Yöntem makalesi

Toprak Organik Madde Parçalanma Hızlarının Sıcaklık Tepkisi: Bir Sıcaklık Gradient Bloğunun İnşası ve Uygulamaları

DOI:

10.3791/69785

30 Ocak 2026

Bu makalede

Özet

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bir sıcaklık gradyanı bloğu ekliyoruz ve yapım ile kullanımını detaylandırıyoruz. Blok, kullanıcı tanımlı 0 ile 90 °C arasında doğrusal olarak dağıtılan 22 ayrı sıcaklık sağlar. Bu düzenden toplanan veriler, toprak organik madde ayrışma hızlarının sıcaklık tepkisi üzerine yeni teorilerin test edilmesini ve geliştirilmesini sağlar.

Özet

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Toprak, Dünya'nın en büyük karbon (C) rezervuarıdır ve atmosferin neredeyse iki katı kadar C tutar. İklim değişikliğiyle tetiklenen sıcaklık artışları, toprak organik madde (SOM) ayrışmasını artırabilir ve atmosfere karbondioksit (CO2) salabilir ve böylece iklim değişikliğine olumlu bir geri bildirim sağlayabilir. Bu da şu soruyu gündeme getiriyor: SOM debütünasyon oranlarının kısa vadeli sıcaklık değişimlerine verdiği yanıtı nasıl tanımlayabiliriz? Bu verileri, iklim tahminleri için mekaniksel olarak tanımlanmış denklemleri Dünya sistemi modellerinde uydurmak için kullanabilir miyiz? Bugüne kadarki çoğu araştırma, farklı ayrı sıcaklıklarda laboratuvar toprak kuluçkalarına odaklanmıştır. Ancak bu, makromoleküler hız teorisi (MMRT) gibi alandaki son gelişmelerin dayattığı yeni hipotezleri test etmek için gerekli olan ayrıntılı bir sıcaklık yanıt eğrisi oluşturmaz. Bu makalede, önceki çalışmalardan modifiye edilen ve geliştirilen bir sıcaklık gradyanı bloğunu tanıtıyor, yapım sürecini detaylandırıyor ve kullanımına dair ayrıntılı bir açıklama sunuyoruz. Sıcaklık gradyanı bloğu, dört sıra 22 ayrı delikten oluşan alüminyum bloktur ve aynı anda 88 mikrokozmosun (60 mL şişe) kuluçkasına izin verir. Blok bir uçtan soğutulur, diğer uçtan ısıtılır ve doğrusal bir sıcaklık dağılımı oluşur. 0 ile 90 °C arasındaki sınırlar içinde kullanıcı tanımladığı bir aralıkta 22 ayrı sıcaklık noktası sağlar. 3,5 saatlik kuluçkadan sonra, 88 mikrokozmosun her birinden CO2 üretimi ölçülür. Sonuçlar, blokun kullanıcı tarafından tanımlanan sıcaklık gradyanını oluşturduğunu ve SOM ayrıştırmasının sıcaklık yanıt eğrilerinin oluşturulmasını kolaylaştırdığını göstermektedir. Ayrıca, bu düzenden toplanan veriler, sıcaklık değişikliklerinin SOM parçalanma oranlarına etkisiyle ilgili yeni hipotezler ve teoriler geliştirmek için kullanılabilir; bu alan iklim değişikliği bağlamında giderek daha önemli bir alandır.

Giriş

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Atmosferdeki karbondioksit (CO2) konsantrasyonlarının artması, Dünya1'de daha yüksek sıcaklıklara yol açar. Bu olgu ilk olarak 1856 yılında basit ama çığır açan bir deney yürüten EuniceFoote 2 tarafından bildirildi. Bir silindiri çevresel havayla, diğeriniCO2 ile doldurdu ve herikisinde de sıcaklıkları kaydetti. Sonuçlar açıktı: daha yüksekCO2 konsantrasyonuna sahip silindirler daha yüksek sıcaklıklar sergiledi ve bu da artan atmosfer CO21'in ısınma etkisini gösterdi. Bu gözlemin iklim değişikliği için önemli sonuçları vardır. Bugün, Foote'un erken içgörüleri çağdaş iklim bilimini şekillendirmeye devam ediyor ve artanCO2 seviyelerinin küresel ısınmayı nasıl etkilediği ve çeşitli ekosistemleri nasıl etkilediği üzerine araştırmalara rehberlik ediyor.

Topraklar, ilk metrede atmosferin neredeyse iki katı kadar karbon (C) depolar ve küresel Cdöngüsü 3'te kritik bir rol oynar. Toprak C stoklarını etkileyen önemli bir süreç, C'nin atmosfere geri salınma hızınıbelirleyen toprak organik madde (SOM) ayrışmasıdır 4,5. İklim değişikliğiyle tetiklenen daha yüksek ortalama yıllık sıcaklıklar, toprak organik madde (SOM) ayrışmasını tetikleme potansiyeline sahiptir ve atmosfereCO2 salınımını hızlandırır 6,7. Bu, özellikle yüksek sıcaklıkların, fotosentetik C girdilerini tetiklemeden çok SOM parçalanmasıyla C kayıplarını hızlandırdığında, iklim değişikliğine olumlu bir geri beslememekanizması oluşturur 6. Konuyla ilgili kapsamlı araştırmalara rağmen, sözde toprak-karbon-iklim geri beslemesinin büyüklüğü ve yönü hâlâ geniş çaptatartışılır 8,9,10,11. Bu belirsizlik büyük ölçüde SOM ayrışma oranlarının sıcaklık tepkisine dair temel bilgi boşluklarından kaynaklanmaktadır. Bu boşlukların giderilmesi, Dünya sistemi modellerinin iyileştirilmesi ve SOM ayrıştırma oranlarının sıcaklık tepkisinin teorik temelli temsillerinin dahil edilmesi için gereklidir.

SOM ayrıştırma hızlarının sıcaklık tepkisi genellikle Q10 değeri ve Arrhenius denklemi ile temsil edilir. Q10 değeri, sıcaklık 10 °C arttığında bir oranın çarpılması faktörü olarak tanımlanır. Geçerliliğine yönelik zorluklara rağmen 12,13,14,15, Q 10 farklı tedaviler ve toprakların sıcaklık tepkilerini karşılaştırmak için varsayılan yaklaşım haline gelmiştir. Arrhenius teorisi, SOM ayrıştırma gibi süreç hızlarında üstel bir artış vesıcaklık 16 arttığını öne sürer. Ancak, gerçek enzim aktiviteleri genellikle tek modal bir formu takip eder ve belirgin bir termal optimumla birlikte daha yükseksıcaklıklarda azalır (17,18,19). Arrhenius tabanlı denklemler, bu azalmayı termaloptimumun 6 ötesinde enzim denatürasyonu önererek açıklamaya çalışır. Ancak, enzim denatürasyonu, topraklarda yaygın olarak bulunan sıcaklıklardan daha yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir ve bu da enzimlerin denatürasyon gerçekleşmeden önce termal bir optimumaulaştığını gösterir 19,20. Ayrıca, denatürasyon nedeniyle solunum hızlarının çökmesini hesaba katmak için Arrhenius denklemine ikinci bir fonksiyon eklemek, bir dönüş noktası sıcaklığının - nefes alma değişim hızınınen yüksek seviyede 21,22 olduğu - tahmin edilmesine izin vermez. Sonuç olarak, Arrhenius tabanlı denklemler, topraklarda genellikle gözlemlenen sıcaklıklar aralığında SOM ayrışma oranlarının genel sıcaklık tepkisinin yaygın olarak ölçülenşeklini tam olarak yakalayamıyor 14,23.

Arrhenius teorisinin sınırlamalarını gidermek için, biyolojik süreçlerin sıcaklık hassasiyetini temsil etmek için birden fazla denklem geliştirilmiştir; ancak çok azı biyolojik teoriye dayanmış veya topraklarauygulanmıştır 24,25. Biyolojik temelli yaklaşımlar arasında, makromoleküler hız teorisi (MMRT), Arrhenius denkleminin bazı sınırlamalarını aşarak biyolojik makromoleküllerin, örneğinenzimler 26'nın termodinamik özelliklerini içermektedir. Benzer şekilde, Enzim Destekli Arrhenius teorisi (EAAR), enzimlerin reaksiyonun aktivasyon enerjisini düşürmedeki sıcaklığa bağlırolünü açıklar. 24. Her iki denklem, toprak ve mikroorganizmalarda biyokimyasal reaksiyonların sıcaklık tepkisi çalışmalarında başarıylauygulanmıştır 17,24,27,28. Bu denklemler, SOM ayrıştırmasının sıcaklık tepkisi ve temel reaksiyon adımları hakkında değerli mekanik içgörüler sağlar. Ancak, yaygın benimsenmeleri ve parametrizasyonu genellikle deneysel zorluklar nedeniyle engellenmektedir.

Hem saha hem de laboratuvar çalışmaları, SOM ayrışma oranlarının sıcaklık tepkisini anlamada avantaj ve sınırlamalara sahiptir. Saha deneyleri, SOM ayrışma oranlarının uzun vadeli sıcaklık tepkisi hakkında değerli bilgiler sağlar. Ancak, sahadaCO2 akısı ölçümlerini yorumlamak, ototrofik solunum, nem değişkenliği ve alt tabakaerişimi gibi karmaşık değişkenler nedeniyle zor olabilir 29,30,31,32,33. Bu etkileşimler gerçek dünya süreçlerinin nicelendirilmesi için hayati olsa da, bu tür çalışmalar genellikle kısa vadeli mekanistik süreçlerin ölçümlerinden ziyade uzun vadeli ekosistem tepkilerine odaklanır. Kısa vadeli sıcaklık tepkisini anlamak, MMRT ve EAAR gibi son teorilerle tanımlanan denklemleri parametrize etmek için çok önemlidir ve bunun için laboratuvar çalışmaları çok önemlidir. Birçok laboratuvar çalışması genellikle substrat tükenmesinin karıştırıcı etkilerinden muzdarip olur; bu etkiler kuluçka süresi ve sıcaklık işlemleriyleartar 34,35,36. Ayrıca, çoğu laboratuvar deneyi sadece birkaç sıcaklık tedavisi(37,38,39,40) kullanır; bu da basit üstel denklemlerin uydurulmasına veya daha gelişmiş denklemler yerine Q10 oranlarının hesaplanmasına yol açar; bu denklemler daha fazla sayıda ayrık sıcaklıkta hızların ölçülmesinigerektirir 41. Bu sorunları ele almak için, SOM ayrıştırma oranlarının daha geniş bir sıcaklık aralığında doğru ölçümlerini mümkün kılan yeni deneysel yaklaşımlar geliştirmek ve böylece sıcaklık yanıtıyla ilişkili SOM ayrıştırma teorilerinin titiz test ve geliştirilmesini desteklemek çok önemlidir.

Bu makalede, sadece mevcut deneysel sınırlamaları ele almakla kalmayıp, aynı zamanda SOM ayrışmasının sıcaklığa kısa vadeli yanıtını gösteren son teknoloji bir çalışma sunan bir sıcaklık gradyanı bloğunun inşasını ve kullanımını anlatıyoruz. Burada sunulan tasarım, Thomas ve ark. (1963)42 tarafından geliştirilen ve daha sonra Robinson ve ark. (2017)41 tarafından modifiye edilen metodolojinin bir uyarlamasıdır. Ana farklar arasında: 1) soğutma sisteminin iyileştirilmesi, 2) blokun CO2 analizörüne bağlanarak CO2 konsantrasyonlarının doğrudan ölçülmesi için kısaltılmış çalışma süresi ve 3) deney sırasında şişe taşıma ihtiyacının ortadan kaldırılması yer alır. Öncekiraporlar 21,41,43 sıcaklık bloğunun geniş bir tanımını sunmuş olsa da, detaylı tasarım, yapım yöntemleri ve testler azdı, bu da diğer araştırmacıların bu yaklaşımı kullanmasını kısıtlamıştır. Burada, hem tasarım hem de inşaatın tam detaylarını sunuyoruz ve farklı toprak örnekleri için kurulumun doğru işlevselliğini göstermek amacıyla çoklu testlerin sonuçlarını sunuyoruz.

Protokol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Burada, sıcaklık gradyan bloğunun ayrıntılı inşasını ve derinlemesine kullanımını sunuyoruz. Tüm malzemeler, ilgili özellikleriyle birlikte Ek Tablo 1 ve Materyal Tablosu'nda bulunabilir. Sıcaklık gradyanı bloğunun inşaat ve montaj maliyeti, gaz analizörü maliyeti hariç yaklaşık € 20.000 idi. Bu sıcaklık gradyanı bloğu, Eunice Foote'un adını taşıyarak 'Eunice' olarak adlandırılmıştır.

1. Sıcaklık gradyanı bloğunun inşası

  1. Sıcaklık gradyanı bloğunun gövde tasarımı için Şekil 1'e bakınız.
  2. Alüminyum bloğun inşası
    1. Ham alüminyum bloğu evrensel bir frezeleme makinesine yerleştirin ve sabitleyin. Her delik için ölçümleri ve konumları makinenin yazılımına girin. Şekil 2, kurulum için her deliğin konumunu ve çapını belirtir.
    2. Isıtma çubukları için delikler aç. Blokun bir ucunda, çapı 16 mm ve derinliği 133 mm olan iki delik delin. Bu delikleri merkezleri üst kenardan 25 mm ve yan kenarlardan 36,25 mm uzaklıkta konumlandırın (Şekil 2).
    3. Bir soğutma ajanı için bir kale deseni oluşturun. Blokun karşı ucunda, 180 mm uzunluğunda bir kale deseni delin (Şekil 3A). Kale deseninin kalınlığının 16 mm, derinliğinin ise 140 mm olduğundan emin olun. Kale deseninde her biri 10 mm çapında ve 140 mm derinlikte 12 ek delik aç. Bu deliklerin kesin konumu ve dağılımı için Şekil 3B'ye bakınız.
      NOT: Kale deseni, soğutma ajanının blokla temasını artırmak için oluşturulmuştur ve 12 delik taşmayı önlemek için kullanılır.
    4. Kale deseni için bir conta oluşturun. Soğutma maddesini blok içine kapatacak bir alüminyum conta kesin ve onu kale deseninin üzerine yerleştirin. Bu, soğutma ajanının sızmasını önlemek için kullanılır.
    5. Soğutucu bağlantısı için delikler aç. Blokun ön ve arka taraflarında, soğutucu bağlantısı için 15 mm çapında delikler açın (Şekil 4). Deliklerin merkezini 75 mm derinliğe yerleştirin. Ön taraftaki deliğin kenardan 18 mm, arka taraftaki deliğin ise kenardan 162 mm uzaklıkta olduğundan emin olun. Bu iki deliğin kale deseninin başlangıcı ve sonunu birbirine bağladığından emin olun.
    6. Sıcaklık sensörleri için delikler aç. 3 mm çapında 8 delik ve 150 mm derinlik delin. Bu sensörler bloğun ortasında yer alır ve uzunluğu boyunca eşit şekilde dağılmıştır. İlk sensör deliğinin merkezinin kenardan 940 mm, son sensör deliğinin ise kenardan 205 mm uzakta olduğundan emin olun.
    7. 60 mL'lik şişeler için delikler aç. Her biri çapı 28 mm, yüksekliği 144 mm olan 88 delik açın. Bu delikler blok boyunca eşit şekilde dağılmıştır. İlk ve son şişe deliklerinin merkezi, ilk ve son sensör deliklerinin merkezleriyle hizalanır.
  3. Yalıtım hazırlığı
    NOT: Yalıtım malzemesi 40 mm kalınlığında poliizosiyanurattan yapılmıştır.
    1. Daire testere kullanarak, yalıtım malzemesini 135° açıda trapez şeklinde kesin. Alüminyum bloğun dört uzun kenarını kaplamak için, yalıtım malzemesini 1080 mm x 230 mm ölçülerinde bir dikdörtgen şeklinde kesin. Bu dikdörtgenin dört tarafını 135° açıdan kesin, böylece blokun etrafına sıkıca otursun. Bu taraflardan biri blokun kapağına yapıştırılır. Blokun kapağının yalıtım malzemesini korumak için alüminyum bant kullanın.
    2. Bloğun iki kısa kenarı için yalıtım malzemesini 230 mm x 230 mm ölçülerinde bir kare şeklinde kesin. Yine, karenin her iki tarafını 135° açıyla keserek doğru uyum sağlanır.
  4. Soğutma sisteminin bağlanması (Şekil 5)
    NOT: Bu kurulumda kullanılan soğutma sistemi kompakt ve enerji verimli. Bu soğutma sistemi, -30 °C'ye kadar soğutma kapasitesine sahip doğal bir soğutma ajanının dolaştırılmasıyla çalıştırılır.
    1. Diz bağlantı ve hortum barbını bloka takın (Şekil 5C). Sonra, soğutma ajanını soğutucuya yönlendiren hortumu bağlayın.
    2. Hortumu esnek yalıtım malzemesiyle kaplayın ve hortumu tamamen kaplayın. Bu, soğutma ajanını istenen sıcaklıkta tutar. Esnek yalıtım malzemesini kesin ve hortuma sıkıca oturtun, yalıtımı sabitlemek için yapışkan sızdırmazlık maddesi kullanın.
  5. Isıtma çubuğu ve sensörleri bloka yerleştirerek uyumu sağlayın (Şekil 5D).
  6. Yukarıda açıklanan adımların genel bir özeti için Şekil 5'e bakınız.

figure-protocol-1
Şekil 1: Vücut tasarımı ve sıcaklık gradyanı bloğunun parçaları. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

figure-protocol-2
Şekil 2: Çoklu kullanım için kullanılan deliklerin konumunu ve çapını belirten sıcaklık gradyanı bloğu. "S" harfi sensörü gösterir. Boyutlar milimetre (mm) cinsindendir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

figure-protocol-3
Şekil 3: Soğutma ajanı için kullanılan kale deseninin tasarımı ve ölçümleri. (A) Kale deseninin kalınlığı, uzunluğu ve çapı ölçümleri; (B) taşmayı önlemek için kullanılan 12 deliğin mesafesi ve konumu. Boyutlar milimetre (mm) cinsindendir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

figure-protocol-4
Şekil 4: Her deliğin derinliğini ve soğutucu bağlantıların konumunu gösteren sıcaklık gradyanı bloğunun yan görünümü. "S" harfi sensörü gösterir. Boyutlar milimetre (mm) cinsindendir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

figure-protocol-5
Şekil 5: Sıcaklık gradyanı bloğunun yapımına genel bakalım. (A) 60 mL'lik şişelerin yerleştirilmesi için delikler açmak; (B) alüminyum bloğu kaplayan yalıtım malzemesinin yapımı; (C) soğutma ajanı için bağlantı ve muhafaza; (D) Isıtma çubuğu ve sensörleri bloka yerleştirmek. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

2. Paslanmaz çelik gövdenin inşası.

  1. Uzun kenarlar için paslanmaz çeliği 1080 mm x 230 mm x 230 mm ölçülerinde kesin. Kısa kenarlar için paslanmaz çeliği 230 mm x 230 mm boyutlarında kesin. Soğutma hortumu, sensörler, ısıtma çubukları ve kollar için delikler açtığınızdan emin olun.
    NOT: Uzun yanlardan biri blokun kapağı olarak kullanılır.
  2. Kolları, kapağın menteşelerini ve paslanmaz çelik gövdeye kapayıları ısıyla bağlayın.

3. Elektronik ünitesinin inşası

NOT: Elektronik üniteyi sadece nitelikli bir elektrikçi yapabilir. Burada belirtilen protokol, Hollanda ve AB yasalarına uygun olarak geliştirilmiştir. Aşağıda kullanılan ana bileşenlerin kısa bir özeti verilmiştir; ayrıntılı kablolama talimatları Ek Dosya 1'de verilmiştir.

  1. Elektronik diyagramı tasarlayın (Şekil 6).
  2. Bağlantı kutularını monte edin.
    NOT: Bağlantı kutuları, elektrik bileşenlerini ve bağlantılarını dış nesnelerden ve hasardan korumak için monte edilmiştir.
    1. Üç bağlantı kutusunu paslanmaz çelik gövdeye montaj vidaları kullanarak güvenli bir şekilde monte edin.
    2. Kablo giriş noktalarını hazırladım. Ana bağlantı kutusunda, kablo bezleri için altı delik açın. İki küçük kutuda, kablo bezleri için iki delik açın. Bir kutu 2 yönlü anahtarı, diğerinde ise ısıtıcı çubuğu kablo bağlantılarını barındıracak.
      NOT: 2 yönlü anahtar üniteyi açıp kapatmak için kullanılır, yani mini devre kesiciye güç sağlar.
    3. Ana bağlantı kutusunda, yeşil LED için üstte bir delik aç.
      NOT: Bu LED ışığı cihazın açık olduğunu ve her bileşene güç verildiğini gösterir.
    4. DIN rayını kesip ana bağlantı kutusuna takın. Sonra, DIN rayını tutacak vidaları monte etmek için üç delik işaretleyin. DIN rayını ana bağlantı kutusuna takın.
      NOT: DIN rayı, elektrik bileşenlerinin montajını kolaylaştırmak için kullanılır. Tercihen onu ana bağlantı kutusunun ortasına kabaca yerleştirin.
  3. Elektrik bileşenlerinin kurulumu.
    NOT: Şekil 7'yi referans olarak kullanın ve her elektrik bileşenini takın.
    1. İki yönlü anahtar için bağlantı kutusunu bul. Anahtarın üst yarısını çıkararak kapak plakasından geçilmesi gereken kısmı bulun. Anahtar bağlantı kutusunun kapak plakasında bir delik işaretleyin ve delin, anahtarın sıkıca oturması ve anahtarın kapak plakasına monte edilmesi gerekiyor. Anahtar montaj talimatlarını kullanın.
    2. Ana bağlantı kutusunda, PE/GND terminalini DIN rayına yerleştirin. Sonra, minyatür devre kesicisini (MCB) DIN rayına yerleştirin.
      NOT: PE/GND terminalleri uç üstler olarak kullanılır. MCB, minyatür bir devre kesicidir ve bir arıza veya eksiklik durumunda ana güvenlik kesicisidir. MCB açıkken, AC/DC güç kaynağına güç verir.
    3. DIN rayına iki üçlü besleme terminali yerleştirin. Besleme terminallerinin üst ve alt kısmında iki terminal çift köprü terminali birleştirilir.
      NOT: İkiden fazla teli bağlamak için besleme terminalleri kullanın ve birden fazla besleme terminalini birbirine bağlamak için köprüler kullanın. Ferrule konnektörlerini kullanarak güvenli ve güvenilir bir bağlantı sağlayın.
    4. DC güç kaynağını resimde olduğu gibi DIN rayına yerleştirin.
      NOT: Bu çalışmada 24 V, 2.5 A AC/DC güç kaynağı kullanıldı. Bu güç AC gücünü kullanır ve diğer bileşenlerin giriş güç gereksinimleri için 24 VDC'ye dönüştürür.
    5. Termostatı resimdeki gibi DIN rayına yerleştirin. Kablo bağlantı modülünü kaybetmediğinizden emin olun ( Şekil 7'de Yeşil).
      NOT: Sıcaklığı kontrol etmek ve izlemek için bir termostat kullanıldı. Bu, giriş yapıp ısıtma çubuklarının sıcaklığını ayarlamak ve verileri kaydetmek için cihazın IP adresini gerektiren web tarayıcısı tabanlı bir yazılım sistemidir. Bu, kampüste herhangi bir bilgisayardan üniteye bağlanabilmek için yerel alan ağına (LAN) bağlanıyordu.
    6. Resimde görüldüğü gibi DIN rayına yedi üçlü besleme terminali yerleştirin. Üç beşli köprü kullanarak, ilk beş besleme geçişi üst, orta ve alt besleme terminallerinde birleştirin.
    7. Son iki besleme geçişini üst ve alt besin geçiş sırasında birleştirmek için iki beşli köprü kullanın.
    8. Bir sigorta tutucusunu DIN rayına koyun, resim gibi.
      NOT: Kısa devre ve güç dalgalanmaları durumunda ünite bileşenlerini hasardan korumak için 630 mA sigorta kullanıldı.
    9. Fotoğrafta olduğu gibi DIN rayına iki tek terminal bağlantı ünitesi yerleştirin.
    10. Katı hal rölesini resimde olduğu gibi DIN rayına yerleştirin.
      NOT: Isıtma çubuklarını açıp kapatmak için katı hal rölesi kullanılır.
    11. Bir nokta noktası olarak bir PE/GND terminali koyun.
  4. Elektrik kablosu bağlantı prosedürü için Ek Şekil 1'e bakınız.
  5. Elektronik ünitenin genel bir görünümü için Şekil 7'ye bakınız.

figure-protocol-6
Şekil 6: Elektronik ünite için diyagram. Kablo renkleri şunlardır: kahverengi = Voltaj Alternatif Akım (VAC) hattı, mavi = VAC nötr, yeşil ve sarı = GND (Toprak/Toprak), kırmızı = Voltaj Doğruakımı (VDC) pozitif, siyah = VDC negatif. Veri telleri beyazdır, ancak kolayca tanımlanması için bu şekilde yeşil renkte gösterilmiştir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

figure-protocol-7
Şekil 7: Elektronik ünitenin sıcaklık gradyan bloğuna bağlı ana bağlantı kutusu. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

4. Sıcaklık gradyanı bloğunun montajı

  1. Yalıtım malzemesini paslanmaz çelik gövdeye yapıştırmak için yapıştırıcı sızdırmazlık maddesi kullanın. Gece boyunca kurumasına izin verin.
  2. Sensörleri ve ısıtma çubuklarını alüminyum blokun içine yerleştirin.
  3. Alüminyum bloğu paslanmaz çelik gövdenin içine yerleştirin, kabloları elektronik üniteye bağlanmak için ilgili deliklerinden yönlendirin.
  4. Menteşeleri kullanarak yalıtımlı paslanmaz çelik kapağı bloka takın.
  5. Soğutma sistemini alüminyum bloka bağlayın.
  6. Sıcaklık gradyanı bloğunu laboratuvara yerleştirerek tüm bağlantıların güvenli ve işlevsel olduğundan emin olun (Şekil 8A). Laboratuvarın en az 2 m uzunluğunda sağlam bir masa olduğundan emin olun. Ethernet ve elektrik bağlantılarına erişim olduğunu doğrulayın. Optimal çalışma için kontrollü bir ortam sıcaklığı istenir.

5. Yıkama sisteminin inşası

NOT: Yıkama hattı, kuluçkanın başında her şişedekiCO2 konsantrasyonlarını standartlaştırmak için tasarlandı. Sıcaklık gradyanı bloğuyla yıkama sistemini görselleştirmek için Şekil 8B'ye bakınız.

  1. Daha küçük çaplı esnek tüpü 15 cm uzunluğunda 10 parçaya kesin. 10 küçük tüpün her birinin bir ucuna bir iğne takın.
  2. Daha büyük çaplı tüpü tek parça haline getirin, uzunluğu 1 m olan. Bu tüpün bir ucuna bir stoper yerleştirin ve diğer ucu laboratuvardaki ortam hava iletkenine bağlayın.
  3. Daha büyük tüpü uzunluğu boyunca 5 cm aralıklarla ölçüp işaretleyin. Her işaretlenmiş aralıkta, küçük tüplerden birine bağlı bir iğne yerleştirin.

figure-protocol-8
Şekil 8: Sıcaklık gradyanı bloğu. (A) Laboratuvarda kapağı kapalı ve (B) açık iken, yıkama sistemi ekranda olduğu için yerleştirilen sıcaklık gradyanı bloğu. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

6. Gaz analizörü enjeksiyon ünitesinin tanımı

NOT: Bu kurulumun gaz analizörü,CO2 konsantrasyonunun doğrudan 60 mL cam şişelerde ölçülmesine olanak tanır. Bu gaz analizörü için aralık aralığı 0 ppm ile 10000 ppm arasında, 400 ppm'de 0,04 ppm hassasiyet sağlar. Gaz analizörü, 1.17 mL/s hızda ölçüm yapan bir akış azaltma kitiyle birlikte gelir.

  1. Gaz analizörünün enjeksiyon tüpünü harici bir 0,45 μm filtre ve enjeksiyon iğnesi ekleyerek değiştirin (Şekil 9).
    NOT: 0.45 μm filtre, gaz analizörüne suyun girmesini önlemek için ek bir önlem olarak eklenmiştir. İğne 18 G boyutunda ve 1,2 mm x 25 mm boyutlarındadır. İğne, 60 mL'lik cam şişelerin kauçuk septasına zarar vermeyi en aza indirmek için çapına göre seçildi.
  2. Gaz analizörünün enjeksiyon tüpünü cihazın bağlantı girişine bağlayın.
  3. Enjeksiyon tüpünün ucuna erkek bir Luer kilit konnektörü takın. İç çapı 1/4 olan esnek bir tüp kullanarak, Luer kilidini enjeksiyon tüpüne sabitleyin. Sonra, 0.45 μm filtreyi esnek bir tüp kullanarak her şeyi hava geçirmez hale getirin.
  4. 0.45 μm filtrenin vida ucunda, iğneyi güvenli bir şekilde takmak için erkek ve dişi bir konnektör kullanın.

figure-protocol-9
Şekil 9: Gaz analizörü enjeksiyon ünitesi. (A) Gaz analizörünün enjeksiyon tüpü. (B) Harici bir 0.45 μm filtre ve enjeksiyon iğnesi. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

7. Kuluçka için tedaviler tasarlamak

  1. Toprak örneklerini seçin.
    NOT: Bu makale için seçilen toprak örnekleri, protokolün işlevselliğini gösterir ve bu kurulumla toplanabilecek veri türlerini gösterir.
  2. Blok kuluçka için bir sıcaklık aralığı seçin; bu, kullanıcı tarafından tanımlanan 0 °C ile 90 °C arasında bir aralıktır.
    NOT: Bu el yazması için sıcaklık aralığı 4 °C ile 60 °C arasındadır. Sistem bu aralığın dışında kullanılırsa, yüksek veya sıfır altındaki sıcaklıklarla çalışırken laboratuvar güvenlik protokollerine uyun.
  3. Örneklerin rastgeleleştirmesini planlayın.
    NOT: Bu makale için örnekler sıcaklık bloğunda (A-D pozisyonları) rastgele seçilmiştir. Bu çalışma başlangıçta kuluçka sonrası numune okumasının rastgele yapılmasını test etse de, okuma sürecinde etiketleme hataları ortaya çıktı. Bu nedenle, tutarlı bir ölçüm sırası (yani yüksek sıcaklıklardan düşük sıcaklıklara) önceliklendirildi.

8. Ön kuluçka için örneklerin hazırlanması

NOT: Toprak mikrobiyal topluluklarındaki değişimleri sınırlamak için, örnekleme sonrası mümkün olan en kısa sürede taze toprak örnekleri tercihen inkubka edilmelidir. Ancak, deneysel kısıtlamalar ve lojistiklere bağlı olarak, toprak örneklerinin kuluçka öncesi taşınma ve depolama için hava kurutması gerekebilir. Bu el yazmasında, kuluçka öncesi örneklerin işlenmesi için hava kurutma prosedürü standartlaştırılmıştır.

  1. Taze toprağı 2 mm elek ile eleyin. Elenen toprağı 40 °C'de 24 saat kurut. Bu hava kurutulmuş toprak, daha fazla işlemeye kadar depolanabilir.
  2. Toprak örneğini metal bir kutuya koyun ve iyice karıştırın. Karışık toprağı 22 adet önceden etiketlenmiş 60 mL'lik cam şişeye dağıtın. Tartı kağıdı kullanarak, her 60 mL'lik şişeye 3 ± 0.03 g toprak ekleyin.
  3. Pipet kullanarak, huni yöntemine göre toprağı istenen su tutma kapasitesine (WHC) ayarlayın. Su içeriğini hedef %WHC'ye göre ayarladıktan sonra, her şişenin tam ağırlığını kaydedin.
    NOT: Bu el yazması için seçilen toprak örnekleri %60 WHC olarak ayarlandı.
  4. Şişeleri pamuk ile kapatarak ortam hava değişimi sağlansın.
  5. Örnekleri 20 °C'de sıcaklık kontrollü bir laboratuvarda 10 gün boyunca önceden kuluçka edin.

9. Kuluçka öncesi kuluçka sırasında WHC'nin ayarlanması

  1. 7 gün ön kuluçkadan sonra, şişelerin ağırlığını kaydedin ve hedef WHC'ye ayarlayın. Hassas bir pipet kullanın ve gerektiğinde su ekleyin. Her şişeye eklenecek suyu Denklem 1 ile hesaplayın.
    Eklenecek su = ağırlıkT0 (g) - ağırlıkT7 (g) (1)
    burada ağırlık T0, şişenin sıfır zamanındaki ağırlığını, ağırlık T7 ise 7 gün sonrakı şişenin ağırlığını temsil eder.

10. Sıcaklık gradyanı bloğunun başlatılması

NOT: Soğutma sistemi, enstrumanın önündeki panel kullanılarak kontrol edilir. Isıtma sistemi, cihazın arkasındaki anahtar ve çevrimiçi bir arayüz ile kontrol edilir.

  1. Soğutma sistemini açmak için üreticinin talimatlarını takip edin. Güç düğmesine bir kez basın (Madde A, Ek Şekil 2). Sıcaklık °C ve devir sayılarının KAPALı mesajı ile yanıp sönmesini sağlayın. Bu, sistemin AÇIKTA olduğunu ama şu anda aktif olmadığını gösterir.
  2. Pompayı OK /Pompa düğmesine basarak (Öğe E, Ek Şekil 2) ve + veya - tuşuna (Öğe G ve F, Ek Şekil 2) basarak rpm'yi 3500'e ayarlayın. Soğutma sistemini etkinleştirmeden önce, sıvı seviyesinin yeşil ışık yanıp yanmasını kontrol edin (Madde L, Ek Şekil 2). Sıvı seviyesi kırmızı ise, bu yeterli soğutma ajanı olmadığı anlamına gelir. Laboratuvar müdürüyle iletişime geçin veya üreticinin kullanım kılavuzuna bakın.
  3. Soğutma sistemini Sıcaklık (Öğe B, Şekil S2) tuşuna basarak ve + veya - tuşlarına (Madde D ve C, Ek Şekil 2) basarak Sıcaklık °C'yi -1.6 °C olarak ayarlayın. Set noktası (Öğe O, Ek Şekil 2) yanıp sönüyor olmalı. Bu, soğutma sisteminin henüz ayarlanmış noktada olmadığını gösterir.
    NOT: Soğutma sistemindeki ayarlanan sıcaklık, blok içindeki sıcaklıkla aynı değildir.
  4. Bloğun arkasındaki anahtarı (Ek Şekil 3). Yeşil ışığın YANDIĞINDAN emin olun. Bu, ısıtma sisteminin AÇIK olduğunu ancak sıcaklık kontrolünün aktif olmadığını gösterir.
  5. Isıtma sisteminin sıcaklık kontrolünü etkinleştirmek için, bir tarayıcıda 10.75.117.227 IP adresini girerek sıcaklık gradyanı bloğunun çevrimiçi arayüzünü açın. Her sensörün sıcaklığını görmek için verilen kullanıcı adı ve şifreyle giriş yapın (Ek Şekil 4). Bu arayüz, her 3 saniyede bir güncellenen sensör değerlerini gösterir.
  6. Ayarlanmış Isıtma Sıcaklığını yukarı/aşağı oklarına basarak 60,00 °C'ye ayarlayın. Isıtma sistemini etkinleştirmek için ON düğmesine basın.
    NOT: Blokun stabil bir doğrusal sıcaklık gradyanına ulaşması yaklaşık bir saat sürer.
  7. Blok açıldıktan on dakika sonra, ısıtıcı kontrolünü kontrol edin ve çalıştığından emin olun. Cihaz, her sensör için sıcaklık farklıyken çalışıyor.

11. Gaz analizörünün kurulumu

  1. Üreticinin kullanım kılavuzuna uygun olarak, güç düğmesine bir kez basarak gaz analizörünü AÇIN. Enstrümanın ısınmasını 45 dakika bekleyin.
  2. PC'yi gaz analizörünün Wi-Fi ağına, benzersiz ana ana adıyla (TG15-XXXXX) bağlanın ve şifreyi kullanarak bağlanın.
  3. Web tarayıcısında ana bilgisayar adını veya IP adresini yazın ve bağlanmak için enter tuşuna basın. Sonra ayarlar bölümünü açın ve akış hızını azalt'ı seçin. Seçenek zaten seçilmişse, yazılımda hiçbir şeyi değiştirmeyin.

12. Numune yüklemeye hazırlanıyor

  1. Kuluçkaya başlamadan önce protokolün 6. bölümüne göre WHC'yi 1 saat önce ayarlayın.
  2. Numuneleri bloka yerleştirmeden önce ısıtıcı kontrolünü istenen sıcaklığa ulaştığından emin olmak için kontrol edin.
  3. Laboratuvarda bulunan ortam iletkenini AÇIN.
  4. Yıkama sistemini ve gaz analizörünü bilgisayara bağlayın.

13. Boşlukları topla

  1. Bu iki prosedürü takip ederek kayıt boşlukları alın:
  2. Yıkama hattını gaz analizörünün enjeksiyon sistemine bağlayın ve yıkama hattınınCO2'sini (ppm cinsinden) doğrudan kaydedin.
  3. Beş adet 60 mL'lik cam şişeleri boş bir tutucuya koyun. Her şişe için bir yıkama hattı yerleştirin. 1 dakika sonra yıkama hattını çıkarın ve şişenin kapağını kapatın. Şişelerin içindekiCO2 ölçümden önce dört saat bekleyin.

14. Sıcaklık gradyanı bloğunda örneklerin yüklenmesi

NOT: Blokta blok pozisyonları A, B, C, D olacak. Aynı örneği blok boyunca aynı blok pozisyonuna yerleştirin (Şekil 10). Örneğin, örnek numarası 175 blok pozisyonu A'da 1'den 22'ye kadar gidiyor, örnek numarası 45 blok pozisyonu B'ye 1'den 22'ye kadar gidiyor vb.

figure-protocol-10
Şekil 10: Blok içindeki şişe pozisyonları. "S" harfi sensörü gösterir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

  1. Bloğu açın, bilgisayarı ve yıkama sistemini blok kapağının üstüne yerleştirin (Şekil 11). Hareketli bir masanın üzerine örnekleri içeren kutuları yerleştirin.
    NOT: Örneklerdeki CO2 değişkenliğini en aza indirmek için KN95 maskesi takın. Bu, solunumdangelen CO 2'nin şişeleri kirletmesini önler.
  2. Her şişenin kapanış süresini (saat: dakika) kaydetmek için bir tablo hazırlayın ve paralel olarak gaz analizörünün süresini görselleştirin.
    NOT: Her şişenin kapanış süresi, veri işleme sırasında hız normalizasyonu için kullanılır.
  3. Örnekleri sıcaklık gradyanı bloğuna yüklemeye başlayın. Sekiz örneklik partiler halinde çalışın. Kapalı olmayan örnekleri soğuk uçtan başlayarak blokun içine yerleştirin. Bu, ilk sekiz örnekin A1, B1, C1, D1, A2, B2, C2, D2 olduğu anlamına gelir.
  4. Yıkama hattını sekiz şişeye yerleştirin ve 1 dakika bekleyin. Yıkama hattını çıkarın ve şişeleri hemen kapatın. Bir elektronik tabloya her şişenin tam olarak ne zaman kapandığını kaydedin.
    NOT: Her şişeye dikkatlice suyla yıkama ipini yerleştirin, böylece toprağa temas etmediğinden emin olun. Bu, çapraz kontaminasyonu önler ve örnek bütünlüğünün korunmasına yardımcı olur.
  5. İlk sekiz şişe suyu atarken sonraki örnek partisini sıcaklık gradyanı bloğuna yükleyin. Örneğin, yıkama örnekleri şunlardır: A1, B1, C1, D1, A2, B2, C2, D2. Eklenecek sonraki örnek partisi şunlardır: A3, B3, C3, D3, A4, B4, C4, D4.
  6. Yıkama hattını bir sonraki numune partisine yerleştirin.
  7. Bu adımları blok tamamen yüklenene kadar tekrarlayın.
  8. Bloğu kapatın ve son numunenin kapandığı andan itibaren 3,5 saat bekleyin.
  9. Gaz analizörünü 3 saniye içinde güç düğmesine iki kez basarak Uyku Moduna ayarlayın.
  10. Duvarda bulunan kırmızı vana kullanarak yıkama sistemini KAPATIN .

figure-protocol-11
Şekil 11: Yükleme sıcaklığı gradyanı bloğunun kurulumu. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

15. CO2 ölçümleriyle başlamak

  1. CO2 ölçümlerine başlamadan önce güç düğmesine bir kez basarak gaz analizörünü Uyku Modundan çıkarın. Bölüm 8'de belirtilen analizör ayarlarını kontrol edin.
  2. Yıkama sistemini AÇIN ve gaz analizörünü hareketli masanın üzerine yerleştirin (Şekil 12).
    NOT: Hareketli masa, gaz analizörünün enjeksiyon sisteminin tüm örneklere ulaşabilmesi için yeterince yüksek olmalıdır.
  3. Gaz analizörünün tanı bölümünü kontrol edin (Ek Şekil 5). Tüm bileşenler için cihazın durumunun yeşil olduğundan emin olun. Burada iki olasılık var:
    1. Her şey yeşil ise, analizi başlatın.
    2. Kırmızı veya sarı bileşenler varsa, gaz analizörü kılavuzunu kontrol edin ve gerekirse teknik yardım isteyin. Hata düzeltilirse,CO2 ölçümlerine devam edin. Hata düzeltilmezse, deneyi durdurun.
  4. Gaz analizörünün grafik bölümünü açın, gerçek zamanlı ölçümleri görselleştirin. Cihazın sürekli olarak havadanCO2 ölçtüğünü unutmayın.
    NOT: Ölçüm ekranı ~3-5 saniye geciktirilmiştir.
  5. 3,5 saat kuluçkadan sonra örnekleri ölçmeye başlayın. Daha yüksek sıcaklıklarla başlayalım. Örneğin, ilk okunan örnekler: A22, B22, C22 ve D22.
    NOT: <15 °C sıcaklıklarda numune ölçülerken KN95 maskesini takın. Bu, verideki gürültüyü azaltır.
  6. Analizörün enjeksiyon iğnesini örnekler arasındaki bir yıkama hattına bağlayın. Bu, veri temizliğini kolaylaştırır.
  7. Ekranın üstünde, gaz analizör yazılımında bir REMARK fonksiyonu bulunuyor. Her örnek ölçüldüğünde, BENZERSIZ ve BASITÇA bir not oluşturun. Her örneği çalıştırmadan önce REMARK tuşuna basmayı unutmayın.
    NOT: Örnekle ilgili benzersiz sayıları veya benzersiz kimliğini bir NOT olarak kullanın. RESPOT'ta bir hata yapılırsa, örneklemin ölçülme süresini not edin. Örneğin, geç enjeksiyonları not almak, REMARK erken mi yoksa geç mi bitti, vb.
  8. İğneyi 60 mL'lik numune şişesine 20 saniye sokuyorum. Bu saniyeler geçtikten sonra iğneyi şişeden çıkarın.
    NOT: İğne 60 mL'lik şişenin içinde 38 saniyeden fazla bırakılırsa gaz analizörü basınç sorunları yaşayacaktır. Bundan kaçının çünkü gaz analizörü birkaç dakika çalışmayı durdurur, ta ki basınç tekrar stabil olana kadar.
  9. Gaz analizörüyle örnekleri ve beş boşluk okumak için şu adımları izleyin:
    NOT: Bir açıklamayı başlatmak ve bitirmek için gaz analizörünün çevrimiçi yazılımında REMARK butonuna basın.
    1. SÖZE hh:mm:00 başla.
    2. İğneyi şişeye hh:mm:10 derecesinde yerleştirin.
    3. İğneyi şişeden hh:mm:30 derecesinde çıkar.
    4. Dur YORUM: hh:mm:45.
  10. Her 16 örnekte bir analizör enjeksiyon iğnesine bağlı 0.45 μm filtreyi değiştirin. Bu filtre, nem yakalamak ve analizör içindeki filtrelerin tıkanmasını önlemek için tasarlanmıştır.
  11. Tüm örnekler için bu adımları tekrarlayın.

figure-protocol-12
Şekil 12: Gaz analizörünü hareketli masaya yerleştirin. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

16. Sıcaklık gradyanı bloğundan örneklerin boşaltılması

  1. Bloktan tek tek örnekleri alıp bir kutuya yerleştirin. Bu seçeneklerden birini takip edin:
    1. CO2 ölçülerken boşaltıyorum.
    2. Son CO2 örneğini ölçüdükten sonra boşaltma yapılıyor.
      NOT: Blok kuluçka sonrası gelecekteki örnek analizi gereksinimlerine veya laboratuvar programına göre iki seçenekten birini seçin. Örneğin, 16.1.1 adımı bazı örneklerde kuluçka süresini değiştirebilir ve bu da sonraki analizlerin sonuçlarını etkileyebilir. Laboratuvar programı (örneğin açılış ve kapanış saatleri) de sınırlayıcı bir faktör olabilir.
  2. Gelecekteki analizler için örnekleri işleyip depolayın.
    NOT: Bu durumda, blok kuluçkadan sonra 88 örnek tamamı korunmuştur. Bir spatula kullanılarak, tüm örnek 60 mL'lik cam şişeden önceden etiketlenmiş plastik poşetlere aktarıldı.

17. Verilerin indirilmesi

  1. Gaz analizörüyle toplanan verileri çıkarmak için gaz analizörünün çevrimiçi yazılımına gidin. Ayarlar'a tıklayın ve ardından İndir simgesine basın.
  2. İlk ve son örneklemin ölçülme zamanını seçin. İndir.
  3. Yeni bir tablo açın, Dosyayı Aç' seçeneğini seçin. Dosya aramasını Tüm dosyalar (*.*) olarak değiştirin ve önceki adımda kaydedilen belgeyi arayın. Yeni bir pencere açılır, sonra Bitir seçeneğini seçer.

18. Enstrümanları kapatmak

  1. Gaz analizörünü güç düğmesiyle veya yazılım arayüzüyle kapatın. Enstrümanı düğmeyle kapatmak için 5 saniye içinde üç kez Power Shut düğmesine basın.
  2. Soğutma sistemini KAPATIN . Kilitle (Madde I, Ek Şekil 2) ve OK/Pompa düğmesine (Öğe E, Ek Şekil 2) basın. Beyaz gürültü durmalı. Beyaz gürültü tamamen geçtikten sonra, alt kısmı KAPALı tuşuna basın.
  3. Isıtma sistemini KAPATIN . Enstrumanın arkasındaki anahtarla sıcaklık gradyanı blok kontrol sistemini kapatın. Yeşil ışığın KAPANDığından emin olun (Ek Şekil 3).

19.CO2 ppm'nin solunum hızına μg C / kg toprak başına saatte dönüştürülmesi

  1. Gaz analizörü verilerini post-processing yazılımına (biz R kullandık) aktarın ve aşağıdaki değişkenleri çıkarın: REMARK, TIME,CO 2 ve H2O.
  2. Özellikle >30 saniyeden <35 saniyeye kadar ilgi çeken saniyeleri çıkarmak için yeni bir sütun oluşturun.
  3. Basınç düşüşüyle ilgili sorunlar olan tüm gözlemleri kaldırın. Deney sırasında, basınç düşüşleri beklenenden biraz daha düşükCO2 ölçümlerine neden olmuş olabilir. Bu küçük düşüşler (önceki veya sonraki değerden %3 ila %5 arasında daha az) gerçek CO₂ değişiklikleri değil, basınç düşüşünden kaynaklanan artefaktlardır (hatalardır). Bu nedenle, önceki veya sonraki CO2 değerine kıyasla biraz düşmüş (~%3-5) CO2 değerleri çıkarılacaktır.
  4. Kalan veri noktaları için ortalamaCO2 konsantrasyonunu (ppm) hesaplayın. Her örnek için, ölçülen beş boşlukun ortalamasını çıkarın.
  5. Laboratuvar verilerini post-processing yazılımına (örneğin, R) aktarın ve aşağıdaki değişkenleri çıkarın: RESPOT, kuru toprak ağırlığı ve kapanış süresi.
  6. Analizör tarafından ölçülenCO2 ppm'yi g toprak başına μg C'ye dönüştürmek için Denklem 2'yi uygulayın:
    figure-protocol-13
    burada gaz analizörü tarafından ölçülen CO2 konsantrasyonu ppm cinsinden ifade edilir; CO2 moleküler ağırlığı 44,01 g·mol-1'e eşittir; P, barometrik basınçtır, 1'e eşittir ve atm cinsinden ifade edilir; R, atm·mol-1· cinsinden ifade edilen 0.082058'e eşit evrensel gaz sabitidir K-1; başlık boşluğu, 60 mL cam şişelerin mL cinsinden ifade edilen baş boşluğuna göre hesaplanır; T, aletin varsayılan iç sıcaklığıdır, 293.15'e eşittir ve K cinsinden ifade edilir; ve kuru toprak ağırlığı g cinsinden ifade edilir.
  7. Sonra, saat cinsinden ifade edilen kuluçka süresine böler ve 1000 ile çarparak gramları kilogram toprağa dönüştürür.
  8. Son olarak, μg CO2'yi karbonun μg'sine dönüştürün, CO2 ve C'nin moleküler ağırlıkları kullanılarak. Bu, saatte bir kilogram toprak başına μg C cinsinden ifade edilen solunum oranlarına yol açacaktır.
  9. İşlenen verileri daha fazla analiz için kaydedin veya dışa aktarın.

Sonuçlar

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Blok sıcaklığının kararlılığı ve dağılımı
Bu protokolün geliştirilmesi sırasında, blok içindeki sıcaklığın doğrusal ve zamansal kararlılığını test ettik. Soğutma sistemi ve ısıtıcı açıldıktan sonra, blokun başlatma süresi yaklaşık bir saattir; bu süre zarfında sekiz eşit dağılım sıcaklık sensörünün çoğu hedef sıcaklığa ulaşır ve bir aşma sonrası sabit kalır (Şekil 13A). Bu dönemden sonra, sekiz sensör tarafından kaydedilen sıcaklıklar, alüminyum blok boyunca sıcaklığın mükemmel doğrusal dağılımını doğrular (Şekil 13B).

figure-results-1
Şekil 13: Sıcaklık gradyanı bloğu içindeki doğrusal ve zamansal kararlılık. (A) Kuluçka dönemi boyunca blok içindeki sıcaklıkların zamansal stabilitesi ve (B) sensörler tarafından kuluçka başlangıç saatinde kaydedilen sıcaklık. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Blok sıcaklığı ve toprak sıcaklığı
Blok içindeki toprak örneğinin sekiz sensör tarafından kaydedilen sıcaklığa ulaşması için gereken zamanı test ettik (Şekil 14). Bu çalışmada, sensörlerin yakınında blok içinde sekiz farklı konumda toprak örneklerinin sıcaklığını ölçtük. Blok içinde konumlandırılan sensörler, hedef sıcaklıklarında önceden stabilize edilmişti. Yukarıda açıklanan protokole uygun olarak, blok sıcaklıkları stabil hale geldikten sonra toprak örnekleri bloğun içine yerleştirildi. Bu testte, bloktan ayrılmış ekstra sensörler kullandık. 15 g toprak kullandık, sensör probun toprakla tam temas halinde olduğundan emin olduk. Toprak örnekleri kapalı bırakılmadı ve sıcaklık her dakika toplamda 30 dakika kaydedildi. Bu test sırasında, blok sıcaklık değişimini en aza indirmek ve gerçek kullanım koşullarını mümkün olduğunca (tamamen kapalı) yeniden üretmek için hafifçe kapalı hale getirildi. Toprak örneklerinin hedef sıcaklıkta stabilleşmesinin yaklaşık 12 dakika sürdüğünü bulduk. Bu stabilizasyon süresini kabul edilebilir bulduk, çünkü kuluçka aşamaları en az 3,5 saat sürer. Ayrıca, 12 dakikalık blok kuluçka sonrası toprak sıcaklığının doğrusal olduğunu değerlendirdik. Sonuçlar, toprak sıcaklıklarının doğrusal bir ilişki sergilediğini ve sekiz sensörde gözlemlenen doğrusal ilişkiyle yakından örtüştüğünü göstermektedir (Şekil 15).

figure-results-2
Şekil 14: Farklı sıcaklıklarda kuluçka içinde kaydedilen toprak sıcaklığı. A, B, C ve D örnekleri, ilgili sensörlerin yakınında konumlandırılmış şişelerde kuluçka alındı (referans için Şekil 10'a bakınız). Toprak sıcaklığı, doğrudan toprak örneklerine yerleştirilen bir termokupl ile kaydedildi. Her sensör tarafından izlenen özel sıcaklıklar şunlardır: (A) Sensör 1 (S1) 4,1 °C'de, (B) Sensör 2 (S2) 12,5 °C'de, (C) Sensör 3 (S3) 20,1 °C'de, (D) Sensör 4 (S4) 28,1 °C'de, (E) Sensör 5 (S5) 36,1 °C'de, (F) Sensör 6 (S6) 43,8 °C'de, (G) Sensör 7 (S7) 51,9 °C'de, ve (H) 60 °C'de sensör 8 (S8) ile eşleştirildi. Toprak örnekleri bloğa yerleştirildikten sonra, hedef sıcaklığa ulaşmak yaklaşık 12 dakika sürer. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-3
Şekil 15: Toprak sıcaklığı ile sensör sıcaklığı arasında güçlü doğrusal korelasyon. Dört şişe, sekiz sensörün yakınında, blok pozisyonlarında A, B, C ve D yerleştirildi. Toprak sıcaklığı, doğrudan toprak örneklerine yerleştirilen bir termokupl ile kaydedildi. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Sıcaklık-nem etkileşimi
Kuluçka döneminde değerlendirilmesi gereken kaçınılmaz bir sıcaklık ve nem arasında bir etkileşim vardır. Örneğin, yüksek sıcaklıklar buharlaşmayı hızlandırırken, düşük sıcaklıklar su yoğuşmasına neden olabilir. Bu test için, farklı dokulara sahip rastgele seçilmiş dört toprak örneği kullandık (Ek Tablo 2). Protokole göre, her toprak örneği tüm 22 sıcaklık boyunca aynı blok pozisyonuna yerleştirildi. Sonuçlar, ortalama 3,5 saat kuluçka süresinden sonra, daha yüksek sıcaklıkların, toprak dokusundan bağımsız olarak düşük sıcaklıklara kıyasla daha fazla nem kaybına yol açtığını göstermektedir (Şekil 16). 60 °C'de kuluçka yapılan topraklar eklenen toplam suyun ortalama %12'sini kaybederken, 4,1 °C'de kuluçka yapılan topraklar ortalama olarak eklenen suyun sadece %1,88'ini kaybetti. Bu, 3,5 saatlik blok kuluçka süresinde, toprakların optimal nem koşullarında, %50 ile %60 arasında su tutma kapasitesi içinde tutulduğu anlamına gelir; kuluçkasıcaklığı 44,45 (Ek Şekil 6).

figure-results-4
Şekil 16: Dört farklı örnekte blok kuluçka sırasında toprak neminin göreli kaybı. Nem kaybı, WHC'ye göre eklenen toplam su miktarına göre hesaplandı. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

CO2 konsantrasyon ölçümleri
Gaz analizörünün doğruluğunu ve hassasiyetini test etmek için, sertifikalı referans gazın (413 ± 5 ppm CO2) dört ölçümü yaptık; analizör bunun için 413.71 ± 0.60 (ppm CO2, ortalama SD ± değerini kaydetti). Bu, gaz analizörü tarafından kaydedilen CO2 ölçümlerinin yüksek doğruluğunu ve hassasiyetini doğruladı. Ayrıca, üreticinin spesifikasyonlarına uymak için sertifikalı referans gazı kullanılarak yıllık bir test yapılmalıdır.

Enjeksiyon hattı ve gaz analizörüne giden akış hızı kıtının neden olduğu gecikme süresi göz önüne alındığında, optimal ölçüm süresi belirlenmek için çok sayıda test yapıldı. Sonuçlar, enjeksiyon hattının yaklaşık beş saniyelik gecikmeye yol açtığını gösteriyor. Bu düzende ideal ölçüm süresi 20 saniyedir; bu da CO2 tespit biriminin dolması ve 5 saniye dengeye ulaşması için yeterli zaman tanır (Şekil 17). Akış azaltma hızı kitinin 1,17 mL/s hızda ölçüldüğü göz önüne alındığında, bu ölçüm süresi 60 mL'lik şişelerdeki hava içeriğinin %39'unun örneklenmesine karşılık gelir. Ayrıca, gaz analizörü kapalı bir sistem olarak kullanıldığında basınç düşüşü yaşandığını gözlemledik. Bu damla, iğne şişeden çıkarıldığında hava enjeksiyonu olmadığı bir saniyelik aralıkta ortaya çıkar. Veri işleme sırasında basınç düşüşünü hesaba katmak için, önceki veya sonraki değerden biraz daha düşük olan (%3 ile %5 arasında) CO2 değerlerini hariç tuttuk.

figure-results-5
Şekil 17: Üç farklı sıcaklıkta kuluçka edilen tek bir toprak örneği için optimal ölçüm süresi. Bu grafik, iğneyin enjeksiyon ve çıkarma süresini, CO2'nin 5 saniyelik dengesini ve seçilen zaman dilimiyle ilişkili basınç düşüşünü gösterir. Incubation_ID blok pozisyonu (C) ve şişe pozisyonları (5, 10 ve 15) gösterilir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Tam protokolü test etmek
Protokolün işlevselliğini ve tekrarlanabilirliğini değerlendirmek için, her biri dört teknik kopyaya sahip iki farklı örnek 4 °C ile 60 °C arasında değişen 22 ayrı sıcaklıkta kuluçka yaptık. Bu toprak örnekleri, bu kurulumla elde edilen veri türünü ve performansını göstermek için seçildi. Özel örnek özellikleri Ek Tablo 2'de bulunabilir. Sıcaklık gradyanı bloğu, her sıcaklık noktasında farklı toprak örneklerinin toprak solunum oranlarını güvenilir şekilde yakalamış, böylece sıcaklık yanıt eğrisini görselleştirmemizi sağlamıştır. Ayrıca, tüm kopyalar için ortaya çıkan sıcaklık yanıt eğrileri neredeyse aynıydı; bu, tüm sıcaklıklarda ortalama solunum oranları çevresindeki küçük standart sapma ile yansıtılır (Şekil 18). Bu sonuçlar yüksek tekrarlanabilirlik gösterir ve protokolün hassasiyetini doğrular.

figure-results-6
Şekil 18: İki toprak için temsil SOM bozulma oranları (Rs), her biri tam sıcaklık gradyanı boyunca dört teknik kopya ile ölçülmüştür. Noktalar, her sıcaklıktaki solunum hızlarının ortalamasını temsil ederken, hata çubukları teknik kopyalar arasındaki standart sapmayı gösterir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Protokolün bilimsel uygulanabilirliğini göstermek için ikinci bir test yapıldı. Tam sıcaklık gradyanı boyunca toprak solunum oranlarını ölçtük ve verileri Arrhenius veya MMRT modeli kullanarak uyarladık (Şekil 19). Bu toprak örnekleri, karşılaştırmalı sıcaklık yanıt eğrileri için sistem performansını göstermek amacıyla seçilmiştir (örnek özellikleri Ek Tablo 2'de verilmiştir). Sonuçlar, sıcaklık gradyanı bloğuyla toplanan verilerin, SOM ayrıştırma oranlarının sıcaklık hassasiyetiyle ilgili farklı teorilerin test edilmesiyle daha fazla analiz edilebileceğini göstermektedir. Ancak, herhangi bir deneyde taze toprakla çalışırken zorluklar ortaya çıkar. 10 günlük kuluçka öncesi dönemde, toprak örneklerindeki bazı şişelerin içinde temsilci örneklerin ötesinde mantar topluluklarının büyüdüğünü gözlemledik. Toprağı rahatsız etmeden mantar topluluklarını dikkatlice kaldırma çabalarımıza rağmen, bu büyüme bazı örneklerin sonuçlarını etkiledi (Şekil 20). Sonuç olarak, sadece mantar büyümesinden etkilenen bireysel şişeleri değil, tüm örneği çıkararak etkilenen örnekleri atmaya karar verdik.

figure-results-7
Şekil 19: Sıcaklık gradyanı bloğunda kuluçka edilen dört farklı toprak örneğinin temsil sonuçları ve solunum oranları (Rs). Kırmızı çizgi (A,B) Arrhenius uyumunu, mavi çizgi ise (C,D) MMRT uyumunu temsil eder. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

figure-results-8
Şekil 20: Mantar büyümesinden etkilenen bazı örnekler için solunum hızı desenleri. Bu sonuçlar, daha fazla analizden hariç tutulan (A,B) iki kontamine örnek örnekleridir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Şekil 1: Temel NO/NC devresi. " C" ayrıca Common için "COM" olarak da etiketlenebilir. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Şekil 2: Soğutma sistemi kontrol paneli. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Şekil 3: Sistem anahtarı ve ışık göstergesi. (A) Sıcaklık gradyanı blok kontrol sistemi anahtarı; ve (B) sensörlerin ve ısıtma sisteminin AÇIKTA olduğunu gösteren yeşil ışık. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Şekil 4: Çevrimiçi arayüzde sıcaklık gradyanı blok ısıtıcı kontrolü. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Şekil 5: Gaz analizörünün tanısal bölümü. Her şey yeşil, cihazın ölçümlere hazır olduğu anlamına gelir. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Şekil 6: Farklı sıcaklıklarda kuluçka içinde inkubka yapılan toprakların su tutma kapasitesi, 3,5 saatlik blok kuluçka sonrası kaydedilen ölçümler. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Dosya 1: Detaylı kablolama talimatları. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Tablo 1: Gerekli miktarı içeren materyallerin listesi. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Tablo 2: Nem kaybı testi ve tam protokol için kullanılan toprak örneklerinin özellikleri. Bu örnekler, protokolün işlevselliğini göstermek için seçildi. Doku sınıflandırması USDA sistemini takip eder; kaba, kil, alüt ve kum yüzde olarak ifade edilir. OC organik karbon içeriğini (g C·kg-1 toprak) ifade eder, pH suda ölçülmüş ve CaCO3 kalsiyum karbonat içeriğini (g·kg-1 toprak) temsil eder. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Tartışma

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

SOM ayrışma oranlarının kısa vadeli sıcaklık tepkisini ölçmek için sıcaklık gradyanı bloğunun kullanılması, özellikle düşük sıcaklıklarda solunum oranlarının tespit edilmesinde zorluklar yaratır. Düşük sıcaklıklar, hücre içi ve ekstraslüler enzimlerin katalitik aktivitelerini doğrudan engelleyebilir 46,47. Bu nedenle, kuluçka süresi, sıcaklık aralığının alt ucundaki düşük solunum oranlarının cam şişelerde yeterli CO2 birikimi oluşmasını sağlamak için yeterince uzun olmalıdır; bu da gaz analizörünün tespit aralığına girmesini sağlar. Bu deneysel düzende en düşük sıcaklık 4,1 °C idi; Bu örnekler bloka ilk yüklenen ve son analiz edilenler oldu, bu da ekstra kuluçka süresi sağladı. ~3,5 saatlik blok kuluçka süresi, örneklerde CO2 konsantrasyonunda tespit edilebilir değişiklikler sağlamak için yeterli olduğu bulundu. Bu kuluçka süresi, toprak tipine ve özellikle organik madde içeriğine bağlı olabilir. Örneğin, düşük organik madde içeriğine sahip kumlu topraklar, karbon açısından zengin topraklara göre daha uzun kuluçka süreleri gerektirebilir. Ancak buradaki testlerde, 3,5 saatlik kuluçka süresi çoğu toprak tipi ve organik içerik seviyeleri için genel olarak yeterli olduğu bulundu.

Düşük sıcaklıklarda CO2 tespiti için kuluçka süresini optimize etmenin yanı sıra, sıcaklık gradyanının üst sınırında nem kaybını en aza indirmek de aynı derecede önemlidir. Toprak nemi, substratların mikrobiyal topluluklara taşınması, dağıtılması ve çözülmesinde kritik bir roloynar 48. Örneğin, toprak nemi, düşük nem seviyelerinde substrat difüzyonu kısıtlayarak ve yüksek nem seviyelerinde oksijen erişiminiazaltarak solunum oranlarını sınırlayabilir (45,49). Bu nedenle, yüksek sıcaklıklarda nem kaybını en aza indirmek, nemin mikrobiyal erişimi alt tabakalara erişimini sınırlamasını önlemek için önemlidir. Bu protokoldeki şişeler tamamen kapalı olmasına rağmen, su şişelerin kapaklarında ve iç duvarlarında yoğunlaşmıştı. Bu yoğuşma, topraktan kaybedilen nem olarak kabul edildi. Böylece, kuluçka süresini Robinson ve ark. 201741'de olduğu gibi 4 saatten 3,5 saate indirdik. Tüm sıcaklık işlemlerinde tamamen sabit nem seviyelerini korumak mümkün olmasa da, topraklar 3,5 saatlik kuluçka döneminde optimal nem seviyelerinde tutuldu. Yüksek sıcaklıklarda bile toprağın WHC'si %50'nin üzerinde kaldı ve su bulunabilirliğinin mikrobiyal erişimi alt tabakalarasınırlamamasını sağladı 44,45.

Bir diğer önemli konu ise kuluçkanın sıcaklık aralığıdır. Soğutma sistemi -30 °C'ye kadar en düşük sıcaklıklara ulaşabilirken, ısıtma sistemi 320 °C'ye kadar çıkabilirken, yalıtım malzemesinin -183 °C ile 148 °C arasında sıcaklık toleransı vardır. Bu kurulumda kullanılan cam şişeler 500 °C'ye dayanabilir. Bu aralıklar geniş olmasına rağmen, örneklerin 100 °C'nin üzerinde kuluçka edilmesi operatör için bir güvenlik endişesi taşır. Aşırı ısınmayı önlemek için, alüminyum blok 90 °C'ye ulaştığında ısıtma sisteminin otomatik olarak kapanmasını sağlayan bir termal direnç eklenmiştir. Bu termal direncin dahil edilmesi, gözlemlenen başlangıllaştırma aşımı nedeniyle çok önemlidir (Şekil 13A). Başlatma sırasında sıcaklık 90 °C'nin üzerine çıkarsa sistem devre dışı bırakılır. Bu sınırlamalar göz önüne alındığında, güvenli ve güvenilir performans için bu kurulumun maksimum 60 °C sıcaklıkta çalıştırılmasını öneriyoruz. Toprak örneklerinin 0 °C'nin altında kuluçka aşamasında ek testler yapılması gerekir; böyleceCO2 tespit edilemesi güvenilir şekilde sağlanır; çünkü yoğuşma ve buna bağlı nem değişkenliği sıfırın altındaki sıcaklıklarda ölçümleri etkileyebilir. Bu protokol için, kondensasyon gözlemlenmediği 4 °C olan daha düşük bir sıcaklık sınırı seçtik. Sistem daha geniş sıcaklık aralıklarında kullanılıyorsa, ek termal güvenlik yönergelerinin uygulanmasını öneririz.

Bu yöntemin bir diğer potansiyel kısıtlaması, nispeten kısa kuluçka döneminin mikrobiyal toplulukların sıcaklık değişimlerine uyum sağlamasına izin vermemesidir. Sürekli ısınmaya maruz kalan toprakların sıcaklık tepkisi, özellikle mikrobiyal adaptasyonteorilerini test etmek amacıyla birçok çalışmanın odağı olmuştur. Mikrobiyal adaptasyon, deneysel ısınmanın toprak solunum oranları üzerindeki zamanla azalan etkisini açıklamak içinönerilmiştir 47. Ancak burada sunulan metodoloji, SOM ayrıştırma oranlarının kısa vadeli sıcaklık yanıtını ölçmek için geliştirilmiştir. Mikrobiyal adaptasyonun kısa sürelerde gerçekleşmesi pek olasıolmasa da 47, yakın zamanda yapılan bir çalışma, toprakları jeotermal gradyantan kuluçka yoluyla nicel olarak ölçmek için benzer bir yöntem kullandı. Bu çalışmada, MMRT temel parametreleri, sıcaklık optimumu ve dönüş noktaları dahil olmak üzere tahmin etmek için uyarlandı. Bu parametreleri topraklar arasında jeotermal gradyantan karşılaştırıldığında, bulgular mikrobiyal adaptasyon hızının ısınmaoranından önemli ölçüde daha düşük olduğunu göstermektedir 52. Bu çalışma, özellikle biyolojik toprak süreçlerinin sıcaklık optimumu ve dönüş noktalarını yakalamak üzere tüm sıcaklık yanıt eğrisinin anlaşılmasının önemini vurgulamaktadır (Şekil 19C,D). Bu bulgular ışığında, blok kuluçka sırasında mikrobiyal toplulukların birden fazla sıcaklık noktasında örneklerini öneririz; böylece mikrobiyal topluluk bileşimi ve fonksiyonlarının solunum oranları ve sıcaklık hassasiyet parametreleriyle nasıl ilişkili olduğunu değerlendiririz.

Bu makalede belirtilen sıcaklık gradyanı bloğu, geleneksel metodolojilere kıyasla önemli avantajlar sunar. Önemli faydalardan biri, araştırmacıların az miktarda toprakla 22 ayrı sıcaklıkta SOM ayrışma oranlarını verimli ve doğru şekilde ölçebilmesidir. Bu, birkaç ayrı sıcaklıkta toprak örneklerinin kuluçka altına alınmasına kıyasla metodolojik bir gelişmeyi temsil ediyor ve araştırmacıları Q10 sıcaklık katsayısını uygulamaya zorluyor - bu yöntem birçok çalışmanın 12,13,15 ile mücadele ettiği bir yöntemdir. Bir diğer önemli avantaj ise, bu düzenin sıcaklık yanıt eğrisinin şeklini ve dikliğini net şekilde yakalayan veriler toplamasıdır. Geniş bir sıcaklık gradyanı boyunca yapılan ayrık sıcaklık işlemlerinin sayısı, dönüş noktası sıcaklığını ve biyolojik süreçlerin optimumunu belirlememize olanak tanır ve tedaviler arasında karşılaştırmalar yapılmasına olanak tanır. Bu el yazmasında sunulan örnekler, araştırmacıların farklı sıcaklık duyarlılığı teorileriyle daha ayrıntılı analiz edebileceği iki farklı desen (Şekil 19A,B vs. Şekil 19C,D) göstermektedir. Bazı örnekler, reaksiyon hızlarının sıcaklıkla üstel olarak arttığı Arrhenius teorisini destekler (Şekil 19A,B). Buna karşılık, diğer örnekler MMRT teorisiyle örtüşür ve açık bir sıcaklık optimumu ile tek modlu bir yanıt gösterir (Şekil 19C,D). Bu iki farklı desen, sunulan sıcaklık bloğu kuluçka protokolünün her iki tür yanıt eğrisini de yeniden üretebildiğini göstermektedir; bu da SOM ayrışma oranlarının sıcaklık hassasiyeti teorilerini test etmek için kullanılabilir ve böylece termodinamik, biyoloji ve kimya anlayışımızı derinleştirir.

Açıklamalar

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.

Teşekkürler

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bloğun programlama, elektronik ve test çalışmalarında yardımcı olduğu için Pieter van de Broek'i takdir ediyoruz. Elektronik ünite protokolünü yazmada yardımcı olduğu için Christopher Wedde'ye teşekkür ederiz. Bu kurulum için malzeme siparişi vermedeki yardımı için Henk Martens'a teşekkür ederiz. Ayrıca blokun laboratuvar yerleştirilmesi sırasında yardım ve kolaylaştırdıkları için Tamas Salanki, Paolo Di Lonardo ve Willeke van Tintelen'e teşekkür ederiz. Ayrıca, sıcaklık bloğunun performans testi olarak sunulan tarihsel örneklere erişim tanıdığı için Ortak Araştırma Merkezi'ne teşekkür ederiz. Son olarak, bu protokolü test etmek için toprak örnekleme kampanyası sırasında Antoine Moinet ve Tullia Calogiuri'ye yardım ettikleri için teşekkür ediyoruz. Bu proje, Wageningen Üniversitesi ve Araştırma Kurumu Toprak Bilimleri Kümesi tarafından finanse edilmiştir.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
630 mA cam sigorta & nbsp;RS563-637https://uk.rs-online.com/web
/p/cartridge-fuses/0563637?gb=s
Yapıştırıcı sızdırmazlık maddesi Innotec01.2451.0000https://www.innotec.nl
/producten/adheseal
Alüminyum blok Metaalketen96082150.1https://www.metaalketen
.com/alüminyum/
Alüminyum bantManutanA159435https://www.manutan.nl/nl/mnl/aluminiumtape
-met-schutlaag-50565-50-m-x-50-mm-tesa
-a159435?shoppingab=true& gad_source=
1& gclid=CjwKCAjw74e1Bh
BnEiwAbqOAjE5Tw3-r3xiW
9FWALDZMlVUWpqJpQQ
R_zwwXR8_R6Sb1Ce_8v
x96jxoCtx4QAvD_BwE
Siyah telRS361-787https://nl.rs-online.com/web
/p/bağlantı-tel/0361787
Mavi telRS724-4392https://nl.rs-online.com/web
/p/bağlantı-kablo/7244392
Kahverengi telRS724-4395https://nl.rs-online.com/web
/p/bağlantı-kablo/7244395
Kablo beziRS807-9786https://nl.rs-online.com/web/p
/cable-glands/8079786?cm_
mmc=NL-PLA-DS3A-_-goog
le-_-CSS_NL_EN_Cables_%
26_Wires_Whoop-_-(NL:Who
op!)+Kablolar+Glands-_-807978
6& matchtype=& AUD-8271861
83926:PLA-339598489905& gcli
d=Cj0KCQiAw8OeBhCeARIsA
GxWtUyscrqjF3FwA6j2jqUyeg_
s70tOXBRuYRF90pwubv3Po8v
sbZSJhV4aAq84EALw_wcB& gc
lsrc=aw.ds
Daire testereRyobitoolsRWSL1801Mhttps://nl.ryobitools.eu/elektrisch-g
ereedschap/zaagmachines/cirkelz
agen/rwsl1801/rwsl1801m/?gad_so
urce=1& gclid=Cj0KCQjw2ou2BhCC
ARIsANAwM2Easx4PAZzvVYvFFUD
ZKemTdqNDXsde_NDPSB8FAlGu7
8Hzy2j3TuoaAhTjEALw_wcB
KapanışlarKrampHS491976https://www.kramp.com/shop-nl/nl/p
/verstelbare-haakvergrendeling-118-
128-typ.3--HS491976
Daha soğutucu ve doğal soğutma maddesiDijkstra VereenigdeL035004186https://www.laboratorium-apparatuur
.nl/ika-rc2-green-basic-koelthermo
staat-30-c-bad-volume-4-litre-l035004186
DIN RailRS648-5722https://nl.rs-online.com/web/p/din-ra
ils/6485722?cm_mmc=NL-PLA-DS
3A-_-google-_-CSS_NL_NL_Pmax
_Test-_---_-6485722& matchtype=& & g
ad_source=1& gclid=CjwKCAjw8f
u1BhBsEiwAwDrsjOqGDs92gjrJHkp
SsYmOiS0OK6tC9U_fMHEhlmvu7r
SbNp8VnmuDERoCC0UQAvD_
BwE& gclsrc=aw.ds
Çift köprülerRS803-7530https://nl.rs-online.com/web/p/din-rail
-terminal-accessories/8037530?sear
chId=11c9702f-3312-4bb0-a826-e9d
50bd91ee1& gb=s
Ethernet kablosuRS657-2090https://nl.rs-online.com/web/p/
ethernet-kablo/6572090
Yüz maskesiKN95NAhttps://www.bol.com/nl/nl/p/kn95-
Tek kullanımlık-yüz maskesi-ffp2-x-1-maske
s-kn95-wegwerp-gezichtsmasker-ffp
2-x-1mondkapjes/930000000131403
0/? Yönlendirici=NLGOOFS& utm_source
=google& utm_medium=free_shopping
Dişi bağlantıQosina17642https://www.qosina.com/female-
to-female-luer-lock-connector-17642
Filter 0.45 & mikro; mWhatman10462650https://us.vwr.com/store/product/1394
3097/whatmantm-puradisc-aqua-30-m
m-şırınga-filtre-0-45-m-whatman-
ürünleri-cytiva
Esnek yalıtım (hortum)Celsis4600000198https://www.celsisbv.nl/k-flex-plaati
Solatie-op-rol-ST-10e-1x10mtr-10mm
.-bl-s3-d0/4600000198?gad_source
=1& gclid=Cj0KCQjw8MG1BhCoARI
sAHxSiQknvLK3RcqgqXwR1Ma7V
PznSz8IasKUGvLo0SySzLiff2o_kK
Vjip0aAtATEALw_wcB
Esnek tüpAvantorMFLX06491-14https://www.avantorsciences.com
/de/en/product/38670173/bev-a-
line-v-transfer-pump-tubing
Akış azaltma kitiLICOR7800-113https://www.licor.com/support
/İz-Gaz Analizörleri/topics/re
duced-flow-rate-kit-7800-113.html
Sigorta tutucu terminaliElektramat401144228https://nl.mouser.com/ProductD
etail/Phoenix-Contact/3270200?
qs=zdVlZaK%252BC241RFTPi
Xj4mA%3D%3D& mgh=1& utm_i
d=20328035028& gad_source=1
& gclid=CjwKCAjw8fu1BhBsEiwA
wDrsjBg9elAMYS9bWJ1Bd086J
7fGBWvcRWZ51okdr2qJgOlOTd
BdrUZ_rBoCvuUQAvD_BwE
Gaz analizörüLICORLI-7815https://www.licor.com/env/
ürünler/trace-gas/LI-7815
60 mL kapsul cam şişelerCole-Parmer GZ-99535-25https://www.coleparmer.com/i/
Cole-Parmer-Precleaned-EPA-
şişeler-şeffaf-cam-60-ml-72-cs/9953525
Yeşil/sarı telRS721-0636https://nl.rs-online.com/web
/p/bağlantı-kablo/7210636
SaplarRS456-539https://nl.rs-online.com/web/p/
çekmece kulpları-dolap-han
dles/0456539
Isıtma çubuklarıRS860-6984https://www.reichelt.com/nl/nl/shop
/product/verwarmingspatroon_hotr
od_20_0x250_mm_1250_w_230_
v_-317248? PROVID=2809& gad_s
ource=1& gad_campaignid=22415
164764& gbraid=0AAAAADwnxtY
mY6n2NPja4HF_ftn_kJY-U& gcli
d=CjwKCAjwiNXFBhBKEiwAPSa
PCaYMjfVMKQazvkQk_deE2koc
XA9SZ_ltbPIefniuRsmzBwN_oQ
rfQhoCegUQAvD_BwE
MenteşelerRS448-1497https://benl.rs-online.com/
web/p/hinges/4481497
HortumWildkamp750568https://www.slangenboer.nl/wat
erslang-cristal-al-961?channabl
e=41cdee736b7500534230313
0353131333924& bg_source=ga
& bg_campaign=21584331548&
bg_kw=pla-293946777986-mi-1
09646330-pi-SB01051139-ppi-
293946777986& bg_source_id=
709628610149& gad_source=1
& gad_campaignid=215843315
48& gbraid=0AAAAADegGXwz
91MJFzGxBRxjCSRew10eG&
gclid=CjwKCAjwiNXFBhBKEiw
APSaPCZNCdBEfvnV2pYYPeV
SQaiG_UKP0q_eknv0lC_N_0Y
WIIZQvze8TEhoCzPUQAvD_BwE
Hortum barbWildkamp11000357https://www.wildkamp.nl/pro
Kanal/Slangtule-RVS-316L-lost-W
ax-buitendraad-x-slangtule-bs
p-x-10-0-mm/11000357
Enjeksiyon iğnesiMerkala303262https://www.merkala.nl/bd-mic
rolance-injectienaalden-18g-ro
ze-1-2x40mm-100-stuks.html?
gclid=CjwKCAjw_Na1BhAlEiw
-dm7DrC9mGkmpNN8krYe
CmkvpEeSv4CuH3I2Px71KJxY
YSm-vjVu2LclRoCwuwQAvD_BwE
Enjeksiyon tüplü gaz analizörü 1/4" VWRMFLX06491-12https://us.vwr.com/store/pr
Oduct/39537334/BEV-A-line-
V-transfer-pompa-boru
Yalıtım malzemesiTechnische Unie3603842https://www.technischeunie.
nl/product/prd1899911190
Diz bağlantılarıKrampMMI9006Khttps://www.kramp.com/shop-nl/
nl/p/haakse-koppeling-instelbaa
r-bu-bu-3-8-bsp--MMI9006K
Büyük çaplı tüp 3/8"Avantor39213360https://www.avantorsciences.co
m/us/en/product/39213360/mast
erflex-transfer-tubing-flexible-
vinil-avantor
M6 Vidaları, AltıgenRS281-120https://nl.rs-online.com/web/p/so
cket-screws/0281120?srsltid=Afm
BOorVGq-ZyA2yrJG1kU7SHGiZ
EblaRz0nDmX7MwhzIRjcc6P4YIYE
Ana bağlantı kutusuRSDia'yı kontrol et.https://nl.rs-online.com/w
eb/p/general-purpose-enclo
sures/2896320?gb=s
Erkek konnektörQosina12090https://www.qosina.com/male-
to-male-luer-lock-connector-12090
Erkek LuerWalternedicalBPC04Mhttps://www.waltersmedical.co.
uk/product/nibp-connector-male-luer-slip/
MCB - Siemens SENTRONRS3RF2320-1AA02https://nl.rs-online.com/we
b/p/mcbs/2383188?gb=s
PE/DND besleyiciRS687-9411https://uk.rs-online.com/we
b/p/din-rail-terminal-blocks/
6879411?searchId=c9a9c1
b1-3def-40d0-8b14-b792f8269615& gb=s
Güç Göstergesi LED'iRS909-2437https://uk.rs-online.com/
web/p/pilot-lights/9092437?gb=s
Güç kaynağıAntratekX-2902992https://nl.rs-online.com/web/
p/din-rail-power-supplies/054
0731?srsltid=AfmBOoqMPIO
Av7bZd1Qu_Acy3KMFR0-x
OD_Hkw3NeQCYyzKJLzEGXzxQ
Beşli iletken köprülerRS803-6713https://uk.rs-online.com/web
/p/din-rail-terminal-blocks/80
36713?searchId=7de6627a-
3634-42ed-a600-2e3ce8974fe7& gb=s
Kırmızı telRS361-822https://nl.rs-online.com/web
/p/bağlantı-kablo/0361822
Halka Terminal 2.5 mm & sup2;RS534-569https://uk.rs-online.com/
web/p/ring-terminals/0534569
SensörlerAntratekX-DTS-S3Chttps://www.antratek.nl/dig
ital-sıcaklık-sensör-1m-kablo
Septa Red ButylHomeGreenA255https://www.homegreen.nl/la
b-benodigdheden/septa-rood
-butyl-20-mm?srsltid=AfmBO
ooStonU5v9Q9j7i_RgQMJ9F
m6ZVbPbIRU0cD1_47-BEVmb1r5I5
Tek iletken besleme geçişiElektramat401167865https://www.elektramat.nl/
catalogsearch/result/?q=401167865
Tek fazlı güç kablosuRS626-6694https://nl.rs-online.com/w
eb/p/power-cords/6266694?gb=s
Tek fazlı telRS775-6123https://uk.rs-online.com/web
/p/power-cable/7756123?gb=s
Küçük bağlantı kutusuRS498-5387https://nl.rs-online.com/web/p
/genel amaçlı-enclosures/4985387
Katı Hal RölesiRS467-4762https://nl.rs-online.com/web/p
/solid-state-röleler/4674762
Spiral matkap Ericks10471300https://shop.eriks.nl/nl/gereed
schappen-verspanende-geree
dschappen-boren-hss-en-hsse
-boren-cilindrische-schacht/spir
aalboor-din340-hsse-geslepen-
type-ti-5-80mm-12592599/?srslt
id=AfmBOoopMLgX1mtyuUxkU
KU7jW4fYY1bY5wSTvSGQUkO
zTc6E2wdxUZQ
Paslanmaz çelik gövde ve kapak247 Tailore çelikhttps://247tailorsteel.com/nl/?ut
m_term=%24%207%20steel& utm
_campaign=B+-+NL+-+247tailo
rsteel+-+NL+-+Doelvertonings
percentage+%3E+Conv.+Waa
rde+met+Doel-ROAS& utm_so
urce=adwords& utm_medium=
ppc& hsa_acc=2007690635& h
sa_cam=783787418& hsa_grp
=118504886580& hsa_ad=67
1662182959& hsa_src=g& has
_tgt=kwd-374862287021& hs
a_kw=%24%207%20steel& has
_mt=p& hsa_net=adwords& has
_ver=3& gad_source=1& gclid=
Cj0KCQjw8MG1BhCoARIsAHx
SiQnhmktBk_3c_wobSJobrTVp4
_nqiW26Zt7XzSkHdK-htW8medy
NCcQaAjbrEALw_wcB
2 yönlü anahtarRS746-9336https://nl.rs-online.com/web/p
/kam-anahtar-kollar/7469336
Terminal köprüElektramat401043503https://www.elektramat.nl/phoenix-c
ontact-doorverbindingsbrug-voor-rijg
klem-2-polig-5-2-mm-rood-fbs-2-5/?c
hannable=0141ac6964003330383936
ec& utm_source=google-surfaces& utm
_medium=organik& bg_source=ga& bg_
kampanya=19011971421& bg_kw=-mi-9
214030-pi-401043503-ppi-& bg_source
_id=& gad_source=1& gclid=CjwKCAjw
8fu1BhBsEiwAwDrsjE2kRcDZUHPupfy
haLoTzWLqM9v8HKaiI67st4UOmUXIN
9OaI25ALRoCvmUQAvD_BwE
Termostat DAQAntratekX-300-ITemperaturü Berwachung & Termostat (+X-DTS-S3C) von ControlByWeb (antratek.nl)
Evrensel Frezeleme MakinesiMach4MetalMACH-ID 7580https://mach4metal.com/en
/frezeleme makineleri/cnc/fehlm
ann-picomax-p54-2
Wago 3 iletken geçiş geçişiRS803-6713https://nl.rs-online.com/web/
p/din-rail-terminal-blocks/80
36713?cm_mmc=NL-PLA-D
S3A-_-google-_-CSS_NL_N
L_Pmax_0525-_--_-803671
3& matchtype=& & gclsrc=aw.d
s& gad_source=1& gad_campa
ignid=22555696009& gbraid=0
AAAAADkeWNNXeREaDmJ5n
yYqYMqp-c7A6& gclid=CjwKCAj
wtfvEBhAmEiwA-DsKjilXxL8uO
4Jo6XyDesHGaQkoz6Ggi4ATI6
FUInWV9TxmIX519DGIZBoCh9
YQAvD_BwE
Wago konnektörRS883-7557https://uk.rs-online.com/
web/p/standard-terminal-b
locks/8837557?gb=s
Tel uç kılıfları (100 pc)Elektramat401173609https://www.elektramat.nl/solar
-adereindhuls-geisoleerd-2-5mm
2-hulslengte-8mm-blauw-per-100
-stuks-1505145/?channable=014
1ac696400343034a4& utm_source
=google-surfaces& utm_medium
=organik& bg_source=ga& bg_c
ampaign=17673967332& bg_kw=
-mi-9214030-pi-401173609-ppi-& bg
_source_id=& gad_source=1& gclid=
CjwKCAjw8fu1BhBsEiwAwDrsjNms
VYTNZ5TuXEHtsF34hcY-T5kLFnhi
zir1fUsR3UYcG9bxmugqJRoCp_Y
QAvD_BwE

Kaynaklar

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Foote, E. Circumstances affecting the heat of the Sun's rays. Am J Sci Arts. , 382-383 (1856).
  2. Jackson, R. Eunice Foote, John Tyndall and a question of priority. Notes Rec. 74, 105-118 (2020).
  3. Friedlingstein, P., et al. Global carbon budget 2024. Earth Syst Sci Data. 17, 67(2025).
  4. Bond-Lamberty, B., Thomson, A. Temperature-associated increases in the global soil respiration record. Nature. 464, 579-582 (1960).
  5. Raich, J. W., Potter, C. S. Global patterns of carbon dioxide emissions from soils. Glob Biogeochem Cycles. 9, 23-36 (1995).
  6. Davidson, E. A., Janssens, I. A. Temperature sensitivity of soil carbon decomposition and feedbacks to climate change. Nature. 440, 165-173 (2006).
  7. Conant, R. T., et al. Temperature and soil organic matter decomposition rates-synthesis of current knowledge and a way forward. Glob Chang Biol. 17, 3392-3404 (2011).
  8. Todd-Brown, K. E. O., et al. Causes of variation in soil carbon simulations from CMIP5 Earth system models and comparison with observations. Biogeosciences. 10, 1717-1736 (2013).
  9. Crowther, T. W., et al. Quantifying global soil carbon losses in response to warming. Nature. 540, 104-108 (2016).
  10. Wieder, W. R., et al. Carbon cycle confidence and uncertainty: Exploring variation among soil biogeochemical models. Glob Chang Biol. 24, 1563-1579 (2018).
  11. van Gestel, N., et al. Predicting soil carbon loss with warming. Nature. 554, E4-E5 (2018).
  12. Liáng, L. L., Kirschbaum, M. U. F., Arcus, V. L., Schipper, L. A. The carbon-quality temperature hypothesis: Fact or artefact. Glob Chang Biol. 29 (4), 935-942 (2022).
  13. Sierra, C. A. Temperature sensitivity of organic matter decomposition in the Arrhenius equation: Some theoretical considerations. Biogeochemistry. 108, 1-15 (2012).
  14. Lloyd, J., Taylor, J. A. On the temperature dependence of soil respiration. Funct Ecol. 8, 315(1994).
  15. Moinet, G. Y. K., Morán-Rivera, K., Moinet, A., Wadoux, A. M. J. C. Large underestimations of warming-induced soil carbon emissions from oversimplistic Q10 indicator. Soil Biol Biochem. 207, 109839(2025).
  16. Arrhenius, S. On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground. Philos Mag J Sci. 41, 237-276 (1896).
  17. Alster, C. J., Koyama, A., Johnson, N. G., Wallenstein, M. D., von Fischer, J. C. Temperature sensitivity of soil microbial communities: An application of macromolecular rate theory to microbial respiration. J Geophys Res Biogeosci. 121, 1420-1433 (2016).
  18. Thomas, T. M., Scopes, R. K. The effects of temperature on the kinetics and stability of mesophilic and thermophilic 3-phosphoglycerate kinases. Biochem J. 330, 1087-1095 (1998).
  19. Daniel, R. M., Danson, M. J. A new understanding of how temperature affects the catalytic activity of enzymes. Trends Biochem Sci. 35, 584-591 (2010).
  20. Ruller, R., Deliberto, L., Ferreira, T. L., Ward, R. J. Thermostable variants of the recombinant xylanase A from Bacillus subtilis produced by directed evolution show reduced heat capacity changes. Proteins. 70, 1280-1293 (2008).
  21. Numa, K. B., Robinson, J. M., Arcus, V. L., Schipper, L. A. Separating the temperature response of soil respiration derived from soil organic matter and added labile carbon compounds. Geoderma. 400, 115128(2021).
  22. Prentice, E. J., et al. The inflection point hypothesis: The relationship between the temperature dependence of enzyme-catalyzed reaction rates and microbial growth rates. Biochemistry. 59, 3562-3569 (2020).
  23. Howard, P. J. A., Howard, D. M. Respiration of decomposing litter in relation to temperature and moisture: Microbial decomposition of tree and shrub leaf litter 2. Oikos. 33, 457(1979).
  24. DeLong, J. P., et al. The combined effects of reactant kinetics and enzyme stability explain the temperature dependence of metabolic rates. Ecol Evol. 7, 3940-3950 (2017).
  25. Alster, C. J., von Fischer, J. C., Allison, S. D., Treseder, K. K. Embracing a new paradigm for temperature sensitivity of soil microbes. Glob Chang Biol. 26, 3221-3229 (2020).
  26. Hobbs, J. K., et al. Change in heat capacity for enzyme catalysis determines temperature dependence of enzyme catalyzed rates. ACS Chem Biol. 8, 2388-2393 (2013).
  27. Moinet, G. Y. K., et al. Soil microbial sensitivity to temperature remains unchanged despite community compositional shifts along geothermal gradients. Glob Chang Biol. 27 (23), 6217-6231 (2021).
  28. Schipper, L. A., Hobbs, J. K., Rutledge, S., Arcus, V. L. Thermodynamic theory explains the temperature optima of soil microbial processes and high Q10 values at low temperatures. Glob Chang Biol. 20, 3578-3586 (2014).
  29. Kirschbaum, M. U. F. Soil respiration under prolonged soil warming: Are rate reductions caused by acclimation or substrate loss. Glob Chang Biol. 10, 1870-1877 (2004).
  30. Kirschbaum, M. U. F. The temperature dependence of organic-matter decomposition-still a topic of debate. Soil Biol Biochem. 38, 2510-2518 (2006).
  31. Moinet, G. Y. K., et al. The temperature sensitivity of soil organic matter decomposition is constrained by microbial access to substrates. Soil Biol Biochem. 116, 333-339 (2018).
  32. Moinet, G. Y. K., et al. Temperature sensitivity of decomposition decreases with increasing soil organic matter stability. Sci Total Environ. 704, 135460(2020).
  33. Moinet, G. Y. K., Millard, P. Temperature sensitivity of decomposition: Discrepancy between field and laboratory estimates is not due to sieving the soil. Geoderma. 374, 0-3 (2020).
  34. Fang, C., Smith, P., Moncrieff, J. B., Smith, J. U. Similar response of labile and resistant soil organic matter pools to changes in temperature. Nature. 433, 57-59 (2005).
  35. Knorr, W., Prentice, I. C., House, J. I., Holland, E. A. Long-term sensitivity of soil carbon turnover to warming. Nature. 433, 298-301 (2005).
  36. Walker, T. W. N., et al. Microbial temperature sensitivity and biomass change explain soil carbon loss with warming. Nat Clim Chang. 8, 885-889 (2018).
  37. Wankhede, M., et al. Does soil organic carbon quality or quantity govern relative temperature sensitivity in soil aggregates. Biogeochemistry. 148, 191-206 (2020).
  38. Sáez-Sandino, T., et al. The soil microbiome governs the response of microbial respiration to warming across the globe. Nat Clim Chang. 13, 1382-1387 (2023).
  39. Vaughn, L. J. S., Torn, M. S. 14C evidence that millennial and fast-cycling soil carbon are equally sensitive to warming. Nat Clim Chang. 9, 467-471 (2019).
  40. Liu, Y., et al. Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input. Soil Biol Biochem. 154, 108148(2021).
  41. Robinson, J. M., et al. Rapid laboratory measurement of the temperature dependence of soil respiration and application to changes in three diverse soils through the year. Biogeochemistry. 133, 101-112 (2017).
  42. Thomas, W. H., Scotten, H. L., Bradshaw, J. S. Thermal gradient incubators for small aquatic organisms on JSTOR. Limnol Oceanogr. 357, 357-360 (1963).
  43. Alster, C. J., Robinson, J. M., Arcus, V. L., Schipper, L. A. Assessing thermal acclimation of soil microbial respiration using macromolecular rate theory. Biogeochemistry. 158, 131-141 (2022).
  44. Sierra, C. A., Trumbore, S. E., Davidson, E. A., Vicca, S., Janssens, I. Sensitivity of decomposition rates of soil organic matter with respect to simultaneous changes in temperature and moisture. J Adv Model Earth Syst. 7, 335-356 (2015).
  45. Davidson, E. A., Samanta, S., Caramori, S. S., Savage, K. The dual Arrhenius and Michaelis-Menten kinetics model for decomposition of soil organic matter at hourly to seasonal time scales. Glob Chang Biol. 18, 371-384 (2012).
  46. Schuur, E. A. G., et al. Climate change and the permafrost carbon feedback. Nature. 520, 171-179 (2015).
  47. Bradford, M. A. Thermal adaptation of decomposer communities in warming soils. Front Microbiol. 4, 333(2013).
  48. Tecon, R., Or, D. Biophysical processes supporting the diversity of microbial life in soil. FEMS Microbiol Rev. 41, 599-623 (2017).
  49. Evans, S. E., Allison, S. D., Hawkes, C. V. Microbes, memory and moisture: Predicting microbial moisture responses and their impact on carbon cycling. Funct Ecol. 36, 1430-1441 (2022).
  50. Allison, S. D., Wallenstein, M. D., Bradford, M. A. Soil-carbon response to warming dependent on microbial physiology. Nat Geosci. 3, 336-340 (2010).
  51. Elias, M., Wieczorek, G., Rosenne, S., Tawfik, D. S. The universality of enzymatic rate-temperature dependency. Trends Biochem Sci. 39, 1-7 (2014).
  52. Alster, C. J., et al. Quantifying thermal adaptation of soil microbial respiration. Nat Commun. 14, 1-25 (2023).

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Toprak Solunum H zlarKarbon klim Geri BeslemesiToprak nk basyonuCO2 l mMakromolek ler H z TeorisiArrhenius ModeliToprak Ayr masS cakl k Yan t E risi

İlgili makaleler