A Таблица складками термоградиентный для управления температуры почвы для оценки роста растений и мониторинга почвенных процессов

Общая цель этого видео - продемонстрировать настройку, использование и применение одномерного термоградиентного стола с косынками и почвой. Мы разработали новую конструкцию стола с термоградиентом, чтобы обеспечить лучший контроль температуры за счет сварки алюминиевых полос или косынок с интервалами, перпендикулярными поверхности стола. Такая конструкция способствует потоку тепла над поверхностью столов, так что почва или контейнерные образцы, помещенные между косынками, могут уравновешиваться до достаточно высокой температуры по всему столу.

Эта конструкция стола позволяет проверить влияние температуры на биологические и физические процессы на повторяющихся образцах в одном эксперименте. По сравнению с предыдущей конструкцией стола с градиентом, новая конструкция стола имеет девять косынок высотой три дюйма, приваренных к поверхности по всей длине стола. Теперь светодиодные светильники излучают фотосинтетически активные частоты по бокам стола, чтобы поддерживать рост рассады, когда стол закрыт.

Изолированный корпус, покрывающий новую конструкцию стола, изготовлен из белого ПВХ и устойчив к деформации и растрескиванию. Во время работы две циркуляционные ванны с климат-контролем перекачивают воду со скоростью не менее 10 литров в минуту через пол стола. Температура каждой ванны контролируется независимо и может нагреваться или охлаждаться для получения точной температуры, необходимой для эксперимента.

Перед эксплуатацией убедитесь, что воздушные фильтры и резервуары для жидкости циркуляционных ванн чистые. Теперь заполните каждую ванну до верха бака резервуара равномерной смесью дистиллированной воды и антифриза. Затем на обоих концах стола соедините входы и выходы ванн с выходами и входами стола.

Трубка должна быть толстостенной, гибкой и иметь неупругие стенки, которые не расширяются под давлением и не перегибаются при сгибании. Закрепите крепления трубок с помощью хомутов с винтовым хомутом для шланга, чтобы предотвратить утечки. Затем оберните трубку изоляцией; Изоляция из пенопласта для труб хорошо работает, чтобы свести к минимуму изменение температуры циркулирующего раствора.

Теперь откройте все клапаны и включите насосы, чтобы проверить их на наличие утечек, перегибов или обрушения трубок. При необходимости вносите коррективы. Наконец, проверьте осветительные приборы, чтобы убедиться, что они также работают правильно.

Чтобы начать подготовку к эксперименту, сначала выстелите дно стола между ластовицами гидрофильным материалом, таким как капиллярное матирование для теплицы, неглянцевая газета или бумажные полотенца. Это поможет более равномерно распределить поливную воду по столу. Далее между ластовицами равномерно заполните стол грунтом.

Например, может быть использована натуральная или синтетическая почва. Заполняя стол почвой, избегайте образования воздушных карманов, которые могли бы нарушить температурное равновесие и равномерное увлажнение. Теперь откройте клапаны и включите насосы и регуляторы температуры, первоначально установите температуру охлаждающей бани на пять градусов Цельсия ниже желаемой низкой температуры, а согревающую ванну на пять градусов Цельсия выше желаемой высокой температуры.

Это позволит учесть потери и приток тепла во время циркуляции. Затем подготовьте беспроводные регистраторы данных minature для записи температуры почвы. Оберните каждый регистратор температуры в парапленку, чтобы избежать повреждения водой.

Затем рассыпьте их в питательных средах, чтобы следить за температурой в разных местах на столе. Далее установите наклон стола, регулируя ножки, чтобы был очень небольшой наклон в сторону угла слива. Поместите контейнер под дренаж, чтобы улавливать стоки от орошения.

Затем равномерно намочите питательную среду, примерно на три четверти ее водоудерживающей емкости. Более влажные почвы будут проводить тепло более эффективно. Будьте готовы чаще поливать почву в теплом конце стола.

Теперь дайте таблице уравновеситься в течение 24 часов. Позже отрегулируйте температуру ванны, чтобы достичь желаемого диапазона температур почвы. Быстро измеряйте температуру с помощью терморезисторного датчика температуры, термокубеля или инфракрасного термометра.

Отрегулировав ванночки до нужной температуры, посадите семена для эксперимента. Столом можно работать без крышки при сравнении роста растений при разных температурах почвы. Промежуточные крышки представляют собой прозрачные пластиковые листы и используются для улучшения выравнивания температуры почвы, снижения потерь на испарение и пропускания света для роста растений.

Вторая крышка, представляет собой более прочную утепленную крышку, которую следует использовать, когда внешний свет или дополнительное пространство не нужны. На протяжении всего эксперимента внимательно следите за системой на предмет перебоев в подаче электроэнергии, неисправностей ванны, утечек, высохшей почвы или чрезмерных колебаний температуры стола. Кроме того, обязательно регулярно проверяйте ванны резервуара и добавляйте воду и/или антифриз по мере необходимости.

Для этих экспериментов стол термоградиента со складками оставался стабильным всего через 12 часов после установки. Он показал приемлемые колебания температуры в четырех различных положениях, измеренных на трех глубинах почвы. Для освещения боковые светодиодные лампы для выращивания производят все фотосинтетически активные частоты, необходимые растениям, однако можно использовать и другое освещение.

Например, при изучении всхожести семян пшеницы в дополнение к светодиодному освещению использовалось дополнительное верхнее люминесцентное освещение. Эксперимент по проращиванию был проведен на семенах помидоров, дыни, овса и салата. На основе таких данных легко рассчитать температурный диапазон для эмерджентности, пиковую температуру эмерджентности и температуру самой быстрой эмерджентности.

Конструкция стола с термоградиентом со складками может использоваться в различных областях, выходящих за рамки продемонстрированного проращивания семян. Например, с помощью некоторых дополнительных инструментов можно измерить выделение углекислого газа и других газов. Поскольку стол также может работать при отрицательных температурах, его можно использовать для моделирования замерзших дорожных покрытий, чтобы проверить воздействие различных противообледенительных обработок.

Еще одно интересное применение градиентного стола заключается в том, что его можно использовать для испытаний на трение, включая испытания на трение при замерзании.