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

Gli animali coinvolti nella sperimentazione descritta nei risultati rappresentativi sono stati curati secondo le linee guida dell&#39;Università cura degli animali e del Comitato uso Pennsylvania State. La commissione ha esaminato e approvato l&#39;esperimento e di tutte le procedure eseguite nello studio. Dettagli, come animale e composizione della dieta informazioni e il modello sperimentale, si trovano nel pieno pubblicazione di questo esperimento 12. Nota: Per un elenco di attrezzature e forniture necessari per condurre l&#39;esperimento, vedi Materiali Tavolo. 1. Disegno sperimentale <ol><li> Ottenere l&#39;approvazione istituzionale cura e l&#39;uso degli animali Comitato per l&#39;esperimento. Questa è una procedura non invasiva che non provoca dolore per l&#39;animale ed è classificato come USDA categoria C (dolore Lieve o momentaneo o disagio o nessun dolore o disagio). Anestesia non è necessaria. </li><li> Selezionare intatte (cioè, non cannulate) vaccheper l&#39;esperimento sulla base di stadio di lattazione, l&#39;età, e la produzione di latte. Non usare le mucche cannulate con AHCS a causa della potenziale perdita di gas ruminale attraverso la cannula. Un dispositivo progettato per alleviare questo problema è attualmente testato ma i risultati non sono riportati qui. </li><li> Se un disegno crossover (cioè, quadrato latino, per esempio) è utilizzata, utilizzare 8 a 12 mucche, a seconda del numero di trattamenti, in un disegno replicato equilibrato per effetti residui. Se, per esempio, 4 trattamenti vengono testati, 8 mucche produrranno un processo replicato 4 × 4 disegno, ecc. Il minimo durata raccomandata di questi tipi di esperimenti è di 21 a 28 giorni, con i primi 14 a 21 giorni per l&#39;adattamento al trattamento e 7 giorni per la raccolta dati. </li><li> Se un disegno a blocchi randomizzati viene utilizzata, utilizzare da 12 a 15 vacche per il trattamento. Includere un periodo covariata 2 settimane prima di iniziare la raccolta dei dati. La durata raccomandata di questi esperimenti è da 8 a 12 settimane, con la prima 2 settimane being per l&#39;adattamento al trattamento. </li><li> Dotare ogni animale sperimentale con ISO 11784 o tag di identificazione RFID 11785-compatibile. </li></ol> 2. La formazione degli Animali usare AHCS <ol><li> Prima dell&#39;inizio dell&#39;esperimento, spostare AHCS nella struttura dove si trovano le mucche. Collocare l&#39;unità a portata di vista delle mucche. Lasciare l&#39;unità per almeno 2 giorni. </li><li> Preparare un feed esca che gli animali amano. Diversi i feed possono essere provati per invogliare mucche, anche se una miscela di 70% mais macinato, il 27% di melassa a secco e olio di 3% di soia (come-è in peso) è stato utilizzato con successo in laboratorio. Evitare feed appiccicoso e polverosi che possono ostruire il filtro dell&#39;aria e il sistema di distribuzione con alimentazione di AHCS. Si preferisce che il mangime pellettato. </li><li> Dare una piccola quantità (una manciata) di avanzamento a tutti gli animali ponendolo sopra l&#39;alimentazione sono utilizzati per, per consentire loro di acquisire familiarità con il feed esca. </li><li> Molto lentamente passare AHCS a circa 1,5 m from l&#39;animale. </li><li> Mettere circa 1 kg di mangime esca in un secchio e permettere all&#39;animale di odore e il gusto l&#39;alimentazione esca. Gradualmente spostare il secchio verso la mangiatoia dell&#39;unità AHCS, costringendo l&#39;animale ad allungarsi e raggiungere verso la mangiatoia AHCS. </li><li> Dump alcuni dei feed esca dal secchio nella mangiatoia AHCS e lentamente spostare l&#39;unità AHCS verso la mucca. Se in qualsiasi momento della formazione, la mucca diventa apprensione o paura, spostare l&#39;unità lontano da lei e riprovare in un altro momento o il giorno. </li><li> Nel corso di diversi giorni, ripetere la formazione finché gli animali sono abituati e eccitati dall&#39;unità AHCS, (cioè, l&#39;alimentazione esca). Se un animale non può abituarsi a AHCS, sostituirlo con un altro animale prima che inizi l&#39;esperimento e formare il nuovo animale seguendo la procedura sopra. </li></ol> 3. Calibrazione di AHCS Nota: L&#39;intervallo di concentrazione del sensore CO 2 è 0 a 5%; ilintervallo per il sensore CH 4 è 0 al 2%. I limiti di rilevamento inferiore sono 20 ppm per CH 4 e 50 ppm per CO 2. Non ci sono preoccupazioni per i livelli elevati di CH 4 e CO 2 di fondo, perché i limiti di rilevazione sono di gran lunga maggiori di sicuro livelli di questi gas in strutture animali ad alto sfondo. <ol><li> Per la massima accuratezza, eseguire questa procedura di calibrazione 5 volte all&#39;inizio e 3 volte alla fine di ciascun esperimento misura del gas. </li><li> Utilizzare i seguenti gas (vedi Materiali Tavolo): 0,15% di CH 4 e l&#39;1% di CO 2 (grado certificazione master class, ± 2% di precisione) per gas di calibrazione e il 100% di N 2 (99,999% puro) per il gas di zero. </li><li> Riempire un sacchetto di campionamento con 2 litri di gas di azzeramento e un altro sacchetto con 2 litri di miscela di gas di calibrazione. Assicurarsi di utilizzare il sacchetto completamente sgonfio. Riempire i sacchetti con nuovo gas al momento della calibrazione. </li><li> Sostituire i sacchetti dopo 1 anno di uso o meno, se necessario. </li><li> Prendere il gasnorme per il luogo in cui l&#39;esperimento di misurazione del gas avviene. Se gli animali e la misurazione si svolgono in una struttura chiusa (es., Un granaio latteria), girare le ventole fienile durante l&#39;intero processo di calibrazione. Ciò è necessario per minimizzare l&#39;effetto delle concentrazioni di metano in aria sfondo. </li><li> Girare AHCS ON e lasciarlo caldo prima della taratura per almeno 30 minuti. Rimuovere il tappo dal tubo di calibrazione si trova all&#39;interno del pannello anteriore. Assicurarsi che non vi sia acqua nel tubo di calibrazione. Eliminare l&#39;acqua, se necessario. L&#39;acqua distruggerà i sensori concentrazione di gas. </li><li> Collegare la sacca N 2 campione (gas zero) al tubo di calibrazione. Svitare la valvola di plastica sul sacchetto di campionamento in senso antiorario di 1 giro completo per consentire il flusso. </li><li> Ruotare la manopola &quot;RUN-CALIBRATE&quot; che si trova sul pannello di controllo strumento di AHCS a &quot;Calibra&quot;. Ciò inizierà a pompare il campione dal sacchetto. Una volta avviata di flusso, premeree tenere premuto il pulsante &quot;Calibra&quot; per 10 sec quindi rilasciarlo. </li><li> Attendere il sacchetto di campionamento di sgonfiare a circa il 10% della sua capacità. Non svuotare completamente il sacco, si può danneggiare il sensore. Una volta che la borsa è intorno al 10% della sua capacità, ruotare la manopola &quot;RUN-CALIBRATE&quot; torna a &quot;RUN&quot;. </li><li> Chiudere il sacchetto di campionamento e scollegarlo dal tubo di calibrazione. Aspettare 2 minuti e poi, collegare il sacchetto di miscela di gas di calibrazione per il tubo di calibrazione. </li><li> Ripetere il punto 3.7. </li><li> Una volta che il flusso si avvia, tenere premuto il tasto &quot;Calibra&quot; per 3 secondi e poi rilasciarlo. </li><li> Ripetere il punto 3.10. </li><li> Chiudere il sacchetto di campionamento e scollegarlo dal tubo di calibrazione. Sostituire il tappo nel tubo di calibrazione. Nota: Dopo la calibrazione è completata, i valori &quot;fattore&quot; compariranno nella scheda dei dati sulla pagina web. Il coefficiente di variazione dei fattori deve essere inferiore al 3% e 1% per CH 4 e CO 2, respectively. Se non all&#39;interno di questa gamma, ripetere la calibrazione. </li></ol> 4. CO 2 Recupero di prova <ol><li> Eseguire la CO 2 test di recupero almeno una volta (3 release = 1 cilindro di CO 2) prima di ciascun esperimento di misurazione del gas. In applicazioni continue, eseguire la prova di recupero una volta al mese. </li><li> Assicurarsi che la valvola di controllo di recupero CO 2 è OFF (la valvola è perpendicolare al boccaglio di uscita). Collegare un nuovo cilindro di CO 2 per il sistema di sblocco e ruotare la valvola in senso orario fino stretto. </li><li> Livello e azzerare la scala di massa. Posizionare l&#39;intero sistema di sblocco sulla scala per assicurarsi che sia corretto. Test per garantire di CO 2 è scorrevole: aprire la valvola ON / OFF e chiudere rapidamente di nuovo durante l&#39;ascolto di CO 2 in uscita l&#39;ugello. Ci dovrebbe essere un suono &quot;whishing&quot; quando la CO 2 è scorrevole. </li><li> Fissare il supporto della pompa CO 2 per la mangiatoia. Dal nOW su, non lasciare gli animali si avvicinano / respirare nell&#39;alimentatore. Le persone non dovrebbero respirare nell&#39;alimentatore. </li><li> Pesare il cilindro CO 2 con il sistema di sgancio. Registra questa massa come massa iniziale. Annotare l&#39;ora locale corrente all&#39;inizio di ogni rilascio di CO 2. </li><li> Posizionare il cilindro di CO 2 e il sistema di rilascio nel supporto del cilindro di CO 2 (mangiatoia) e dirigere l&#39;ugello nel collettore. Non respirare nell&#39;alimentatore. </li><li> Accendere la valvola ON / OFF per rilasciare CO 2 e registrare il tempo di rilascio inizio. Torna parecchi piedi di distanza dall&#39;alimentatore e attendere 3 minuti. Dopo 3 minuti, spegnere la valvola di arresto e tempo di record ON / OFF di rilascio. </li><li> Rimuovere il cilindro più release del sistema di CO 2 dall&#39;alimentatore. Non svitare il cilindro di CO 2 dal sistema di sgancio. Tenere il cilindro CO 2 in una vasca di acqua calda (37 a 43 ° C). Posizionare solo il cilindro in acqua, non il sistema di sblocco intero. </li><li&gt; Quando il cilindro CO 2 è riscaldato, rimuoverlo dall&#39;acqua e utilizzare un panno di essiccazione per pulire tutta l&#39;acqua da esso. Pesare il cilindro di CO 2 con sistema di sblocco e registrare questa massa come finale. </li><li> Attendere almeno 3 minuti prima della prossima release. Durante il tempo di attesa 3 min, non consentono qualsiasi animale o persona vicino all&#39;unità. Un cilindro 90 g CO 2 fornirà circa 3 uscite in modo da utilizzare più cilindri se ci sono più di 3 uscite. Quando un cilindro è vuoto, pesare la bombola vuota e continuare con un nuovo cilindro, come descritto sopra. </li><li> Ripetere i passaggi 4.3 tramite 4.9 almeno 3 volte, segnando il nuovo orario di inizio, fermare il tempo, massa iniziale, e la massa finale di ogni rilascio. </li><li> Dopo l&#39;uscita finale, attendere almeno 3 minuti prima di consentire l&#39;accesso degli animali l&#39;unità. Al termine, svitare il cilindro di CO 2 dal sistema di sgancio. </li></ol> Misura 5. Gas Nota: Prima diè richiesta la misurazione del gas, un recente (entro una settimana) la taratura di AHCS. Vedere i punti 3, Calibrazione di AHCS e 4, di CO 2 test di recupero. Assicurarsi tag RFID dell&#39;animale è a posto. <ol><li> Accendere AHCS e lasciare agire per 30 minuti per riscaldarsi prima di effettuare qualsiasi misurazione. </li><li> Posizione in modo che il flusso d&#39;aria AHCS dai fans fienile è permesso di entrare nella mangiatoia. Aspetta 2 min. Premere il pulsante di avanzamento di consegna e tenere premuto per 3 secondi per consegnare circa 50 g di mangime. Visivamente convalidare che i mangimi è stato consegnato nella mangiatoia. </li><li> Stendere AHCS di fronte a una mucca. Registrare il tempo in taccuino esperimento. L&#39;unità leggerà tag RFID dell&#39;animale. </li><li> Fornire alimentazione 5 volte addizionali per un periodo di campionamento 5 min, distanziandoli di tentare di mantenere continuamente la testa dell&#39;animale nella mangiatoia. Se è necessaria alimentazione supplementare (per mantenere la testa dell&#39;animale in mangiatoia), prendere nota nel quaderno esperimento. </li><li> None: Feed / pellet viene solitamente consegnati una volta ogni 50 secondi per un totale di 6 gocce (300 g evento / misura) avere periodi di misurazione individuali di 5 min. Il AHCS è dotata di sensori infrarossi di controllare continuamente la distanza dell&#39;animale testa rispetto al collettore di aspirazione dell&#39;aria. Questi dati sono successivamente utilizzati per identificare i periodi in cui la testa dell&#39;animale non era in posizione e questi dati di misurazione vengono scartati. </li><li> Una volta che il periodo di campionamento 5 minuti è scaduto, tirare AHCS dall&#39;unità animali e posizione in modo che il flusso d&#39;aria dai fans fienile è permesso di entrare nella mangiatoia. Attendere 2 minuti per svuotare l&#39;aria attraverso il sistema e per raccogliere i dati relativi alla composizione di fondo dell&#39;aria. </li><li> Ripetere i passaggi da 5.2 a 5.5 per gli animali supplementari. </li><li> Ripetere campionamento 8 volte durante un ciclo di alimentazione 24 ore, sfalsati nel tempo per un periodo di 3 giorni. Il seguente programma di campionamento è stato utilizzato con successo: 0900, 1500, e 2100 ore (campionamento giorno 1), 0300, 1200, e 1700 hr (campionamento giorno 2), 0000, e 0500 hr (giorno campionamento 3). Questo programma di campionamento fornirà 8 campioni per animale e per periodo di campionamento. I tempi di campionamento possono variare a seconda di alimentazione e mungitura volte. Nota: Quando campionamento del gas è completa, recuperare i dati sulle emissioni dalla pagina web. </li></ol>

<ol>
	<li>Hristov, A. N., Gerber, P. J., Henderson, B., Makkar, P. S., 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=.">.</a> Mitigation of greenhouse gas emissions in livestock production &#8211; A review of technical options for non-CO2 emissions. , (2013).</li><li>Steinfeld, H., 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=.">.</a> Livestock&#8217;s long shadow &#8211; Environmental issues and options. , (2006).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Inventory of U.S. Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2009. , (2011).</li><li>Makkar, H. P. S., Vercoe, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Quantification of methane emission from ruminants, FAO/IAEA Publication. , 138 (2007).</li><li>Williams, S. R. O., 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=Background+matters+with+the+SF6+tracer+method+for+estimating+enteric+methane+emissions+from+dairy+cows:+A+critical+evaluation+of+the+SF6+procedure.">Background matters with the SF6 tracer method for estimating enteric methane emissions from dairy cows: A critical evaluation of the SF6 procedure.</a> Anim. Feed Sci. Technol. 170 (3-4), 265-276 (2011).</li><li>Storm, I. M. L. D., Hellwing, A. L. F., Nielsen, N. I., Madsen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+measuring+and+estimating+methane+emission+from+ruminants.">Methods for measuring and estimating methane emission from ruminants.</a> Animals. 2, 160-183 (2012).</li><li>Hristov, A. N., 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=Mitigation+of+methane+and+nitrous+oxide+emissions+from+animal+operations:+I.+A+review+of+enteric+methane+mitigation+options.">Mitigation of methane and nitrous oxide emissions from animal operations: I. A review of enteric methane mitigation options.</a> J. Anim. Sci. 91 (9), 5045-5069 (2013).</li><li>Zimmerman, P., Zimmerman, S., Utsumi, S., Beede, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+user-friendly+online+system+to+quantitatively+measure+metabolic+gas+fluxes+from+ruminants.">Development of a user-friendly online system to quantitatively measure metabolic gas fluxes from ruminants.</a> J. Dairy Sci. 94, 760 (2011).</li><li>Hammond, K. J., 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=Methane+emissions+from+growing+dairy+heifers+estimated+using+an+automated+head+chamber+(GreenFeed)+compared+to+respiration+chambers+or+SF6+techniques.">Methane emissions from growing dairy heifers estimated using an automated head chamber (GreenFeed) compared to respiration chambers or SF6 techniques.</a> Adv. Anim. Biosci. 4 (Pt 2), 391 (2013).</li><li>Huhtanen, P., Krizsan, S., Cabezas Garcia, E. H., Hetta, M., Gidlund, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repeatability+and+between+cow+variability+of+enteric+CH4+and+total+CO2+emissions.">Repeatability and between cow variability of enteric CH4 and total CO2 emissions.</a> Adv. Anim. Biosci. 4 (Pt 2), 588 (2013).</li><li>Zimmerman, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+and+system+for+monitoring+and+reducing+ruminant+methane+production.">Method and system for monitoring and reducing ruminant methane production.</a> US patent. , (2011).</li><li>Branco, A. F., 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=Effect+of+technical+cashew+nut+shell+liquid+on+rumen+methane+production+and+lactation+performance+of+dairy+cows.">Effect of technical cashew nut shell liquid on rumen methane production and lactation performance of dairy cows.</a> J. Dairy Sci. 98, 4030-4040 (2015).</li><li>Dorich, C. D., 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=Short+communication:+Use+of+a+portable+automated+opencircuit+gas+quantification+system+and+the+sulfur+hexafluoride+tracer+technique+for+measuring+enteric+methane+emissions+in+Holstein+cows+fed+ad+libitum+or+restricted.">Short communication: Use of a portable automated opencircuit gas quantification system and the sulfur hexafluoride tracer technique for measuring enteric methane emissions in Holstein cows fed ad libitum or restricted.</a> J. Dairy Sci. 98, 2676-2681 (2015).</li><li>Hristov, A. N., 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=An+inhibitor+persistently+decreased+enteric+methane+emission+from+dairy+cows+with+no+negative+effect+on+milk+production.">An inhibitor persistently decreased enteric methane emission from dairy cows with no negative effect on milk production.</a> Proc Nat Acad Sci USA. , (2015).</li></ol>

Gli autori Patrick R. Zimmerman e Scott R. Zimmerman sono co-proprietari di C-Lock, Inc. (Rapid City, SD), il produttore di GreenFeed (AHCS) ha descritto in questo articolo.

Il sistema AHCS combina elementi di una tecnica dinamica enclosure, sistema a camera, e la tecnica tracciante per misure di flusso di massa di CH 4 e CO 2. Nel corso dei giorni, raccoglie campioni multipli di ciascun animale per definire i flussi di massa totale medio giornaliero di gas. Per identificare un animale e fornire la corretta quantità di esche, un lettore RFID è incorporato AHCS. Il tag RFID viene letto come l&#39;animale comincia a mettere la testa verso l&#39;alimentatore. Una volta che un animale è identificato, AHCS determina se è idoneo a ricevere una ricompensa esca in quel momento specifico della giornata (pascolo o applicazioni senza stallo fienile). L&#39;ora di inizio e di fine della visita di ogni animale (determinato sulla base dei sensori a raggi infrarossi) viene registrato automaticamente. Il sistema di erogazione esca è utilizzato per attrarre animali a AHCS periodicamente durante la giornata. In genere, l&#39;alimentazione pasturazione è pellettizzato e possono contenere erba, erba medica, grano concentrati, melassa, e olio vegetale.Mentre un animale visite AHCS, un ventilatore tira aria sopra la testa (a velocità di circa 26 l / min), spazzando emesso CH 4 e CO 2 in un collettore di aspirazione dell&#39;aria. La velocità del flusso d&#39;aria viene misurato continuamente con un anemometro a film caldo nel mezzo del tubo di raccolta dell&#39;aria. Un sottocampione continuo di aria viene estratta e instradato in un filtro campione secondario, poi in due analizzatori non dispersivo a raggi infrarossi, un sensore per il CO 2 e uno per CH 4. AHCS include anche ulteriori sensori per la temperatura dell&#39;aria, l&#39;umidità dell&#39;aria, esca goccia, tensione di sistema, la pressione atmosferica, la portata di propano, e la posizione della testa. Versioni montate pascolo e rimorchi per i sistemi di pascolo, dispone di un anemometro (velocità del vento locale) e banderuola (direzione del vento). Tutti i dati del sensore sono memorizzati su un registratore di dati locali e un computer, consentendo AHCS per il funzionamento automatico e indipendente. Dati del sensore sono memorizzati su un USB standard interno (Universal Serial Bus) memory stick. Dati AHCSsono normalmente trasferiti attraverso un collegamento internet, una volta all&#39;ora, su un server esterno in cui vengono registrati in modo permanente. Gli utenti con connettività internet possono accedere in remoto AHCS e controllare l&#39;unità, modificare gli orari di adescamento, e rivedere i dati storici e in tempo reale, nonché di verificare e monitorare la funzione AHCS. Nel complesso, gli esperimenti condotti presso l&#39;Pennsylvania State University hanno dimostrato che il sistema AHCS fornisce stime affidabili per CH 4 e emissioni di CO2 delle vacche da latte alloggiate in granai tie-stallo. I vantaggi di AHCS oltre camere respirazione è che l&#39;animale non è limitato ed è nel suo ambiente naturale (es., Al pascolo), oppure può muoversi liberamente (in una stalla senza stallo). AHCS è anche meno costoso da costruire che una camera di respirazione tradizionale. Questo costo relativamente basso è importante, in particolare per CH 4 ricerca mitigazione nei paesi in via di sviluppo. Rispetto alla traccia SF 6Metodo r, AHCS è semplice da utilizzare e non richiede attrezzature analitiche complicato e costoso. Forse il più evidente svantaggio di AHCS, rispetto alle camere e ai metodi di SF 6 (in particolare se usati in ambienti di pascolo o privo di stallo fienile), è che l&#39;animale deve affrontare volontariamente l&#39;unità e quindi gli eventi di misura del gas dipendono visite animali . Nel giro di un giorno, queste visite di animali possono o non possono essere rappresentativi del ritmo diurno di CH 4 produzione. Pertanto, nelle applicazioni in cui le visite animali AHCS volontariamente, il periodo di campionamento dovrebbero essere sufficientemente lungo o ripetuto un numero di volte sufficiente. L&#39;applicazione tie-box utilizzato alla Pennsylvania State University allevia questo problema controllando il numero e la distribuzione temporale delle misurazioni di gas durante un ciclo di alimentazione 24 hr. Campionamento di gas sufficiente eructation durante un ciclo di alimentazione (come indicato nel protocollo di cui sopra) è importante per representative stima CH 4 Produzione nel rumine di bestiame. La quantità di mangime esche somministrati agli animali durante le misurazioni utilizzando AHCS deve essere considerato nell&#39;analisi generale (cioè, deve essere aggiunto al totale degli alimenti consumati dall&#39;animale), quindi intensità di emissione per unità di alimentazione DMI può essere accuratamente stimato. In condizioni normali di alimentazione, l&#39;alimentazione esca rappresenta meno del 5% del totale DMI di un mucche da latte e il suo effetto sulla fermentazione ruminale e CH 4 produzione è piccola. Si nota che AHCS (e altri sistemi simili) non misura CH 4 produzione hindgut dell&#39;animale. Fermentazione hindgut, però, contribuisce solo circa il 3% del totale delle emissioni di CH 4 in un ruminante 7. Sulla base dell&#39;esperienza, ci sono diversi componenti importanti per misurare la produzione di gas rumine enterico usando AHCS: (1) l&#39;animale deve essere abituato al feed adescamento (e AHCS) e dispone di to simile per accedere e utilizzare l&#39;alimentatore AHCS, (2) la testa dell&#39;animale deve essere inserito fino nell&#39;alimentatore per raccogliere dati sulle emissioni di gas affidabili, (3) la procedura di calibrazione AHCS occorre seguire strettamente , (4) avere il tempo sufficiente per raccogliere i dati di fondo di CH 4 e CO 2 tra il campionamento singoli animali è importante, in particolare nelle stalle tie o privi di stallo, e (5) è importante che i dati sufficienti sono raccolti in un ciclo di campionamento ( che copre un periodo di 24 ore) in modo da dati di emissione generati da AHCS sono rappresentativi della reale diurno CH 4 o emissioni di CO2 da parte dell&#39;animale. Test comparativi con AHCS vs tecniche di CH 4 di misurazione stabiliti sostengono le conclusioni di cui sopra. Ad esempio, uno studio con crescenti giovenche da latte ha concluso che AHCS era in grado di stimare le emissioni di CH 4 dalle stime del bestiame e delle emissioni generate da AHCS erano comparabiliai valori ottenuti dalle camere 9 respirazione. Questi autori hanno sottolineato che la distribuzione delle unità AHCS e la replica devono essere considerati con attenzione al fine di garantire un numero sufficiente di si ottengono misurazioni. Sulla base dell&#39;esperienza, 8 eventi di campionamento, scaglionati nel corso di un periodo di 3 giorni per coprire un ciclo di alimentazione 24 ore (vedi protocollo di cui sopra) sono sufficienti per ottenere misure accurate delle emissioni gassose e relativamente bassa variabilità dei dati (ad esempio, la precisione accettabile). In uno studio con mucche lattazione, si è concluso che CH 4 emissioni misurate dal AHCS erano simili a valori di letteratura derivati ​​dalle camere respirazione e variabilità tra animali (CV del 11 al 12%; ripetibilità di 0,64 a 0,81) era anche all&#39;interno gamma segnalato per camere respirazione 10. In uno studio di recente pubblicazione con vacche in lattazione, AHCS prodotto un curriculum più piccolo del metodo di SF 6 (14,1-22,4% rispetto 16,0-111% per SF 6) 13 </sup&gt;. In un esperimento di 12 settimane condotto presso la Pennsylvania State University con 48 vacche da latte in lattazione, in cui rumine CH 4 produzione è stata inibita del 30% (p &lt;0,001), abbiamo concluso che AHCS e il metodo di SF 6 prodotti simili CH 4 risultati di emissione : 319-481 g / vacca al giorno (media = 374 g / d; SEM = 15,9; CV = 13%) e 345-485 g / vacca al giorno (media = 396 g / d; SEM = 29.8; CV = 23 %) per AHCS e SF 6, rispettivamente, 14. In conclusione, precisa, ma le tecniche pratiche per misurare la produzione di CH 4 nel rumine sono di fondamentale importanza per il successo di gas serra sforzi di mitigazione. AHCS è un sistema di misurazione dei gas automatico che ha dimostrato di fornire stime affidabili e accurate di CH 4 enterico e emissioni di CO 2 da carne e da latte bestiame.

Produzione animale rappresenta una significativa fonte di gas a effetto serra (GHG) in tutto il mondo, generando CH 4 e il protossido di azoto, sia direttamente (ad esempio, da fermentazione enterica e letame) o indirettamente (ad esempio, da attività feed-produzione e conversione delle foreste in pascoli o terreni coltivati). Le stime per il contributo bestiame alla emissioni di gas serra globali variano da circa 01-18 LUGLIO% 2, a seconda dei confini dell&#39;analisi e dei metodi utilizzati. Negli Stati Uniti, il bestiame ha rappresentato il 3,1% del totale delle emissioni di gas serra nel 2009 3. Enterica CH 4 è il maggior contribuente alle emissioni di gas serra prodotte dal bestiame. Pertanto, gli scienziati animali hanno concentrato la loro ricerca sulla scoperta tecnologie di mitigazione per ridurre enterica CH4 produzione dai ruminanti. In molti casi, i risultati sono di valore scientifico discutibile a causa di inadeguata sperimentale disegno otecniche di misurazione r 1. Così, l&#39;accuratezza e la precisione delle tecniche di misurazione sono criticamente importanti componenti di GHG ricerche mitigazione. Una grande quantità di letteratura è stato pubblicato su questo argomento negli ultimi anni 4-7. Ci sono diversi approcci consolidati per la misurazione enterico CH 4 produzione nei ruminanti, comprese le Camere di respirazione (alta precisione ma con limitata applicabilità), gas traccianti (esafluoruro di zolfo, SF 6), e testa-camere. Anche se le camere di respirazione sono considerati il ​​&quot;gold standard&quot; per la misurazione delle emissioni di gas rumine, il loro principale svantaggio è che il numero di animali in prova è di solito limitata a causa del numero limitato di camere disponibili in un particolare struttura di ricerca. Le tecniche più pratici e ampiamente utilizzati per la misurazione enterico CH 4 produzione sono il metodo del gas tracciante SF 6 e, più recentemente, un Head-Camera automatico di sistema (AHCS, GreenFeed) che cun monitor di CH 4 e CO 2 dei flussi di massa dal gas respiro e eruttazione di ruminanti 8. Sia la tecnica SF 6 e AHCS consentono emissioni da analizzare su un gran numero di animali in condizioni di pascolo libero o in fienili di libero e tie-stallo. La tecnica SF 6 utilizza SF 6 come gas tracciante, che viene continuamente rilasciato da un tubo di permeazione inserito nel rumine dell&#39;animale, la raccolta di un campione dei gas espirati, e analisi del gas SF 6: CH 4 rapporto. AHCS è un sistema di tipo automatizzato, head-camera che si basa anche l&#39;utilizzo di un gas tracciante (propano). Rispetto al metodo della camera di respirazione, in cui gli animali sono confinati in condizioni di alimentazione e comportamento anomalo, e con il metodo di SF 6 tracciante, che richiede capacità analitiche e apparecchiature speciali (per la raccolta del gas e SF 6 Analisi) più vasta trattamento degli animali, AHCS è non -intrusive ed è meno costosoacquisire e gestire. Gravi carenze di AHCS includono campionamento rappresentativi (in applicazioni, come i sistemi di pascolo, dove gli animali hanno a visitare volontariamente l&#39;unità) e l&#39;uso di mangimi esca, che potrebbe rappresentare fino al 5% di assunzione di sostanza secca dell&#39;animale durante una misurazione del gas evento. Esperimenti comparativi recenti hanno concluso che AHCS produce tassi di emissione paragonabili a quelli stimati utilizzando camere di respirazione o la SF 6 tecnica 9,10. Il sistema AHCS stand-alone è costruito intorno a un alimentatore automatico robusto che è facilmente trasportabili a mano o può essere montato su un rimorchio dotato di pannelli solari (o altre fonti di energia) per il funzionamento di campo autonomo e viaggi a lunga distanza. Il sistema comprende un sistema animale a radiofrequenza (RFID), un sistema di adescamento, un sistema di trattamento dell&#39;aria e misura, un sistema di gas tracciante, elettronica e sistema di comunicazione, e un sistema di gestione dei dati (&lt;strong&gt; Figura 1). Maggiori dettagli possono essere trovati nella documentazione brevettuale originale 11. L&#39;esempio AHCS protocollo operazione descritta di seguito è per bovine in lattazione alloggiati in un fienile tie-stallo. La procedura si applica ad altre categorie di bovini (mucche non in lattazione latte, giovenche, o bovini da carne) alloggiati in strutture simili. L&#39;obiettivo di questo esperimento è quello di dimostrare i principi e il funzionamento del AHCS per la misura di CH 4 e le emissioni di CO2 provenienti da ruminanti.

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

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

Ruminanti (domestici o selvatici) emettono metano (CH 4) attraverso fermentazione enterica nel loro tratto digestivo e dalla decomposizione delle deiezioni durante la conservazione. Questi processi sono le principali fonti di gas serra (GHG) provenienti da sistemi di produzione animale. Tecniche per la misurazione enterico CH 4 variano da misure dirette (camere respirazione, che sono estremamente preciso, ma con limitata applicabilità) a vari metodi indiretti (sniffers, tecnologia laser, che sono pratici, ma con accuratezza variabile). L&#39;esafluoruro di zolfo (SF 6) metodo gas tracciante viene comunemente utilizzato per misurare enterico CH 4 produzione dagli scienziati animali e, più recentemente, l&#39;applicazione di un Head-Camera Automated System (AHCS) (GreenFeed, C-Lock, Inc., Rapid City, SD), che è al centro di questo esperimento, è in crescita. AHCS è un sistema automatizzato per monitorare CH 4 e anidride carbonica (CO 2) del flusso di massa dallaalito di ruminanti. In una tipica operazione AHCS, piccole quantità di adescamento mangime sono dispensati a singoli animali per attirarli a AHCS più volte al giorno. Come l&#39;animale visita AHCS, un sistema di ventilazione tira aria oltre il muso dell&#39;animale in un collettore di aspirazione, e attraverso un tubo di raccolta dell&#39;aria dove vengono misurati i tassi di flusso d&#39;aria continuo. Un sottocampione di aria viene pompata dal tubo in sensori non dispersivo a raggi infrarossi per la misura continua di CH 4 e concentrazioni di CO 2. Confronti campo di AHCS alle camere di respirazione o di SF 6 hanno dimostrato che AHCS produce risultati CH 4 emissioni ripetibili e accurati, a condizione che le visite di animali a AHCS sono sufficienti così stime delle emissioni sono rappresentativi del ritmo diurno della produzione di gas rumine. Qui, dimostriamo l&#39;uso di AHCS per misurare di CO 2 e CH 4 flussi di vacche da latte dato una dieta di controllo o di una dieta integrata con anacardi tecnico-gradeshell liquido.

<img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/52904/52904fig1.jpg" /> Figura 1: Componenti del Head-Camera automatico di sistema (AHCS, GreenFeed) per la misurazione CH 4 produzione nei ruminanti. Produzione di metano nel rumine è un procedimento microbiologico substrato-dipendente 7. Produzione di CH 4 e CO 2 aumenta dopo che l&#39;animale viene alimentato e diminuisce in seguito. La figura 2 mostra l&#39;aumento della produzione di CH 4 da una ad libitum mucca da latte alimentato a circa 0600 ore (dati non pubblicati da AN Hristov, Pennsylvania State University). <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/52904/52904fig2.jpg" /> Figura 2: CH diurno 4 emissioni da una mucca da latte alimentato una volta al giorno misurato utilizzando AHCS (le barre di errore rappresentano SE, dati per gentile concessione di AN Hristov, Pennansylvania State University). Le barre di errore in questa cifra rappresentano variabilità CH 4 emissione durante un evento di campionamento (che comprende più cicli eruttazione). È evidente che in alcuni casi (circa 0400 e 0900 ore), la variabilità era più grande a causa del cambio concentrazione di CH 4 in gas espirati. È anche chiaro che emissioni di CH 4 aumentati dopo l&#39;alimentazione (che era di circa 0600 ore in questo esempio). La media giornaliera di CH 4 emissione (cioè., Una media degli eventi di misura 13) da questo mucca era 727 ± 22,9 g / giorni, o 26 g / kg quando espressi per kg di assunzione di sostanza secca dieta (DMI). Per dimostrare la gamma di emissioni di CH 4 da un gruppo di vacche da latte in lattazione valutate con AHCS, includiamo i dati di uno studio di disegno crossover recente condotto presso l&#39;Pennsylvania State University che utilizzava tecnico-grade anacardi guscio liquido come CH 4<html> agente di mitigazione (Tabella 1). Il processo è stato di 8 allattamento Holstein vacche da latte e 2 periodi sperimentali di 21 giorni ciascuno. Dati di metano sono stati raccolti durante l&#39;ultima settimana di ogni periodo. I dati sulle emissioni di metano non sono stati raccolti da una mucca nel periodo 1 e dati per quella mucca non sono stati utilizzati anche in periodo 2. Dettagli di questo esperimento si possono trovare in Branco et al. 12. L&#39;emissione media di CO 2 in questo studio è stato di oltre 18.000 g / vacca al giorno, o 634 g / kg DMI. Media CH 4 Emissione per questo gruppo di vacche era 523 g / giorno o 20 g / kg DMI, che è simile al CH medio 4 emissioni riportati per un set di dati di oltre 370 mezzi di trattamento (19,1 ± 0,43 g / kg DMI) 7. Nello studio presentato nella Tabella 1, rispetto al controllo, tecnico-grade shell anacardio liquido tende a diminuire CH 4 produzione nel rumine delle vacche di circa il 5% (p = 0,08) 12. e_content &quot;&gt; <img alt="Tabella 1" src="/files/ftp_upload/52904/52904table1.jpg" />

Watch this Scientific Journal Video about The Use of an Automated System GreenFeed to Monitor Enteric Methane and Carbon Dioxide Emissions from Ruminant Animals at JoVE.com

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

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

L&#39;uso di un sistema automatizzato (GreenFeed) per monitorare enterica metano e anidride carbonica Emissioni dei ruminanti

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

the-use-an-automated-system-greenfeed-to-monitor-enteric-methane

Research

JoVE Journal

Environment

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

21.5K Views.  Pennsylvania State University. Accuracy and precision of the techniques used to measure methane emissions from ruminant animals are critically important for the success of greenhouse gas mitigation efforts. This manuscript describes the principles and operation of an automated system to monitor methane and carbon dioxide mass fluxes from the breath of ruminant animals.

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

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

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

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

Automated Gel Selection Size per migliorare la qualità delle Biblioteche di sequenziamento di nuova generazione Preparato da campioni di acqua ambientale

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

Ricerca

Ambiente

How to Create Conditioned Taste Aversion for Grazing Ground Covers in Woody Crops with Small Ruminants

Conditioned taste aversion (CTA) is a learning behavior process where animals are trained to reject certain feed after gastrointestinal discomfort has been produced. Lithium chloride (LiCl) is the preferred agent used in livestock to induce CTA because it specifically stimulates the vomit center. In addition, LiCl is commercially available, and easy to prepare and administer using a drenching gun. Nevertheless, some factors have to be considered to obtain an effective long-lasting CTA, which allows small ruminants to graze during the cropping season. A key aspect is to use animals with no previous contact with the target plant (the plant chosen to be avoided; new feed). Due to their native neophobic feeding behavior, small ruminants can easily associate the negative feedback effects with the new feed, resulting in a strong and persistent CTA. The recommended doses are 200 and 225 mg LiCl/kg body weight (BW) for goats and sheep, respectively. To induce CTA, 100 g of the target plant should be individually offered for at least 30 min, and LiCl administered thereafter if the intake is greater than 10 g. Each time the animal eats the target plant without negative consequences, the CTA becomes weaker. Consequently, to minimize the risk of target plant consumption, it is essential to have sufficient palatable ground cover available. The presence of an alternative feed (of quality and quantity) prevents the accidental consumption of the target plant. A close monitoring of the flock is recommended to remove and re-dose any animal consuming more than 4 bites or 10 g of the target plant. At the beginning of each grazing season, check the CTA status of each animal before moving them to the crop.

Feeding behavior preferences in livestock can be modified to implement a grazing management plan in woody crops. Here, we present a protocol to show a lithium chloride dose after eating a new plant that induces conditioned taste aversion.

Come creare Condizionata Avversione gusto per il pascolo terra Coperchi in Woody Colture con piccoli ruminanti

Conditioned taste aversion (CTA) is a learning behavior process where animals are trained to reject certain feed after gastrointestinal discomfort has ...

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

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

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

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

Implementazione di sistemi di misura portatili (PEMS) per il regolamento delle emissioni Real-guida (RDE) in Europa

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

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

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

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

I metodi di ricampionamento suolo per monitorare i cambiamenti delle concentrazioni chimiche di foresta Suoli

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

Biofilm Removal Using Carbon Dioxide Aerosols without Nitrogen Purge

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

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

La rimozione biofilm utilizzando spray di anidride carbonica senza azoto Purge

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

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

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

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

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

Automatizzato, ad alta risoluzione mobile sistema di raccolta per l&#39;analisi isotopica di azoto di NO<sub&gt; x</sub

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

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

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

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

A rilascio di biossido di cloro in un sistema di imballaggio forato per prolungare la durata di conservazione e migliorare la sicurezza dei Pomodori

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

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

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

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

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

Misurazione della reologia del petrolio greggio in equilibrio con CO<sub&gt; 2</sub&gt; Presso le condizioni del serbatoio

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

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

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

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

La calibrazione e l'uso di capacitanza sensori per monitorare il contenuto di acqua di staminali in alberi

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

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

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

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

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

Un sistema di videosorveglianza per monitorare allevando le colonie di Sterne comune (Sterna Hirundo)

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