tohum çimlenmesi testleri (Şekil 1) için görünürde geliştirilmiştir. Orada thermogradient tabloları farklı tasarımlar, ancak en yaygın olanlarından biri karşılıklı uçlarında altına kaynaklanan kare boru bir döngü ile, metal nispeten kalın bir dikdörtgen levha, korozyon direnci, genellikle alüminyumdan oluşur. Plastik borular masanın altından zıt uçlarında borular vasıtasıyla soğutulur ve ısıtmalı sıvıyı pompalamak banyoları dolaşan, kontrollü sıcaklığa tablo giriş ve çıkış borularını bağlayın. boru sistemi yakın veya donma sıcaklıklarına altında çalıştırılmalıdır ise donma önlemek için, sıvı, genellikle su antifriz (etilen glikol) karışımı yapar. Bir başka tasarım cre birlikte metal şeritlerin kaynak içiniki ucunda, sıcak ve soğuk çözeltilerin dolaşımı için giriş ve çıkışları ile tablonun her bir ucunda bir sıvı rezervuarı yedi. dolaşan hamam masanın altından yere veya ayrı yan yana masaya yerleştirilmiş olabilir. Isıtma bobinleri ve / veya Peltier soğutma modülleri ile elektrik thermogradient tabloları inşa edilmiş ancak yüksek maliyet, tutarlı düşük sıcaklıklar üreten zorluklar ve güvenilirlik sorunları yaygın ticari kullanımı 8 engellemiştir.
Dönen sıvı sürtünme tertibatının tasarımları pasif ısı iletimi yoluyla tek boyutlu bir geçiş oluşturmak. Alüminyum levha üniform şekil ve kalınlıkta ve düzgün yalıtılmış ise, ısı termodinamiğin 7 ikinci yasası sonrasında sürekli tek boyutlu sıcaklık gradyanı kuran bir tablo soğuk sonuna kadar sıcaktan eşit akar. yüzeyi boyunca degrade tablo uzunluğunun bir fonksiyonu ve bitiş sıcaklıkları arasındaki farktır. masa ve plumbing, genellikle erişim için kapaklı bir yalıtılmış muhafazanın içinde bulunur. muhafaza küçük sıcaklık değişimi ile yüzeyi boyunca üniform bir degrade oluşturmak, çevresinden tablo ayırır. izolasyonlu kapalı bölme ayakla desteklenen veya bu tür bir tablo veya tezgahı gibi düz bir yüzey üzerine yerleştirilir. üniforma sıcaklık kontrolü gradyan olmadan gerekli olduğu uygulamalar için, bir tablo her iki ucu aynı sıcaklıkta sıvı dolaşmaya ise izotermal koşullar üretmek için ayarlanmış olabilir.
Degrade tablo düzgün çalışıyorsa, petri vb sızdırmaz plastik torbalar, düz dipli kaplar, yüzeyde yerleştirilir ve çeşitli sıcaklıklarda (Şekil 1) termo-dengelenmesi. Her kap içinde deneysel sıcaklık konteyner ve masa yüzeyi ve kalınlığı ve her kabın yalıtım özellikleri arasında var olabilir hava sahasındaki bağlıdır. degrade tablo etkin bir örnek te koruryüzeyine yakın mperatures, ancak kontrol yüzeyi üzerinde kaybolur. dikey sıcaklık kontrol eksikliği geleneksel gradyan masaya olası deneyler türlerini sınırlar.
Alüminyum şeritler veya payandaları masa yüzeyi üzerinde sıcaklık kontrolünü geliştirmek için geleneksel degrade tablo tasarımına eklendi. Payandalar tablo yüzeye dik aralıklarla kaynaklı bulundu. payandalar dikey düz tabla yüzeyi üzerinde konvektif ısı akışını kolaylaştırmak. köşebentlerinin arasına yerleştirilmiş numuneler, daha etkin sıcaklık kontrolü sağlayan üç taraftan sıcaklığa ayarlı yüzeylere sahiptir. Clegg ve Eastin 2 derinlemesine sıcaklık denetimi oluşturmak için bir degrade tablo yüzeyinde kuvars kumu yerleştirilir. Clegg ve Eastin 2 de masanın üstündeki yalıtım yerleştirerek denedi. Webb ve ark., 9 kontrol sıcaklığı eşit amacıyla bir masanın üzerine toprak ile doldurulmuş boru yerleştirilir.
yeni taBurada bildirilen ble tasarım dokuz 7.6 cm (3 inç) tablo uzunluğu (Şekil 2) üzerinden yüzeyine kaynak yüksek köşebentler (alüminyum şeritler) sahiptir. fotosentez aktif frekansları yayan LED ışık fikstür tablo kapalı olduğunda fide büyümesini desteklemek için tablonun yüzüne monte edilir. körüklü thermogradient tablo için yalıtılmış muhafaza suyu, çözgü vardır beyaz PVC panoları inşa ve dayanıklı crack. Bu yazının amacı, yeni körüklü degrade tablo tasarım ve olası uygulamaları tanımlamaktır.
Protokol
Sirkülasyon Banyo ve Tablo 1. Hazırlık
- en az 10 l / dk thermogradient tablonun her bir ucunda sıcaklık kontrolü için pompa rezervuar iki sirkülasyon hamam elde edin.
NOT: buzdolabında rezervuar diğer ihtiyaçlar sadece ısıtmak için gereken süre dolaşan hamam biri. - kendi filtreleri ve rezervuarlar temiz olduğundan emin olmak için hamam dolaşan kontrol edin.
- Masa ve banyoları için bir konum belirleyin. sürece pompa yukarıdaki tablo ile sıvı dolaşmaya gibi masanın altından hamam yerleştirin. kapakları kaldırmak ve yüzeyde tüm pozisyonları ulaşmak için uygun bir yükseklikte gradyan tablosunu yerleştirin.
NOT: masa ve banyolar için konum iyi, nispeten tozsuz, aşırı sıcaklık ücretsiz havalandırılmış ve yeterli banyoları ve aydınlatma sistemi güç elektrik devrelerine erişimi olması gerekir. - su ve antifriz karışımı ile rezervuar tankının üst her banyo doldurmak (1: 1oranı) ısı transferini artırmak ve donmayı önlemek için.
Not: antifriz konsantrasyonu çözeltisinin banyo özellikleri ve sıcaklığa bağlıdır. subfreezing sıcaklıklar üretilir sürece yüksek antifriz konsantrasyonları gerekli değildir. Saf antifriz belirli su banyosu pompaları zarar verebilir. - masanın her iki karşıt sıcak ve soğuk uçlarında bir sürekli akış deseni oluşturmak için sırasıyla masaya çıkış ve giriş boruları esnek boru ile hamam giriş ve çıkış bağlayın.
- bükülmüş basınç veya kink altında genişletmek olmaz esnek olmayan duvarlı kalın duvarlı esnek plastik boru kullanın. Sistem basınç olduğunda bir damla serbest bağlantıyı sürdürmek için tüp birlikleri yakalı-vida, hortum kelepçeleri kullanın. çevreleyen ile ısı değişimini azaltmak için köpük boru izolasyonu ile sirkülasyon boru sarın.
- boru vanaları açıkken, bir an sızıntı ve çökmüş boru kontrol etmek için sirkülasyon pompalarıyla açmakBu akışını azaltabilir. sızıntı meydana gelirse vida kelepçeleri ayarlayın. düzgün çalıştığından emin olmak için aydınlatma armatürleri kontrol edin.
Deney için Tablo 2. Hazırlık
- daha eşit su dağıtmak için böyle bir sera kılcal paspas, kağıt havlu veya nonglossy gazete gibi hidrofilik malzeme ile köşebent arasında thermogradient Tablonun alt satırı.
- payandalarından üstleri aşağıda ya da hatta büyüyen bir medya ile eşit tabloyu doldurun. Sıcaklık dengeleme müdahale hava cepleri kaldırmak için yeterince sıkı büyüyen medya paketi.
NOT: Yerli toprak da kullanılabilir. - masa giriş ve çıkış borusu vanaları açıkken, aktive minimum ve maksimum istenen sıcaklıklarda (5 ° C ila 40 °) 5 ° C sıcaklığa kadar bir sıcaklığın altında 5 ° C ve rakip banyosunda bir banyo ayarlayarak dolaşan hamam, sırasıyla, dolaşım esnasında ısı kaybı ve kazancı hesaba. monitorezervuar banyoları r ve dolaşımdaki çözüm tablosunda boruları doldurur gibi seviyeleri düştüğünde gerektiği gibi su ve antifriz (etilen glikol) bir karışımı ekleyin.
- banyo sıcaklıkları istenen büyüyen medya sıcaklıklarda kadar (5-40 ° C veya diğer istenen deney sıcaklıkları) degrade masaya elde edilir ayarlayın.
NOT: Tam sıcaklık büyüyen medya sıcaklığını ölçen ve istenen büyüyen medya sıcaklıkları masada ulaşılana kadar hamam ayarlama iteratif bir süreç yoluyla elde edilir. - masa üzerinde farklı pozisyonlarda yer sıcaklığı Datalogger bir deney sırasında büyüyen medya veya toprak sıcaklıkları kaydetmek için. Önerilen Datalogger minyatür yuvarlak gofret pil boyutunda benzer. büyüyen medya deneysel pozisyonlarda su hasarı ve yer önlemek için Parafilm içinde Datalogger sarın.
- maksimum su tutma kapasitesi% 70-80 muntazam büyüyen medya Islakortam. Wetter topraklar gussets arasında daha verimli ısıyı.
Not: Su çok daha sık uygulama buharlaşma yoluyla kaybını değiştirmek için gerekli olabilir, tablo sıcak ucundan daha hızlı buharlaşır eğilimindedir. Maksimum su tutma kapasitesi, delikli bir tabana sahip, bir kap ile doyma ve 2 gün boyunca yerçekimi su drenajından sonra yetiştirme ortamı içinde tutulan suyun miktarıdır. nem içeriği önce ve 72 saat boyunca 105 ° C de fırında kurutma sonrasında gravimetrik olarak tespit edilmiştir. - tablo, bir deney başlamadan önce (5-40 ° C) içinde ulaşılır istenen sıcaklıkları sağlamak için 24 saat boyunca dengelenmeye bırakın.
- drenaj köşesine doğru çok hafif tablo yamaçlarında kadar her köşesinde ayak ayarlayarak tablo eğin. Bu, aşırı nem kaldırır masaya ıslak noktalar önler ve homojen medya nem içeriğini teşvik eder. akış yakalamak için drenaj altına bir kap yerleştirin.
- Günlük ya da nemli ortam tutmak için gerekli olduğu gibi medya ve su büyüyen bitki tohumları.
NOT: çimlenme testi yapılabilir nasıl bir örnek olarak, biz domates 25 tohumlarını (. Solanum likopersikum L. cv Legend), kavun, marul (Lactuca sativa L. cv (. Cucumis cv Hales En Jumbo melo) Siyah ekildi. Simpson), ve yulaf (Avena sativa L. cv Swan) 2 cm derinliğinde. - denkleme göre ortaya çıkmasına ortalama zamanı hesaplamak için günlük ortaya çıkan fidelerin sayısını:
Σ (n ı i xt)
MTE = -------------
Σ (I n)
NOT: Nerede n i t i ortaya çıkan tohum sayıdır; t çıkması başından itibaren gün sayısı; ve Σ N ortaya tohumların toplam sayısıdır.
3. Thermogradient Tablo Çalışma
- İstenilen sıcaklığa banyoları ayarladıktan sonra, tablo çevrelemek için, polistiren ile izole iki thermogradient masa örtüleri, şeffaf iç akrilik levha kapakları ve daha önemli polivinil klorür (PVC) kapağı değiştirin. yerinde iki kapak test sırasında ısı ve su kaybını azaltmak için en iyi yalıtım özellikleri sağlar.
NOT: Ortam ışığı veya yardımcı aydınlatma tablosunun üzerine monte edilirse, sadece iç kapak ışığı iletmek için kullanılabilir. - iç-akrilik kapakları ile tablo kontrol dış kapağı çıkarın. Su ya da diğer girdilerin onay sıcaklığı veya kayıt veri eklemek için geçici olarak iç kapağı çıkarın.
Not: Daha yüksek sıcaklıklarda, su nemli toprak ve C hızla buharlaşırYüzey soğuk olduğu için, iç kapağın alt ondenses. - elektrik kesintileri, banyo arızaları, sızıntı veya masa sıcaklıklarda aşırı dalgalanmaları için deneyler sırasında yakından sistemi izlemek. Evaporatif kayıpları yerine sıvı ekleyin periyodik banyo rezervuar düzeyini izlemek ve.
Sonuçlar
Sığ kaplar, Petri kapları gibi, birden çok deney sıcaklık etkileri, aynı anda tespit edilebilir, böylece, geleneksel tek boyutlu bir değişim ölçüsü tablosu (Şekil 1) üzerinde konumlandırılabilir. yüzeyi ile yakın temas içinde bir thermogradient masaya birbirinden 7.6 cm (3 inç) boyunda alüminyum köşebentleri dikiş için her köşebent yüzeyine dik 10.9 cm (4.2 inç) duran her iki tarafta da alternatif olarak kaynaklanmış olası araştırma uygulamaları çeşitliliğini artırmak (Şekil 2). Köşebent aralıkları geniş bir yelpazedeki olası olsa da, 10,9 cm genellikle küçük tohum türleri veya diğer biyolojik örneklerin (Şekil 3) çimlenmesini test etmek için kullanılır kare plastik "sandviç" kutuları veya benzer büyüklükteki barındıracak şekilde seçildi. geleneksel bir düz gradyan masaya aksine, köşebent tasarımı kontrollü tempera için toprak ve diğer amorf ufalanır malzemeler barındırırTure deneyleri. aşırı su çıkarmak için, bir ekranlı ve filtre boşaltma deliği bir köşeye inşa edilmiştir. Her köşesinde levhaları ya da "ayak" yerçekimi drenajı kolaylaştırmak için masaya yatırma ayarlanabilir. köşebent uçları ve tablo dışı arasında küçük bir boşluk su köşe drenaj bir tarafı boyunca akmasına izin verir.
Hamam yerine kapak 24 saat (Şekil 4) sabit sıcaklıkta dolaşımda sonra toprak sıcaklığı% 70-80 toprak nem içeriğine ölçüldü. Masanın dört farklı konumlarda, 12 saat bir dengelenme süresinden sonra ölçülen sıcaklık değişimi 0.4 ° C veya daha düşük (Şekil 4). Üç toprak derinliklerinde ölçülen toprak profili sıcaklıklarda varyasyon uçlarda daha fazlaydı. 13 ° C'lik bir hedef sıcaklığına, köşeleri arasındaki alüminyum yüzeyine yerleştirilir Dataloggers 11.0 ± 0.0 ° C 'lik bir ortalama kaydedildi. zararlılarına pltoprak yüzeyinde aced 13.5 ± 0.1 ° C ortalama. 13 ° C hedef sıcaklık seyahati üç seviyede genel ortalama toprak sıcaklığı 12.3 ± 0.1 ° C idi. 18 ° C'lik bir hedef sıcaklığına, toprak profili boyunca ortalama sıcaklık 19.1 ± 0.1 ° C idi. 23 ° C hedef sıcaklık en Varyasyon 23.8 ± 0.2 ° C arasında ortalama 18 ° C 'de daha fazla idi. Toprak yüzeyi sıcaklığı 25.7 ± 0.4 ° C iken diğer aşırı sıcaklık, 29 ° C'de, masa alüminyum yüzey sıcaklığı 30.8 ± 0.2 ° C idi. 29 ° C de genel olarak, ortalama toprak sıcaklığı 28.2 ± 0.3 ° C'de (Şekil 4).
Tohum türleri köşebentlerinin bir thermogradient masaya optimum çimlenme ve fide büyümesi sıcaklıkları için test edilebilir. Domates ve kavun, hem kabul sıcak mevsim bitkileri, 14,1 ila 40 aralığında çimlenmiş.2 ° C (Tablo 1, Şekil 3). LED dizileri tablo kapaklarında monte ve / veya taraf tablo (Şekil 3) kapalı olduğunda deneysel toprak sıcaklıklarında toprakta bitkilerin büyümesini sağlayan fotosentez spektrumu yayarlar. Domates için optimum fide büyümesi% 100'lük bir ortaya çıkması yüzdesi ve 5.3 gün (Tablo 1, Şekil 5) ortaya çıkmasına ortalama süre 29.6 ° C'de meydana geldi. Emergence diğer sıcaklıklarda daha yavaş oldu. 24.7 ° C (Tablo 1) 5,1 gün hem edildi kavun için, optimum çıkması yüzdesi% 96 idi ve ortaya çıkması için zaman anlamına gelir. marul ve yulaf Hem serin mevsim bitkileri olarak kabul edilir. Yulaf tohumu 5.1'den 40.2 ° C test herhangi bir tohum (Tablo 1, Şekil 5) geniş bir aralıkta çimlenmiş. , Yulaf için, yüksek çıkması yüzdesi 24.7 ° C'de% 100 idi ve en hızlı çıkışı 29.6 ° C (Tablo 1 de 3.4 gün Şekil 5). marul için, çıkış 29.6 ° C 5.1 aralığında gözlenmemiştir. Marul, en yüksek çıkışı yüzdesi 24.7 ° C 'de% 100 ve en hızlı ortaya çıkışı 29.6 ° C (Tablo 1) 3.4 gün olmuştur.
Şekil 1: kaldırıldı yalıtımlı kapaklı ama masanın ½ kapsayan bir iç akrilik kapaklı geleneksel düz thermogradient tablo sığ kaplarda örnekleri üzerinde sıcaklığın geleneksel düz tablo tasarım testleri etkiler.. hava karışımı için hiçbir engel olmadığından degrade Sıcaklık kontrolü hızla yüzey üzerinde mesafelerde kaybolur. Derinlemesine bir tutarlı sıcaklık bu tasarımı kullanarak mümkün değildir gerekli deneyler. La görmek için buraya tıklayınızBu rakamın rger sürümü.
Şekil 2: gussets ile thermogradient plaka şeması körüklü yüzeye dik masada boyuna kaynaklı dikişli vardır.. Bir köşede bir drenaj fazla su kaldırır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 3:. Tohum çimlenmesi deneyler için toprak, çimen dolu gussets ve konteynerler ile Işıklı thermogradient tablo bu tabloda gradyan sağa (soğuk uç) sola (sıcak ucunda) kadar ayarlanır. köşebent tasarım toprak, konteynerler ile kullanılmak için geliştirilmiş ikenküçük örnekleri ile deneyler için köşebent arasına yerleştirilebilir. LED bitki ışıkları kapakları ya da çevre monte edilebilir büyümek ve fotosentez aktif frekansları yayan ve bitkiler muhafazanın içinde yetiştirilen izin verir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Bir körüklü thermogradient masa üzerinde farklı toprak pozisyonlardan Şekil 4. Sıcaklık okumaları. Sıcaklık kaydedicileri sol duvara masada toprağa yerleştirildi, sol orta (sol duvardan 20 cm), sağ merkezi (sol duvardan 40 cm) ve gasetlerin arasında doğru duvar ortasından. merkez yerleşim approximat iken sıcaklık logger alt konumlandırma 8 cm toprağın üst altında alüminyum tabla yüzeyine yakın olduToprağın altında ely 4 cm. Toprağın üstüne yerleştirilen sıcaklık kaydedici ortaya çıkarılmıştır. Barlar Yukarıdaki değerler ortalama (n = 72) ± standart hata genel ortalama sıcaklıkları göstermektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 5:. 40 ° C 5 bir sıcaklık aralığı üzerinde thermogradient tabloları 14 gün geliştirilmiş yulaf ve domates fideleri resmi çimlenme ve birden fazla türün fide büyümesi, aynı anda, bir sıcaklıklar aralığı üzerinde toprakta değerlendirilebilir verilmektedir tek deney alanı şartlarını simüle etmek. dikey bakıldığında üst (sol ve sağ) resimleri thermogradient tablosunu göstermektedir. Alt (sol ve sağ) resimleri yatay tablo göstermektedir. alcohol termometreler hızlı deney boyunca sıcaklık izlemek için toprak içine yerleştirilmiştir.
| hedef Sıcaklık | ölçülen Sıcaklık | Domates | Kavun | Marul | Yulaf | ||||
| EM † | MTE †† | EM | MTE | EM | MTE | EM | MTE | ||
| ° C | ° C | % | günler | % | günler | % | günler | % | günler |
| 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 | 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 |
| fideler en az bir açık kotiledon vardı † Başarılı çıkması (EM) kaydedildi. | |||||||||
| Her tedavi için ortaya çıkan tohumların toplam sayısına göre gün sayısı ve bölünmesi ile her gün ortaya çıkan sayı tohumların ürünü toplanmasıyla hesaplanmıştır çıkması (MTE) için geçen ortalama süre ††. | |||||||||
Tablo 1: GerminBir Thermogradient Tablo Sekiz Sıcaklıklarda Toprakta Domates, kavun, marul ve asyon ve yulaf tohumları. Kalın sayıları her tür için en uygun değerleri göstermek ve farklı bitki türlerinin sıcaklık bağımlılığını göstermektedir. Deney saksı karışımı 14 gün boyunca gerçekleştirildi ve medya günlük sulanan veya gözle toprak nemli tutmak için gerektiği gibi. Veriler, her tür için 25 tohum dayanmaktadır.
Tartışma
Thermogradient tablolar, aynı anda bir sıcaklık aralığı boyunca esas olarak sığ kaplara tohum çimlenmesi deneyler için yıllardır kullanılmaktadır. Bununla birlikte, deney sıcaklıklarının sıcaklık kontrolü derinliği sınırlıdır şekilde masa yüzeyi ile sınırlıdır. Geleneksel degrade tabloları üzerinde yapılan tohum test protokolleri Petri kutularına veya diğer düz kaplarda kağıt tabaka üzerinde radicle ortaya çıkması ile bitirmek ve gerçekçi doğal toprakta oluşacak şekilde ortaya çıkmasını ve büyümeyi fide testi yok. Bugün tohum şirketleri genellikle tohum canlılığı yetiştiricileri büyük olasılıkla ekimden sonra karşılaşacak simüle alan koşulları kullanılarak (optimum koşullar altında altında çimlenme yeteneği) değerlendirmek istiyoruz. Toprak testi de mantar tohum ve topraksız medyada standart laboratuvar çimlendirme testlerinde yaygın değildir bakteriyel hastalık baskıları ortaya çıkarır. 5 ºC veya daha fazla biz toprak düz olmayan körüklü masaya konur, büyük farklılıklartoprak profilinde pozisyonları ve masa yüzeyleri (yayınlanmamış sonuçlar) arasında nadir değiliz.
gussets ile tek boyutlu degrade tablo o toprak toprak sıcaklığının hassas kontrolü önemlidir çimlenme testleri ve diğer deneylerde kullanılan olabilir, böylece dikey sıcaklık kontrolünü iyileştirmek için geliştirilmiştir. payandalar derinlemesine toprak veya sentetik büyüyen medya ve kontrol sıcaklığını sınırlandırmak. Körük alüminyum, masa aynı malzemedir ve yüzeye dik kaynak zaman iletken ısı transferi ile arasındaki boşluğun sıcaklık kontrolü sağlar. payandalar boyuna masaya aşağı veya enine masada yönlendirilebilir. Her iki tasarımlar benzer performans ama degrade düzgün ayarlanmış olduğunda gussets arasındaki boşluk, tek bir deneysel sıcaklık olarak hizmet edebilir, çünkü enine köşebent yönlendirme uygundur. Yatay yön deneysel birimleri (bu örnekte tohumlar) bir aralıklı sağlaryan yana bir çizgi tablo geçer. payandalar tablo inşaat tamamlandıktan sonra test edilemez yere kadar alternatif konumlandırma kaynaklı çünkü köşebent aralık sadece üretim sırasında değiştirilebilir. 10.9 sm kadar bir köşebent aralık genellikle toprağa ilave olarak, tohum testi için kullanılan sığ barındıracak şekilde seçilmiştir. Yakın, köşebent aralığının daha iyi bir sıcaklık kontrolü sağlayabilir fakat tablo kullanılabilir konteyner türleri de sınırlar.
thermogradient tabloda büyüyen medya sıcaklık ve nem sürekli istenen deney koşulları elde etmek izlenmesi gerekir. Ekimden önce, dolaşımdaki banyoları biraz istenen asgari altında ve biraz numuneler istenen deney sıcaklıkları ulaşıncaya kadar ayarlanabilir daha maksimum sıcaklıklar yukarıda belirtilen gerekir. ısıl gradyanlı tablosu ile dengelenmeye yaklaşık 24 saat örnekleri için izin verilmelidir. th neme yetiştirme ortamları tohum çimlenmesi veya devam etmek için başka biyolojik süreçler için (tarla kapasitesi% 70-80) yeterli olmalıdır. zaman yerinde masa yalıtım ve çift kapaklar sıcaklık dalgalanma ve suyun buharlaşmasını azaltır.
Tablo 1'deki sonuçlar farklı sıcaklıklarda 4 türün fide büyümesini karşılaştırın. Kavun ve domates tohumlarının büyümesi 15 ° C'de başlayan ve karakterize neden olarak sıcak mevsim 10 bitkiler açıklayan 40 ° C'de de çimlenmiş. Bunun aksine, marul, düşük sıcaklıklarda iyi çimlenmiş. Yulaf tohumu diğer türlerden (Tablo 1) üzerindeki sıcaklıklara daha geniş bir aralığında çimlenmiş. Benzer sonuçlar, koordineli bir dizi deneyler büyüme hücresi hattı kullanılarak elde edilebilir olsa da, ekleme tasarım çimlenmesi ve fide büyümesi her ikisi aynı anda, toprak bir sıcaklık aralığı üzerinde karşılaştırılmasına olanak tanır. Farklı alan topraklar ya da büyüyenOrtam tarla koşullarında bir dizi simüle etmek için ikame edilebilir. Hafif bir ortamda Mikrobiyal veya kimyasal işlemler, gübre rejimleri, kuraklık stresi ve varyasyonları degrade masaya sıcaklıklar arasında empoze edilebilir.
küçük Datalogger masaya çeşitli pozisyonlarda sıcaklık kaydedildi. Sıcaklık veri, özellikle sıcak ucunda, büyük bir varyasyon ile masanın ortasında, nispeten homojen sıcaklıkları gösterdi. Tablo yüzeyi ile temas kaydedicilerinin konumlandırılması ve toprak yüzeyine havaya maruz olasılıkla aşırı dikkat çekti. merkez konumunda kaydedilen Sıcaklıklar muhtemelen toplu zemin koşullarının daha göstergesidir idi. Örneğin, tarla dikim simüle etmek için gussets arasında degrade masaya toprağa bir tohum sadece hava ya da masa yüzey sıcaklığı toplu toprak sıcaklığına maruz kalan ve yok olacaktır. toprağın nem içeriği ve doku Tablo sıcaklıkları belirlenmesinde önemli bir rol oynar. inci eğere toprak kuru, hava boşlukları sıcaklık değişimi direnç ve etkili gussets gelen ısıyı yok. Nemli toprak etkili bir toprak profili ile ısıyı birkaç hava alanları ve daha likit su vardır. Bu deneyde, toprak maksimum su tutma kapasitesi% 70 ile 80 de muhafaza edildi, ancak daha yüksek bir su içeriği toprak sıcaklık farkı azalır olabilir. Kum yüksek organik madde topraklarda daha az büyük gözenek alanları gibi vardır ve böylece daha düzenli bir sıcaklık sağlamak için beklenir.
soğuk ucuna göre tablonun sıcak ucundaki toprak sıcaklığı daha fazla bir farklılık bulunmamaktadır. Muhtemel bir açıklama masada nem dağılımı yatıyor. Sıcak sonu nedeniyle büyük buharlaşan kayıpları kurumaya eğilimi ise Nem, soğuk sonunda muhafaza edilmesi eğilimindedir. Su davranış ısı yardımcı olduğundan, tablonun nem içeriği mümkün olduğunca tekdüze olması önemlidir. Webb ve ark., 9 Blott kullanılanGazete körüklü thermogradient tablosunda daha ucuz bir alternatif olarak çalıştı ise er kağıt, kılcal hareket yoluyla thermogradient masada su yürütmek. payandalar serin ve sıcak uçları hem tutarak, nem dağılımını eklemek için hidrofil kağıdı ile kaplı olsa bile eşit ıslak zordur.
Yüksek sıcaklıklarda hızlı buharlaşması tüm degrade tablo tasarımları oluşur. Yoğunlaşma genellikle kabın alt soğutucu kapağın iç tarafında toplama su neden üst daha sıcak olması nedeniyle kap deneyleri daha çevre sıcaklığının üstündeki sıcaklıklarda gradyan tablo yürütülmektedir bir sorundur. körüklü masaya toprak deneylerde, su körüklü tablodaki yukarıdaki havaya üst toprak katmanları buharlaşan. Toprak çok ıslak ise, tablonun sıcak ucundaki evaporatif kayıplar soğutucu iç-akrilik kapak üzerinde yoğunlaşabilir. akrilik veya doğrudan polistiren yalıtım sıkı oturan parçaları Dinlenmeköşebentlerinin üstünde ly daha muntazam bir nem ve sıcaklık sürekli bir toprak tutma tablosunun üzerinde hava sahası ile bir buhar alış verişine en aza indirir (veriler gösterilmemiştir). Tablo polistiren izolasyon kaplı zaman, sıcaklık farklılaşması çok aşm ısılar altında zemin profili boyunca sadece 1 ilâ 2 ° C oldu (veriler gösterilmemiştir). Bununla birlikte, polistiren izolasyonu ortaya çıkmasını fide önler ve büyüme inkübasyondan ilk saat analizinden sonra uzaklaştırılmalıdır. Sıcak toprakların hızla kurumasını önlemek için başka bir çözüm tercihen buharlaşan kayıpları telafi etmek için sıcak sonuna daha fazla su eklemektir. kapakları çıkarılmış ve uygulama hacimleri daha az hassas olan gerektiğinden El sulama sorunludur. Mikro sulama yayıcılar gradyanı masa üzerine dizayn edilebilir ve tercihen sıcak ucundan daha fazla su uygulamak için ayarlanabilir.
Thermogradient tablolar gibi alternatif büyüme odalarını hizmet etmek işlevsellik ve potansiyele sahiptir. when Her iki hamam, aynı ayarlanır tablo bir degrade gerekli değildir uygulamalar için tek deneysel sıcaklığa equilibrates. Gündüz ve gece ışık ve sıcaklık dalgalanmaları da programlanabilir dolaşan banyoları kullanılarak simüle ve ışıklar büyümeye LED edilebilir. LED'li kapaklarının içlerini doldurma ışıkları aydınlatma yoğunluğunu artırabilir büyür. LED sistemi içine ışıklar girdi asgari ısı büyümek ve benzeri toprak sıcaklıkları ve kapalı ışıkları ile kaydedildi çünkü degrade müdahale etmedi (veriler gösterilmemiştir). ışıklar eklenmesi bitki büyümesi ve büyük çevresel kontrol sağlar.
Thermogradient tablolar geçmişte çimlenme çalışmaları için tohum endüstrisi tarafından öncelikle kullanılan edilmiş, ancak diğer birçok uygulama mümkündür. Böcek davranış bazı davranışları 11 sıcaklık optimumu belirlemek için bir gradyan masada incelenmiştir. Buz subfreezing t test olaylar için bir degrade tablo yüzeyinde donmuş olabiliremperatures (veriler gösterilmemiştir). karbondioksit evrim dahil toprak ve atmosfer arasındaki gaz alışverişi, değişen su içeriğinin, toprak girdiler ve sıcaklıklarda körüklü degrade masada mümkündür. bir sıcaklık aralığı boyunca farklı ortam tipleri bakteriyel ve mantar büyümesi üzerindeki etkilerini araştırmak Bu deneysel sistem ile de mümkündür.
Açıklamalar
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.
Teşekkürler
Kent J. Bradford'a ve UC Davis Tohum Biyoteknoloji Merkezi'ndeki öğrencilerine fide çıkış verilerini kaydettikleri için teşekkür ederiz.
Malzemeler
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Termogradyan masa | Appalachian Machinge Inc | Özel yapım, körüklü termogradyan masa (şemalar el yazması içinde yer almaktadır). Alüminyum imalatı ve kaynağı, Appalachian Machinge Inc. 5304 State Rd 790, Dublin, VA 24084 tarafından şekillendirildi. | |
| Yalıtımlı polimer levha dolabı | TASCO LLC | Alüminyum levhayı içeren yalıtımlı polimer levha dolabı, TASCO LLC, 1440 Roanoke Street, Christiansburg, VA 24073 | |
| Blue Hawk Katlanır Çelik Ayarlanabilir Sawhorse | Lowes Ev Geliştirme | 162111 | Model #: 60142 Katlanır Çelik Ayarlanabilir Testere Atları |
| Sirkülasyonlu Soğutmalı su banyoları veya benzer birimler | Brookfield Mühendislik | TC-550SD | |
| Tohumlar (200 tohum) | Johnny'nin Seçilmiş Tohumları | Johnny's Selected Seeds 955 Benton Ave, Winslow, ME 04901'den yulaf, marul, domates, kavun tohumları veya çimlenme testi için başka herhangi bir tohum, | |
| Profesyonel 550 Işık Büyütün | SolarOasis | Pro550 | |
| ID örgülü PVC boru | Amerika Birleşik Devletleri Plastik A.Ş. | 60703 | 0,6 m 200 cm OD, 130 mm (1/2") |
| Super Tech 50/50 Antifriz/Soğutucu Ön Karışım | Walmart | 1012574 | 4 litre damıtılmış su-antifriz (etilen glikol) karışımı |
| WatchDog Veri Kaydediciler | Spectrum Technologies Inc | Model 100 | |
| Parafilm M 4 cm genişliğinde | Fisher Scientific | S37440 | |
| Konteyner Akrilik 5 1/4 "x5" x1 3/8 "plastik kutular | Hoffman İmalat A.Ş | . Hoffman İmalat A.Ş. 16541 Yeşil Köprü Yolu, Jefferson, VEYA | |
| 1 "Yakalı vida | Global Endüstriyel | CS16H | Global Industrial, 11 Harbor Park Drive, Port Washington, NY |
| Yakalı Vidalı Sonsuz Dişli Hortum Kelepçesi | Global Endüstriyel | WGB513588 | 3/4 "- 1-1 / 2" Sıkıştırma Çapı 10'lu Paket . |
| Everbilt Model Köpük Boru İzolasyonu | Ev Deposu | ORP11812 | İnternet # 204760805 Mağazası SKU # 1000031792 1 inç x 6 ft. |
| Sera kılcal paspas | 106223 | Kılcal Paspas Farmtek | - 4' x 100' veya alternatif olarak gazete yaprakları |
| Sunshine Mix #3 | TerraLink | 3236320 | 3.8 fit küp sıkıştırılmış balya, SKU: 3236320, Çimlenme ortamı |
Kaynaklar
- Chatterton, N. J., Kadish, A. R. A temperature gradient germinator. Agron. J. 61 (4), 643-644 (1969).
- 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).
Yeniden basım ve izinler
