Die Autoren möchte der Pennsylvania State Universität Büro der physische Anlage für die Bereitstellung von Teilfinanzierung, dieses Projekt zu unterstützen. Teilfinanzierung sorgte auch die USDA-Regional-Forschungsprojekt W-3170. Wir würden gerne unsere Ephraim Govere für seine Hilfe bei der analytischen Arbeit bedanken. Unsere tiefste Dankbarkeit soll Charles Walker, deren Konstruktion und Bau Fähigkeiten ermöglichte es uns, diese Arbeit durchzuführen.

1. Auswahl Boden Probenahme Standorten
<ol><li>Durch Luftaufnahmen zu identifizieren und Website visit(s) Standorten, die Bewässerung durch Abwasser und diejenigen, die nicht erhalten haben.</li>
	<li>Wählen Sie mehrere repräsentative Standorte aus dem Probe, aufmerksam auf mögliche Landschaft Unterschiede (vor allem Landschaft Speicherort, z. B. Gipfel, Seite Neigung, Zehe Hang und Depression) auf denen Wasser, Boden und Pflanzen interagieren kann anders.</li>
	<li>Teile der Landschaft als ein Gipfel, Seite Hang, Zehe Hang oder Depression zu identifizieren. Die repräsentativen Websites basierend auf ihre wesentlichen Eigenschaften zu kategorisieren. Hinweis: In diesem Experiment Websites wurden identifiziert als ein Gipfel nicht bewässerte, bewässert Gipfel, nicht bewässerte Depression oder Depression bewässert.</li>
	<li>Bestimmen Sie die Anzahl der Standorte und der Website von jedem, die Ort, von dem jeder markanten repräsentativen Standort Proben entnommen werden. Hinweis: Oft Gespräche mit Statistiker mit Umweltstatistiken vertraut werden an dieser Stelle sehr hilfreich sein und verhindern, dass spätere Bedenken in Bezug auf statistische Analysen.</li>
	<li>Legen Sie eine Markierung Flagge an jedem Standort geplante Probe und notieren Sie den Speicherort der die geplante Beispielsites auf einer Karte mit GPS-Koordinaten.</li>
</ol>2. Sammeln von Bodenproben
<ol><li>Bestimmen Sie die Ausrüstung, die verwendet wird, um Bodenproben zu sammeln. Hinweis: für flache (z.B.weniger als 300 mm tief) Bodenproben, einen zylindrischen Boden Sampler (ergänzende Abbildung1) von der Größe, die für dieses Experiment verwendet können oft in den Boden mit einem Fallhammer Gefahren werden, wenn der Boden weich genug ist. Für das hier beschriebene Experiment ein hydraulisches Bohrgerät wurde verwendet, um Proben aus tiefen gesammelt werden können bis zu 1.200 mm.</li>
</ol><img alt="Supplemental Figure 1" src="/files/ftp_upload/57181/57181SF1.jpg"> Zusätzliche Abbildung 1: Bohrständer für Stichproben verwendet.
<ol start="2"><li>Transportieren Sie das Bohrgerät auf die Website, die Probenahme durchzuführen.</li>
	<li>Setzen Sie auf harte Hüte, Handschuhe und Schutzbrille vor Beginn den Bohrständer.</li>
	<li>Schalten Sie den Bohrständer und unteren der Drehkopf genug, um die Installation von der Kelly-Bar zu ermöglichen. Hinweis: Die Kelly-Bar ist die Metallstange, die den Antriebskopf am Bohrständer mit dem Sampler verbindet.</li>
	<li>Legen Sie die Kelly-Bar in der Drehkopf.</li>
	<li>Legen Sie eine Kunststoff-Liner/Probenröhrchen in das Metall Probenröhrchen mit einem Schneidkopf an der Unterseite des probenröhrchens Metall befestigt. Für die beschriebene Anwendung hier verwenden Sie ein 150 cm lang und 90 mm Außen Durchmesser (OD) Kunststoff-Liner ein 200 mm lange und 100 mm OD/90 mm im Durchmesser (ID) Metall Probenröhrchen eingebaut.</li>
	<li>Kelly mit einem Antriebskopf ausgestattet, um sowohl zuordnen Sie das Metall Probenröhrchen.</li>
	<li>Betreiben Sie den Bohrständer um das Probenröhrchen ca. 150 mm in den Boden zu bewegen. Hinweis: Wird eine Probe von 100 mm in der Kunststoff-Liner bieten und ermöglichen einen 50 mm Abstand an der Spitze der Stichprobe zu halten Wasser ging auf die Probe, wenn der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit-Messungen im Labor gewonnen werden. Dieses hilft auch, zu vermeiden, Verdichtung der Bodenprobe während seiner Sammlung.</li>
	<li>Entfernen Sie das Metall Probenröhrchen aus dem Boden mit dem hydraulischen System der Bohrständer.</li>
	<li>Entfernen Sie das Metall Probenröhrchen aus den Antriebskopf. Dann entfernen Sie der Kunststoff Probe Schlauch hält die Bodenprobe aus Metall Probenröhrchen, mit vorsichtig und nicht zu verlieren, Boden von innen das Kunststoff-Probenröhrchen und Sie verdichten den Boden oder drücken Sie die Seiten des dem Kunststoff-Probenröhrchen.</li>
	<li>Legen Sie die Endkappen an jedem Ende des Kunststoff probenröhrchens, mit rot für das Ende an der Spitze der Bodenprobe und schwarz für den unteren Teil der Bodenprobe. Kleben Sie die Endkappen an der Hülse, Kontamination oder den Verlust von Wasser aus der Probe zu vermeiden.</li>
	<li>Legen Sie die Probe stehend für den Transport ins Labor.</li>
	<li>Probenahme, die tiefste Tiefe des Interesses, wiederholen Sie Schritte 2,6 – 2.12 weiter.</li>
</ol>3. der Bau eine Konstante Kopf, mehrere Spalte, Boden hydraulische Leitfähigkeit Setup
Hinweis: Die hydraulische Leitfähigkeit Laborgeräte basiert auf Arbeit von Walker10. Es beinhaltet die Verwendung von einer Permeameter, die konstruiert wird, um den Informationsfluss zwischen den äußeren Rand der Probe und der Zylinder mit den Ring aus der Durchströmung der bodenmatrix zu trennen. Die ID jedes PVC-Rohr, nachfolgend ist keine strenge Toleranz. Einige können gut passen, und andere erfordern einiges an Arbeit (leichtes Schleifen).
<ol><li>Erhalten Sie ein 100 mm langes, 96 mm ID/114 mm OD Schedule 40 PVC-Rohr.</li>
	<li>Erhalten Sie ein 100 mm langes, 73 mm ID/89 mm-OD Schedule 40 PVC-Rohr und Maschine um eine 5 mm konisch Schneide haben. Bieten Sie diese mit einem 89 mm Kunststoff-Liner über den äußeren Durchmesser passen.</li>
	<li>Cut-off unten 20 mm Schedule 40 PVC-Rohr in Schritt 3.2 genannten und für späteren Gebrauch aufbewahren.</li>
	<li>Schneiden Sie aus einer 6 mm dicken grauen PVC 155 x 155 mm2. Maschine den Platz, um eine kreisförmige Öffnung von 60 – 70 mm in der Mitte des Platzes enthalten.</li>
	<li>Schneiden Sie eine 6 mm dicke Scheibe von einem 73 mm OD/63 mm ID Schedule 40 PVC-Rohr. Hinweis: Eine 73 mm Duschrinne passt in einem 73 mm ID Schedule 40 PVC-Rohr kann geschnitten werden und funktioniert gut, wenn eine 73 mm OD 40 PVC-Rohr zu planen ist nicht verfügbar.</li>
	<li>Mit PVC-Kleber, befestigen Sie die 6 mm dicke Scheibe von 73 mm OD PVC (von Schritt 3.5) 20 mm unterhalb der Oberkante des 89 mm OD PVC (aus Schritt 3.2).</li>
	<li>Nachdem der PVC-Zement verwendet im Schritt 3.6 getrocknet ist, zentrieren Sie die zwei PVC-Zylinder auf der 6 mm-Blatt und das Blatt mit PVC Zement beifügen.</li>
	<li>Bohren Sie ein Loch in den äußeren PVC-Zylinder zentriert ca. 15 mm über dem grauen PVC-Platz, einen 14 mm PVC-Adapter mit einem Stacheldraht Ende unterzubringen.</li>
	<li>Den Adapter mit PVC Zement Zement.</li>
	<li>Legen Sie eine 19 mm OD/13 mm ID Kunststoffschlauch auf Stacheldraht Ende des Adapters.</li>
	<li>Zement, 20 mm Stück des Schedule 40 PVC gemäß 3.4 Schritt nach unten auf den grauen PVC-Platz, zentriert auf die Öffnung.</li>
	<li>Schneiden Sie ein 80 – 85 mm Durchmesser rundes Stück 6 mm x 18 G Drahtgeflecht (verzinktem Stahl Gosse Wache eignet sich gut für diese) um in 89 mm OD PVC von oben einzufügen, so dass es stützt sich auf die 6 mm dicke Scheibe von 73 mm OD PVC.</li>
	<li>Wählen Sie ein 19 x 184 x 2.438 mm3 Brett, und schneiden Sie es in Hälfte schneiden jede Länge bis 1.180 mm.</li>
	<li>Schneiden Sie 6 – 125 mm, die Löcher im Board Abstand von 70 mm Abstand.</li>
	<li>Ein Drahtgeflecht unter die Löcher in der Platine zu platzieren und befestigen Sie es (zB., mit einem Tacker).</li>
	<li>Platzieren Sie eine 140 mm x 19 mm (Auslauf OD) Trichter (obere Öffnung) unter das Drahtgeflecht und befestigen Sie es an den Vorstand; Platzieren Kleber Abdichten am Rand des Trichters, Lücken zwischen der Oberseite des Trichters und des Holzes zu beseitigen.</li>
	<li>
Bauen einen 750 mm hohen Holzrahmen um das Brett mit 6 Löchern halten (siehe Schritte 3.13 und 3.14) ca. 350 mm über dem Boden des Rahmens.
	<ol>
<li>Bereiten Sie die Komponenten dieses Rahmens sollen eine Basis, zwei Frame endet zwei stabilisierende Beine, eine geringere Verstärkung Basis, eine stabilisierende Basis, eine Mitte-stabilisierenden Rückwand und ein Top Rückwand.</li>
		<li>Schneiden Sie ein Brett auf 19 x 184 x 1.180 mm3 als Basis.</li>
		<li>Schneiden Sie zwei Bretter bis 19 x 184 x 750 mm3 jeweils als Frame endet.</li>
		<li>Schnitt zwei Bretter erstelle ich ein 19 X 184 X 600 mm3 Stabilisierung Bein an jedem Ende.</li>
		<li>Schneiden Sie ein Brett auf 19 x 184 x 1.180 mm3 als ein niedrigerer Stärkung Basis direkt unter dem Brett mit der 125 mm Bohrungen in es (siehe Schritt 3.14) dienen.</li>
		<li>Schneiden Sie ein Brett bis 19 x 184 x 1.219 mm stabilisiert3 als stabilisierende Basis befestigt an der Vorder- oder Rückseite der beiden Beine.</li>
		<li>Schneiden Sie ein Brett auf 19 x 184 x 1.219 mm3 als stabilisierende Rückwand Zentrum.</li>
		<li>Schneiden Sie ein Brett auf 19 x 184 x 1.219 mm3 , als eine Top zurück an Bord fügen Sie zusätzliche Stabilität, auf dem eine Dachrinne angebracht werden soll. Hinweis: Der oberen Rückwand und angehängten Rinne in einer Höhe sollte so, dass der Boden der Rinne etwa auf derselben Höhe wie die Oberseite des Bodens in der Boden-Probe-Hülse sein wird, wenn die Probe vorhanden ist.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Supplemental Figure 2" src="/files/ftp_upload/57181/57181SF2.jpg"> Ergänzende Abbildung2: Frontansicht der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit Apparat. <a href="/files/ftp_upload/57181/57181SF2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<ol start="18"><li>
Bereiten Sie die zu- und Abwasser Rinnen. Hinweis: Jeder Kunststoff Dachrinne ist ca. 120 mm breit und 1219 mm lang und ist mit Endkappen versehen.<ol>
<li>Bohren Sie Löcher in einer Endkappe der Entwässerung Rinne und ein Ende der Versorgung Rinne, einen 13 mm HB X MGHT Nylon Stacheldraht Ende Adapter in jedem Loch unterzubringen.</li>
		<li>Bohren Sie Löcher in die anderen Endkappe der Rinne Versorgung, einem 25 mm ID PVC-Rohr für Entwässerung zurück zu dem Vorratsbehälter ermöglichen unterzubringen.</li>
		<li>Die abgewinkelten PVC-Verbindungen zu festigen, Bedarf zur Ableitung von Wasser zurück in den Vorratsbehälter zu ermöglichen.</li>
		<li>Schneiden Sie eine 40 mm Hohe Rinne Endkappe, passen in die Versorgung Dachrinne ca. 10 cm aus der Steckdose PVC verbunden.</li>
		<li>Schnitt eine trapezförmige Kerbe an der Spitze der die Endkappe ist ca. 20 mm tief, 30 mm breit, 50 mm breit an der Kerbe oben und unten. Hinweis: Dies wird handeln, um eine Konstante Kopf in der Gosse Versorgung zu erhalten.</li>
		<li>Die Entwässerung Rinne unterhalb der Trichter zu platzieren, so dass es auf der unteren stärkenden Basis des hölzernen Rahmens liegt.</li>
		<li>Die oberen Rückwand mit Vinyl Rinne Aufhänger zuordnen Sie die Versorgung Gosse.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Supplemental Figure 3" src="/files/ftp_upload/57181/57181SF3.jpg"> Ergänzende Abbildung 3: Ansicht der Wasserversorgung Gosse enden. <a href="/files/ftp_upload/57181/57181SF3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.</a>
<ol start="19"><li>
Bereiten Sie die Wasser-Quelle.
	<ol>
<li>Verbinden Sie den Kunststoffschlauch mit Nylon Stacheldraht Ende Adapter in der Gosse Versorgung und die Entwässerung Rinne.</li>
		<li>Platzieren Sie eine große Badewanne auf dem Boden neben der Leitfähigkeit Gerät so eingerichtet, dass als die Vorratsbehälter dienen. Hinweis: Die Wanne sollte gewählt werden, genügend Wasser für mindestens 24 Stunden Messungen zu halten.</li>
		<li>Platzieren Sie eine kleine Tauchpumpe in die Wanne zu und verbinden Sie es über Kunststoffschlauch, der Meeresarm-Ende der Rinne Versorgung.</li>
		<li>Verbinden Sie die kleine Kunststoffrohre mit Stacheldraht Ende Adapter von der Steckdose Strom (gemäß 3,9) und legen Sie die nicht verbundenen Ende des Schlauches in die Entwässerung Rinne.</li>
		<li>Füllen Sie der Vorratsbehälter mit Wasser.</li>
		<li>Schließen Sie die Pumpe und führen Sie es um die Versorgung Rinne zu füllen. Sicherstellen Sie, dass die Rate von Wasser in die Versorgung Rinne gepumpt ausreichen, um die Versorgung Rinne fast voll ohne Überlaufen zu halten ist.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Bereiten Sie eine Bodenprobe"Praxis", Modifikationen erforderlich zu identifizieren.
	<ol>
<li>Legen Sie eine "Praxis" Bodenprobe in einem Kunststoff Probenahme Ärmel, so dass ca. 50 mm Abstand zwischen der Spitze des Bodens und dem oberen Rand der Kunststoffhülse.</li>
		<li>Das untere Ende der Probe und Hülse mit einer doppelten Schicht von Gaze abdecken. Halten Sie die Gaze auf die Probenahme-Hülse mit einem ausreichend großen Gummiband.</li>
		<li>Der Praxis Bodenprobe und am Ärmel in einer Wanne mit Wasser gefüllt, ca. 1/3 der Höhe der Hülse mit Gaze Ende im Wasser zu platzieren.</li>
		<li>Heben Sie nach mehreren Stunden das Wasser in die Wanne zu etwa 2/3 der Höhe der Probe. Füllen Sie nach Abzug der Probe über Nacht einstellen die Wanne knapp unter der Spitze der Bodenprobe (nicht vom oberen Rand der Hülse).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Legen Sie die Bodenprobe auf die 89 mm OD PVC-Schlauch und drücken Sie es sanft auf das Rohr, so dass geschärften Rand des PVC-Rohr in den Boden ein paar Millimeter zu drücken, um die Unterseite des Bodens, auf dem Bildschirm ablegen zu ermöglichen. Hinweis: Die Gaze musst das Gummiband gelockert, um dies zu ermöglichen haben. Beachten Sie, dass die Oberseite des Bodens in der Probe Hülse etwa auf Niveau mit der Unterseite der Versorgung Rinne sollte und der Spitze der Stichprobe Hülse etwa auf Niveau mit dem oberen Rand der Versorgung Gosse sollte.</li>
	<li>
Bieten Sie Wasser an die Spitze der Bodenprobe.
	<ol>
<li>Schalten Sie die Pumpe und füllen Sie die Versorgung Gosse zu.</li>
		<li>Stellen Sie sicher, das Ende des entwässerungsrohres befindet sich in der Entwässerung Rinne und Austritt aus der Entwässerung Rinne ist eng an Kunststoffrohren, die in einen Abfluss oder einen Behälter auf einer niedrigeren Höhe platziert wird.</li>
		<li>Mit 6 mm Schlauch, erstellen Sie einen Siphon aus der Gosse Versorgung an die Spitze des Bodens.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Sammeln Sie Wasserproben aus dem Boden-Kern, der aus dem Trichter mündet. Hinweis: Für die Länge der Zeit benötigt, um genügend Wasser zu erhalten, um die Präzision, die für das Experiment, basierend auf Suchkriterien haben sollten Proben gesammelt werden.</li>
	<li>Überprüfen Sie auf Lecks oder unerwartete Probleme.</li>
	<li>Bestimmen Sie die ungefähre Länge der Zeit benötigt, um eine ausreichende Menge an Wasser, die basierend auf der Zeit benötigt, um etwa die Hälfte eine 100 mL-Becherglas mit Wasser füllen zu sammeln (oder andere Volumen durch das Research-Team bestimmt).</li>
	<li>Erstellen Sie eine simulierte "wall Flow" durch das Einfügen einen kleinen Schraubendreher oder einem anderen ähnlichen umzusetzen entlang der Innenseite der Kunststoff Boden Probenbehälter zu bestätigen, dass der überschüssige Strom erstellt von diesem Durchgang, die Entwässerung Rinne durch den Drainageschlauch fließt.</li>
	<li>Ändern Sie das Setup basierend auf alle Probleme in diesem Praxis-Lauf gefunden.</li>
</ol>4. Boden hydraulische Leitfähigkeit erhalten Werte
<ol><li>Nass, Bodenproben, die aus der Wiese gesammelt wurden, indem Sie die unteren Enden der Proben mit Gaze mit einem Gummiband gehalten abdecken, befolgen Sie die Anweisungen in Schritt 3.20 für die Praxis laufen bereitgestellt.</li>
	<li>Starten Sie die Pumpe und ermöglichen Sie die Versorgung Rinne zu füllen. Auf Dichtheit prüfen.</li>
	<li>Legen Sie die Proben auf die hydraulische Leitfähigkeit Gerät, wie gemacht für die Praxis führen. Achten Sie darauf, dass Sie nicht bei der Handhabung der Proben kompakt.</li>
	<li>Die Siphon-Rohre für Wasser aus der Gosse Versorgung auf die Oberfläche des Bodens in die Kunststoffhülse enthaltenen bewegen eingerichtet.</li>
	<li>Zunächst beginnen Sie, Wasser aus dem Trichter zu sammeln alle 10 – 20 Minuten, um eine Vorstellung davon, wie lange, nehmen Proben und wie oft nehmen Proben zu gewinnen. Bestzeiten und Massen/Wassermengen Probe jeweils für jede Bodenprobe.</li>
	<li>Suchen Sie nach sequentielle Proben, um gleiche Mengen von Wasser enthalten. Nach 3 – 5 Proben die gleiche Menge an Wasser enthalten, hat die Probe wahrscheinlich einen stabilen Zustand erreicht. Hinweis: Um sicherzustellen, dass die Steady-State erreicht ist, kann es wünschenswert, ein Paare zusätzliche Proben geplant 1 h auseinander zu nehmen sein.</li>
	<li>Verwenden Sie Darcy-Gesetz die gesättigte hydraulische Leitfähigkeit berechnet; <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57181/57181eq1.jpg"> wo Ksa = gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit (L/T) V = Steady-State-Volumen des Wassers, das durch den Kern (L3) L = Sample-Länge (L) A = Querschnittsfläche der Probe des Kerns (L2) durch die Wasser fließt. Für dieses setup <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57181/57181eq2.jpg"> T = Zeit (T) (H2- H1) = hydraulische Wasserspiegeldifferenz (L); für dieses Setup ist es der Abstand zwischen der Spitze des Wassers auf der Bodenoberfläche hellgrauer und dem unteren Rand der Bodenprobe.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Kolpin, D. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmaceuticals,+hormones,+and+other+organic+wastewater+contaminants+in+U.S.+streams,+1999-2000:+a+national+reconnaissance.">Pharmaceuticals, hormones, and other organic wastewater contaminants in U.S. streams, 1999-2000: a national reconnaissance.</a> Environmental Science &amp; Technology. 36 (6), 1202-1211 (2002).</li><li>Duan, R., Sheppard, C. D., Fedler, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short-term+effects+of+wastewater+land+application+on+soil+chemical+properties.">Short-term effects of wastewater land application on soil chemical properties.</a> Water, Air, &amp; Soil Pollution. 211 (1-4), 165-176 (2010).</li><li>Frenkel, H., Goertzen, J. O., Rhoades, J. 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Die Autoren haben nichts preisgeben.

Die Fähigkeit, Feld-basierte, ungestörten Bodenproben zu sammeln und erhalten ihre hydraulische Leitfähigkeit-Werte ist wichtig bei der Beschaffung von Daten repräsentativ für eine Website. Um am besten Feldbedingungen repräsentieren, ist es wichtig, Bodenproben zu verwenden, die in einem Aggregatzustand Vertreter ihrer Umgebung im Bereich bleiben. Bodenproben gesammelt von der Wiese, die sind dann gestört durch Unterabtastung oder Handhabung induzierte Verdichtung, zum Beispiel, strukturelle Veränderungen, die A...

Entlastung von gereinigtem Abwasser aus den Gemeinden in Streams ist seit Jahrzehnten gängige Praxis. Solches Abwasser wird in erster Linie zum Zweck der Verringerung des Potenzials für biologische Sauerstoffzehrung durch Mikroorganismen in den Vorfluter, durch das austretende Abwasser Abwasser behandelt. Sauerstoffverbrauch von Mikroorganismen verschlechtert sich organische Stoffe im Abwasser Reduzierung der Sauerstoff in das Gewässer, in die das Abwasser geleitet wird und damit Schaden aquatische Organismen, einschließlich Fisch.
In den letzten Jahrzehnten entwickelten Bedenken im Zusammenhang mit anorganischen Nährstoffen, einige Metalle und andere Chemikalien im Abwasser, die Schaden verursachen. Aufgrund einer Studie Kolpin Et al. 1, entwickelte sich eine stärkere Konzentration auf eine Reihe von Chemikalien, die bisher nicht in Betracht gezogen. Diese Studie, veröffentlicht von der United States Geological Society, Bewusstsein über die breite Palette von Körperpflege-Produkten und anderen Chemikalien in Flüssen und Bächen in den USA wegen aus Kläranlagen.
Seit den frühen 1960er Jahren haben Forscher an der Penn State University untersucht und entwickelt eine alternative Abwasser Entlastung Praxis etwas einzigartig in einem feuchten Bereich. Anstatt entladen Abwasser in einen Stream behandelt und somit unmittelbar Auswirkungen auf die Streamqualität, das Abwasser gilt für die bewaldeten und beschnittenen Land verwaltet von der Universität. Dieser Anwendungsbereich, den Spitznamen "The Living Filter" nimmt derzeit alle Abwasser Abwasser erzeugt aus dem Campus plus einige aus der Gemeinde. Dies verringert die Wahrscheinlichkeit für überschüssige Nährstoffe Streams eingeben, die Wasser an der Chesapeake Bay zu liefern, schützt die lokalen Kaltwasser Fischerei vor Einleitung von warmen Abwasser, das ist schädlich für die Fische, und verhindert, dass die Lieferung anderer Chemikalien enthalten im Abwasser von aquatischen Ökosystemen direkt zu kontaktieren.
Allerdings gibt es immer wieder Folgen von Verhaltensänderungen und anderweitige Verwendung ist nicht immun gegen solche. Fragen entstanden in Bezug auf, ob die Anwendung des Abwassers Abwasser des Bodens Fähigkeit, Wasser, Boden Oberfläche2,3,4,5 zu infiltrieren kann negativ beeinflusst hat und verursacht mehr Abfluss, sei eine mögliche Kontamination der örtlichen Brunnen mit Chemikalien (Nährstoffe, Antibiotika oder andere Arzneimittel zur Behandlung, Körperpflege-Produkte) im Abwasser Abwasser enthalten, und ob diese Chemikalien negativ erstellen Auswirkungen auf die Umwelt, wie z. B. durch die Aufnahme von Chemikalien in Pflanzen6 gewachsen auf der Website oder die Entwicklung von Antibiotika-Resistenzen in Organismen7 auf dem Gelände des Bodens.
Durch einige dieser Bedenken ist diese Studie durchgeführt, um die Auswirkungen der Bewässerung des Abwasser Abwasser am Boden hydraulische Leitfähigkeit bei Sättigung zu ermitteln. Die Vorgehensweise umfasst Böden aus ausgewählten Standorten innerhalb oder außerhalb der bewässerten Fläche zu sammeln und Abgleich den Boden Stichprobenumfang-Container mit der Laboraufbau. Es ist wichtig für den Boden-Probe-Container in die Laborgeräte passen und für das Wasser, das nach unten der bodenmatrix in der Probe durchläuft getrennt werden aus dem Wasser, die zwischen dem Boden und der Probenbehälter Boden nach unten bewegt. Das Protokoll beschreibt, wie die Laborgeräte aufgebaut ist, um sicherzustellen, dass dies geschah.
Bodenproben werden gesammelt mit einem hydraulischen Core Sampler an einen Traktor angehängt. Boden-Kerne werden aus ausgewählten Gebieten in die hügelige Landschaft gesammelt und aufbewahrt in einer Kunststoffhülle ausgestattet in den Boden Core Sampler. Diese Kerne werden aus einer Hagerstown Silt Lehm, befindet sich in der Lage sein Gipfel Landschaft oder in einer depressional Gegend gesammelt. Sechs Vertreter Gipfeln und sechs depressional Seiten sind der bewässerten Fläche (insgesamt 12 bewässerten Fläche Meßstellen) entnommen. Darüber hinaus sind drei Gipfel und drei depressional Seiten aus einem benachbarten, nicht bewässerte Gebiet (insgesamt sechs nicht bewässerte Standorte) abgetastet. Maximal sechs Kernen ist an jedem Standort zu einer maximalen Tiefe von ca. 1.200 mm, mit jeder Bohrkern wird ca. 150 mm lang (100 mm von der Probe in der Plastikhülle und 50 mm in den Schneidkopf des Metal Sampler enthalten enthalten gesammelt. ). Nach der Entnahme aus dem Metal Sampler die Kunststoffhülsen, enthält die gesammelten Boden-Kerne sind mit Endkappen versehen, aufrecht ins Labor transportiert und aufrecht gelagert, bis sie zur Bestimmung der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit verwendet werden. Gleichzeitig werden Bodenproben in jeder Tiefe für die Bestimmung des Bodens und Boden lösungskonzentrationen von Calcium (Ca), Magnesium (Mg) und Natrium (Na) mit einer Mehlich 3 Extraktion für Schätzungen des Bodens Konzentrationen8 und deionisiertes Wasser gesammelt. Auszüge im Verhältnis 1:2 Masse: Bodenwasser Masse. Die chemischen Analysen der Wasser-Extrakte wurden induktiv gekoppelten Plasma Atomic Emission-Spektroskopie (ICP-AES) entnommen und wurden verwendet, um das Natrium Adsorption Verhältnis (SAR) zu berechnen.
Die Bestimmung der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit ist in erster Linie mit einem konstant-Kopf Methode9durchgeführt. Eine Lösung mit Ca und Na Salze um Abwasser elektrische Leitfähigkeit (EC) zu imitieren und SAR des Abwassers wird erstellt, sodass der Boden ausgesetzt werden wird Qualität Variablen ähnlich dem Abwasser im Bereich angewendet. In diesem Fall ist die EG 1,3 dS/m und der SAR-Wert beträgt 3, EG / SAR des Abwassers in den letzten Jahren vor der Probe reflektiert. [Technisch die Einheiten für SAR (Milliequivalents/Liter)½ sind und sind in der Regel nicht in der Literatur gekennzeichnet.]
Die Änderung der konstant-Kopf Methode Klute und Dirksen9 ist die Entwicklung eines Separators fließen durch Walker8 Durchfluss durch die Spalte zu verhindern, die außerhalb der bodenmatrix aufgetreten aus in die Schätzung der hydraulischen Boden aufgenommen wird Leitfähigkeit. Der Fluss-Separator basiert auf Polyvinylchlorid (PVC) Schläuche ausgewählt und bearbeitet den Boden Stichprobenumfang entsprechen. Ein Bildschirm der Bodenprobe unterstützt und ermöglicht das Wasser, das durch die bodenmatrix fließen heraus die Unterseite der Probe ist umgezogen. Eine zweite Steckdose strahlt das Wasser, das an der Innenseite der Kunststoffhülse, wodurch sogenannte "wall Flow" von nicht falsch aufgenommen in der Schätzung der Menge an Wasser, das durch die bodenmatrix bewegt geflossen ist.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Sampling equipment:</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soil Sampler Drill Rig</td>
			<td>Giddings Machine Co. Inc</td>
			<td>#25-TS / Model HDGSRTS</td>
			<td>* NOTE: This model is comparable to the model we utilized but which is no longer produced</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kelly Bar</td>
			<td>Giddings Machine Co. Inc</td>
			<td>#KB-208 8 Ft. Kelly Bar</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soil Sample Collection Tube</td>
			<td>Giddings Machine Co. Inc</td>
			<td>#ZC-180 4-3/4&#8221; X 7-1/4&#8221;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soil Collection Tube Bit</td>
			<td>Giddings Machine Co. Inc</td>
			<td>#ZC-190 4-3/4&#8221; Standard Relief</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic Liner for Soil Sample</td>
			<td>Giddings Machine Co. Inc</td>
			<td>#ZC-208 3-5/8&#8221; x 6&#8221;</td>
			<td>Enough for the number of samples being collected</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Black end caps a for bottom of sample liners</td>
			<td>Giddings Machine Co. Inc</td>
			<td></td>
			<td>To retain samples in liners</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Red end caps a for top of sample liners</td>
			<td>Giddings Machine Co. Inc</td>
			<td></td>
			<td>To retain samples in liners</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cooler Chest</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Store &#38; maintain samples upright in sample liners during transport from field to lab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protective gear:</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hardhats, googles, and gloves</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>other items as needed for personal protection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saw</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill and bits</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PVC Cement</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 to 8 - 19 mm x 184 mm x 2438 mm boards</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 &#8211; barbed fittings; 13 mm HB x MGHT</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>to connect plastic tubing to supply gutter and to drainage gutter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 &#8211; barbed fitting</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>to connect plastic tubing to outer PVC cylinder to allow for water drainage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3000 mm long - 19 mm OD / 13 mm ID plastic tubing</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 &#8211; 85 mm diameter circular mesh pieces</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Can be cut from (e.g.) a 600 mm long, 6 mm x 18 gauge wire mesh (e.g. galvanized steel gutter guard)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schedule 40 PVC pipe &#8211; 96 mm ID / 114 mm OD</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schedule 40 PVC pipe &#8211; 73 mm ID / 89 mm OD</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schedule 40 PVC pipe &#8211; 63 mm ID / 73 mm OD, OR 6 - 73 mm plastic shower drains</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Schedule 40 PVC pipe &#8211; 25 mm ID</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 - 6 mm thick x 155 mm square sheets of PVC</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Can purchase 2 &#8211; 6 mm x 300 mm (appx) sheets for about $20 each from: https://www.interstateplastics.com/Pvc-Gray-Sheet-PVCGE~~SH.php?vid=20180212222911-7p</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 &#8211; 140 mm by 19 mm plastic funnels</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To direct water flowing from soil sample into collection beaker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adhesive caulk</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 &#8211; length of 150 mm x 1200 mm wire mesh cloth</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>4 Mesh works well</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 &#8211; 120 mm x 1219 mm plastic gutter with end caps</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4 &#8211; gutter hangers</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 - additional gutter end cap</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To be cut as described in procedures to create a constant head in the supply gutter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 &#8211; large plastic tub</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Appx 65 L in volume, for example, to serve as water source for the hydraulic conductivity procedure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 &#8211; large plastic tub</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To serve for wetting up soil samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 &#8211; Submersible pump</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>e.g. Beckett M400 AUL or M400 AS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic tubing</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Various sized drainage tubes, water supply tube, and drain from drainage gutter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Container of Cheese Cloth</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>To place at bottom of soil sample help retain soil in plastic sample container during hydraulic conductivity and wetting up</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber bands</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Large enough to fit around plastic sample liners tightly</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scale which measures to at least 0.1 gram</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beaker or other container to collect water from each sample</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For creating a water quality similar to that which is typically applied to the soil</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For creating a water quality similar to that which is typically applied to the soil</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

wastewater irrigation impacts on soil hydraulic conductivity: coupled field sampling and laboratory determination of saturated hydraulic conductivity

Seit den frühen 1960er Jahren eine alternative Abwasser-Entlastung-Praxis an der Pennsylvania State University erforscht und seine Auswirkungen überwacht. Anstatt entladen Abwasser in einen Stream behandelt und somit unmittelbar Auswirkungen auf die Streamqualität, wird das Abwasser zu bewaldeten angewendet und beschnittenen Land bewirtschaftet von der Universität. Bedenken in Bezug auf Kürzungen im Boden hydraulische Leitfähigkeit auftreten wenn Abwasserwiederverwendung in Betracht. In dieser Handschrift, die passende Boden-Sample-Größe mit der Größe des Labor-basierte hydraulische Leitfähigkeit Messung Apparates beschriebene Methode bietet die Vorteile einer relativ raschen Sammlung von Proben mit den Vorteilen des kontrolliert Labor-Randbedingungen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es einige Auswirkungen der Abwasserwiederverwendung auf den Boden-Fähigkeit, Wasser in größeren Tiefen in den depressional Bereichen der Website übertragen wurden. Die meisten der Kürzungen in den Boden hydraulische Leitfähigkeit in den Vertiefungen scheinen zu beziehen sich auf die Tiefe von der Probe erfasst wurden und Folgerung, verbunden mit dem Boden bauliche und strukturelle Unterschiede.

Zur Untersuchung der Frage, ob die Anwendung von Abwasser Abwasser auf dem Gelände Leben Filter die Fähigkeit des Bodens, Wasser übertragen ausgewirkt hat, haben wir Experimente zur Messung der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit des Bodens durchgeführt. Wir verglichen die hydraulische Leitfähigkeit des Bodens von bewässerten Gebieten des Standortes mit denen nicht bewässerte Bereiche der Website. Die Auswirkungen von Abwasser Abwasser auf die hydraulische Leitfähigkeit des ...

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Wastewater Irrigation Impacts on Soil Hydraulic Conductivity: Coupled Field Sampling and Laboratory Determination of Saturated Hydraulic Conductivity

Abwasser Bewässerung Auswirkungen auf Boden hydraulische Leitfähigkeit: Bereich Probenahme und Labor-Bestimmung der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit in Verbindung

Hier präsentieren wir eine Methodik entspricht einer Stichprobengröße von Boden und eine hydraulische Leitfähigkeit Messgerät zu verhindern, dass die sogenannten wandströmung entlang der Innenseite des Behälters Boden in Wasser Durchflussmessungen fälschlicherweise aufgenommen zu werden. Seine Verwendung ist mit Proben von einer Abwasser-Bewässerung-Website unter Beweis gestellt.

Since the early 1960s, an alternative wastewater discharge practice at The Pennsylvania State University has been researched and its impacts monitored. ...

wastewater-irrigation-impacts-on-soil-hydraulic-conductivity-coupled

Research

JoVE Journal

Environment

9.1K Aufrufe.  Pennsylvania State University. Hier präsentieren wir eine Methodik entspricht einer Stichprobengröße von Boden und eine hydraulische Leitfähigkeit Messgerät zu verhindern, dass die sogenannten wandströmung entlang der Innenseite des Behälters Boden in Wasser Durchflussmessungen fälschlicherweise aufgenommen zu werden. Seine Verwendung ist mit Proben von einer Abwasser-Bewässerung-Website unter Beweis gestellt.

Serie: Wastewater Irrigation Impacts on Soil Hydraulic Conductivity: Coupled Field Sampling and Laboratory Determination of Saturated Hydraulic Conductivity

Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

Tracing rare stable isotopes from plant material through the ecosystem provides the most sensitive information about ecosystem processes; from CO2 fluxes and soil organic matter formation to small-scale stable-isotope biomarker probing. Coupling multiple stable isotopes such as 13C with 15N, 18O or&#160;2H has the potential to reveal even more information about complex stoichiometric relationships during biogeochemical transformations. Isotope labeled plant material has been used in various studies of litter decomposition and soil organic matter formation1-4. From these and other studies, however, it has become apparent that structural components of plant material behave differently than metabolic components (i.e. leachable low molecular weight compounds) in terms of microbial utilization and long-term carbon storage5-7. The ability to study structural and metabolic components separately provides a powerful new tool for advancing the forefront of ecosystem biogeochemical studies. Here we describe a method for producing 13C and 15N labeled plant material that is either uniformly labeled throughout the plant or differentially labeled in structural and metabolic plant components.
Here, we present the construction and operation of a continuous 13C and 15N labeling chamber that can be modified to meet various research needs. Uniformly labeled plant material is produced by continuous labeling from seedling to harvest, while differential labeling is achieved by removing the growing plants from the chamber weeks prior to harvest. Representative results from growing Andropogon gerardii Kaw demonstrate the system&#39;s ability to efficiently label plant material at the targeted levels. Through this method we have produced plant material with a 4.4 atom%13C and 6.7 atom%15N uniform plant label, or material that is differentially labeled by up to 1.29 atom%13C and 0.56 atom%15N in its metabolic and structural components (hot water extractable and hot water residual components, respectively). Challenges lie in maintaining proper temperature, humidity, CO2 concentration,&#160;and light levels in an airtight 13C-CO2 atmosphere for successful plant production. This chamber description represents a useful research tool to effectively produce uniformly or differentially multi-isotope labeled plant material for use in experiments on ecosystem biogeochemical cycling.

Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

This method explains how to build and operate a continuous 13C and 15N isotope labeling chamber for uniform or differential plant tissue labeling. Representative results from metabolic and structural labeling of Andropogon gerardii are discussed.

Aufbau und Betrieb einer Dauer<sup&gt; 13</sup&gt; C und<sup&gt; 15</sup&gt; N Labeling Kammer für Uniform oder Differential, Stoffwechsel-und Struktur, Pflanze Isotope Labeling

Tracing rare stable isotopes from plant material through the ecosystem provides the most sensitive information about ecosystem processes; from CO2 fluxes ...

Forschung

Umwelt

Integrated Field Lysimetry and Porewater Sampling for Evaluation of Chemical Mobility in Soils and Established Vegetation

Potentially toxic chemicals are routinely applied to land to meet growing demands on waste management and food production, but the fate of these chemicals is often not well understood. Here we demonstrate an integrated field lysimetry and porewater sampling method for evaluating the mobility of chemicals applied to soils and established vegetation. Lysimeters, open columns made of metal or plastic, are driven into bareground or vegetated soils. Porewater samplers, which are commercially available and use vacuum to collect percolating soil water, are installed at predetermined depths within the lysimeters. At prearranged times following chemical application to experimental plots, porewater is collected, and lysimeters, containing soil and vegetation, are exhumed. By analyzing chemical concentrations in the lysimeter soil, vegetation, and porewater, downward leaching rates, soil retention capacities, and plant uptake for the chemical of interest may be quantified. Because field lysimetry and porewater sampling are conducted under natural environmental conditions and with minimal soil disturbance, derived results project real-case scenarios and provide valuable information for chemical management. As chemicals are increasingly applied to land worldwide, the described techniques may be utilized to determine whether applied chemicals pose adverse effects to human health or the environment.

Field lysimetry and porewater sampling allow researchers to evaluate the fate of chemicals applied to soils and established vegetation. The goal of this protocol is to demonstrate how to install required instrumentation and collect samples for chemical analysis during integrated field lysimetry and porewater sampling experiments.

Integrierte Feld Lysimetrie und Porenwasserprobennahme für die Bewertung von Chemical Mobilität in Böden und Vegetation Gegründet

Potentially toxic chemicals are routinely applied to land to meet growing demands on waste management and food production, but the fate of these chemicals ...

Soil Sampling and Isolation of Entomopathogenic Nematodes (Steinernematidae, Heterorhabditidae)

Entomopathogenic nematodes (a.k.a. EPN) represent a group of soil-inhabiting nematodes that parasitize a wide range of insects. These nematodes belong to two families: Steinernematidae and Heterorhabditidae. Until now, more than 70 species have been described in the Steinernematidae and there are about 20 species in the Heterorhabditidae. The nematodes have a mutualistic partnership with Enterobacteriaceae bacteria and together they act as a potent insecticidal complex that kills a wide range of insect species.
Herein, we focus on the most common techniques considered for collecting EPN from soil. The second part of this presentation focuses on the insect-baiting technique, a widely used approach for the isolation of EPN from soil samples, and the modified White trap technique which is used for the recovery of these nematodes from infected insects. These methods and techniques are key steps for the successful establishment of EPN cultures in the laboratory and also form the basis for other bioassays that consider these nematodes as model organisms for research in other biological disciplines. The techniques shown in this presentation correspond to those performed and/or designed by members of S. P. Stock laboratory as well as those described by various authors.

Soil Sampling and Isolation of Entomopathogenic Nematodes Steinernematidae, Heterorhabditidae

Entomopathogenic nematodes are soil-inhabiting roundworms that parasitize a wide range of insects. We demonstrate sampling methods used for the isolation of these nematodes from the soil using two techniques: the insect baiting and the modified White trap, for the recovery of nematodes from soil samples and infected insect cadavers, respectively.

Bodenproben und Isolierung von Nematoden (Steinernematidae, Heterorhabditidae)

Entomopathogenic nematodes (a.k.a. EPN) represent a group of soil-inhabiting nematodes that parasitize a wide range of insects. These nematodes belong to ...

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most experiments examine only two or a few levels of CA concentration and a single soil type, but if CA can be varied as a gradient from subambient to superambient concentrations on multiple soils, we can discern whether past ecosystem responses may continue linearly in the future and whether responses may vary across the landscape. The Lysimeter Carbon Dioxide Gradient Facility applies a 250 to 500 &#181;l L-1 CA gradient to Blackland prairie plant communities established on lysimeters containing clay, silty clay, and sandy soils. The gradient is created as photosynthesis by vegetation enclosed in in temperature-controlled chambers progressively depletes carbon dioxide from air flowing directionally through the chambers. Maintaining proper air flow rate, adequate photosynthetic capacity, and temperature control are critical to overcome the main limitations of the system, which are declining photosynthetic rates and increased water stress during summer. The facility is an economical alternative to other techniques of CA enrichment, successfully discerns the shape of ecosystem responses to subambient to superambient CA enrichment, and can be adapted to test for interactions of carbon dioxide with other greenhouse gases such as methane or ozone.

A CO2 Concentration Gradient Facility for Testing CO2 Enrichment and Soil Effects on Grassland Ecosystem Function

The Lysimeter Carbon Dioxide Gradient Facility creates a 250 to 500 &#181;l L-1 linear carbon dioxide gradient in temperature-controlled chambers housing grassland plant communities on clay, silty clay, and sandy soil monoliths. The facility is used to determine how past and future carbon dioxide levels affect grassland carbon cycling.

Ein CO<sub&gt; 2</sub&gt; Konzentration Gradient Facility for Testing CO<sub&gt; 2</sub&gt; Enrichment und Boden Auswirkungen auf Grünland-Ökosystemen Funktion

Continuing increases in atmospheric carbon dioxide concentrations (CA) mandate techniques for examining impacts on terrestrial ecosystems. Most ...

Soil Lysimeter Excavation for Coupled Hydrological, Geochemical, and Microbiological Investigations

Studying co-evolution of hydrological and biogeochemical processes in the subsurface of natural landscapes can enhance the understanding of coupled Earth-system processes. Such knowledge is imperative in improving predictions of hydro-biogeochemical cycles, especially under climate change scenarios. We present an experimental method, designed to capture sub-surface heterogeneity of an initially homogeneous soil system. This method is based on destructive sampling of a soil lysimeter designed to simulate a small-scale hillslope. A weighing lysimeter of one cubic meter capacity was divided into sections (voxels) and was excavated layer-by-layer, with sub samples being collected from each voxel. The excavation procedure was aimed at detecting the incipient heterogeneity of the system by focusing on the spatial assessment of hydrological, geochemical, and microbiological properties of the soil. Representative results of a few physicochemical variables tested show the development of heterogeneity. Additional work to test interactions between hydrological, geochemical, and microbiological signatures is planned to interpret the observed patterns. Our study also demonstrates the possibility of carrying out similar excavations in order to observe and quantify different aspects of soil-development under varying environmental conditions and scale.

This study presents an excavation method for investigating subsurface hydrological, geochemical, and microbiological heterogeneity of a soil lysimeter. The lysimeter simulates an artificial hillslope which was initially under homogeneous condition and had been subjected to approximately 5,000 mm of water over eight cycles of irrigation in an 18-month period.

Boden Lysimeter Ausgrabung Gekoppelte hydrologische, geochemische und mikrobiologische Untersuchungen

Studying co-evolution of hydrological and biogeochemical processes in the subsurface of natural landscapes can enhance the understanding of coupled ...

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of scientific publications address microplastic pollution of the sea surface. The protocol below describes the methodology for sampling, sample preparation, separation and chemical identification of microplastic particles. A manta net fixed on an &#187;A frame&#171; attached to the side of the vessel was used for sampling. Microplastic particles caught in the cod end of the net were separated from samples by visual identification and use of stereomicroscopes. Particles were analyzed for their size using an image analysis program and for their chemical structure using ATR-FTIR and micro FTIR spectroscopy. The described protocol is in line with recommendations for microplastics monitoring published by the Marine Strategy Framework Directive (MSFD) Technical Subgroup on Marine Litter. This written protocol with video guide will support the work of researchers that deal with microplastics monitoring all over the world.

The protocol below describes the methodology for: microplastics sampling on the sea surface, separation of microplastic and chemical identification of particles. This protocol is in line with the recommendations for microplastics monitoring published by the MSFD Technical Subgroup on Marine Litter.

Protokoll für die Mikroplastik Probenahme auf der Meeresoberfläche und Probenanalyse

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

Evaluating Dryocosmus Kuriphilus-induced Damage on Castanea Sativa

Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu has become a major pest for Castaneasativa since its arrival in Europe. Its galling activity results in the formation of different gall types and prevents the development of normal shoots. Repeated and uncontrolled attacks cause, besides the production of galls and the attendant gall-related reduction in leaf area, progressive corruption of the branch architecture, including the death of branch parts, and an increase in dormant bud activation. Thus far, there have been few attempts to quantify branch architecture damage. Further, the different methods for assessing infestation degree (MAID) that have been developed focus only on the galls' presence and abundance.
Using the leaf area to sapwood area relationship as a green biomass indicator, we developed in a previous study a damage composite index (DCI) that takes into account the most important branch architectural features, allowing for realistic damage assessment during the entire epidemic process. 
The aim of this study is to present this novel method and highlight differences in the damage description with respect to other broadly used indices. Results show how the DCI depicts branch damage better, especially during the epidemic peak, compared to MAID, which tend to underestimate it. We conclude by suggesting how to properly evaluate the overall impact of the pest by means of our composite damage index, the infestation degree using classic methods, and crown transparency evaluations.

Evaluating Dryocosmus Kuriphilus-induced Damage on Castanea Sativa

It is common practice to assess the damage caused by Dryocosmus kuriphilus by considering the abundance of galls alone rather than by also taking related branch corruption into consideration. We propose a composite damage index that takes into account the most important branch features, thus enabling more realistic damage assessment.

Bewertung von Dryocosmus Kuriphilus-induzierte Schäden auf Castanea Sativa

Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu has become a major pest for Castaneasativa since its arrival in Europe. Its galling activity results in the formation of ...

Laboratory and Field Protocol for Estimating Sheet Erosion Rates from Dendrogeomorphology

Sheet erosion is among the crucial drivers of soil degradation. Erosion is controlled by environmental factors and human activities, which often lead to severe environmental impacts. The understanding of sheet erosion is, consequently, a worldwide issue with implications for both environment and economies. However, the knowledge on how erosion evolves in space and time is still limited, as well as its effects on the environment. Below, we explain a new dendrogeomorphological protocol for deriving eroded soil thickness (Ex) by acquiring accurate microtopographic data using both terrestrial laser scanning (TLS) and microtopographic profile gauges. Additionally, standard dendrogeomorphic procedures, dependent on anatomical variations in root rings, are utilized to establish the timing of exposure. Both TLS and microtopographic profile gauges are used to obtain ground surface pro&#64257;les, from which Ex is estimated after the threshold distance (TD) is determined, i.e., the distance between the root and the sediment knickpoint, which allows de&#64257;ning the lowering of the ground surface caused by sheet erosion. For each profile, we measured the height between the topside of the root and a virtual plane tangential to the ground surface. In this way, we intended to avoid small-scale impacts of soil deformation, which may be due to pressures exerted by the root system, or by the arrangement of exposed roots. This may provoke small amounts of soil sedimentation or erosion depending on how they physically affect the surface runoff. We demonstrate that an adequate microtopographic characterization of exposed roots and their associated ground surface is very valuable to obtain accurate erosion rates. This finding could be utilized to develop the best management practices designed to eventually halt or perhaps, at least, lessen soil erosion, so that more sustainable management policies can be put into practice.

Characterizing erosion from dendrogeomorphology has usually focused on accurately finding the starting time of root exposure, by examining macroscopic or cell level changes caused by exposure. Here, we offer a detailed description of different novel techniques to obtain more precise erosion rates from highly accurate microtopographic data.

Labor und Feld-Protokoll für die Schätzung der Blatt-Erosion-Raten von Dendrogeomorphology

Sheet erosion is among the crucial drivers of soil degradation. Erosion is controlled by environmental factors and human activities, which often lead to ...

Sampling for Estimating Frankliniella Species Flower Thrips and Orius Species Predators in Field Experiments

The western flower thrips, Frankliniella occidentalis (Pergande), is a polyphagous pest that has been spread worldwide. The extensive use of insecticides in attempts to control its populations eliminates natural enemies and competitor flower thrips species, thereby increasing its populations. An unsustainable situation develops with concomitant resistant pest populations, secondary pest outbreaks, and environmental degradation. Integrated pest management utilizes knowledge of pest and natural enemy relationships to implement tactics that are environmentally friendly and sustainable. Minute pirate bugs are the most important worldwide predators of thrips. They can suppress and ultimately control Frankliniella species flower thrips. Flower samples taken at least weekly are needed to understand predator-prey dynamics. Shown here is the sampling of the flowers of fruiting vegetables and companion plants to estimate the densities of individual thrips and minute pirate bug species. Representative data illustrates how the protocol is used to determine the efficacy of management tactics over time and how to evaluate the benefits of predation by minute pirate bugs. The sampling protocol is similarly adaptable to sampling thrips and minute pirate bugs in other plant species hosts.

Sampling for Estimating Frankliniella Species Flower Thrips and Orius Species Predators in Field Experiments

Presented here is a protocol to determine the number of thrips and minute pirate bug predators in crops over multiple dates in field experiments. Also illustrated is how to determine the efficacy of management tactics against thrips and evaluate the benefits of predation by minute pirate bugs.

Probenahme zur Schätzung von Frankliniella-Arten Blumenthrips und Orius-Arten-Raubtiere in Feldversuchen

The western flower thrips, Frankliniella occidentalis (Pergande), is a polyphagous pest that has been spread worldwide. The extensive use of insecticides ...

Measuring Phosphorus Release in Laboratory Microcosms for Water Quality Assessment

Phosphorus (P) is a critical limiting nutrient in agroecosystems requiring careful management to reduce transport risk to aquatic environments. Routine laboratory measures of P bioavailability are based on chemical extractions performed on dried samples under oxidizing conditions. While useful, these tests are limited with respect to characterizing P release under prolonged water saturation. Labile orthophosphate bound to oxidized iron and other metals can rapidly desorb to solution in reducing environments, increasing P mobilization risk to surface runoff and groundwater. To better quantify P desorption potential and mobility during extended saturation, a laboratory microcosm method was developed based on repeated sampling of porewater and overlying floodwater over time. The method is useful for quantifying P release potential from soils and sediments varying in physicochemical properties and can improve site-specific P mitigation efforts by better characterizing P release risk in hydrologically active areas. Advantages of the method include its ability to simulate in situ dynamics, simplicity, low cost, and flexibility.

Accurate quantification of phosphorus (P) desorption potential in saturated soils and sediments is important for P modeling and transport mitigation efforts. To better account for in situ soil-water redox dynamics and P mobilization under prolonged saturation, a simple approach was developed based on repeated sampling of laboratory microcosms.

Messung der Phosphorfreisetzung in Labormikrokosmen zur Wasserqualitätsbewertung

Phosphorus (P) is a critical limiting nutrient in agroecosystems requiring careful management to reduce transport risk to aquatic environments. Routine ...