The authors would like to thank the staff of the Department of Animal Science&#8217;s Dairy Center for their conscientious care of the experimental cows used to generate data for this study.

Tiere in der in repräsentative Ergebnisse beschriebene Versuch beteiligt waren, für die nach den Richtlinien der Pennsylvania State University Animal Care und Verwenden Committee betreut. Der Ausschuss überprüft und genehmigt das Experiment und alle in der Studie Verfahren. Details, wie Tier- und Nahrungszusammensetzung Informationen und experimentelles Design, in der vollständige Veröffentlichung dieses Experiments 12 gefunden werden. Hinweis: Eine Liste der Geräte und notwendig, um das Experiment durchführen, siehe Materialien Tabelle liefert. 1. Experimentelles Design <ol><li> Erhalten Institutional Animal Care und Verwenden Ausschuss die Genehmigung für das Experiment. Dies ist ein nicht-invasives Verfahren, das keine Schmerzen verursacht, auf das Tier und wird als USDA Kategorie C (leichte oder momentane Schmerzen oder Leiden oder gar keine Schmerzen oder Leiden) klassifiziert. Anästhesie nicht erforderlich ist. </li><li> Wählen intakt (dh nicht durchbohrt) Kühefür das Experiment auf der Grundlage Laktationsstadium, Alter und Milchproduktion. Verwenden Sie nicht kanülierten Kühe mit AHCS wegen der möglichen Leckage des Pansengas durch die Kanüle. Eine Einrichtung, um dieses Problem zu lindern wird derzeit getestet, aber Ergebnisse sind hier nicht angegeben. </li><li> Wenn ein Crossover-Design (dh Lateinisches Quadrat, zum Beispiel) verwendet wird, verwenden 8 bis 12 Kühe, je nach Anzahl der Behandlungen in einer replizierten Design für Resteffekte ausgeglichen. Wenn zum Beispiel 4-Behandlungen unterzogen werden, wird 8 Kühe eine replizierte 4 × 4-Design-Studie ergeben, etc. Die empfohlene Mindestdauer dieser Arten von Experimenten beträgt 21 bis 28 Tage, mit den ersten 14 bis 21 Tage für die Anpassung an die Behandlung und 7 Tage für die Datenerfassung. </li><li> Wenn eine randomisierte Blockanlage verwendet wird, verwenden Sie 12 bis 15 Kühe pro Behandlung. Umfassen eine 2-Wochen-Kovariate Zeit vor Datenerfassung beginnt. Die empfohlene Dauer dieser Experimente ist von 8 bis 12 Wochen mit der ersten 2 Wochen being für die Anpassung an die Behandlung. </li><li> Statten Sie jedes Versuchstier mit einer ISO 11784 oder 11785-kompatiblen RFID-Erkennungsmarke. </li></ol> 2. Training der Tiere zu AHCS Verwenden <ol><li> Bevor das Experiment beginnt, bewegen AHCS in die Anlage, wo die Kühe befinden. Stellen Sie das Gerät in Sichtweite der Kühe. Es lassen Sie das Gerät für mindestens 2 Tage. </li><li> Bereiten Sie einen Köder Futter, das die Tiere mögen. Verschiedene Feeds kann versucht werden, um Kühe zu locken, obwohl eine Mischung aus 70% Maismehl, 27% Trocken Melasse, und 3% Sojaöl (Ist-Gewicht-Basis) wurde erfolgreich im Labor eingesetzt. Vermeiden klebrigen und staubigen Feeds, die den Luftfilter und die Futterabgabesystem AHCS verstopfen können. Es ist bevorzugt, dass das Futtermittel pelletiert. </li><li> Geben Sie eine kleine Menge (eine Handvoll) von Futter für alle Tiere, indem Sie es auf der Oberseite des Futter sie es gewohnt sind, damit sie sich mit dem Köder-Feed vertraut. </li><li> Sehr langsam bewegen AHCS bis etwa 1,5 m from das Tier. </li><li> Jeweils etwa 1 kg Köder Feed in einen Eimer und lassen Sie das Tier zu riechen und schmecken den Köder-Feed. Den Eimer nach und bewegen in Richtung der Futtertrog des AHCS Einheit, zwingt das Tier zu dehnen und zu erreichen, in Richtung der AHCS Futtertrog. </li><li> Dump etwas von dem Köder-Feed aus dem Eimer in die AHCS Futtertrog und bewegen Sie die AHCS Einheit gegenüber der Kuh langsam. Wenn zu irgendeinem Zeitpunkt der Ausbildung, wird die Kuh besorgt oder Angst, von ihr weg bewegen Sie das Gerät und versuchen Sie es erneut zu einem späteren Zeitpunkt oder Tag. </li><li> Im Laufe von mehreren Tagen zu wiederholen, bis das Training werden die Tiere gewöhnt und die AHCS Einheit (dh die Köder feed) angeregt wird. Wenn ein Tier nicht auf AHCS gewöhnen, zu ersetzen mit einem anderen Tier, bevor das Experiment beginnt und schulen das neue Tier nach dem oben beschriebenen Verfahren. </li></ol> 3. Kalibrierung der AHCS Hinweis: Der Konzentrationsbereich des CO 2 -Sensor ist 0 bis 5%; dasBereich für die CH 4 Sensor 0-2%. Das Erfassungsuntergrenzen sind 20 ppm CH 4 und 50 ppm für CO 2. Es gibt keine Bedenken hinsichtlich der hohen Hintergrundbelastung von CH 4 und CO 2, weil die Nachweisgrenzen sind weit größer als sichere hohen Hintergrundwerten dieser Gase in der Tieranlagen. <ol><li> Für maximale Genauigkeit, 5-mal am Anfang und 3 mal auszuführen dieses Kalibrierverfahren am Ende jedes Gasmess Experiments. </li><li> Verwenden Sie die folgenden Gasen (siehe Materialien Tabelle): 0,15% CH 4 und 1% CO 2 (Grad zertifizierten Meisterklasse, ± 2% Genauigkeit) für Bereichsgas und 100% N 2 (99,999% Reinheit) für die Nullgas. </li><li> Füllen Sie einen Probenbeutel mit 2 l Nullgas, und eine andere Tasche mit 2 l Bereichsgas-Gemisch. Achten Sie darauf, vollständig abgelassen Beutel zu verwenden. Füllen der Säcke mit neuen Gas am Tag der Kalibrierung. </li><li> Ersetzen Taschen nach 1 Jahr der Nutzung oder weniger, falls erforderlich. </li><li> Nehmen Sie die GasNormen an die Stelle, wo der Gasmessung Experiment stattfindet. Wenn die Tiere und die Messung erfolgt in einer geschlossenen Anlage (dh., Einen Kuhstall), drehen Sie die Scheune Fans während des gesamten Kalibrierungsprozess. Dies ist notwendig, um die Wirkung der Methankonzentration in der Hintergrundluft zu minimieren. </li><li> Schalten AHCS ON und lassen es warm vor der Kalibrierung für mindestens 30 min. Entfernen Sie den Stopfen aus dem Kalibrierungsrohr im Inneren der Frontplatte. Stellen Sie sicher, gibt es kein Wasser in der Kalibrierungsröhre. Entfernen Sie Wasser, wenn nötig. Das Wasser wird die Gaskonzentration Sensoren zerstören. </li><li> Schließen Sie das N 2 Probenbeutel (Nullgas) zu dem Kalibrierungsrohr. Die Kunststoffventil abschrauben auf dem Probenbeutel gegen den Uhrzeigersinn 1 volle Umdrehung, um den Fluss zu ermöglichen. </li><li> Schalten Sie die &quot;RUN-Calibrate&quot; -Knopf auf dem Instrument Bedienfeld AHCS auf &quot;Kalibrieren&quot; entfernt. Dies beginnt die Probe Pumpen aus dem Sack. Sobald die Strömung beginnt, drücken SieHalten Sie die Taste &quot;Kalibrieren&quot; für 10 Sekunden lang gedrückt. </li><li> Warten Sie, bis der Beutel auf etwa 10% seiner Kapazität zu entleeren. Nicht vollständig die Tasche leer ist, kann es den Sensor beschädigen. Sobald die Tasche ist mit etwa 10% seiner Kapazität, schalten Sie die &quot;RUN-Calibrate&quot; -Knopf wieder auf &quot;RUN&quot;. </li><li> Schließen Sie die Probenbeutel und trennen Sie es von der Kalibrierungsröhre. Warten Sie 2 Minuten und dann schließen Sie das Bereichsgas-Mischung Tasche, um die Kalibrierungsrohr. </li><li> Wiederholen Sie Schritt 3.7. </li><li> Sobald die Strömung beginnt, halten Sie die Taste &quot;Kalibrieren&quot; für 3 Sekunden und dann loslassen. </li><li> Wiederholen Sie Schritt 3.10. </li><li> Schließen Sie die Probenbeutel und trennen Sie es von der Kalibrierungsröhre. Wird der Stopfen in das Kalibrierungsrohr. Hinweis: Nach der Kalibrierung abgeschlossen ist, &quot;Faktor&quot; Werte werden in der Registerkarte Daten auf der Webseite angezeigt. Der Variationskoeffizient der Faktoren, sollte weniger als 3% und 1% CH 4 und CO 2, respectively. Wenn nicht in diesem Bereich liegt, wiederholen Sie die Kalibrierung. </li></ol> 4. CO 2 Recovery Test <ol><li> Führen Sie die CO 2 Recovery-Test mindestens einmal (3 Releases = 1 Zylinder der CO 2) vor jedem Gasmessung Experiment. Im Daueranwendungen, führen Sie die Wiederherstellungstest einmal pro Monat. </li><li> Sicherzustellen, dass der CO 2 -Rückgewinnung Prüfventil AUS (das Ventil senkrecht zur Austrittsdüse). Befestigen Sie eine neue CO 2 Zylinder mit dem Trennsystem und drehen Sie das Ventil im Uhrzeigersinn, bis sie fest sitzt. </li><li> Niveau und Null die Massenskala. Setzen Sie den gesamten Release-System auf die Waage, um sicherzustellen, dass sie richtig sind. Test, um sicherzustellen, CO 2 fließt: öffnen Sie die EIN / AUS-Ventil und schnell wieder schließen beim Hören für CO 2 aus der Düse austritt. Es sollte ein &quot;whishing&quot; Ton, wenn das CO 2 fließt sein. </li><li> Befestigen Sie den CO 2 Zylinderhalter zum Futtertrog. Von now auf, lassen Sie sich nicht in der Nähe von Tieren zu erhalten / zu atmen in den Einzug. Die Menschen sollten auch nicht in den Einzug zu atmen. </li><li> Wiegen Sie die CO 2 Zylinder mit dem Release-System. Notieren Sie sich diese Masse als Ausgangsmasse. Notieren Sie die aktuelle lokale Zeit zu Beginn jeder CO 2 Release. </li><li> Platzieren der CO 2 -Flasche und Freigabesystem in die CO 2 -Flasche Halter (Trog) und leiten die Düse in den Verteiler. Nicht in den Einzug zu atmen. </li><li> Schalten Sie den ON / OFF-Ventil, um CO 2 und vermerkt beginnen zum Zeitpunkt der Veröffentlichung. Zurück mehrere Meter entfernt von der Zuführung und 3 min warten. Nach 3 min, schalten Sie den ON / OFF-Ventil und Aufzeichnungsstopp zum Zeitpunkt der Veröffentlichung. </li><li> Entfernen Sie die CO 2 Zylinder und Release-System aus dem Einzug. Den CO 2 Zylinder von der Release-System nicht abschrauben. Halten Sie die CO 2 Zylinder in einer Wanne mit warmem Wasser (37-43 ° C). Legen Sie nur den Zylinder in Wasser, nicht das ganze Release-System. </li><li&gt; Sobald die CO 2 Zylinder aufgewärmt ist, entfernen Sie sie aus dem Wasser und mit einem Trockentuch, um alles Wasser aus ihm zu wischen. Wiegen Sie die CO 2 Zylinder mit Release-System und notieren Sie diese als endgültige Masse. </li><li> Warten Sie mindestens 3 Minuten vor der nächsten Version. Während der 3 Minuten Wartezeit, keine Tier oder eine Person in der Nähe des Geräts zu ermöglichen. Ein 90 g CO 2 Zylinder liefert etwa 3 Releases so verwenden mehrere Zylinder, wenn es mehr als 3 Releases. Wenn ein Zylinder leer ist, wiegen die leeren Zylinder und weiter mit einem neuen Zylinder, wie oben beschrieben. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 4.3 bis 4.9 mindestens 3 mal, Kennzeichnung der neue Startzeit, Stoppzeit, Einwaage und Auswaage von jedem Release. </li><li> Nach der endgültigen Version, warten Sie mindestens 3 Minuten bevor Tieren, um das Gerät zugreifen. Wenn Sie fertig sind, schrauben Sie die CO 2 Zylinder von der Release-System. </li></ol> 5. Gasmessung Hinweis: VorGasmessung, eine kürzlich (innerhalb einer Woche) Kalibrierung AHCS erforderlich. Sehen Sie die Schritte 3, Kalibrierung von AHCS und 4, CO 2 Recovery-Test. Stellen Sie sicher, das Tier RFID-Tag vorhanden ist. <ol><li> Schalten Sie AHCS und lassen Sie für 30 Minuten, um sich aufzuwärmen, bevor Sie Messungen. </li><li> Position AHCS damit der Luftstrom vom Scheunen Fans darf in den Futtertrog geben. Warten Sie 2 Minuten. Drücken Sie die FEED Liefer Taste und halten Sie für 3 Sekunden, um etwa 50 g Futter zu liefern. Visuell zu überprüfen, dass Futtermittel in den Futtertrog geliefert. </li><li> Rollen AHCS vor einer Kuh. Nehmen Sie die Zeit in Experiment Notebook. Das Gerät des Tieres RFID-Tag zu lesen. </li><li> Geben Futter 5 weitere Male über einen 5 min Abtastperiode, Abstand sie zu versuchen, den Kopf des Tieres kontinuierlich in den Futtertrog zu halten. Wenn zusätzliche Futtermittel erforderlich ist (um den Kopf des Tieres in den Futtertrog zu halten), notieren Sie es in dem Experiment Notebook. </li><li> Nichte: Vorschub / Pellets werden üblicherweise einmal alle 50 s für insgesamt 6 Tropfen (300 g / Messereignisses) an einzelnen Messzeiten von 5 min erhalten, geliefert. Die AHCS ist mit Infrarot-Sensoren ausgestattet, um den Abstand des Kopfes relativ zu dem Lufteinlassverteiler des Tieres kontinuierlich zu überwachen. Diese Daten werden anschließend verwendet, um Zeiträume, in denen der Kopf des Tieres nicht in Position und diese Messdaten werden verworfen identifizieren. </li><li> Sobald die 5 min Probenahmezeitraum abgelaufen ist, ziehen AHCS weg von der Tier- und Positionseinheit, so dass Luftstrom vom Scheunen Fans darf in den Futtertrog geben. Warten Sie 2 Minuten, um Luft durch das System zu spülen und den Hintergrund Luftzusammensetzung Daten zu sammeln. </li><li> Wiederholen Sie die Schritte 5.2 bis 5.5 für weitere Tiere. </li><li> Wiederholen Sie die Sampling-8-mal während einer 24-Stunden-Fütterung Zyklus zeitlich versetzt über einen 3-Tage-Frist. Die folgende Probenplan wurde erfolgreich verwendet: 0900, 1500 und 2100 h (Sampling Tag 1), 0300, 1200, und 1700 h (Sampling Tag 2), 0000, und 0500 h (Sampling Tag 3). Dieses Probenahmeplan werden 8 Proben pro Haustier und Abtastperiode zu liefern. Die Probenahmezeiten können je nach Zuführung und Melkzeiten variieren. Hinweis: Bei der Gasentnahme beendet ist, abzurufen Emissionsdaten von der Webseite. </li></ol>

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Die Autoren Patrick R. Zimmerman und Scott R. Zimmerman Miteigentümer von C-Lock, Inc. (Rapid City, SD), der Hersteller des GreenFeed (AHCS) beschrieben, die in diesem Artikel.

Die AHCS System kombiniert Elemente eines dynamischen Gehäuse Technik Kammersystem und Tracertechnik für die Massenflussmessungen von CH 4 und CO 2. Im Laufe von Tagen sammelt es mehrere Proben von jedem Tier zur Überwachung der durchschnittlichen täglichen Gesamtgasmassenflüsse zu definieren. Um ein Tier zu identifizieren und liefern die richtige Menge an Köder, wird ein RFID-Lesegerät in AHCS eingebaut. Der RFID-Tag gelesen wird, wie das Tier beginnt, den Kopf in den Einzug legen. Sobald ein Tier identifiziert wird, bestimmt AHCS wenn es berechtigt, einen Köder Belohnung zu diesem bestimmten Zeitpunkt des Tages zu empfangen ist (Beweidung oder Freilaufstall-Anwendungen). Die Start- und Endzeit der Besuch jedes Tieres (basierend auf den Infrarot-Sensoren bestimmt wird) wird automatisch erfasst. Der Köder-Abgabesystem verwendet wird, um Tiere zu AHCS periodisch über den Tag zu gewinnen. Typischerweise ist die Köderfutter pelletisiert und kann Gras, Luzerne, Getreide Konzentrate, Melasse und Pflanzenöl enthält.Während ein Tier Besucher AHCS zieht ein Fan Luft über dem Kopf (mit einer Geschwindigkeit von etwa 26 l / min), Fegen emittiert CH 4 und CO 2 in einen Lufteinlassverteiler. Die Luftströmungsgeschwindigkeit wird kontinuierlich mit einem Heißfilmanemometers in der Mitte des Luftsammelrohrs gemessen. Eine kontinuierliche Teilstichprobe der Luft extrahiert und in eine sekundäre Probenfilter geleitet, dann in zwei nicht-dispersiven Infrarot-Analysegeräte, einen Sensor zur CO 2 und eine für CH 4. AHCS umfasst auch zusätzliche Sensoren für Lufttemperatur, Luftfeuchte, Köder Drop, Systemspannung, Luftdruck, Propan Durchsatz und Kopfposition. Weide und Anhänger montiert Ausführungen für Weidesysteme gehören ein Schalenstern (lokale Windgeschwindigkeit) und Windfahne (Windrichtung). Alle Sensordaten werden in einem lokalen Datenspeicher und einem Computer gespeichert, so dass AHCS um automatisch und unabhängig funktionieren. Sensordaten werden auch auf einen internen Standard USB (Universal Serial Bus) Memory-Stick gespeichert. AHCS Datenwerden in der Regel über eine Internet-Verbindung übertragen werden, einmal pro Stunde, auf einen externen Server, wo sie dauerhaft angemeldet sind. Benutzer mit Internet-Anbindung können aus der Ferne in AHCS protokollieren und kontrollieren Sie das Gerät, Hetze Zeitpläne zu ändern und zu überprüfen historische und Echtzeit-Daten sowie Überprüfung und AHCS Funktion zu überwachen. Insgesamt Experimente an der Pennsylvania State University durchgeführt, zeigten, dass die AHCS System liefert verlässliche Schätzungen für CH 4 und CO 2 -Emissionen von Milchkühen im Tie-Laufställen untergebracht. Die Vorteile der AHCS über Atmung Kammern ist, dass das Tier nicht beschränkt und ist in seiner natürlichen Umgebung (dh., Auf der Weide), oder sich frei bewegen kann (in einem Freilaufstall). AHCS ist auch weniger teuer zu bauen als eine traditionelle Respirationskammer. Diese relativ geringen Kosten ist wichtig, insbesondere für CH 4 Minderungs Forschung in Entwicklungsländern. Verglichen mit dem SF 6 Spurenr Verfahren ist AHCS einfacher zu bedienen und keine komplizierte und teure Analysegeräte erforderlich. Vielleicht ist die scheinbare Nachteil AHCS gegenüber Kammern und den SF 6-Methoden (vor allem, wenn in Beweidung oder Freilaufstall Umgebungen verwendet), ist, dass das Tier hat, freiwillig zu nähern das Gerät und damit Gasmessung Ereignisse sind vielmehr abhängig von Tierbesuche . Innerhalb eines Tages diese Tierbesuche oder auch nicht repräsentativ für den Tagesrhythmus von CH 4 Produktion. Bei Anwendungen, in denen das Tier Abfragen AHCS freiwillig die Abtastperiode lang genug sein sollte oder wiederholt eine ausreichende Anzahl von Malen. Der Tie-Stall-Anwendung an der Pennsylvania State University verwendet lindert dieses Problem, indem die Anzahl und die zeitliche Verteilung der Gasmessungen während eines 24-Stunden-Zuführungszyklus. Ausreichende Abtastung Aufstossen Gas während eines Zuführungszyklus (wie in dem obigen Protokoll bezeichnet) ist wichtig für Vertreve Schätzung CH4-Produktion in den Pansen von Rindern. Die Menge des Köders Ernährung der Tiere während der Messungen mit AHCS zugeführt, um in der Gesamtanalyse (dh sie müssen zur Gesamtfuttermenge von dem Tier verzehrt hinzugefügt werden), so dass die Emissionsintensität pro Einheit des Vorschub DMI genau sein betrachtet werden geschätzt. Unter normalen Ernährungsbedingungen, die Köderfutter weniger als 5% des Gesamt DMI eines Milchkühen und seine Wirkung auf die Pansen und CH 4 Herstellung gering ist. Es wird angemerkt, dass AHCS (und anderen vergleichbaren Systemen) nicht CH 4-Produktion zu messen im Tier Enddarm. Enddarm Fermentations trägt jedoch nur etwa 3% der gesamten CH 4 -Emissionen in einem Wiederkäuer 7. Basierend auf der Erfahrung, gibt es einige wichtige Komponenten des Messentepansengasproduktion mit AHCS: (1) das Tier an die Hetze Futtermittel (und AHCS) gewöhnt werden und hat to, wie es um die Annäherung und verwenden Sie die AHCS Anleger, (2) den Kopf des Tieres hat, den ganzen Weg, um zuverlässige Gasemissionen Daten zu sammeln eingefügt werden in den Einzug, (3) die AHCS Kalibrierungsvorgang muss unbedingt eingehalten werden ist (4) mit ausreichend Zeit, um Hintergrund CH 4 und CO 2 Daten zwischen Abtasten einzelner Tiere zu sammeln wichtige, vor allem im Tie-oder Freilaufställen, und (5), ist es wichtig, dass genügend Daten werden in einem Abtastzyklus gesammelt ( Abdecken eines 24-Stunden-Zeitraum), so dass durch AHCS erzeugten Emissionsdaten repräsentativ für die tatsächliche Tages CH 4 oder CO 2 -Emissionen durch das Tier sind. Vergleichsversuche mit AHCS vs. gegründet CH 4 Messtechniken unterstützen die vorstehenden Schlussfolgerungen. Zum Beispiel, eine Studie mit wachsender Färsen Schluss, dass AHCS war in der Lage zu schätzen CH4-Emissionen aus der Tierhaltung und Emissions Einschätzungen AHCS erzeugt waren vergleichbardurch Respirationskammern 9 erhalten wurden. Diese Autoren darauf hingewiesen, dass der Einsatz der AHCS Einheiten und Replikation müssen sorgfältig geprüft, um sicherzustellen, eine ausreichende Zahl von Messungen erhalten werden. Basierend auf der Erfahrung, 8 Probenahme Veranstaltungen, eine 3-Tage-Frist, um eine 24-Stunden-Zuführungszyklus (siehe Protokoll oben) decken gestaffelt über ausreichend sind, um genaue Messungen der gasförmigen Emissionen und relativ geringe Variabilität in den Daten (dh akzeptable Präzision) zu erhalten. In einer Studie an laktierenden Kühen, wurde geschlossen, dass CH 4 -Emissionen von der AHCS gemessen wurden Literaturwerte aus Respirationskammern zwischen Variabilität der Tiere abgeleitet (CV von 11 bis 12%; Reproduzierbarkeit von 0,64 bis 0,81) wurde ebenfalls in der Bereich für Atmungskammern 10 ausgewiesen. In einer kürzlich veröffentlichten Studie mit laktierenden Kühen, hergestellt AHCS eine kleinere CV als der SF 6 Verfahren (14,1 bis 22,4% vs. 16,0 bis 111% für SF 6) 13 </sup&gt;. In einer 12-Wochen-Experiment an der Pennsylvania State University mit 48 laktierenden Milchkühen, bei der Pansen CH 4 Produktion wurde um 30% (p &lt;0,001) gehemmt wird durchgeführt, schlossen wir, dass AHCS und die SF 6 Verfahren hergestellte ähnliche CH 4 Emissionsergebnisse : 319-481 g / Kuh pro Tag (Durchschnitt = 374 g / d; SEM = 15,9; CV = 13%) und 345 bis 485 g / Kuh pro Tag (Durchschnitt = 396 g / d; SEM = 29,8; CV = 23 %) für AHCS und SF 6 bzw. 14. Abschließend genau, aber praktische Techniken zur Messung von CH 4 Produktion im Pansen sind für den Erfolg der THG-Minderungsanstrengungen von entscheidender Bedeutung. AHCS ist eine automatisierte Gasmesssystem, das erwiesenermaßen zuverlässige und genaue Schätzungen der magensaftresistenten CH 4 und CO 2 -Emissionen von Rindfleisch und Milchvieh zu liefern.

Tierproduktion stellt eine bedeutende Quelle von Treibhausgasemissionen (THG) weltweit, Erzeugung CH 4 und Lachgas entweder direkt (zB aus der Verdauung und Wirtschaftsdünger-Management) oder indirekt (zum Beispiel von Futtermittel-Produktion und Umwandlung von Wald in Weide oder Ackerland). Die Schätzungen für das Vieh Beitrag zur globalen THG-Emissionen variieren von etwa Juli 01-18% 2, je nachdem, die Grenzen der Analyse und Methoden. In den Vereinigten Staaten, Nutztiere vertreten 3,1% der gesamten Treibhausgasemissionen im Jahr 2009 3. Magensaftresistente CH 4 ist der größte Beitrag zur Treibhausgas-Emissionen aus der Tierhaltung. Deshalb haben tierische Wissenschaftler ihre Forschung sich auf die Entdeckung Minderungstechnologien zur Verringerung ente CH 4 Herstellung von Wiederkäuern. In vielen Fällen Ergebnisse von fragwürdigen wissenschaftlichen Wert durch unzureichende experimentelle Design or Messverfahren 1. Somit ist die Genauigkeit und Präzision der Messverfahren sind von entscheidender Bedeutung, Komponenten der THG-Verringerung Forschung. Eine große Menge an Literatur hat sich zu diesem Thema in den letzten Jahren 4-7 erschienen. Es gibt verschiedene Ansätze für die Messung festente CH 4 Produktion in Wiederkäuern, einschließlich Atmungskammern (sehr genaue, aber nur begrenzte Anwendbarkeit), Tracergasen (Schwefelhexafluorid, SF 6), und Kopfkammern. Obwohl die Atmung Kammern gelten als der &quot;Goldstandard&quot; für die Messung Pansengasemissionen, ist ihr großer Nachteil, dass die Anzahl der Tiere auf dem Prüfstand ist in der Regel aufgrund der begrenzten Anzahl von Kammern in einem bestimmten Forschungsanlage zur Verfügung begrenzt. Die praktischsten und am häufigsten verwendeten Techniken zur Messung ente CH 4 Herstellung sind SF 6 Tracergas Verfahren und in jüngerer Zeit eine automatisches Druckkopf-Kammer-System (AHCS, GreenFeed), daß cein Monitor CH 4 und CO 2 Massenflüsse aus der Luft und Aufstoßen Gas von Wiederkäuern 8. Sowohl der SF 6 Technik und AHCS aktivieren Emissionen auf eine große Anzahl von Tieren in freier Weidebedingungen oder in Free- und tie-Laufställen untersucht werden. Das SF 6 Technik verwendet SF 6 als ein Tracergas, das kontinuierlich von einer Permeationsrohr im Pansen des Tieres, Sammeln einer Probe der ausgeatmeten Gase eingeführt, und die Analyse des Gases für SF 6 freigegeben wird: CH 4-Verhältnis. AHCS ist ein automatisiertes, Kopfkammertyp-System, das ebenfalls auf der Verwendung von Tracergas (Propan) basiert. Verglichen mit der Atmung Kammerverfahren, in denen Tiere unter anormalen Fütterung und Verhalten Bedingungen beschränkt ist, und mit dem SF 6 Tracer-Methode, die spezielle analytische Fähigkeiten und Anlagen (für die Gaserfassung und SF 6-Analyse) sowie umfangreiche Behandlung der Tiere verlangt, ist AHCS Nicht -intrusive und ist weniger teuerzu erwerben und zu betreiben. Die wichtigsten Mängel der AHCS gehören nicht repräsentative Probenahme (in Anwendungen, wie zB Weidesysteme, in denen die Tiere freiwillig besuchen Sie die Einheit) und die Verwendung von Köderfutter, die bei einer Gasmessung bis zu 5% des Trockenmasseaufnahme des Tieres darstellen könnte Ereignis. Aktuelle Vergleichsversuche haben ergeben, dass AHCS produziert Emissionsraten vergleichbar mit denen geschätzt mit Hilfe von Atmungskammern oder die SF 6 Technik 9,10. Die Stand-Alone AHCS System wird um eine robuste automatische Zuführung, die leicht zu transportieren ist von Hand oder mit einem Anhänger mit Sonnenkollektoren (oder andere Stromquellen) für autonome Feldbetrieb und Fernverkehr ausgestattet montiert werden aufgebaut. Das System umfasst ein Tier Radiofrequenz-Identifikationssystem (RFID), eine Ködersystem, ein Luft Handhabung und Messsystem, ein Gas-Tracer-System, Elektronik und Kommunikationssystem und ein Datenverarbeitungssystem (&lt;strong&gt; Abbildung 1). Weitere Details finden Sie in der ursprünglichen Patentdokumentation 11 gefunden werden. Das nachfolgend beschriebene Beispiel AHCS Betrieb Protokoll für laktierenden Milchkühen in einem Tie-Laufstall untergebracht. Das Verfahren ist anwendbar auf andere Kategorien von Rindern (nicht laktierenden Milchkühe, Färsen, oder Rinder) in ähnlichen Einrichtungen untergebracht. Das Ziel dieses Experiments ist es, die Prinzipien und den Betrieb der AHCS zur Messung von CH 4 und CO 2 -Emissionen von Wiederkäuern zu demonstrieren.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>AHCS</td>
			<td>1</td>
			<td>C-Lock, Inc.</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zero, 100 N2</td>
			<td>1</td>
			<td>Air Liquide</td>
			<td>4 m3 sized tanks filled with&#160; 13,790 kPa</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Span, 0.15% CH4 and 1% CO2</td>
			<td>1</td>
			<td>Air Liquide</td>
			<td>4 m3 sized tanks filled with 13,790 kPa</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas sampling bag</td>
			<td>2</td>
			<td>SKC, Inc.</td>
			<td>FlexFoil&#174; PLUS Breath-gas analysis bags</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas regulator</td>
			<td>2</td>
			<td>Scott Gasses</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 cylinder</td>
			<td>6</td>
			<td>JT</td>
			<td>90 g CO2 tanks</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mass scale</td>
			<td>1</td>
			<td>A&#38;D EJ6100</td>
			<td>&#62; 4 kg, with 0.1 g resolution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propane cylinder 485 mL</td>
			<td>1</td>
			<td>Coleman</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ISO 11784/11785 button ear tag</td>
			<td>40</td>
			<td>Allflex USA</td>
			<td>One tag per animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alleyway (for free-stalls, tie-stalls)</td>
			<td>2</td>
			<td>Behlen Country</td>
			<td>One alleyway per unit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30 m AC extension cord</td>
			<td>1</td>
			<td>HDX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A container with warm water (37-43&#176;C)</td>
			<td>1</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stopwatch (sec)</td>
			<td>1</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the use of an automated system (greenfeed) to monitor enteric methane and carbon dioxide emissions from ruminant animals

Wiederkäuer (domestiziert oder wild) emittieren, Methan (CH 4), durch enterische Fermentation in ihrem Verdauungstrakt und aus der Zersetzung von Gülle während der Lagerung. Diese Prozesse sind die Hauptquellen von Treibhausgasen (THG) Emissionen aus der Tierproduktionssysteme. Techniken zur Messung ente CH 4 variieren von direkten Messungen (Respirationskammern, die sehr genau sind, aber nur begrenzte Anwendbarkeit) verschiedene indirekte Verfahren (Sniffer, Lasertechnik, die praktisch sind, aber mit variabler Genauigkeit). Die Schwefelhexafluorid (SF 6) Tracergas-Methode wird häufig verwendet, um ente CH 4 Herstellung von Tier Wissenschaftlern und in jüngerer Zeit zu messen, die Anwendung eines automatisierten Kopf-Kammer-System (AHCS) (GreenFeed, C-Lock, Inc., Rapid City, SD), die im Mittelpunkt dieses Experiments ist, hat zugenommen. AHCS ist ein automatisiertes System, CH 4 und Kohlendioxid (CO 2) zu überwachen Massenflüsse von denHauch von Wiederkäuern. In einem typischen AHCS Operation werden kleine Mengen von Hetze Zufuhr zu einzelnen Tieren verzichtet, um sie an AHCS mehrmals täglich zu locken. Als das Tier besucht AHCS zieht ein Fan System Luft an das Tier Schnauze in einen Einlasskrümmer und durch eine Luftsammelleitung in dem kontinuierlichen Luftdurchsatz gemessen. Ein Teilluftprobe aus dem Rohr in nicht-dispersiven Infrarot-Sensoren zur kontinuierlichen Messung von CH 4 und CO 2 -Konzentrationen gepumpt. Feldvergleiche AHCS Atmung Kammern oder SF 6 haben gezeigt, dass AHCS produziert reproduzierbare und genaue CH 4 Emissionen Ergebnis, sofern diese Tierbesuche AHCS sind ausreichend, so Emissionsschätzungen Vertreter der Tagesrhythmus von Pansengasproduktion sind. Hier zeigen wir die Verwendung von AHCS zu CO 2 und CH 4 Flüsse von Milchkühen bei einer Kontrolldiät oder eine Diät mit technischem Cashewnuss ergänzt MessungShell Flüssigkeit.

<img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/52904/52904fig1.jpg" /> Abbildung 1: Komponenten des Automated Kopf-Kammer-System (AHCS, GreenFeed) zur Messung CH 4 Produktion in Wiederkäuern. Methanproduktion im Pansen ist ein Substrat-abhängige mikrobiologisches Verfahren 7. Produktion von CH 4 und CO 2 erhöht, nachdem das Tier zugeführt und danach abnimmt. Abbildung 2 veranschaulicht den Anstieg der CH 4 Produktion aus einer Milchkuh ad libitum bei rund 0600 Stunden (unveröffentlichte Daten durch einen Hristov, Pennsylvania State University). <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/52904/52904fig2.jpg" /> Abbildung 2: Tägliche CH 4 -Emissionen aus einer einmal täglich zugeführt gemessen Milchkuh mit AHCS (Fehlerbalken stellen SE; Daten mit freundlicher Genehmigung von AN Hristov, Stiftnsylvania State University). Die Fehlerbalken auf dieser Figur stellen die Variabilität in CH 4 Emissionen während einer Probenahme Ereignis (die mehrere Aufstoßen Zyklen umfasst). Es ist offensichtlich, daß in einigen Fällen (etwa 0400 und 0900 hr) war größer aufgrund wechselnder Konzentration von CH 4 in ausgeatmeten Gase Variabilität. Es ist auch klar, dass CH 4 Emissionen erhöhte nach der Fütterung (die rund 0600 Stunden war in diesem Beispiel). Der durchschnittliche Tages CH 4 Emissionen (dh., Ein Durchschnitt der 13 Mess Ereignisse) von dieser Kuh war 727 ± 22,9 g / Tag oder 26 g / kg, wenn pro kg Diät-Trockenmasseaufnahme (DMI) ausgedrückt. Um den Bereich der CH 4 -Emissionen aus einer Gruppe von laktierenden gemessen mit AHCS Milchkühe zu demonstrieren, Daten aus einer aktuellen Crossover-Design-Studie an der Pennsylvania State University durchgeführt, die technische Cashewnußschalenflüssigkeit genutzt als CH 4 sind wir<html> Minderungsmittel (Tabelle 1). Die Studie wurde mit 8 laktierenden Holstein Milchkühe und 2 Versuchsperioden von 21-Tagen je. Methan Daten wurden während der letzten Woche des jeweiligen Zeitraums gesammelt. Methan-Emissionsdaten wurden nicht von einer Kuh in der Zeit vom 1. gesammelt und Daten für diese Kuh wurden ebenfalls nicht in Zeit nicht benutzt 2. Details des Experiments kann in Branco et al. 12 gefunden werden. Der durchschnittliche CO2-Ausstoß in dieser Studie war es mehr als 18.000 g / Kuh pro Tag oder 634 g / kg DMI. Durchschnittliche CH 4 Emissionen für diese Gruppe von Kühen war 523 g / Tag oder 20 g / kg DMI, die ähnlich wie die durchschnittliche CH 4 Emissionen berichtet für eine Datenmenge von über 370 Behandlungsmittel (19,1 ± 0,43 g / kg DMI) 7. In der Studie in Tabelle 1 dargestellt, verglichen mit der Kontrolle, neigten technische Cashewnußschalenflüssigkeit zu CH 4 Produktion im Pansen der Kühe um etwa 5% (P = 0,08) 12 zu verringern. e_content &quot;&gt; <img alt="Tabelle 1" src="/files/ftp_upload/52904/52904table1.jpg" />

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The Use of an Automated System GreenFeed to Monitor Enteric Methane and Carbon Dioxide Emissions from Ruminant Animals

Accuracy and precision of the techniques used to measure methane emissions from ruminant animals are critically important for the success of greenhouse gas mitigation efforts. This manuscript describes the principles and operation of an automated system to monitor methane and carbon dioxide mass fluxes from the breath of ruminant animals.

Die Verwendung eines automatisierten Systems (GreenFeed) bis Enteric Methan und der Kohlendioxidemissionen von Wiederkäuern Überwachen

Ruminant animals (domesticated or wild) emit methane (CH4) through enteric fermentation in their digestive tract and from decomposition of manure during ...

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Research

JoVE Journal

Environment

The Use of an Automated System (GreenFeed) to Monitor Enteric Methane and Carbon Dioxide Emissions from Ruminant Animals

21.6K Aufrufe.  Pennsylvania State University. Accuracy and precision of the techniques used to measure methane emissions from ruminant animals are critically important for the success of greenhouse gas mitigation efforts. This manuscript describes the principles and operation of an automated system to monitor methane and carbon dioxide mass fluxes from the breath of ruminant animals.

Serie: The Use of an Automated System GreenFeed to Monitor Enteric Methane and Carbon Dioxide Emissions from Ruminant Animals

Automated Gel Size Selection to Improve the Quality of Next-generation Sequencing Libraries Prepared from Environmental Water Samples

Next-generation sequencing of environmental samples can be challenging because of the variable DNA quantity and quality in these samples. High quality DNA libraries are needed for optimal results from next-generation sequencing. Environmental samples such as water may have low quality and quantities of DNA as well as contaminants that co-precipitate with DNA. The mechanical and enzymatic processes involved in extraction and library preparation may further damage the DNA. Gel size selection enables purification and recovery of DNA fragments of a defined size for sequencing applications. Nevertheless, this task is one of the most time-consuming steps in the DNA library preparation workflow. The protocol described here enables complete automation of agarose gel loading, electrophoretic analysis, and recovery of targeted DNA fragments. 
In this study, we describe a high-throughput approach to prepare high quality DNA libraries from freshwater samples that can be applied also to other environmental samples. We used an indirect approach to concentrate bacterial cells from environmental freshwater samples; DNA was extracted using a commercially available DNA extraction kit, and DNA libraries were prepared using a commercial transposon-based protocol. DNA fragments of 500 to 800 bp were gel size selected using Ranger Technology, an automated electrophoresis workstation. Sequencing of the size-selected DNA libraries demonstrated significant improvements to read length and quality of the sequencing reads.

This manuscript describes an automated gel size selection approach for purifying DNA fragments for next-generation sequencing. The Ranger Technology provides complete automation of the entire process of agarose gel loading, electrophoretic analysis, and recovery of targeted DNA fragments allowing for high-throughput and high quality next-generation sequencing libraries.

Automatisierte Gel Größenauswahl, um die Qualität der nächsten Generation Sequencing Libraries von Umweltwasserproben vorbereitet verbessern

Next-generation sequencing of environmental samples can be challenging because of the variable DNA quantity and quality in these samples. High quality DNA ...

Forschung

Umwelt

Implementation of Portable Emissions Measurement Systems (PEMS) for the Real-driving Emissions (RDE) Regulation in Europe

Vehicles are tested in controlled and relatively narrow laboratory conditions to determine their official emission values and reference fuel consumption. However, on the road, ambient and driving conditions can vary over a wide range, sometimes causing emissions to be higher than those measured in the laboratory. For this reason, the European Commission has developed a complementary Real-Driving Emissions (RDE) test procedure using the Portable Emissions Measurement Systems (PEMS) to verify gaseous pollutant and particle number emissions during a wide range of normal operating conditions on the road. This paper presents the newly-adopted RDE test procedure, differentiating six steps: 1) vehicle selection, 2) vehicle preparation, 3) trip design, 4) trip execution, 5) trip verification, and 6) calculation of emissions. Of these steps, vehicle preparation and trip execution are described in greater detail. Examples of trip verification and the calculations of emissions are given.

Implementation of Portable Emissions Measurement Systems PEMS for the Real-driving Emissions RDE Regulation in Europe

The European Commission has developed a Real-Driving Emissions (RDE) test procedure to verify pollutant emissions during real-world vehicle operation using the Portable Emissions Measurement Systems (PEMS). This paper presents the experimental procedures required by the newly-adopted RDE test.

Die Umsetzung von transportabler Emissionsmesssysteme (PEMS) für die Echtzeit-Fahr Emissionen (RDE) Regulierung in Europa

Vehicles are tested in controlled and relatively narrow laboratory conditions to determine their official emission values and reference fuel consumption. ...

Methods of Soil Resampling to Monitor Changes in the Chemical Concentrations of Forest Soils

Recent soils research has shown that important chemical soil characteristics can change in less than a decade, often the result of broad environmental changes. Repeated sampling to monitor these changes in forest soils is a relatively new practice that is not well documented in the literature and has only recently been broadly embraced by the scientific community. The objective of this protocol is therefore to synthesize the latest information on methods of soil resampling in a format that can be used to design and implement a soil monitoring program. Successful monitoring of forest soils requires that a study unit be defined within an area of forested land that can be characterized with replicate sampling locations. A resampling interval of 5 years is recommended, but if monitoring is done to evaluate a specific environmental driver, the rate of change expected in that driver should be taken into consideration. Here, we show that the sampling of the profile can be done by horizon where boundaries can be clearly identified and horizons are sufficiently thick to remove soil without contamination from horizons above or below. Otherwise, sampling can be done by depth interval. Archiving of sample for future reanalysis is a key step in avoiding analytical bias and providing the opportunity for additional analyses as new questions arise.

Repeated soil sampling has recently been shown to be an effective way to monitor forest soil change over years and decades. To support its use, a protocol is presented that synthesizes the latest information on soil resampling methods to aid in the design and implementation of successful soil monitoring programs.

Methoden der Boden Resampling zur Überwachung von Veränderungen in der chemischen Konzentrationen von Waldböden

Recent soils research has shown that important chemical soil characteristics can change in less than a decade, often the result of broad environmental ...

Biofilm Removal Using Carbon Dioxide Aerosols without Nitrogen Purge

Biofilms can cause serious concerns in many applications. Not only can they cause economic losses, but they can also present a public health hazard. Therefore, it is highly desirable to remove biofilms from surfaces. Many studies on CO2 aerosol cleaning have employed nitrogen purges to increase biofilm removal efficiency by reducing the moisture condensation generated during the cleaning. However, in this study, periodic jets of CO2 aerosols without nitrogen purges were used to remove Pseudomonas putida biofilms from polished stainless steel surfaces. CO2 aerosols are mixtures of solid and gaseous CO2 and are generated when high-pressure CO2 gas is adiabatically expanded through a nozzle. These high-speed aerosols were applied to a biofilm that had been grown for 24 hr. The removal efficiency ranged from 90.36% to 98.29% and was evaluated by measuring the fluorescence intensity of the biofilm as the treatment time was varied from 16 sec to 88 sec. We also performed experiments to compare the removal efficiencies with and without nitrogen purges; the measured biofilm removal efficiencies were not significantly different from each other (t-test, p &gt; 0.55). Therefore, this technique can be used to clean various bio-contaminated surfaces within one minute.

Biofilms on surfaces can be effectively and rapidly removed by using a periodic jet of carbon dioxide aerosols without a nitrogen purge.

Biofilmentfernung Kohlendioxid Aerosols Verwendung ohne Stickstoffspülung

Biofilms can cause serious concerns in many applications. Not only can they cause economic losses, but they can also present a public health hazard. ...

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) are a family of atmospheric trace gases that have great impact on the environment. NOx concentrations directly influence the oxidizing capacity of the atmosphere through interactions with ozone and hydroxyl radicals. The main sink of NOx is the formation and deposition of nitric acid, a component of acid rain and a bioavailable nutrient. NOx is emitted from a mixture of natural and anthropogenic sources, which vary in space and time. The collocation of multiple sources and the short lifetime of NOx make it challenging to quantitatively constrain the influence of different emission sources and their impacts on the environment. Nitrogen isotopes of NOx have been suggested to vary amongst different sources, representing a potentially powerful tool to understand the sources and transport of NOx. However, previous methods of collecting atmospheric NOx integrate over long (week to month) time spans and are not validated for the efficient collection of NOx in relevant, diverse field conditions. We report on a new, highly efficient field-based system that collects atmospheric NOx for isotope analysis at a time resolution between 30 min and 2 hr. This method collects gaseous NOx in solution as nitrate with 100% efficiency under a variety of conditions. Protocols are presented for collecting air in urban settings under both stationary and mobile conditions. We detail the advantages and limitations of the method and demonstrate its application in the field. Data from several deployments are shown to 1) evaluate field-based collection efficiency by comparisons with in situ NOx concentration measurements, 2) test the stability of stored solutions before processing, 3) quantify in situ reproducibility in a variety of urban settings, and 4) demonstrate the range of N isotopes of NOx detected in ambient urban air and on heavily traveled roadways.

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Previous work suggests that the nitrogen isotopic composition of atmospheric nitrogen oxides might distinguish the influence of different sources in the environment. We report on an automated, mobile, field-based method for the high collection efficiency of atmospheric NOx for N isotopic analysis at an hourly time resolution.

Automatisierte, hochauflösende Mobilsammelsystem für die Stickstoffisotopenanalyse von NO<sub&gt; x</sub

Nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) are a family of atmospheric trace gases that have great impact on the environment. NOx concentrations directly influence ...

Controlled-release of Chlorine Dioxide in a Perforated Packaging System to Extend the Storage Life and Improve the Safety of Grape Tomatoes

A controlled-release chlorine dioxide (ClO2) pouch was developed by sealing a slurry form of ClO2 into semipermeable polymer film; the release properties of the pouch were monitored in containers with or without fruit. The pouch was affixed to the inside of a perforated clamshell containing grape tomatoes, and the effect on microbial population, firmness, and weight loss was evaluated during a 14 day storage period at 20 &#176;C. Within 3 days, the ClO2 concentration in the clamshells reached 3.5 ppm and remained constant until day 10. Thereafter, it decreased to 2 ppm by day 14. The ClO2 pouch exhibited strong antimicrobial activity, reducing Escherichia coli populations by 3.08 log CFU/g and Alternaria alternata populations by 2.85 log CFU/g after 14 days of storage. The ClO2 treatment also reduced softening and weight loss and extended the overall shelf life of the tomatoes. Our results suggest that ClO2 treatment is useful for extending the shelf life and improving the microbial safety of tomatoes during storage without impairing their quality.

Here, we describe a protocol for the application of a novel, slow-release ClO2 product that reduces spoilage and extends the shelf life of fresh fruit. The slow-release ClO2 product was added to standard commercial grape tomato packaging and tested against Escherichia coli and Alternaria alternata.

Zur kontrollierten Freisetzung von Chlordioxid in einem perforierten Verpackungssystem zu verlängern die Haltbarkeit und Verbesserung der Sicherheit von Tomaten, Trauben

A controlled-release chlorine dioxide (ClO2) pouch was developed by sealing a slurry form of ClO2 into semipermeable polymer film; the release properties ...

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

A rheometer system to measure the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide (CO2) at high temperatures and pressures is described. The system comprises a high-pressure rheometer which is connected to a circulation loop. The rheometer has a rotational flow-through measurement cell with two alternative geometries: coaxial cylinder and double gap. The circulation loop contains a mixer, to bring the crude oil sample into equilibrium with CO2, and a gear pump that transports the mixture from the mixer to the rheometer and recycles it back to the mixer. The CO2 and crude oil are brought to equilibrium by stirring and circulation and the rheology of the saturated mixture is measured by the rheometer. The system is used to measure the rheological properties of Zuata crude oil (and its toluene dilution) in equilibrium with CO2 at elevated pressures up to 220 bar and a temperature of 50 &#176;C. The results show that CO2 addition changes the oil rheology significantly, initially reducing the viscosity as the CO2 pressure is increased and then increasing the viscosity above a threshold pressure. The non-Newtonian response of the crude is also seen to change with the addition of CO2.

Measurement of the Rheology of Crude Oil in Equilibrium with CO2 at Reservoir Conditions

A method for measuring the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide at reservoir conditions is presented.

Messung der Rheologie des Rohöls im Gleichgewicht mit CO<sub&gt; 2</sub&gt; Bei Vorratsbedingungen

A rheometer system to measure the rheology of crude oil in equilibrium with carbon dioxide (CO2) at high temperatures and pressures is described. The ...

The Calibration and Use of Capacitance Sensors to Monitor Stem Water Content in Trees

Water transport and storage through the soil-plant-atmosphere continuum is critical to the terrestrial water cycle, and has become a major research focus area. Biomass capacitance plays an integral role in the avoidance of hydraulic impairment to transpiration. However, high temporal resolution measurements of dynamic changes in the hydraulic capacitance of large trees are rare. Here, we present procedures for the calibration and use of capacitance sensors, typically used to monitor soil water content, to measure the volumetric water content in trees in the field. Frequency domain reflectometry-style observations are sensitive to the density of the media being studied. Therefore, it is necessary to perform species-specific calibrations to convert from the sensor-reported values of dielectric permittivity to volumetric water content. Calibration is performed on a harvested branch or stem cut into segments that are dried or re-hydrated to produce a full range of water contents used to generate a best-fit regression with sensor observations. Sensors are inserted into calibration segments or installed in trees after pre-drilling holes to a tolerance fit using a fabricated template to ensure proper drill alignment. Special care is taken to ensure that sensor tines make good contact with the surrounding media, while allowing them to be inserted without excessive force. Volumetric water content dynamics observed via the presented methodology align with sap flow measurements recorded using thermal dissipation techniques and environmental forcing data. Biomass water content data can be used to observe the onset of water stress, drought response and recovery, and has the potential to be applied to the calibration and evaluation of new plant-level hydrodynamics models, as well as to the partitioning of remotely sensed moisture products into above- and belowground components.

The hydraulic capacitance of biomass is a key component of the vegetation water budget, which serves as a buffer against short and long-term drought stresses. Here, we present a protocol for the calibration and use of soil moisture capacitance sensors to monitor water content in the stems of large trees.

Die Kalibrierung und die Nutzung der Kapazität Sensoren Stem Wassergehalt in den Bäumen zu überwachen

Water transport and storage through the soil-plant-atmosphere continuum is critical to the terrestrial water cycle, and has become a major research focus ...

A Video Surveillance System to Monitor Breeding Colonies of Common Terns (Sterna Hirundo)

Many waterbird populations have faced declines over the last century, including the common tern (Sterna hirundo), a waterbird species with a widespread breeding distribution, that has been recently listed as endangered in some habitats of its range. Waterbird monitoring programs exist to track populations through time; however, some of the more intensive approaches require entering colonies and can be disruptive to nesting populations. This paper describes a protocol that utilizes a minimally invasive surveillance system to continuously monitor common tern nesting behavior in typical ground-nesting colonies. The video monitoring system utilizes wireless cameras focused on individual nests as well as over the colony as a whole, and allows for observation without entering the colony. The video system is powered with several 12 V car batteries that are continuously recharged using solar panels. Footage is recorded using a digital video recorder (DVR) connected to a hard drive, which can be replaced when full. The DVR may be placed outside of the colony to reduce disturbance. In this study, 3,624 h of footage recorded over 63 days in weather conditions ranging from 12.8 &#176;C to 35.0 &#176;C produced 3,006 h (83%) of usable behavioral data. The types of data retrieved from the recorded video can vary; we used it to detect external disturbances and measure nesting behavior during incubation. Although the protocol detailed here was designed for ground-nesting waterbirds, the principal system could easily be modified to accommodate alternative scenarios, such as colonial arboreal nesting species, making it widely applicable to a variety of research needs.

A Video Surveillance System to Monitor Breeding Colonies of Common Terns Sterna Hirundo

This paper describes a protocol that uses a remote video monitoring surveillance system to continuously monitor breeding colonies of ground-nesting waterbirds. The system includes five cameras monitoring individual nests and one camera monitoring the colony as a whole, and is powered by car batteries that are recharged via solar panels.

Ein Video-Überwachungssystem zur Überwachung Brutkolonien der Flussseeschwalben (Sterna Hirundo)

Many waterbird populations have faced declines over the last century, including the common tern (Sterna hirundo), a waterbird species with a widespread ...

Measuring Stolons and Rhizomes of Turfgrasses Using a Digital Image Analysis System

Length and diameter of stolons or rhizomes are usually measured using simple rulers and calipers. This procedure is slow and laborious, so it is often used on a limited number of stolons or rhizomes. For this reason, these traits are limited in their use for morphological characterization of plants. The use of digital image analysis software technology may overcome measurement errors due to human mistakes, which tend to increase as the number and size of samples also increase. The protocol can be used for any kind of crop but is particularly suitable for forage or grasses, where plants are small and numerous. Turf samples consist of aboveground biomass and an upper soil layer to the depth of maximum rhizome development, depending on the species of interest. In studies, samples are washed from the soil, and stolons/rhizomes are cleaned by hand before analysis by digital image analysis software. The samples are further dried in a laboratory heating oven to measure dry weight; therefore, for each sample, the resultant data are total length, total dry weight, and average diameter. Scanned images can be corrected before analysis by excluding visible extraneous parts, such as remaining roots or leaves not removed with the cleaning process. Indeed, these fragments normally have much smaller diameters than stolons or rhizomes, so they can be easily excluded from analysis by fixing the minimum diameter below which objects are not considered. Stolon or rhizome density per unit area can then be calculated based on sample size. The advantage of this method is quick and efficient measurement of the length and average diameter of large sample numbers of stolons or rhizomes.

A software-based image analysis system provides an alternative method to study the morphology of stoloniferous and rhizomatous species. This protocol permits measurement of the length and diameter of stolons and rhizomes and can be applied to samples with a large amount of biomass and to a wide variety of species.

Messen, Stolonen und Rhizome der Turfgrasses eine digitale Bild-Analyse-System

Length and diameter of stolons or rhizomes are usually measured using simple rulers and calipers. This procedure is slow and laborious, so it is often ...