文丘里效应可以帮助治疗我们的树

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Summary

相较于较为传统的孔为基础的方法,其中大部分需要被钻树,透镜状刀片工具变换endotherapy缓解伤口的闭合,并允许解决方案的自然吸收的基础知识。

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Montecchio, L. A Venturi Effect Can Help Cure Our Trees. J. Vis. Exp. (80), e51199, doi:10.3791/51199 (2013).

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Abstract

在木本植物木质部汁液向上移动通过血管因水势的下降梯度从地下水到树叶。根据这些因素和它们的动力学,少量的树液兼容的液体( 杀虫剂)可以被注入到木质部系统,从内到达他们的目标。这endotherapic方法,被称为“主干注射液”或“主干输注”(取决于用户是否提供外部压力或不是),限制所述施加化学物质仅在目标树中,从而使得它在市区的情况下特别有用。限制性的更广泛使用的传统的钻探方法的主要因素都涉及到了必须钻孔周围的躯干周围,以获得对木质部导管树皮下孔的副作用。

帕多瓦大学(意大利)最近开发了一个手册,免钻仪器具有体积小,每forated刀片通过分离木质纤维以最小的摩擦进入主干。此外,柱状形刀片降低了船只的横截面,增加汁液速度,并允许外部液体向上的自然吸收的叶子,当蒸腾速率是巨大的。口由于自然弹性和膨胀度的植物组织,并形成层活动完成愈合过程中的几个星期去除叶片后不久局部关闭。

Introduction

在近代,躯干endotherapy已逐步取代了木本植物1-6传统的空气喷涂方法,但是这不是最近的想法。在15 世纪的达芬奇详细描述了他是如何能够通过一个手钻7做深洞注入砷溶液成一棵苹果树的树干来 ​​麻醉苹果。自那时以来几乎没有改变:在自然界中容易获得的化学品已逐渐被替换更高效合成的活性成分(杀虫剂,杀菌剂,杀菌剂,化肥,植物生长调节剂和干燥剂)。大气压力注射演变成高压,和手驱动gimlets已被替换成新式电池演习8-10。不幸的是,即使是最锋利的钻头眼泪和过热负责封穴的形成层组织。因此,伤口愈合延迟和相邻的木质组织中很大一部分失去了乐趣ctionality从注射部位(“变色木”)到几英尺以上,并低于11。此外,插电孔很容易被细菌和真菌的伤流液所吸引,并导致长期的内部腐烂,用木材的强度和稳定性12,13的相应损失殖民地。

意识到,1)的一组纵向纤维的根据一个透镜状的双凸形状( 图1a)中分离,和2)树液运动转换成血管履行对流体动力学的伯努利原理,在2011年帕多瓦大学设计了一个新的14钻免费endotherapic仪器的基本透镜状,双凸和空心叶片的进入分离其纤维的木材。以这种方式,内xylematic船舶达到最小的摩擦( 图1b),并暂时减少其截面的增大树液速度,加快外部液体的自然摄取( 图1c,视频1)15,16。

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Protocol

  1. 最好在花蕾休息和夏末进行治疗,在阳光和微风天,根据树endotherapy 17的一般规则。
  2. 根据现行规定,应戴上手套,防护眼镜和其他安全装置。
  3. 熟悉仪器,拆卸和重新组装。其主要成分列于图2。
  4. 熟悉该方法,在下面的步骤,并在视频2中描述。开始使用的水在未修剪树树皮光滑,充分开发和树冠非常宽大的叶子( 即悬铃木属, 属)练习输液技术。
  5. 只使用经过许可的树注射根据当地或国家的规定,并依法向生产者,信息稀释有毒液体(杀虫剂,杀真菌剂,干燥剂 )(见标签)。
  6. 测量树在B点的圆周(CRF =直径×3.14)reast高度并计算出溶液中根据由所述液体的生产者提供的技术信息的数量( ,如果CFR为190厘米,剂量为0.7毫升/厘米,133毫升稀释液的总量将被注入)。
  7. 计算端口的根据的直径(直径)或周围(CRF)胸径制成,设想1 port/25-30厘米CRF和舍入的结果,以下面的单元( 190厘米CRF = 6.3 = 7的数端口)。
  8. 根据端口的最终数量重新计算端口之间的距离( 190厘米/ 7端口= 27公分)
  9. 计算液体/端口的最终体积( 133毫升的总/ 7端口= 19毫升/端口)。
  10. 当使用预填充胶囊,根据制造商的指示计算端口的数目。
  11. 选择等距插入位点( 7)沿前150厘米的地面周长,宁愿轻轻凸,smoo个位置上的根耀斑。
  12. 避免任何一部分异常情况能够干扰汁液动态,上方或下方插入位点( 结,木材腐朽,修剪切口)。
  13. 如果有必要,表面光滑的树皮用刀允许外部密封垫做一个完美的密封带树皮。如果该网站是太粗糙或太弯曲,移动几厘米到一边。
  14. 选择一个长度与两个树皮厚度和树的直径相适应的叶片和它拧到主体。在阔叶树,至少2cm必须输入木本组织;在针叶树和手掌,更长的叶片是因为单子叶植物解剖学优选克服树脂容器或分别。
  15. 填的合适体积与所需的单个插入( 17.14毫升)溶液一次性药物注射器(最便宜和最有效的解决方案),保持柱塞在至少3厘米深( 20毫升注射器)。
  16. 作为ALTER原产于注射器,可使用任何容器,树注射( 点滴袋,可再填充的注射器,预填充胶囊,外部贮箱)与锥形孔(阴皮下注射针头标准)或1/8“螺纹位于该工具的臂接头。
  17. 用一只手紧紧握住机身,指挥刀片树的中心。叶片的边缘必须被定向平行于纤维( 垂直方向)。
  18. 用另一只手打在身上滑动锤,直到外部胶乳垫圈被完全挤压。
  19. 将注射器中的锥形开口,轻轻抽出柱塞:所输入的仪器打击乐中的空气就会流出来通过液体。柱塞的阻力表示叶片的完美插入。注:不同的接头空气不能抽出并处理速度会变慢。
  20. 等待总摄取。
  21. 如果输注快( 10毫升/ 1分钟),到decreaSE端口总数填充容器之前它是空的,然后重新计算端口的数量。注:为确保液体的分配好到树冠,至少有一个端口/ 40厘米沿圆周建议。
  22. 如果输液时间过长(超过1毫升/分钟, 在阴天或针叶树和手掌)转向光注入模式,重新插入柱塞和应用低压用拇指或工具连接到加压罐( 1.5巴; 图3a和b)。
  23. 如果注射不发生,推迟治疗,直到合适的生理和气候条件为准。
  24. 当容器是空的,等待剩余的液体,退出刃(8-10秒),取下注射器和通过撞击锤在相反的方向中提取刀片。
  25. 移动到下一个港口。
  26. 使用惰性蜡和口香糖,如果保护伤口是可取的或强制性的。无TE:修剪或嫁接,含农药的牙龈可药害的形成层,减缓伤口愈合。
  27. 的情况下受到传染疾病的植物,消毒处理后两个刀片和主体。凡当地的接受,使用酒精或过氧化氢。如果出现发热消毒,去除外部和两个内部的橡胶垫圈和分别对待,或替换它们。

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Representative Results

由于其小尺寸和独特的造型,柱状叶片不会删除形成层和木本组织,并与传统的钻孔相比,伤口是明显较小( 图4a)。通常情况下,孔的边缘由形成层组织( 图4B1)正在慢慢条块钻井过程中过热往往是因为,。相反,与一个柱面叶片处理相同的树后,将木质纤维恢复到它们先前的形状,并且形成层开始产生分生组织中几天。主要分布在阔叶,这是分离的树皮( 图4B2和 c)后可见。通常,几个月后,伤口完全愈合,用少量的底层变色木材的( 图5),从而允许进一步处理,如果不使用高品质木材树。

由于它的形状,叶片产生“文丘里EFFECT“。这种物理现象发生时,管道内流体的速度是相当大( 视频1),并在影响汁液速度的主要因素是与叶片蒸腾相关的一棵树。根据我们的初步结果,输液是快的阔叶树种用环状或降低木材的孔隙率,并且当液体在接近基部凸出或平的表面或上根耀斑施加( 视频2,图6)。表现最好的环境条件是白天,与土壤水分含量接近60%的和轻微的微风(图7),在正常条件下,例如,在伦敦平面( 悬铃木 )可以自发地摄取,在不到1分钟将10ml杀虫剂abamectine,并在周围1升在10分钟内18的理想条件。

当树液速度太低(亚最佳的环境条件,树种与intrinsicalLY缓慢的汁液,像针叶树和手掌),向上取可以轻轻地施加一些轻微的外来压力(注射强制)。

作为树endotherapy一般来说,沿主干液体局部输注不保证快速易位到叶子图8报告的上行需要时间来叶梗栎( 夏栎 )表明,在不施加外部压力,水至少需要6小时到达叶子,而且吸收的时间可以使用有效成分增加一倍,尽管制定了endotherapy。然而,速度和不发送方法是限制因素: 图9显示出,向上取通过输液装置的叶子也发生在棕榈树,其特征在于,很慢树液动力学。在这种情况下,需要 24小时,而同样的结果是通过钻孔达到在约3小时后,施加50磅的压力。

W未执行的IDE,对注入的化学品的效力反对单一害虫统计学为基础的测试中,与使用abamectine 6%,以控制许多变量( 树种,生理状况,虫蛀度,活性成分和配方),但初步试验蚜虫对属。和雪松libani,Cameraria ohridella七叶树hyppocastanum,并在两个雪松Thaumetopoea pityocampa。松属 ,给了积极的成果19。

图1
图1。荚状叶片的优点。通过引入任何形状的物体成一组纤维的,他们根据透镜双凸几何( )区分开来。不同于现有的针头,透镜状刀片分开 s的最小的摩擦和损坏的纤维(b)所示 。刀片形状会导致暂时减少船只的横截面,产生了“文丘里效应”:SAP压力降低,其速度增加。当SAP的速度自然是巨大的,从外部源的液体由树是被动吸收(c)所示点击这里查看大图

图2
图2。组件。该仪器是完全手动,并具有不同的长度,主体,用于连接到液体容器,以及滑动锤为轴向插入和提取的至少损坏树(图中从16修改)的可互换的刀片。/ files/ftp_upload/51199/51199fig2highres.jpg“目标=”_blank“>点击这里查看大图。

图3
图3。低压注射。拇指压力通常足以从输液转向注射时天然汁液速度太慢(a)所示 。加压舱多个连接加快处理(B)。 点击这里查看大图

图4
图4。 (一个传统的4厘米直径的钻孔治疗前孔和刀片之间的伤口闭合时间。一个比较桦毛竹 )。除去树皮治疗4周后,在孔的边缘是较小但显着的坏死(b1)中 ,而更大的叶片,但较少创伤的伤口,是完全封闭由分生组织(B2,在相同的黑杨两种截然相反的处理) 。全封闭后1个月三, 七叶树hyppocastanum)。所有的理疗与abamectine 6%芽打破;酒吧:5毫米点击这里查看大图

图5
图5。变色的木材处理,延长木材变色( 黑杨,酒吧十二个月:5毫米,B, 白桦 ; potassiu米磷酸盐25%)。 点击这里查看大图

图6
图6。注入时代的变化与注射位置和木材的孔隙率,根据初步结果,最快输注发生在健康的阔叶树种有环状或减少木材的孔隙率,在靠近基部或根部耀斑凸面或平面(min/10毫升abamectine的0.1%,土壤湿度60%,风速14节,全面发展的叶子)。 点击这里查看大图

图7 图7。环境变量影响向上走的速度,根据初步结果,表现最好的变量是白天,土壤湿度接近60%,弱风(分钟摄取10毫升abamectine 0.1%,0磅,全面发展的树叶)。 点击这里查看大图

图8
图8。向上走倍至的叶子。使用红番红作为标记,液体输注梗栎(Quercus栎 )发生在叶柄被检测到显著不同的时间,根据施加的压力和积极液体的功能(hr/10毫升的液体,土壤湿度60%,风速14节,全面发展的叶子,ABAM = abamectine,TBZ =噻菌灵,H 3 PO 3 =锅 assium phosphytes;。商业制定了树干注射所有产品) 点击此处查看大图

图9
图9。向上走倍手掌。棕榈树而闻名的很慢汁液速度。两个图片显示染色杀虫剂的叶柄(a)和叶片)CA的存在。从输液( 棕榈 ,abamectine 0.1%和番红,0 psi之间;酒吧:5毫米)的24小时。 点击这里查看大图


视频1。1.WMV“目标=”_blank“>点击这里观看电影1。”文丘里效应“动作1:根据天然树液:一旦减少截面积,当水流速度是巨大的这种物理现象发生的动作2。速度,同样的效果发生了透镜状刀片暂时减少船舶的部分(视频速度可达8倍速,樱花, 红叶李 ,磷酸钾25%)。


。视频2 点击此处查看电影2。输液的樱花( 红叶李 ;磷酸钾25%)自然吸收

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Discussion

尽管树endotherapy的承认环境优势,到现在的主要因素限制了该方法的更广泛的传播已涉及到传统压力的方法使用( 延迟伤口愈合,寄生虫感染通过钻孔的负面影响孔,生产非活动变色的木材)。

与其他方法相比,该描述的一个设想符合宿主生理工作,考虑到输送速率作为用于治疗成功次要重要性。

从视图的一个专业操作者的角度来看,这是该技术的一个限制。事实上,用基于外部压力的方法,交货时间是可预测的还子优化条件下,和植物每天要处理的数量可以容易地计划。用所描述的技术,而是吸收速度是直接关系到水simultan的体积通过叶面蒸腾eously分散,并在次最佳条件也可以是慢于期望。在这种情况下能够摄取轻轻将低外部压力不超过1.5巴的鼓励。根据项目的做法,等待更好的条件是建议的选择,当叶片蒸腾不是最优的。

一个关键点是液体分布木本植物内。事实上,虽然在压力注射可用大量的科学数据,一点目前了解关于导致在整个树的化学物质的最佳循环时通过输注装置施加的动态。调查过程中在帕多瓦大学加强这一假设,根据配方,树种和端口的位置,在液体pH值微小的变化能显著加快自然吸收。

据现代树木培植11,17,20的新趋势,这个P光圈提出一种不同的方式来分发农药和其他SAP兼容的液体成树。这种方法是合适的选择,当发送方法的副作用比操作员的日常工作​​效率更重要。荚状刃工具,通过使树木根据自己的生理状况,以吸收液体,代表着发展中国家微创endotherapic治疗一个新的台阶。

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Disclosures

所描述的仪器的专利引用PD2011A000245,EP2012/063680,世界知识产权组织WO/2013/010909。

Acknowledgments

作者感谢帕多瓦大学的专利局,TeSAF部和Vitzani srl公司提供的财政和技术支持,允许仪器,乔纳森·科金医生(英国)的盛情合作和语言版本,蓬市政府发展圣尼科洛PD为在视频拍摄的盛情款待,和审稿人有目的,有详细的建议。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
BITE Vitzani srl, Perarolo di Cadore, Italy  

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