This study received supported from the National Research Foundation of Korea (NRF) (2011-0012728). A poster presenting this study was awarded the Best Poster Award by the Korean Society of Applied Biological Sciences (KSABC).

1. הגדרות ראשוניות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מיני צמחי חקלאות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש גן בלזם (תיגע balsamina), Mizuna (Rapa Brassica var. Japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis), ו Mescluns (שחליים sativum) זרעים. הערה: תיגע balsamina (גן בלזם או רוז בלזם) הוא מינים מקומיים להודו; חברים כמה נמצאים גם מיאנמר. Komatsuna (var Rapa Brassica. Perviridis או komatsuna) הינה נגזרת מאותו המין כמו לפת המשותף. גרגיר גן (שחליים sativum) הוא סוג של צמח זה קשור טקסונומית כדי גרגיר הנחלים וחרדל. יש להם טעמים דומים ריח, שעבורו הם מנוצלים 5,7 מסחריים. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תרבויות צמח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גן תרבות בלזם (תיגע balsamina), Mizuna (Brassica rapa var. Japonica), Komatsuna (var Rapa Brassica. Perviridis), ו Mescluns (שחליים sativum) זרעים בקוטר 100 מ&quot;מ (100 pi) צלחת פטרי. ודא צלחת אחת מכילה רק סוג אחד של מינים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תנאי תרבות, למקם את הזרעים על מגבת תאית. לטבול את המגבת וזרעים במים מזוקקים משולשים. מדוד ולאשר כי RT המעבדה המקורה הוא 18-25 מעלות צלזיוס, עם לחות הנעה 65-75% (נא לבדוק סעיף 3.1.2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבלת מספר הזרעים, תרבות 10 ± 1 זרעי גן בלזם, 50 ± 10 זרעי Mizuna, 330 ± 20 זרעי Komatsuna, ו -380 ± 20 זרעי Mescluns. השתמש תנאים זהים כפי שנמדדו 18-25 מעלות צלזיוס, עם לחות הנעה 65-75% (נא לבדוק סעיף 2.1.1). הערה: כל הניסויים בוצעו על תנאי מקורה עם הלחות המוסדרת טווח טמפרטורות במעבדה. הלחות והטמפרטורה לא היה סטטי, אלא גם סיפק את התנאים זהים עבור בקבוצה שטופלה מגנט ושליטה. </li></ol></li></ol> 2. תרבות של ארבעה צמחים חקלאות<ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נוהל ניסיוני <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עקוב סעיף 1.2.3) עבור מינים של תנאי צמח וההתרבות מלאות קבוצת המגנט מיושמת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל שלושה מגנטים של 1,750 ± 350 גאוס (10,000 גאוס = 1 טסלה) בתחתית 100 המנות pi עבור גן בלזם. במהלך היישום, להבטיח כי שלושת המגנטים אינם באים במגע ישיר עם הזרעים, והם מופרדים על ידי בתחתית הפלסטיק של צלחת פטרי. המרחק הישיר בין זרעים ומגנטים צריך להיות 2-4 מ&quot;מ. החל מגנטים עבור 168 שעות (7 ימים) במשך ארבעה צמחים חקלאיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעקבות כל הצעדים זהים ב 2.1.2), חל שני מגנטים, אחד (צד N פונה כלפי מעלה) על מגנט העליון ואחרים (צד S פונה כלפי מעלה) על החלק התחתון של צלחת תרבות בלזם הגן. הערה: עמודי מוחלים באופן שונה גן בלזם. עם זאת, אורינטצית המוט אינו נחשבה כגורם מכריע במחקר זה לשינויי צמיחה, כמו כל הסביבות זהות למעט בכיווןשל השטף המגנטי. מטרת יישום מוט N ו- S עבור גן בלזם היה לראות היכולת המעשית שלה להשתמש בו בתחומים, שם האוריינטציה מוט יכול להיות קשה לניהול. </li></ol></li></ol> 3. טובולין מכתים גן בלזם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישומים מגנט עם מצב אור מוסדר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים שני מגנטים (N מוט פונה כלפי מעלה) בתחתית הצלחת 100 מ&quot;מ במשך 48 שעות, באמצעות תנאים בשלב 1.2.2. הערה: עבור שינוי של אור, את כלי התרבות הונחו על מדף פלסטיק בחממה. החממה שמשה יירוט של אור וטמפרטורת שמירה של 25 מעלות צלזיוס למשך 48 שעות בסביבות חשוכות. בסופו של דבר, המצב הזה לא היה בשימוש בניסוי זה בשל וריאציות גבוהות באורך צמיחה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכתים צמח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן צמח פרח כפול SPP impatiens כולו, (כולל גזע ושורשים) גדל על התנאים זהים עם צעד 3.1.2) ב paraformaldehyde 4% ו -0.1 Mחיץ פוספט (pH 7.4) במשך 15 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המדגם impatiens לטבול במשך שעה 2. בחסימת המאגר (אלבומין בסרום שור סוס 2% בסרום / 1% / 0.1% Triton X-100 ב- PBS, pH 7.5). לשטוף את המדגם impatiens ידי טבילה עם PBS במשך 15 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור immunostaining כפול, דגירה המדגם עם נוגדן ראשוני, טובולין אנטי-אלפא (1: 1,000), O / N ב 4 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המדגם לטבול את דגימות פעם עם PBS במשך 10 דקות כדי לשטוף. השתמש FITC- מצומדות אנטי עכבר IgG (1: 400) כמו נוגדנים משני דגירה במשך שעה 2 ב 25 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטבול את המדגם ב PBS ומכסים להחליק המדגם כולו התחתון של 24 הצלחת היטב. להשיג תמונות באמצעות מיקרוסקופ פלואורסצנטי קונבנציונאלי להתבונן אוריינטציה טובולין (λ = 550 ננומטר, מוגדל 100X, 200X ו 400X). הערה: במקרה זה, בקבוצה שטופלה מגנט (n = 10) ובקרות (n = 11) אושרו עבור גן בלזם (תיגע balsamina) בלבד, גדל בתנאים שאינם כהה. </li&gt; </ol></li></ol> 4. נתוני שיטות איסוף <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יצירת זמן לשגות של גידול צמחי ארבעת חקלאים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצלם את המפעל ב 10 מרווחי דקות, על ידי הגדרת תריס אוטומטית (זה יכול להיעשות בכל מצלמה דיגיטלית). הגדר את הצמצם F 3.2 ואת ערך ISO 400. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אסוף 700-900 תמונות עבור 7-10 ימים. חבר את המצלמה עם חוטי חשמל מאז יכול להיות מדולדלת סוללה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גרור את התמונות על ידי לחיצה ושחרור כל תמונה כרונולוגית מתחת לקו ההזרמה עם תוכנת moviemaking (ראה חומרי שולחן וציוד). שים את זה על קו זרימה ב משכים שווים של .045-.05 שניות לכל לתוך הכולל סרט של 30-40 שניות. בדוק כך שאין פערים כהים עם בחירת כל תמונה לפי סדר כרונולוגי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שלב 4.1.3, לחץ כפתור ההפעלה בתוכנה כדי להבטיח את הידור-הסרט לתוך שקופית וידאו 30-40 שניות זמן לשגות ולחץ לעבד ולשמור .mpeg או בפורמט .avi. עבור גודל markers, השתמש רובע קנדי, פנים אמריקאים, וסרגל סנטימטר בצד של התמונה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע t -test ותיבת עלילה לניתוח סטטיסטי 11,12. הערה: קבוצות סיכומים חמש-מספר ששימשו בחישוב הגבול התחתון (L) ערך כמו Q1 - [1.5 × (Q3 - Q1)] ואת מגבלת גבוה (H) ערך כמו Q3 + [1.5 × (Q3 - Q1) ]. גישה זו שולבה צעד 1.2.2 עבור נתונים אורכים אוסף 11. ערכי L ו- H להציג את אזור 99% של מגרשי T-ההפצה, כלומר נקודות הנתונים שנצפו מחוץ לטווח זה חריג יכולה להיחשב. מגרשים Box ו- t של סטודנט -test שימשו לנתח את ההבדלים ב לגבהים של שתילי 12. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Martin, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+measurement+of+pollen+tube+growth+inhibition.">In vitro measurement of pollen tube growth inhibition.</a> Plant Physiol. 49, 924-925 (1972).</li><li>Pfahler, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+germination+characteristics+of+maize+pollen+to+detect+biological+activity+of+environmental+pollutants.">In vitro germination characteristics of maize pollen to detect biological activity of environmental pollutants.</a> Environ Health Perspect. 37, 125-132 (1981).</li><li>Yao, Z., Tan, X., Du, H., Luo, B., Liu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high-current+microwave+ion+source+with+permanent+magnet+and+its+beam+emittance+measurement.">A high-current microwave ion source with permanent magnet and its beam emittance measurement.</a> Rev Sci Instrum. 79, 073304 (2008).</li><li>Hendrickson, C. L., Drader, J. J., Laude, D. A., Guan, S., Marshall, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fourier+transform+ion+cyclotron+resonance+mass+spectrometry+in+a+20+T+resistive+magnet.">Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry in a 20 T resistive magnet.</a> Rapid Commun Mass Spectrom. 10, 1829-1832 (1996).</li><li>Namba, K., Sasao, A., Shibusawa, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EFFECT+OF+MAGNETIC+FIELD+ON+GERMINATION+AND+PLANT+GROWTH.">EFFECT OF MAGNETIC FIELD ON GERMINATION AND PLANT GROWTH.</a> Acta Hort. 399, 143-148 (1995).</li><li>Hirota, N., Nakagawa, J., Kitazawa, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+a+magnetic+field+on+the+germination+of+plants.">Effects of a magnetic field on the germination of plants.</a> Journals of Applied Physics. 85, 5717-5719 (1999).</li><li>Penuelas, J., Llusia, J., Martinez, B., Fontcuberta, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diamagnetic+Susceptibility+and+Root+Growth+Responses+to+Magnetic+Fields+in+Lens+culinaris,+Glycine+soja,+and+Triticum+aestivum.">Diamagnetic Susceptibility and Root Growth Responses to Magnetic Fields in Lens culinaris, Glycine soja, and Triticum aestivum.</a> Electromagnetic Biology and Medicine. 23, 97-112 (2004).</li><li>Carbonell, M. V., Martinez, E., Amaya, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimulation+of+germination+in+rice+(Oryza+Sativa+L.)+by+a+static+magnetic+field.">Stimulation of germination in rice (Oryza Sativa L.) by a static magnetic field.</a> Electro- and Magnetobiology. 19, 121-128 (2000).</li><li>Oakley, R. V., Wang, Y. S., Ramakrishna, W., Harding, S. A., Tsai, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+expansion+and+expression+of+alpha-+and+beta-tubulin+gene+families+in+Populus.">Differential expansion and expression of alpha- and beta-tubulin gene families in Populus.</a> Plant Physiol. 145, 961-973 (2007).</li><li>Hoson, T., Matsumoto, S., Soga, K., Wakabayashi, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cortical+microtubules+are+responsible+for+gravity+resistance+in+plants.">Cortical microtubules are responsible for gravity resistance in plants.</a> Plant Signal Behav. 5, 752-754 (2010).</li><li>Kim, S., Im, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Static+magnetic+fields+inhibit+proliferation+and+disperse+subcellular+localization+of+gamma+complex+protein3+in+cultured+C2C12+myoblast+cells.">Static magnetic fields inhibit proliferation and disperse subcellular localization of gamma complex protein3 in cultured C2C12 myoblast cells.</a> Cell Biochem Biophys. 57, 1-8 (2010).</li><li>Benjamini, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Opening+the+Box+of+a+Boxplot.">Opening the Box of a Boxplot.</a> The American Statistician. 42, 257-262 (1988).</li></ol>

The Authors have nothing to disclose.

בכל התנאים, מגנטים יש להחיל מתחת לצלחת פטרי. מחקר זה בדק את ההשפעה של שדות מגנטיים על שיעור צמיחה של זרעים כמה מינים חקלאיים, עם דגש על הגן בלזם כנציג של צמחים חקלאיים. למשל, מכתים טובולין בוצע על הגן בלזם להעריך את השינויים המולקולרית ברמת שורש גזע-מבני מייקרו שלד מצבי...

נביטה היא הצמיחה של צמח שגורם להיווצרות של השתיל 1. בתנאים מסוימים, נביטת זרעים מתחילה ואת הרקמות העובריות לחדש את הצמיחה. זה מתחיל עם הידרציה לזרע כדי להפעיל אנזימים עבור נביטה. זרעים יכולים להיגרם לנבוט במבחנה (בצלחת פטרי או מבחנה) 1,2. שדות מגנטיים סטטיים הם כוחות מיוחדים שגורמים תנועות של מולקולות עם חיובים יוניים בדרך של כוח לורנץ 3,4. הכח לורנץ נוצר כאשר מהלכים אובייקט מיונן או לדין בשל עבירה לפי שדה מגנטי. כל חומר נוצר עם אטומים אשר מורכבים של אלקטרונים ופרוטונים. כאשר השדות המגנטיים להיות נוכחים, בין אם זה הוא סטטי או לסירוגין, זה משפיע על התנועה של החומר טעון. זה חל גם על צמחים ובעלי מולקולות מים, אשר משפיעה על מצב המולקולה התאי. במחקר קודם, סלילים אלקטרומגנטיים שימשוכדי ליצור שדות מגנטיים פעמו, והצמחים &#39;Komatsuna&#39; נבחרו הנושאים 5. במחקר הנוכחי, מגנט שנוצר ושדה מגנטי סטטי שימשו לתת השפעות דומות אך שונות כמו מחקר הרחבת כוח לורנץ. התדירות של השדה המגנטי, ולא הקוטביות שלה, היא גורם מכריע עבור נביטת צמח. מחקרים קודמים הציעו כי שיעורי נביטת מקסימום היו 20% מהצעת מחיר הבקרה כאשר התדירות של השדה המגנטי הייתה כ -10 הרץ. כאשר השדה הוסר באופן מדרדר, שיעור הצמיחה נפגע 5. יש שדות מגנטיים סטטיים השפעה ניכרת על 6-8 הצמיחה הראשונית, בעיקר על נביטה וצמיחה 6 שורש 7. במחקר הנוכחי, השתמשנו מגנטים סטטיים לבחון את האפשרות להסדיר את הצמיחה של צמחים חקלאיים באמצעות שדות מגנטיים. בפרט, מטרתנו הייתה דetermine אם תנאים מסוימים של יישום שדה מגנטי יכולים להגדיל את שיעורי צמיחה לרמות גבוהות יותר מאלה המוזכרים בספרות. יתר על כן, אם הנביטה הראשונית של צמחים ניתן להגדיל בהצלחה באמצעות שדה מגנטי, השימוש בדשנים כימיים ניתן להימנע מכך.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="646">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Static magnets</td>
			<td style="width:144px;">JIM</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td style="width:167px;">2000Gauss</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">2% horse serum/1% bovine serum albumin/0.1% Triton X-100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Merged with 55514</td>
			<td>Blocking buffer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Primary antibody</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:119px;">sc-8035</td>
			<td>a-Tubulin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Secondary antibody</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td style="width:119px;">sc-2010</td>
			<td>FITC-conjugated anti-mouse IgG</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">time lapse photographic techniques</td>
			<td style="width:144px;">Manually controlled</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td>ISO value 400 &#38; aperture F 3.2</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Sony Vegas Pro 13.0</td>
			<td style="width:144px;">Sony</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td style="width:167px;">N/A</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

enhancement of the initial growth rate of agricultural plants by using static magnetic fields

מכשירים אלקטרוניים וחוטי מתח גבוה לגרום שדות מגנטיים. שדה מגנטי של 1,300-2,500 גאוס (0.2 טסלה) היה מוחל על צלחות פטרי המכילות זרעי גן בלזם (תיגע balsamina), Mizuna (Brassica rapa var. Japonica), Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis), ו Mescluns (שחליים sativum ). יישמנו מגנטים מתחת לצלחת התרבות. במהלך 4 ימי יישום, צפינו כי אורך גבעול השורש גדל. הקבוצה לייחס שדה מגנטי (n = 10) הראתה פי 1.4 מהר יותר בקצב הצמיחה בהשוואה לקבוצת הביקורת (n = 11) בסך של 8 ימים (p &lt;0.0005). שיעור זה גבוה ב -20% מזה שדווח במחקרים קודמים. הקווים מורכבים טובולין לא היה חיבור נקודות, אבל נקודות חיבור להתרחש על פי בקשה של מגנטים. זה מראה הבדל מוחלט מהשלט, כלומר הסדרים חריגים. עם זאת, את הסיבה המדויקת עדיין לא ברורה. מיל אלהאולטס של שיפור צמיחה של החלת מגנטים מראה כי אפשר לשפר את קצב הצמיחה, להגדיל את התפוקה, או לשלוט במהירות של נביטה של ​​צמחים על ידי החלת שדות מגנטיים סטטיים. כמו כן, שדות מגנטיים יכולים לגרום לשינויים פיסיולוגיים בתאי צמח והוא יכול לגרום לצמיחה. לכן, גירוי עם שדה מגנטי יכול להיות השפעה אפשרית הדום לאלה של דשנים כימיים, כלומר השימוש בדשנים ניתן להימנע מכך.

מכתים טובולין הראה מפוזר או דליל מבני צמחים הגדלים בנוכחות המגנט לעומת השליטה (איור 2). יתר על כן, 7 יום לימודי הזמן לשגות עם צמחים חקלאיים כולל Komatsuna (Brassica rapa var. Perviridis) ו Mescluns (שחליים sativum) מצביעים על כך מגנט נגזר שדה מגנטי סטטי מגדיל א...

Watch this Scientific Journal Video about Enhancement of the Initial Growth Rate of Agricultural Plants by Using Static Magnetic Fields at JoVE.com

Enhancement of the Initial Growth Rate of Agricultural Plants by Using Static Magnetic Fields

The goal of this protocol is to demonstrate the acceleration of the initial growth rate of plants by applying static magnetic fields with no external energy.

שיפור של שיעור הצמיחה הראשוני של צמחים חקלאיים באמצעות שדות מגנטיים סטטיים

Electronic devices and high-voltage wires induce magnetic fields. A magnetic field of 1,300-2,500 Gauss (0.2 Tesla) was applied to Petri dishes containing ...

enhancement-initial-growth-rate-agricultural-plants-using-static

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Environment

Unit 1

Magnetic Forces and Fields

SCIENTISTS IN ACTION

13.1K Views.  Yonsei University. The goal of this protocol is to demonstrate the acceleration of the initial growth rate of plants by applying static magnetic fields with no external energy.

Video: Enhancement of the Initial Growth Rate of Agricultural Plants by Using Static Magnetic Fields

Measurement of Greenhouse Gas Flux from Agricultural Soils Using Static Chambers

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the biogeochemical drivers of climate change and to the development and evaluation of GHG mitigation strategies based on modulation of landscape management practices. The static chamber-based method described here is based on trapping gases emitted from the soil surface within a chamber and collecting samples from the chamber headspace at regular intervals for analysis by gas chromatography. Change in gas concentration over time is used to calculate flux. This method can be utilized to measure landscape-based flux of carbon dioxide, nitrous oxide, and methane, and to estimate differences between treatments or explore system dynamics over seasons or years. Infrastructure requirements are modest, but a comprehensive experimental design is essential. This method is easily deployed in the field, conforms to established guidelines, and produces data suitable to large-scale GHG emissions studies.

This article showcases the static chamber-based method for measurement of greenhouse gas flux from soil systems. With relatively modest infrastructure investments, measurements may be obtained from multiple treatments/locations and over timeframes ranging from hours to years.

מדידה של שטף גזי חממה מקרקעות חקלאיות באמצעות לשכות סטטי

Measurement of greenhouse gas (GHG) fluxes between the soil and the atmosphere, in both managed and unmanaged ecosystems, is critical to understanding the ...

The Use of High-resolution Infrared Thermography (HRIT) for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants

Freezing events that occur when plants are actively growing can be a lethal event, particularly if the plant has no freezing tolerance. Such frost events often have devastating effects on agricultural production and can also play an important role in shaping community structure in natural populations of plants, especially in alpine, sub-arctic, and arctic ecosystems. Therefore, a better understanding of the freezing process in plants can play an important role in the development of methods of frost protection and understanding mechanisms of freeze avoidance. Here, we describe a protocol to visualize the freezing process in plants using high-resolution infrared thermography (HRIT). The use of this technology allows one to determine the primary sites of ice formation in plants, how ice propagates, and the presence of ice barriers. Furthermore, it allows one to examine the role of extrinsic and intrinsic nucleators in determining the temperature at which plants freeze and evaluate the ability of various compounds to either affect the freezing process or increase freezing tolerance. The use of HRIT allows one to visualize the many adaptations that have evolved in plants, which directly or indirectly impact the freezing process and ultimately enables plants to survive frost events.

The Use of High-resolution Infrared Thermography HRIT for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants

Here we present a protocol that allows one to visualize sites of ice formation and avenues of ice propagation in plants utilizing high resolution infrared thermography (HRIT).

השימוש ברזולוציה גבוהה אינפרא אדום תרמוגרפיה (HRIT) לחקר הקרח נוקלאציה וקרח רביה בצמחים

Freezing events that occur when plants are actively growing can be a lethal event, particularly if the plant has no freezing tolerance. Such frost events ...

Characterization and Application of Passive Samplers for Monitoring of Pesticides in Water

Five different water passive samplers were calibrated under laboratory conditions for measurement of 124 legacy and current used pesticides. This study provides a protocol for the passive sampler preparation, calibration, extraction method and instrumental analysis. Sampling rates (RS) and passive sampler-water partition coefficients (KPW) were calculated for silicone rubber, polar organic chemical integrative sampler POCIS-A, POCIS-B, SDB-RPS and C18 disk. The uptake of the selected compounds depended on their physicochemical properties, i.e., silicone rubber showed a better uptake for more hydrophobic compounds (log octanol-water partition coefficient (KOW) &#62; 5.3), whereas POCIS-A, POCIS-B and SDB-RPS disk were more suitable for hydrophilic compounds (log KOW &#60; 0.70).

A protocol about the characterization and application of five different passive sampling devices is presented.

אפיון ויישום של דוגמים פסיביים עבור ניטור של דברה במים

Five different water passive samplers were calibrated under laboratory conditions for measurement of 124 legacy and current used pesticides. This study ...

Continuous Instream Monitoring of Nutrients and Sediment in Agricultural Watersheds

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in water resources is a prerequisite for understanding the drivers of the pollutant loads and for making informed water resource management decisions. The commonly used &#34;grab sampling&#34; method provides the concentrations of pollutants at the time of sampling (i.e., a snapshot concentration) and may under- or overpredict the pollutant concentrations and loads. Continuous monitoring of nutrients and sediment has recently received more attention due to advances in computing, sensing technology, and storage devices. This protocol demonstrates the use of sensors, sondes, and instrumentation to continuously monitor in situ nitrate, ammonium, turbidity, pH, conductivity, temperature, and dissolved oxygen (DO) and to calculate the loads from two streams (ditches) in two agricultural watersheds. With the proper calibration, maintenance, and operation of sensors and sondes, good water quality data can be obtained by overcoming challenging conditions such as fouling and debris buildup. The method can also be used in watersheds of various sizes and characterized by agricultural, forested, and/or urban land.

With the advancement of technology and the rise in end-user expectations, the need and use of higher temporal resolution data for pollutant load estimation has increased. This protocol describes a method for continuous in situ water quality monitoring to obtain higher temporal resolution data for informed water resource management decisions.

Instream רציף ניטור של חומרים מזינים, משקעים ב פרשות מים לחקלאות

Pollutant concentrations and loads in watersheds vary considerably with time and space. Accurate and timely information on the magnitude of pollutants in ...

Methodology for Developing Life Tables for Sessile Insects in the Field Using the Whitefly, Bemisia tabaci, in Cotton As a Model System

Life tables provide a means of measuring the schedules of birth and death from populations over time. They also can be used to quantify the sources and rates of mortality in populations, which has a variety of applications in ecology, including agricultural ecosystems. Horizontal, or cohort-based, life tables provide for the most direct and accurate method of quantifying vital population rates because they follow a group of individuals in a population from birth to death. Here, protocols are presented for conducting and analyzing cohort-based life tables in the field that takes advantage of the sessile nature of the immature life stages of a global insect pest, Bemisia tabaci. Individual insects are located on the underside of cotton leaves and are marked by drawing a small circle around the insect with a non-toxic pen. This insect can then be observed repeatedly over time with the aid of hand lenses to measure development from one stage to the next and to identify stage-specific causes of death associated with natural and introduced mortality forces. Analyses explain how to correctly measure multiple mortality forces that act contemporaneously within each stage and how to use such data to provide meaningful population dynamic metrics. The method does not directly account for adult survival and reproduction, which limits inference to dynamics of immature stages. An example is presented that focused on measuring the impact of bottom-up (plant quality) and top-down (natural enemies) effects on the mortality dynamics of B. tabaci in the cotton system.

Methodology for Developing Life Tables for Sessile Insects in the Field Using the Whitefly, Bemisia tabaci, in Cotton As a Model System

Life tables allow quantification of the sources and rates of mortality in insect populations and contribute to understanding, predicting and manipulating population dynamics in agroecosystems. Methods for conducting and analyzing cohort-based life tables in the field for an insect with sessile immature life stages are presented.

מתודולוגיית פיתוח טבלאות החיים עבור חרקים Sessile בשימוש השדה כנימת עש הטבק, כנימת עש הטבק, כותנה כמו מערכת מודל

Life tables provide a means of measuring the schedules of birth and death from populations over time. They also can be used to quantify the sources and ...

Development of New Methods for Quantifying Fish Density Using Underwater Stereo-video Tools

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and estimating fish abundance. We developed and implemented a rotating stereo-video camera tool that covers a full 360 degrees of sampling, which maximizes sampling effort compared to stationary camera tools. A variety of studies have detailed the ability of static, stereo-camera systems to obtain highly accurate and precise measurements of fish; the focus here was on the development of methodological approaches to quantify fish density using rotating camera systems. The first approach was to develop a modification of the metric MaxN, which typically is a conservative count of the minimum number of fish observed on a given camera survey. We redefine MaxN to be the maximum number of fish observed in any given rotation of the camera system. When precautions are taken to avoid double counting, this method for MaxN may more accurately reflect true abundance than that obtained from a fixed camera. Secondly, because stereo-video allows fish to be mapped in three-dimensional space, precise estimates of the distance-from-camera can be obtained for each fish. By using the 95% percentile of the observed distance from camera to establish species-specific areas surveyed, we account for differences in detectability among species while avoiding diluting density estimates by using the maximum distance a species was observed. Accounting for this range of detectability is critical to accurately estimate fish abundances. This methodology will facilitate the integration of rotating stereo-video tools in both applied science and management contexts.

We describe a new method for counting fishes, and estimating relative abundance (MaxN) and fish density using rotating stereo-video camera systems. We also demonstrate how to use distance from camera (Z distance) to estimate species-specific detectability.

פיתוח שיטות חדשות לכימות תנועת הדגים בצפיפות בכלים סטריאו-וידאו תת-מימי

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and ...

Assessment of Methane and Nitrous Oxide Fluxes from Paddy Field by Means of Static Closed Chambers Maintaining Plants Within Headspace

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based on the diffusion theory. A known volume of air overlaying a defined soil area is enclosed within a parallelepiped cover (named &#34;chamber&#34;), for a defined period of time. During this enclosure period, gases (methane (CH4) and nitrous oxide (N2O)) move from soil pore air near their microbial source (i.e., methanogens, nitrifiers, denitrifiers) to the chamber headspace, following a natural concentration gradient. Fluxes are then estimated from chamber headspace concentration variations sampled at regular intervals throughout the enclosure and then analyzed with gas chromatography. Among the techniques available for GHG measurement, the static closed chamber method is suitable for plot experiments, as it does not require large homogenously treated soil areas. Furthermore, it is manageable with limited resources and can identify relationships among ecosystem properties, processes, and fluxes, especially when combined with GHG driving force measurements. Nevertheless, with respect to the micrometeorological method, it causes a minimal but still unavoidable soil disturbance, and allows a minor temporal resolution. Several phases are key to the method implementation: i) chamber design and deployment, ii) sample handling and analyses, and iii) flux estimation. Technique implementation success in paddy fields demands adjustments for field flooding during much of the cropping cycle, and for rice plant maintenance within the chamber headspace during measurements. Therefore, the additional elements to be considered with respect to the usual application of non-flooded agricultural soils consist of devices for: i) avoiding any unintended water disturbance that could overestimate fluxes, and ii) including rice plants within the chamber headspace to fully consider gases emitted through aerenchyma transportation.

The overall goal of this protocol is to measure greenhouse gas emissions from paddy fields using the static closed chamber technique. The measurement system needs specific adjustments due to the presence of both a permanent water layer in the field and of the plants within the chamber headspace.

הערכה של מתאן והנתיבים תחמוצת החנקן משדה אורז באמצעות חשמל סטטי סגור צ'יימברס שמירה על הצמחים בתוך קראוון

This protocol describes the measurement of greenhouse gas (GHG) emissions from paddy soils using the static closed chamber technique. This method is based ...

Determination of the Settling Rate of Clay/Cyanobacterial Floccules

The mechanisms underpinning the deposition of fine-grained, organic-rich sediments are still largely debated. Specifically, the impact of the interaction of clay particles with reactive, planktonic cyanobacterial cells to the sedimentary record is under studied. This interaction is a potentially major contributor to shale depositional models. Within a lab setting, the flocculation and sedimentation rates of these materials can be examined and measured in a controlled environment. Here, we detail a protocol for measuring the sedimentation rate of cyanobacterial/clay mixtures. This methodology is demonstrated through the description of two sample experiments: the first uses kaolin (a dehydrated form of kaolinite) and Synechococcus sp. PCC 7002 (a marine coccoid cyanobacteria), and the second uses kaolin and Synechocystis sp. PCC 6803 (a freshwater coccoid cyanobacteria). Cyanobacterial cultures are mixed with varying amounts of clay within a specially designed tank apparatus optimized to allow continuous, real-time video and photographic recording. The sampling procedures are detailed as well as a post-collection protocol for precise measurement of chlorophyll a from which the concentration of cyanobacterial cells remaining in suspension can be determined. Through experimental replication, a profile is constructed that displays sedimentation rate.

The interaction and sedimentation of the clay and bacterial cells within the marine realm, observed in natural environments, can be best investigated in a controlled lab environment. Here, we describe a detailed protocol, which outlines a novel method for measuring the sedimentation rate of clay and cyanobacterial floccules.

קביעת שיעור ליישוב של קליי/Cyanobacterial Floccules

The mechanisms underpinning the deposition of fine-grained, organic-rich sediments are still largely debated. Specifically, the impact of the interaction ...

Choice and No-Choice Bioassays to Study the Pupation Preference and Emergence Success of Ectropis grisescens

Many insects live above the ground as larvae and adults and as pupate below the ground. Compared to the above-ground stages of their life cycles, less attention has been paid on how environmental factors affect these insects when they pupate within the soil. The tea looper, Ectropis grisescens Warren (Lepidoptera: Geometridae), is a severe pest of tea plants and has caused huge economic losses in South China. The protocols described here aim to investigate, through multiple-choice bioassays, whether mature last-instar E. grisescens larvae can discriminate soil variables such as the substrate type and moisture content, and determine, through no-choice bioassays, the impact of the substrate type and moisture content on pupation behaviors and the emergence success of E. grisescens. The results would enhance the understanding of the pupation ecology of E. grisescens and may bring insights into soil-management tactics for suppressing E. grisescens populations. In addition, these bioassays can be modified to study the influences of various factors on the pupation behaviors and survivorship of soil-pupating pests.

Choice and No-Choice Bioassays to Study the Pupation Preference and Emergence Success of Ectropis grisescens

Here, we present a protocol to investigate the pupation preference of mature larvae of Ectropis grisescens in response to soil factors (e.g., substrate type and moisture content) using choice bioassays. We also present a protocol of no-choice bioassays to determine the factors that affect the pupation behaviors and survivorship of E. grisescens.

הבחירה ו- Bioassays לא-הבחירה ללמוד את העדפה להתגלמות והצלחה הופעתה של Ectropis grisescens

Many insects live above the ground as larvae and adults and as pupate below the ground. Compared to the above-ground stages of their life cycles, less ...

Generating Homo- and Heterografts Between Watermelon and Bottle Gourd for the Study of Cold-responsive MicroRNAs

MicroRNAs (miRNAs) are endogenous small non-coding RNAs of about 20 - 24 nt, known to play important roles in plant development and adaptation. There is an accumulating evidence showing that the expressions of certain miRNAs are altered when grafting, an agricultural practice commonly used by farmers to improve crop tolerance to biotic and abiotic stresses. Bottle gourd is an inherently climate-resilient crop compared to many other major cucurbits, including watermelon, rendering it one of the most widely used rootstocks for the latter. The recent advancement of high-throughput sequencing technologies has provided great opportunities to investigate cold-responsive miRNAs and their contributions to heterograft advantages; yet, adequate experimental procedures are a prerequisite for this purpose. Here, we present a detailed protocol for efficiently generating homo- and heterografts between the cold-susceptible watermelon and the cold-tolerant bottle gourd, in addition to methods of tissue sampling, data generation, and data analysis. The presented methods are also useful for other plant-grafting systems, to interrogate miRNA regulations under various environmental stresses, such as heat, drought, and salinity.

Here we present a detailed protocol for efficiently making homo- and heterografts between watermelon and bottle gourd, in addition to methods of tissue sampling, data generation, and data analysis, for the investigation of cold-responsive microRNAs.

יצירת הומו - ו Heterografts בין אבטיח דלעת הבקבוק לחקר מיקרו Rna קר-תגובה

MicroRNAs (miRNAs) are endogenous small non-coding RNAs of about 20 - 24 nt, known to play important roles in plant development and adaptation. There is ...