研究現場はデヴィッド ・ ドレークによる管理農場で、この長期的な調査の間に彼の協力に感謝いたします。我々 も彼女の助けのこのプロジェクトとロビン Montenieri フィールド作業の彼の多くの年のため本稿で使用するグラフィックをマイク マーフィーに感謝します。

1 です土地面標高データ コレクション <ol><li>サイト <ol>の GPS 校正 <li>検索または安定したベンチマーク用の基地局 GPS RTKGPS データ コレクションの調査のサイトで安全な場所にセット。</li>。
		<li>基地局基地局の場所 (すなわち、WAAS 修正 GPS の位置) の座標の最良の近似を使用してこのローカル ベンチマークで RTKGPS データ コレクションを設定します</li>。
		<li>粗紡機、GPS RTKGPS (半径約 10 km) とレコード位置の無線通信範囲内で少なくとも 3 つの水平方向と垂直方向のコントロール ポイント ベンチマークを訪問 。
		注: 国立測地測量によって記述されているベンチマーク検索オンライン 33 をすることができます、ここで使用されたします</li>。
		<li>、サイト校正 34, 基地局として使用されるローカルのベンチマークの座標のための解決を実行する RTKGPS フィールド ソフトウェアを使用して制御点の座標測定と公開を与え。コントロール ポイントの座標の残差 (水平および垂直) が許容限度 (± この校正用 0.02 m) 以内であることを確認してください</li>。
	</ol></li> <li>GPS ポイント データ コレクション <ol><li>基地局 GPS のローカル ベンチマークの設定し、RTKGPS 現地校正およびフィールド ソフトウェアを使用する記録と位置データ調査を通して約水平間隔 5 m で GPS データ コレクターにエリア。
		<ol><li>車両の表面の地面の上の高さの測定値固定で粗紡機 GPS アンテナを取付して効率的にデータを収集し、領域 ( 図 6) を介してトランセクト運転</li>。
		</ol></li> <li>車両メソッドの定義を作成するエンドポイントのトランセクト並列トランセクト間隔 5 m 離れて。インポートのナビゲーションのための GPS データ コレクターにエンドポイントのトランセクト運転中石狩海岸します。すべての 5 m. についてのポイント データを取得する 5 m s -1 約トランセクト運転中毎秒 1 回データ コレクターでポイントを自動的に収集</li>
		<li>リピート ポイント データ収集としてサイトで上記のあと (この研究で後で年 8 に 9) 土地サーフェス標高の変化を分析することができます; 元の GPS サイト校正すべて調査に使用され、繰り返しではありません</li>。
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 6"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56064/56064fig6.jpg"/> 図 6。RTKGPS 標高サーフェス データ コレクション。によって敷地内の基地局 (b) リアルタイム GPS 修正が提供されて、フィールド (a) 実用的な車を運転している間 RTKGPS 標高サーフェス データを収集します。
 2 DEM の作成および処理 <ol><li><ol><li>インポート Dem を作成する GIS ソフトウェアにデータを配置と 5 m グリッド民主 GIS を用いたソフトウェア補間、補間された標高測定のポイントの標高をクロス検証。値し、これらのクロス検証エラーを最小にする補間方法を選択します 。
		注: ガウス セミバリオ グラム モデルと通常型クリギングは、このサイトで標高データの最適内挿法だった。クロス検証はまた調査法 35 標高精度の測定を提供します</li>。
		<li>2.1.1 第 2 民主を作成する位置データの 2 番目のセットを繰り返す</li>
	</ol></li> <li>DEM のマッピング変更 <ol><li>DEM 変更 ( 図 5)、標高のマイナス値が変更のラスター マップを作成する元の DEM から作成された最新の DEM を引く gis ラスター電卓ツールを使用して表す侵食と正の値を表す沈着します</li>。
	</ol></li> <li>土地分類 <ol><li>計算 DEM の最初のグリッドからの土地の表面の地形属性 (斜面、側面、領域の貢献) DEM 処理ソフトウェアを使用しています</li>。
		<li>分類としてサミットや法面、斜面と DEM グリッドの各セルの貢献の領域に基づいて河畔のエリアの土地します 。
		注: サミット低い斜面によって表現され、低地域の貢献。法面高斜面によって表現され、中間地域の貢献。斜面は、低い斜面と高い貢献領域で表されます。斜面と貢献するこれらの分類を定義する領域の値は、サイトで土地の表面形状に依存し、特定のサイトの分類の各領域の目的表現を与える質的選ばれた</li>。
		<li>このサイトで南向きと北向きの 2 つの支配的な側面によって部谷壁斜面領域を分割します</li>。
	</ol></li></ol> 3。土壌サンプリング 土壌サンプルの場所を計画する GIS マップ <ol><li>サンプル計画 <ol><li>参照。十分にすべての景色の位置を表すための場所の数を選択します</li>。
		<li>アップロード サンプル位置調整して GPS データ コレクターにようにフィールドにサンプル サイトを配置できます</li>。
		<li>CaCO 3 変動を捕捉するためにサンプル深さ増分の決定を導くためのサイトにおける土壌に関する予備知識が使用。事前サンプル位置と深さの増加を示すため密閉式プラスチック袋にラベルします</li>。
	</ol></li> <li>フィールド サンプリング <ol><li>油圧土壌掘削機、ナビゲーションの RTKGPS ローバー アンテナ付けユーティリティ車ドライブのサンプル サイトにします</li>。
		<li>による土壌掘削機と希望の土壌コア径 (本研究では 5.1 cm) のチューブをサンプリング ( 図 7)、各サンプリング位置から土壌コアを抽出します 。
		注: 土壌コアの深さと同様、それぞれの場所に抽出されたコアと本研究では様々 な単位の数。2001 年に 90 cm の深さにシングルコアは撮影され 30 cm ずつに分かれています。2012 2 つの土壌コアが 30 cm の深さに (対応する 2001年サンプルの 1 m) 以内に撮影し、分析のために集計される 2 つのコア、15 cm ずつに分かれています。2012 の方法をお勧めします</li>。
		<li>レコード RTKGPS 各サンプル位置データ (x、y、z) を配置します</li>。
		<li>所望の深さに土壌コアをカットし事前ラベル付き密閉式ビニール袋に転送し、実験室に戻って輸送用クーラー</li>。
		<li>重要な侵食や堆積後フィールド サンプリングが (本研究ではサンプル間 11 年) に発生したを繰り返します</li>。
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 7"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56064/56064fig7.jpg"/> 図 7。土壌サンプリング。土壌サンプルの場所は油圧土壌、土壌コア抽出 (b) し、所望の深さ単位に分かれてコアリング マシン (a) を搭載した GPS 誘導ユーティリティ車両を使用してナビゲートされた。
<ol start="3"> <li>位置データ処理 <ol>各土壌サンプルの場所 2 つのサンプルの日付データ (2001 年と 2012 年に本研究でサンプリング 198 場所) との間で高度で <li>メジャー差異が記録されます 。
		注: 土壌サンプリング時のポイントの標高が記録されていないので、2001 年の標高は 2001 DEM から撮影されました。標高の肯定的な変更 &#62; 0.05 m である d標高マイナス変化中の epositional サイト &#60;-0.050 m は侵食のサイトと見なされます</li>。
		<li>首脳会談、北向き法面、南向きの法面や DEM 処理に基づく板状として、各サンプリング位置を分類する (プロトコル 2.3.2 を参照) 単一の場所で分類傾斜と貢献の地域条件によって定義されている可能性があります。周囲のポイントの支配的な分類に合わせて分類し直されます</li>。
		<li>サンプルの場所を割り当てる分析 (管理ストリップと土壌マップ単位) に使用他の空間データ レイヤー GIS ソフトウェア ツール使用空間に参加します</li>。
	</ol></li></ol> 4。土壌分析 <ol><li>土壌試料 <ol><li>研究所オーブンで 60 ° C でフィールドから土壌サンプルを一晩乾かします</li>。
		<li>電動グラインダーまたは乳鉢と乳棒を使用して 2 mm ふるいを通過するオーブン乾燥土壌を挽く</li>。
	</ol></li> <li>Calcimeter 圧力装置のセットアップの変更 <ol><li>圧力トランスデューサーを接続することによって変更された圧力 calcimeter 装置 ( 図 8) を設定 (0 - 105 kPa 範囲、0.03 - 5 V DC 出力) 電源に14 ゲージのワイヤと探触子からの出力を監視する線で有線デジタル電圧計。
		<ol><li>圧力トランスデューサーのベースに 9.5 mm ID チューブを接続し、圧力トランスデューサーに達することからの逆流を収集するために中間の粒子フィルター (0.6 μ m) と 18 g ルアー ロックの注射針にチューブを接続します</li>。
		</ol></li> <li>圧力トランスデューサー ( 図 9) に接続されている反応容器として使用血清ボトル水で金属スプーンを濡れして約 5 mL を追加使用する血清ボトルのサイズを決定する。高炭酸カルシウム濃度 3. ピペット 1 mL 0.5 N H 2 の これを使用する土壌 4 この土にし、泡立ちを確認します</li>。
		<li>泡立ちが高い場合 CaCO 3 濃度が 15% より大きいと仮定しますと 100 ml 血清を反応容器として使用、それ以外の場合 20 ml 血清を使用します</li>。
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 8"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56064/56064fig8.jpg"/> 図 8。圧力 calcimeter 装置を変更します。変更された圧力 calcimeter 装置 (シェロッド et al.) から信号を出力する反応容器と電圧計に有線圧力トランスデューサーとして血清ボトルを使用します。 30. <img alt="Figure 9"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56064/56064fig9.jpg"/> 図 9。変更された圧力 calcimeter メソッド用反応容器。変更された圧力 calcimeter メソッド用反応容器、0.5 dram バイアル 2 mL 酸試薬と 1 g の土のサンプルを含む血清ボトル。
<ol start="3"> <li>測定の炭酸塩 <ol><li>配置の準備 1 g サブサンプル標識反応容器に土壌の (プロトコル 4.1 を参照)。50% CaCO 3 より大きいを含む土壌、土壌のわずか 0.5 g を使用します</li>。
		<li>酸のピペット 2 mL 試薬 (6 N 塩酸 3% した FeCL 2 O 4 H 2 O を含む) 0.5 g バイアルに。ソリューション内容をこぼさないでアウト側の位置にほぼ反応容器を傾けることによって、優しく反応容器にバイアルを配置します</li>。
		<li>土壌サンプルと傾いている酸のバイアルを含む反作用の容器のまま、灰色のブチルゴム ストッパー シールし、アルミニウムのシーリング リング圧着します</li>。
		酸土の完全な混合を保証するために旋回運動で <li>振る反応容器。研究室のベンチで反応容器を配置し、少なくとも 2 時間の進む反応</li>
		<li>反応容器を完了するを待っている間土壌サンプル ( 図 10) として同じ反応容器セットアップを使って知られているカコ 3 濃度の電圧を測定することにより標準曲線を決定しますミックス 100%。CaCO 3 ガラス ビーズや砂を作成する重量パーセントに基づいて CaCO 3 知られている濃度が含まれて CaCO 3 なし空白サンプルには</li>。
		<li>ピアス、18 の反応容器のゴムキャップ ゲージ圧力トランスデューサーによって注射針とレコードの電圧出力の土壌サンプルの反応が完了した後です</li>。
		与えられた測定電圧 CaCO 3 割合と標準曲線 ( 図 10 a) から決定方程式の <li>解決します 。
		注: CO 2 のリリースによって生じる圧力増加は CaCO 3 土で現在の濃度に関連線形その: % CaCO 3 = (回帰係数 * ボルト内の圧力の変更) + インターセプト</li>。
	</ol></li></ol> <img alt="Figure 10"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/56064/56064fig10.jpg"/> 図 10。CaCO 3 測定。(a) の CaCO 3 (b) パウダー ガラス ビーズや砂と混合知られている割合に基づいて圧力トランスデューサーから電圧の測定値を使用してカコ 3 の標準曲線を作成します。
 5。 統計解析 地面の変化として <ol><li>の 2 つの定義従属変数高さと土壌表層 CaCO 3 濃度 1-2 サンプルの日付データ (本研究では 2012 年に 2001) から。(奇数または偶数番号ストリップ) の管理、個々 のストリップ、ストリップ、土壌マップ単位、風景の分類、および侵食・堆積分類の西または東のブロックとして独立したまたは説明変数を定義します</li>。
	<li>実行相関分析と変数間の関係を統計的に数値化する分散分析。任意の最寄りの統計パッケージで解析を実行します</li>。
</ol>

<ol>
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A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accounting+for+uncertainty+in+DEMs+from+repeat+topographic+surveys:+improved+sediment+budgets.">Accounting for uncertainty in DEMs from repeat topographic surveys: improved sediment budgets.</a> Earth Surf. Proc. and Landforms. 35 (2), 136-156 (2010).</li><li>. Survey Marks and Datasheets Available from: <a target="_blank" href="https://www.ngs.noaa.gov/datasheets/">https://www.ngs.noaa.gov/datasheets/</a> (2017)</li><li>Trimble Inc. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Trimble Access Software – General Survey. Version 1.60. Revision A. , (2011).</li><li>Erskine, R. H., Green, T. R., Ramirez, J. A., MacDonald, L. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+elevation+accuracy+and+grid+cell+size:+effects+on+estimated+terrain+attributes.">Digital elevation accuracy and grid cell size: effects on estimated terrain attributes.</a> Soil Sci. Soc. of Am. J. 71, 1371-1380 (2007).</li></ol>

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標高 (図 5) にマップされた変更は、複数のスケールで重要な侵食と堆積農業分野で空間パターン複数要因の指標を示しています。風、水の流れによって生成された微細樹状パターンに関連付けられているフィールド スケール パターンから本研究に関連するプロセスが認識できます。最適な繰り返し RTKGPS 地盤調査によって提供される標高変化検出のレベルが表示されま...

土壌浸食は、農地の持続可能性を脅かします。作物の耕作の従来の冬小麦休閑輪作などの管理、休耕期間中に裸の土壌は風と水の力1,2,になりやすい、侵食と堆積のプロセスを加速することが3,4,5 (図 1)。これらのプロセスは明白であることが、彼らを定量化することは困難することができます。
本研究の目的は最初を定量化し、侵食の空間パターンを記述する効率的な方法を提供するために、フィールドで付着スケール地球測位システム (GPS) 技術および地理情報システム (GIS) マッピング ツールを使用しています。表層土壌炭酸塩 (炭酸カルシウム3) へのこれらのパターンに関する簡単な概念モデルも提示、所定のフィールドと実験方法によってテストします。これらのリレーションシップは、侵食と堆積、GPS メソッドの結果を検証中の間接的な手段を提供します。本稿では、シェロッドらで使用される方法を強調しています。彼らが、繰り返すことの一部または全体、他の場所6と同様の研究。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig1.jpg"> 
図 1。侵食 (a) と (b) 次の豪雨イベント研究サイトで堆積の写真。写真 (b) の右下隅のトラクターのタイヤの跡は、小麦/休耕ストリップのボーダーで蒸着の深さを示します。
様々 な直接土壌浸食を測定する方法は Stroosnijder7で検討しました。方法についての提案は測定目的と、利用可能なリソースによって異なりますが、「サーフェスの標高の変化」メソッド斜面スケールでお勧め侵食と堆積を測定利点を提供します。このメソッドを適用する 1 つの方法は、土にピンをインストールし、ピン7の上端を基準土の高さの変化を監視することです。土地の調査の技術の進化により、ただし、この手間のかかるアプローチ取替えることができる (TLS)8,9,10,11地上レーザーなどの他の技術,12,13,14,15,16、航空レーザ測量 (ALS)17,18,19,20,21, GPS6,22, 高度な測量23 ,24、またはこれらの技術の25,26,の27の組み合わせ。レーザーながらスキャン、通称 (光検出と測距)、LiDAR により高密度サーフェスの標高データセットの最も急速な獲得、植生などの永続的オブジェクトを削除する修正を行う必要があります。最小の標高変化をしかし TLS ミリ波レベル垂直精度で検出できる Perroyら。沢下部の侵食の TLS 経由推奨 ALS スキャン領域が大きく、良い楽器の方向 (少ない地形シャド ウイング) に深く切り込んだ谷28スキャンのための見積もり。実時間キネマティック GPS (RTKGPS)、データ後処理なしセンチ レベルの精度を提供することは、本研究に使用されます。空間分解能と RTKGPS 収集データの精度は、農業分野や実質的なグランド カバーとその他の環境の支配的な侵食と堆積の機能を検出する最適です。
土壌 CaCO3を定量化するため圧力 calcimeter 方法は CO の解放に終って、クローズド システムで酸性土壌の反応に頼る2.一定の温度で反応容器内の圧力の増加直線的土壌 CaCO329の量に相関しています。シェロッドらによって記述された伝統的な圧力 calcimeter メソッドへの変更、反応容器を血清ボトルに変更し、圧力の変化の検出のためのデジタル電圧計を有線圧力トランスデューサーを使用してが含まれます。30. 検出下限のこれらの変更により、毎日の土壌サンプルより高い容量を実行します。重量または単純な滴定法法土壌 CaCO3測定は大きいエラーを生成、これより検出限界変更圧力 calcimeter メソッド30。
概念モデル
侵食と堆積の直接測定が可能でない場合、これらのプロセスの間接的な指標を使用することがあります。シェロッドら。半乾燥気候で土壌表層 CaCO3濃度は (侵食、堆積と負の相関と正の相関) 地表面の変化に反比例することを仮定される6。仮説は広く、適用する必要がありますが、特定の関係 (土壌、植生、管理、および気候) サイトの条件によって異なります。土壌テスト サイト (表 1) で通常明確な石灰質の層が含まれて, 地表下 15-20 cm。概念的には、侵食は、土壌表面に高い CaCO3を近くのこの石灰質の層を残して比較的低い CaCO3濃度の表層が削除されます。低 CaCO3土後 (図 2) 地表面下深く埋められる石灰質の層を引き起こす堆積のエリアに転送します。時間をかけて適切な深さ間隔でこれらの土壌のサンプリング、このモデルによると、CaCO3濃度によって侵食や堆積 (またはどちらも) を推論可能性があります。
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>土シリーズ</td>
			<td>斜面</td>
			<td>分類学的分類</td>
			<td>深さ</td>
			<td>pH</td>
			<td>EC</td>
			<td>合計 N</td>
			<td>SOC</td>
			<td>CaCO3</td></tr></tbody></table>
		
		<tr>
			<td></td>
			<td>%</td>
			<td></td>
			<td>cm</td>
			<td>1:2</td>
			<td>dS m-1</td>
			<td>g kg-1</td>
			<td>g kg-1</td>
			<td>g kg-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>コルビー ローム</td>
			<td>5-9</td>
			<td>細かいシルト、混合、superactive、石灰質、中間子の Aridic Ustorthent</td>
			<td>0-15</td>
			<td>8.2</td>
			<td>0.24</td>
			<td>0.7</td>
			<td>6.1</td>
			<td>69.8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.3</td>
			<td>0.24</td>
			<td>0.5</td>
			<td>4.0</td>
			<td>84.3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>金の砂質ローム</td>
			<td>2-5</td>
			<td>罰金ローム、混合、アクティブ、石灰質、中間子の Ustic Torriorthent</td>
			<td>0-15</td>
			<td>7.8</td>
			<td>0.26</td>
			<td>0.8</td>
			<td>7.0</td>
			<td>29.8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.0</td>
			<td>0.27</td>
			<td>0.6</td>
			<td>5.0</td>
			<td>51.5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>5-9</td>
			<td>罰金ローム、混合、アクティブ、石灰質、中間子の Ustic Torriorthent</td>
			<td>0-15</td>
			<td>8.1</td>
			<td>0.22</td>
			<td>0.6</td>
			<td>5.4</td>
			<td>26.7</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.1</td>
			<td>0.19</td>
			<td>0.5</td>
			<td>4.1</td>
			<td>25.8</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wagonwheel ローム</td>
			<td>0-2</td>
			<td>粗いシルト、混合、superactive、中間子の Aridic Calciustept</td>
			<td>0-15</td>
			<td>8.2</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.7</td>
			<td>5.9</td>
			<td>66.2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.2</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.6</td>
			<td>3.7</td>
			<td>98.1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>2-5</td>
			<td>粗いシルト、混合、superactive、中間子の Aridic Calciustept</td>
			<td>0-15</td>
			<td>8.3</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.8</td>
			<td>6.6</td>
			<td>52.0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>15-30</td>
			<td>8.4</td>
			<td>0.26</td>
			<td>0.7</td>
			<td>5.4</td>
			<td>118.3</td>
		</tr>
	

テーブル 1。土壌テスト サイトにします。土壌マップ単位と分類学的分類、土壌 pH、電気伝導度 (EC), 全 N, 土壌有機 C (SOC) および CaCO3濃度、0 15- と 15-30 cm 深さ増分でスコット フィールド 2012 年 (シェロッドから etアル.)6。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig2.jpg"> 
図 2。概念的な土壌プロファイル。(A) CaCO3静的土のマトリックスの概念地盤表面層からの溶出し、深い層、 (b)表面層の緩やかな侵食、 (c)適度な蒸着材料の沈殿以前の表面層の上。深さ間隔 (左) では (シェロッドet al.) からサイト データに基づく近似6.<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56064/56064fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
サイトの説明と歴史
109-ha スコット フィールド (40.61oN、104.84oW、図 3) 北東コロラド州のドレイク ファームの一部である、この研究のため 2012 年まで 2001 年から監視されました。平均降水量と蒸発散量、短時間・高強度の対流性降雨が夏の間に共通だった、この半乾燥気候で、約 350 1200 mm をそれぞれ、だった。1559 年からの独特の風景の位置とこの起伏のある地形で 1588 m まで標高: サミット、部谷北向き (側 NF)、部谷壁斜面南向き (側平方フィート)、および板状 (図 4 b)。交互ストリップ (〜 120 メートル幅) は、その他のすべてのストリップはすべて 24 ヶ月ローテーション サイクルから約 14 ヶ月間休耕通常この天水冬小麦休閑中回転で管理されました。浅耕 (〜 7 cm)、通常 v ブレード スイープ、雑草防除のための休耕期間を 6 回に 4 が発生しました。現場の土壌を持っている土壌損失の許容範囲、または 11 Mg のT値-1年-1、このT値を下回る侵食速度が継続的な農業生産4の許容と見なされます分類されました。.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig3.jpg"> 
図 3。サイトの場所は、米国コロラド州の地形レリーフ画像 (4401 に 1011 m) に表示されます。サイトの平均標高は 1577 m です。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig4.jpg"> 
図 4。地図とスコット フィールドの地形表面の土します。土壌マップ ポイントの土壌サンプルの場所と作物管理を示すスコット フィールドのストリップを(、) 。土の単位の略号は、: 1 = Wagonwheel ローム 0-2% 勾配、2 Wagonwheel ローム 2 5% 勾配、3 を = = コルビー ローム 5-9% 勾配、4 金微細砂壌土 2 5% 勾配、5 を = = 金微細砂壌土 5-9% 勾配;(b)土地表面高度に基づいて 2001年 5 m メ ッ シュ デジタル標高モデル (DEM)、土壌サンプルの場所 (シェロッドet al.) から土地分類で示されているフィールドの6。
最初の地盤サーフェスの標高調査 RTKGPS サイトのデジタル標高モデル (DEM) を生成する 2001 年に集めた。マカッチョンらと一緒に、土壌サンプル (図 4 a) は、2001 年にも行った、どの面から3が変更された圧力 calcimeter メソッド30,31 によって分析された炭酸カルシウムの土壌。.視覚的に明白である侵食と堆積の 10 年間の発生風、主に北西部と降雨流出からイベントで求められた 2 番目の RTKGPS 標高調査 (2010 年に完了フィールドの部分) で、2009 年。DEM の違い地図32を介して元の 2001 DEM に新しい DEM の比較確認重要な侵食と堆積、これらのプロセス (図 5) の複数の要因が示唆されたパターンを表示します。サイトと歴史的土壌 CaCO3データで実質的な表層土壌再配布を考えると、2001年土壌サンプルは、前のセクションで説明するよう hydropedological プロセス6、概念モデルをテストするのには 2012 年に繰り返されました。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56064/56064fig5.jpg"> 
図 5。変更の地図 (2001-2009 *) 5 m グリッド北東コロラド州のスコット フィールド内に土地の表面の標高 (Δz)。交互休閑地冬小麦作付体系、上作物ストリップ番号が付き、セクション A A' が表示されます (図 11で指定された詳細)。* ストリップ 2、4、6、8 (シェロッドet al.) から 2009 DEM を完了、2010 年に調査されました。6.<a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56064/56064fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。

<table width="1330">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Real-time kinematic GPS system</td>
			<td style="width:200px;">Trimble</td>
			<td style="width:119px;">Model 5800</td>
			<td style="width:759px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">GPS field data collector</td>
			<td style="width:200px;">Trimble</td>
			<td style="width:119px;">Model TSC2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">GPS field software</td>
			<td style="width:200px;">Trimble</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Trimble Access (Trimble Survey Controller used in 2001 for site calibration but this software is no longer supported)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Hydraulic soil coring machine</td>
			<td style="width:200px;">Giddings Machine Company</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Utility vehicle</td>
			<td style="width:200px;">John Deere</td>
			<td style="width:119px;">Gator 6x4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">GIS software</td>
			<td style="width:200px;">ESRI</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>ArcGIS for Desktop with Spatial Analyst and Geostatistical Analyst Extensions</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Statistical software</td>
			<td style="width:200px;">SAS</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>SAS Institute Inc.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Pressure transducer 0-105 kPa</td>
			<td style="width:200px;">Serta</td>
			<td style="width:119px;">Model 280E</td>
			<td>Setra Systems, In., Boxborough, MA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Volt meter</td>
			<td style="width:200px;">WaveTek</td>
			<td style="width:119px;">5XL</td>
			<td>Digital meter set to read volts</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Serum Bottles</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td align="right" style="width:119px;">223747</td>
			<td>100 ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Serum Bottles</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td align="right" style="width:119px;">223762</td>
			<td>20 ml</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Sealing Cap 20 mm Aluminum</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td style="width:119px;">224183-01</td>
			<td>Case of 1000</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">20 mm gray butyl stopper (2-prong)</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td style="width:119px;">224100-192</td>
			<td>Septum; Case of 1000</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Hand crimper</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td style="width:119px;">W225303</td>
			<td>20 mm size</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Hand Decapper</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td style="width:119px;">W225353</td>
			<td>20 mm size</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Acid vials</td>
			<td style="width:200px;">Wheaton</td>
			<td align="right" style="width:119px;">224881</td>
			<td>0.50 dram size (2-ml)</td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="width:252px;height:23px;">Power supply</td>
			<td style="width:200px;">SR Components</td>
			<td style="width:119px;">DDU240060</td>
			<td>Class 2 Transformer AC adaptor; Input 120VAC , Output 24VDC</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:252px;height:21px;">Calcium carbonate</td>
			<td style="width:200px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">471-34-1</td>
			<td>500 g of 100% w/w CaCO3</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measuring and mapping patterns of soil erosion and deposition related to soil carbonate concentrations under agricultural management

土壌侵食と堆積の空間パターンは、適切な時間刻みでマップされている地面の高低差から推測できます。標高でこのような変更は、炭酸塩 (炭酸カルシウム3) 表面近傍地盤の変化に関連しています。目的は、単純な概念モデルおよび繰り返し可能フィールドと実験室測定これらの量のための詳しいプロトコルについて説明することです。ここでは、正確な標高を用いて、地上ベース差分グローバル ポジショニング システム (GPS);その他のデータの収集方法は、同じ基本メソッドに適用でした。土壌試料は、深さ間隔を規定して無機炭素濃度の定量分析のための効率的で正確な変更された圧力 calcimeter メソッドを使用してラボで分析から収集されます。標準的な統計手法をポイント データに適用し、代表結果昇格で土壌表層 CaCO3の変更と変更の間の相関を示す、概念モデルと一致してCaCO3は一般的に堆積地域で減少し、侵食の分野で増加しました。マップは、標高や土壌分析を支援するために CaCO3の点の測定から得られます。小麦休閑ストリップを交互にトリミング天水冬麦畑研究サイトで侵食・堆積パターンのマップは、管理と地形の影響を受ける水や風の浸食の相互作用効果を示します。代替の採取方法と奥行間隔は論議され、CaCO3を土壌に土壌侵食・堆積に関する今後の作業をお勧めします。

2001 年と 2009 から DEM 違いのマッピングは、侵食 (赤) とその 8 年間のほとんどの地域 (図 5) で標高デシメートル レベル変化と堆積 (緑) を明らかにします。フィールドの縮尺で腐食は西部と南西部の支配的なフィールドの東の側面の南東斜め帯に北西に沿って沈着を見る間。侵食と堆積の交互になるバンドはしばしば管理ストリップ界の急激な変...

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Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

測定と土壌侵食と堆積土炭酸濃度農業経営に関連のパターンのマッピング

土壌侵食と堆積の空間パターンは、適切な時間刻みでマップされている地面の高低差から推測できます。標高でこのような変更は、表面近くの土の炭酸塩の変化に関連しています。これらの量及びデータ解析手法のフィールドと実験室の測定再現性のある方法は以下のとおりです。

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

measuring-mapping-patterns-soil-erosion-deposition-related-to-soil

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JoVE Core

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Civil Engineering

Environment

Unit 1

Geographic Information Systems (GIS)

SCIENTISTS IN ACTION

11.7K ビュー.  USDA Agricultural Research Service (ARS). 土壌侵食と堆積の空間パターンは、適切な時間刻みでマップされている地面の高低差から推測できます。標高でこのような変更は、表面近くの土の炭酸塩の変化に関連しています。これらの量及びデータ解析手法のフィールドと実験室の測定再現性のある方法は以下のとおりです。

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

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

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

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

連続の設計および動作<sup&gt; 13</sup&gt; Cと<sup&gt; 15</sup均一または差動、代謝および構造·&gt; N標識化会議所、工場同位体ラベル化

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

環境学

A Protocol for Conducting Rainfall Simulation to Study Soil Runoff

Rainfall is a driving force for the transport of environmental contaminants from agricultural soils to surficial water bodies via surface runoff. The objective of this study was to characterize the effects of antecedent soil moisture content on the fate and transport of surface applied commercial urea, a common form of nitrogen (N) fertilizer, following a rainfall event that occurs within 24&#160;hr&#160;after fertilizer application. Although urea is assumed to be readily hydrolyzed to ammonium and therefore not often available for transport, recent studies suggest that urea can be transported from agricultural soils to coastal waters where it is implicated in harmful algal blooms. A rainfall simulator was used to apply a consistent rate of uniform rainfall across packed soil boxes that had been prewetted to different soil moisture contents. By controlling rainfall and soil physical characteristics, the effects of antecedent soil moisture on urea loss were isolated. Wetter soils exhibited shorter time from rainfall initiation to runoff initiation, greater total volume of runoff, higher urea concentrations in runoff, and greater mass loadings of urea in runoff. These results also demonstrate the importance of controlling for antecedent soil moisture content in studies designed to isolate other variables, such as soil physical or chemical characteristics, slope, soil cover, management, or rainfall characteristics. Because rainfall simulators are designed to deliver raindrops of similar size and velocity as natural rainfall, studies conducted under a standardized protocol can yield valuable data that, in turn, can be used to develop models for predicting the fate and transport of pollutants in runoff.

A rainfall simulator was used to apply a consistent rate of uniform rainfall to packed soil boxes in a study of the fate and transport of urea, a nonpoint source environmental contaminant. Under uniform soil and rainfall conditions, antecedent soil moisture content exerted strong control over urea loss in surface runoff.

土壌流出を研究する降雨シミュレーションを行うためのプロトコル

Rainfall is a driving force for the transport of environmental contaminants from agricultural soils to surficial water bodies via surface runoff. The ...

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.

静的チャンバを用いて農用地の土壌からの温室効果ガスフラックスの測定

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

A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the landscape has complex and varied soil morphology, an accompanying disparity in flow paths for leachate through the soil macropore and matrix structure is present. The rate of flow through these paths is further affected by antecedent soil moisture. Lysimeters are used to quantify flow rate, volume of water and concentration of nutrients leaching downward through soils. While many lysimeter designs exist, accurately determining the volume of water and mass balance of nutrients is best accomplished with bounded lysimeters that leave the natural soil structure intact. 
Here we present a detailed method for the extraction and construction of soil core lysimeters equipped with soil moisture sensors at 5 cm and 25 cm depths. Lysimeters from four different Coastal Plain soils (Bojac, Evesboro, Quindocqua and Sassafras) were collected on the Delmarva Peninsula and moved to an indoor climate controlled facility. Soils were irrigated once weekly with the equivalent of 2 cm of rainfall to draw down soil nitrate-N concentrations. At the end of the draw down period, poultry litter was applied (162 kg TN ha-1) and leaching was resumed for an additional five weeks. Total recovery of applied irrigation water varied from 71% to 85%. Nitrate-N concentration varied over the course of the study from an average of 27.1 mg L-1 before litter application to 40.3 mg L-1 following litter application. While greatest flux of nutrients was measured in soils dominated by coarse sand (Sassafras) the greatest immediate flux occurred from the finest textured soil with pronounced macropore development (Quindocqua).

A detailed method for extraction and assembly of intact soil core lysimeters and their use for study of leachate and associated loss of nutrients from surface applied poultry litter is demonstrated.

土壌コアLysimetersを収集し、構築するためのプロトコル

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the ...

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.

森林土壌の化学濃度の変化を監視するための土壌リサンプリングの方法

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

Capturing Flow-weighted Water and Suspended Particulates from Agricultural Canals During Drainage Events

The purpose of this study is to describe the methods used to capture flow-weighted water and suspended particulates from farm canals during drainage discharge events. Farm canals can be enriched by nutrients such as phosphorus (P) that are susceptible to transport. Phosphorus in the form of suspended particulates can significantly contribute to the overall P loads in drainage water. A settling tank experiment was conducted to capture suspended particulates during discrete drainage events. Farm canal discharge water was collected in a series of two 200 L settling tanks over the entire duration of the drainage event, so as to represent a composite subsample of the water being discharged. Imhoff settling cones are ultimately used to settle out the suspended particulates. This is achieved by siphoning water from the settling tanks via the cones. The particulates are then collected for physico-chemical analyses.

Nutrients present in particulate form can contribute significantly to the overall loads in agricultural drainage waters. This study describes a novel method to capture flow-weighted water and suspended particulates from farm canal drainage over the entire duration of the drainage event.

排水のイベント中に水の流れ加重と農業用水路から浮遊微粒子をキャプチャ

The purpose of this study is to describe the methods used to capture flow-weighted water and suspended particulates from farm canals during drainage ...

Use of Principal Components for Scaling Up Topographic Models to Map Soil Redistribution and Soil Organic Carbon

Landscape topography is a critical factor affecting soil formation and plays an important role in determining soil properties on the earth surface, as it regulates the gravity-driven soil movement induced by runoff and tillage activities. The recent application of Light Detection and Ranging (LiDAR) data holds promise for generating high spatial resolution topographic metrics that can be used to investigate soil property variability. In this study, fifteen topographic metrics derived from LiDAR data were used to investigate topographic impacts on redistribution of soil and spatial distribution of soil organic carbon (SOC). Specifically, we explored the use of topographic principal components (TPCs) for characterizing topography metrics and stepwise principal component regression (SPCR) to develop topography-based soil erosion and SOC models at site and watershed scales. Performance of SPCR models was evaluated against stepwise ordinary least square regression (SOLSR) models. Results showed that SPCR models outperformed SOLSR models in predicting soil redistribution rates and SOC density at different spatial scales. Use of TPCs removes potential collinearity between individual input variables, and dimensionality reduction by principal component analysis (PCA) diminishes the risk of overfitting the prediction models. This study proposes a new approach for modeling soil redistribution across various spatial scales. For one application, access to private lands is often limited, and the need to extrapolate findings from representative study sites to larger settings that include private lands can be important.

Landscape processes are critical components of soil formation and play important roles in determining soil properties and spatial structure in landscapes. We propose a new approach using stepwise principal component regression to predict soil redistribution and soil organic carbon across various spatial scales.

主成分の土壌の再分配と土壌の有機炭素をマップに地形モデルをスケール アップ用

Landscape topography is a critical factor affecting soil formation and plays an important role in determining soil properties on the earth surface, as it ...

Measuring Phosphorus Release in Laboratory Microcosms for Water Quality Assessment

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

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

水質評価のための実験室用微小宇宙におけるリン放出の測定

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

Electrostatic Method to Remove Particulate Organic Matter from Soil

Estimations of soil organic carbon are dependent on soil processing methods including removal of undecomposed plant material. Inadequate separation of roots and plant material from soil can result in highly variable carbon measurements. Methods to remove the plant material are often limited to the largest, most visible plant materials. In this manuscript we describe how electrostatic attraction can be used to remove plant material from a soil sample. An electrostatically charged surface passed close to dry soil naturally attracts both undecomposed and partially decomposed plant particles, along with a small quantity of mineral and aggregated soil. The soil sample is spread in a thin layer on a flat surface or a soil sieve. A plastic or glass Petri dish is electrostatically charged by rubbing with polystyrene foam or nylon or cotton cloth. The charged dish is passed repeatedly over the soil. The dish is then brushed clean and recharged. Re-spreading the soil and repeating the procedure eventually results in a diminishing yield of particulates. The process removes about 1 to 5% of the soil sample, and about 2 to 3 times that proportion in organic carbon. Like other particulate removal methods, the endpoint is arbitrary and not all free particulates are removed. The process takes approximately 5 min and does not require a chemical process as do density flotation methods. Electrostatic attraction consistently removes material with higher than average C concentration and C:N ratio, and much of the material can be visually identified as plant or faunal material under a microscope.

Removing recently deposited and incompletely decomposed plant material from soil samples reduces the influence of temporary seasonal inputs on soil organic carbon measurements. Attraction to an electrostatically charged surface can be used to quickly remove a substantial amount of particulate organic matter.

土壌から粒子状有機物を除去する静電法

Estimations of soil organic carbon are dependent on soil processing methods including removal of undecomposed plant material. Inadequate separation of ...

Estimation of Crystalline Cellulose Content of Plant Biomass using the Updegraff Method

Cellulose is the most abundant polymer on Earth generated by photosynthesis and the main load-bearing component of cell walls. The cell wall plays a significant role in plant growth and development by providing strength, rigidity, rate and direction of cell growth, cell shape maintenance, and protection from biotic and abiotic stressors. The cell wall is primarily composed of cellulose, lignin, hemicellulose and pectin. Recently plant cell walls have been targeted for the second-generation biofuel and bioenergy production. Specifically, the cellulose component of the plant cell wall is used for the production of cellulosic ethanol. Estimation of cellulose content of biomass is critical for fundamental and applied cell wall research. The Updegraff method is simple, robust, and the most widely used method for the estimation of crystalline cellulose content of plant biomass. The alcohol insoluble crude cell wall fraction upon treatment with Updegraff reagent eliminates the hemicellulose and lignin fractions. Later, the Updegraff reagent resistant cellulose fraction is subjected to sulfuric acid treatment to hydrolyze the cellulose homopolymer into monomeric glucose units. A regression line is developed using various concentrations of glucose and used to estimate the amount of the glucose released upon cellulose hydrolysis in the experimental samples. Finally, the cellulose content is estimated based on the amount of glucose monomers by colorimetric anthrone assay.

The Updegraff method is the most widely used method for the cellulose estimation. The main purpose of this demonstration is to provide a detailed Updegraff protocol for estimation of cellulose content in plant biomass samples.

Updegraff法による植物バイオマスの結晶セルロース含有量の推定

Cellulose is the most abundant polymer on Earth generated by photosynthesis and the main load-bearing component of cell walls. The cell wall plays a ...

測定と土壌侵食と堆積土炭酸濃度農業経営に関連のパターンのマッピング

要約

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連続の設計および動作

土壌流出を研究する降雨シミュレーションを行うためのプロトコル

静的チャンバを用いて農用地の土壌からの温室効果ガスフラックスの測定

土壌コアLysimetersを収集し、構築するためのプロトコル

森林土壌の化学濃度の変化を監視するための土壌リサンプリングの方法

排水のイベント中に水の流れ加重と農業用水路から浮遊微粒子をキャプチャ

主成分の土壌の再分配と土壌の有機炭素をマップに地形モデルをスケールアップ用

水質評価のための実験室用微小宇宙におけるリン放出の測定

土壌から粒子状有機物を除去する静電法

Updegraff法による植物バイオマスの結晶セルロース含有量の推定

測定と土壌侵食と堆積土炭酸濃度農業経営に関連のパターンのマッピング

要約

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連続の設計および動作

土壌流出を研究する降雨シミュレーションを行うためのプロトコル

静的チャンバを用いて農用地の土壌からの温室効果ガスフラックスの測定

土壌コアLysimetersを収集し、構築するためのプロトコル

森林土壌の化学濃度の変化を監視するための土壌リサンプリングの方法

排水のイベント中に水の流れ加重と農業用水路から浮遊微粒子をキャプチャ

主成分の土壌の再分配と土壌の有機炭素をマップに地形モデルをスケール アップ用

水質評価のための実験室用微小宇宙におけるリン放出の測定

土壌から粒子状有機物を除去する静電法

Updegraff法による植物バイオマスの結晶セルロース含有量の推定

主成分の土壌の再分配と土壌の有機炭素をマップに地形モデルをスケールアップ用