Biz ortak bahçesi kurulması için yardım, A. Locci, C. Bond, ve A. Alldridge dahil, Case Western Reserve Üniversitesi Squire Valleevue ve Valley Ridge Çiftlikleri teşekkür ederim. J. Kancalar, L. Huffman, L. Gonzales, SC Leahy, B. Ochocki, A. Ubiles, C. Yu, X. Zhao, ve NM Zimmerman alan yardım sağladı. AJB ve JHB CWRU gelen JHBGAD için başlangıç ​​fonları tarafından finanse edildi Howard Hughes Tıp Enstitüsü tarafından finanse CWRU gelen Lisans Araştırma hibe bir Yaz Programları tarafından desteklenen. Bu çalışma aynı zamanda jhb Ulusal Bilim Vakfı finansman (DEB 1250170) tarafından desteklenmiştir.

1.. Heterojen ve Homojen Toprak Tedavisi üretin Alan Topraklar toplayın <ol><li> Çalışma için benzer habitatlar ve toprak türleri iki cooccurring bitki türlerini (örn. Şekil 1a) tanımlayın. Miktarını belirlemek toprak deney (odak Türün birincil kök bölgesi ya da kök top tarafından kapsanmaktadır hacminin yarısına, örneğin üçte bir) ve deney için gerekli yamalar sayısının kullanılacak toprak yama büyüklüğüne göre gerektiğinde (Aşağıda, Protokolü 2 ve 3 e bakınız). <ol><li> Rumex spp. (Şekil 1a), 10 cm toprak yamaları kullanmak x 10 cm x 18 cm derinlikte bitkinin tabanından 10 cm çapında yaklaşık kök bölgesi için 18 cm (uzunluk x genişlik x derinlik) (bu tanımlanan bölgenin itibaren 5655 cm 3 toprak bir tek bitki için kök etkisi 1.800 cm3) 3 toprak yamaları verir. </li></ol></li><li> Iki odak türün yetişkin bireyler bulmak için anket alan bir site. Bireyler Roo kaçınınt bölge olasılıkla diğer odak türleri (örneğin Rumex bireylerin diğer türlerin 0.25 m mesafede bulunan) ile örtüşmektedir. Pin bayrakları ile toprak gerekli miktarda elde etmek için gerekli bireylerin sayısını işaretleyin. <ol><li> Mark 20 rastgele her Rumex spp bireyler seçildi. Her bir (aşağıda Protokolü 2, olduğu gibi) her bir odak türlerden 3 toprak yamalar gerektirir 20 deney birimi (2 x 2 türleri, toprak uygulamaları x 5 kopya). </li></ol></li><li> Tüm toprak parçacıklarını çıkarmak için yaklaşık 1:10 çamaşır suyu karışımı (% 5-10 NaClO) ve su ile toprak toplama ekipmanları (kürek, eldiven, konteynerlerin) sterilize. Toprak biyotada ağartma etkileri önlemek için kullanmadan önce kuru ekipmanları. Olan toprak, o toplayacak veya taşıma çapraz kontaminasyonu (örn. etiket türleri A için bir kürek ve türler B için ikinci bir kürek) önlemek için odak türleri belirtmek için laboratuvar bant ile her ekipman parçası etiketleyin. </li><li> Hava ve toprak şartların kontrolson yağışlar toprak koleksiyonu başlamadan önce TIONS. Çok (çamurlu veya tamamen doymuş) veya ıslak toprak sıkıştırma en aza indirmek için bir çökeltme olay sırasında toprak toplayarak topraklarda toplama kaçının. Köklerden toprak ayıran yardım etmek için (çok sert ve zor bir kürek eklemek için) çok kuru topraklarda toplama önlemek. </li><li> Pseudoreplication (örneğin sonradan deneysel suretin karşısında karışık olan nadir bir patojeni içeren bir tek toprak numunesi) önlemek için tekrarlanan gruplar halinde iki odak türün işaretli bireylerden alan toprak toplayın. <ol><li> Türler A uygun etiketli steril kürekle (adım 1.1 &#39;de tanımlandığı gibi), uygun etiketli steril eldiven ile topraktan görünür kaba kökleri kaldırın ve uygun etiketli içinde toprak koyun bir bireyin tam kök bölgeyi kazıp steril taşıma kabı (örneğin kepçe). Her blok içinde 4 deneysel birim ve 1 bireysel bitki ile bir deney için(Bölüm 1.2.1 deki gibi) 1 deney ünitesi için yeterli toprağı sağlayan &#39;nin kök bölgesi, A. türlerinin 3 ek bireyler için bu prosedürü tekrarlayın </li><li> Türler B. Tekrar Bölüm 1.5.1 </li><li> Deneysel siteye Her iki türün suret toprak koleksiyonu taşıyın. Bir blok, her tedavi kombinasyonundan deneysel birimi (yani, her tür x her toprak işleme) ihtiva eder, (aşağıda, Protokol 2 ya da 3 gibi) deney bloğu 1 için deneysel birim olarak toprak yerleştirin. </li><li> Bölüm 1.5.3 tekrarlayın. </li><li> Deneyde kalan bloklar için bölümler 1.5.1-1.5.4 tekrarlayın. En az 1 m her biri için önceki toplama yerle uzak suret toplama pseudoreplication en aza indirmek için bireylerin gruplarından toprak toplayın. </li></ol></li></ol><img alt="Şekil 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51580/51580fig1highres.jpg" width="500" /> Figüre 1. Örnek alan deneysel tasarım manipulasyon bitki kaynaklı toprak heterojen. (A) Topraklar alanında conspecifics (α) ve heterospecifics (β) kök etki bölgesinden toplanan, bitki-toprak etkilerinin araştırılması için standart protokoller aşağıdaki 9 geribildirimler . (B) heterojen bir bitki A&#39;nın (α topraklar) dan topraklarda oluşan toprak ve bitki B (&#39;β&#39; topraklar) dan topraklar ile deneysel tedaviler bir tablo içinde düzenlenmiş ve homojenize toprak tedaviler bu iki kökenlerden gelen toprakların eşit karışımı ile oluşturulan . Bu örnekte, alan kirlerin ızgaraları zemine batık büyük çaplı bir saksı içine eklenir ve her bir ızgara çevresi kaba, steril kum ile doldurulur. Bu rakam, Brandt et al. 10, modifiye edilmiş 2. Bir Örnek Alan Deney, Bitki Nüfus tepkilerini ölçmek için Heterojen ve Homojen Toprak Izgaralar oluşturma <ol><li> Heterojen bir tedavi (örneğin, alternatif şebeke hücre türleri A veya B türü toplanan kir içeren) ve homojen tedavi üretilmesi için bir tekrarlanan alan kir toplama (Protokol 1) için lekeleri için (yani, her grid hücre toprağın 1:1 karışımını içerir türleri A ve B) (Şekil 1b), aşağıdaki adımlarda deney bloğu 1 için. <ol><li> Tüm toprak parçacıklarını çıkarmak için yaklaşık 1:10 çamaşır suyu karışımı (% 5-10 NaClO) ve su ile toprak taşıma ekipmanı (mala, eldiven, plastik ızgara) sterilize. Toprak biyotada ağartma etkileri önlemek için kullanmadan önce kuru ekipmanları. Olan toprak, bunun kullanılıp kullanılmayacağını belirtmek için çapraz bulaşmayı (örneğin, etiket türleri A için bir mala ve türlerin B için ikinci bir mala) ve plastik ızgara önlemek için idare edecek odak türleri belirtmek için laboratuvar bant ile her ekipman parçası Etiket heterojen veya homojen toprak tedavisi için kullanılabilir. </li><li> Içine çıkarılabilir plastik ızgara yerleştirinalan ile doldurulacak yere [veya başka arsa veya ızgara karşılamak için yeterince büyük konteyner] içine batık bir pot toprak (adım 1.1.1 olarak örneğin 1.800 cm 3 / grid hücre) toplandı. Örneğin, aşama 1.1 &#39;de belirlenen boyutta 6 hücreleri ile, 2 x 3 ızgara istenen boyutları, özel olarak yapılmış ızgara kullanarak (Şekil 1b). <ol><li> Β toprak için hücrelere toprak türleri ve B kirlerin α için ızgara hücrelere toprak yama tiplerini, türler A toprağın yer spadefuls alternatif heterojen tedavisi için (Şekil 1b). </li><li> Homojen tedavisi için, eşit bir şekilde, iki toprak türlerini dağıtılması ve her bir toprak tipi katmanlarının oluşmasını önlemek için dikkat ederek, her ızgara hücresine topraklar A ve B&#39;nin değişen spadefuls yerleştirmek (Şekil 1b). 1.800 cm3 örneğin toprak yama için (Bölüm 1.1.1), her bir grid hücresindeki her toprak türü 900 cm 3 yerleştirin. </li><li> S olunToprak heterojenite ile toprak rahatsızlık karıştırıcı önlemek için heterojen ve homojen toprak tedaviler oluştururken (yani aynı derecede toprak keseklerini kıracak) rahatsızlık eşit miktarda üretmek için ure. </li></ol></li><li> Herhangi bir boş alanı (Şekil 1b gibi) kullanılan büyük saksı içinde ızgaranın dışında çevresinde kalırsa, steril kum ile bu alanı doldurmak. Herhangi bir standart yöntem (örneğin, sterilize etme, gama-ışını) ile kum sterilize edin. </li><li> Bozulmamış toprak lekeler bırakarak, dikey pot plastik ızgarayı kaldırın. Bu, farklı bireylerden kökleri bitki kökleri birden toprak yamalar (yani ızgara hücreleri) içine büyümeye izin için gerekli olan çoklu yamalar, yaşamaya toprak ve her bitki etkileşim sağlar. </li><li> (Örneğin heterojen bir toprak, her ızgara Foça bitki içine tam bir deneysel blok üretmek amaçlı deneysel bir adet ikinci bir çifti için Bkz. Bölüm 2.1.2-2.1.4 tekrarlayınl türleri ve 4 deney üniteleri) toplam, her bir odak tür bitki içine homojen bir toprak ızgara. </li></ol></li><li> Kalan toprakla deneyde kalan bloklar için yineleyin 2.1 koleksiyonları (Protokol 1) çoğaltmak. En azından dış örtüsü gelen gölgeleme tutmak için, arzu edildiği takdirde araziler etrafında yatay kumaş kullanılarak, deney alanı boyunca, blok içindeki blokları ve araziler Rastgele (gösterilmemiştir). </li><li> Bitki her deneysel saksı (2 fokal tür x 2 toprak tedavileri) her grid hücreye odak türlerin tohumları. Toprak tedaviler ile karıştırıcı bitki genotipleri veya tohum-yüzey mikrobiyal topluluklar önlemek için havuza tohum kullanın. Her Rumex spp Örneğin, bitki tohumları. ayrı ayrı açıkça dikti bireyleri belirlemek için, 12 ekim pozisyonlarda (grid hücre başına 2 pozisyon) suda çözünen yapıştırıcı ile plastik kürdan yapıştırılmış bu türün (Şekil 1a) için pota. </li><li> Nüfus res Tedbirbireyin düzenli bir nüfus sayımına yoluyla böyle çimlenme ve hayatta kalma gibi deney üniteleri, bir ponses (örn. adım 2.3 gibi kürdan kullanarak) tohum dikim yerleri işaretlenir. Yamalar arasında toprağa karışmasını önlemek için ölçülen herhangi bir yanıt için toprağın rahatsızlığı en aza indirmek. <ol><li> Odak türlerin popülasyon cevapların beklenen oranına göre uygun bir nüfus sayımı aralıklarını belirleyin. Örneğin, Rumex spp haftalık sayım yapıyoruz. hızlı bir şekilde çimlenme olabilir. </li><li> Odak türlerin yaşam geçmişine dayalı olarak uygun bir süre için deney devam edin. Örneğin, kısa ömürlü çok yıllık Rumex spp için en az 2 yıl boyunca denemelerimiz devam ediyor. tüm yaşam evrelerinde veri elde etmek. </li></ol></li></ol> 3. Bireysel Bitki tepkilerini ölçmek için Tencere Heterojen ve Homojenize Toprak ile Bir Örnek Sera Deney, <ol><li> Bir suret alan toprak toplama (Protokol 1) tozların kullanınblok için heterojen bir tedavi (tür A veya B türü toplanan toprak ile doldurulmuş bir kap içinde, yani her yarım) ve homojen bir tedavi (örneğin kap türleri, A ve B&#39;den bir toprak karışımı içeren 01:01) (Şekil 2a) oluşturmak için aşağıdaki adımlarda Deneyin 1.. <ol><li> Taşıma kabı (örneğin kova) içinde ve saksı önce, 1:1 &#39;lik bir karışımının üretilmesi için steril kum ile her türden alan toplanmış toprak karıştırın. Toprağın sıkışmasını azaltmak ve topraktan kökleri ayrılmasını kolaylaştıran, çamaşır kökleri için özellikle yararlıdır tencere drenaj, geliştirmek için bunu yapın. Herhangi bir standart yöntem (örneğin, sterilize etme, gama-ışını) ile kum sterilize edin. </li><li> Kum alan toprağın her toplu karıştırma iken (yani aynı derecede toprak keseklerini kıracak) rahatsızlık eşit miktarda üretmek için emin olun. </li></ol></li><li> Bir ap ile toprak taşıma ekipmanı (mala, eldiven, plastik levha) sterilizeher kir parçacıkları çıkarmak için yakın nedeni 01:10 ağartıcının karışımı (% 5-10 NaClO) ve su. Toprak biyotada ağartma etkileri önlemek için kullanmadan önce kuru ekipmanları. Olan toprak, o göstermek için çapraz bulaşmayı (örneğin, etiket, bir türün A mala ve türler B için ikinci bir mala) ve sert plastik levha her tarafını önlemek için idare edecek odak türleri belirtmek için laboratuvar bant ile her ekipman parçası Etiket hangi toprak tipi heterojen toprak tedavisinde bunun her iki tarafında saksı olacaktır. </li><li> (Bölüm 3.1.1) iki odak türünden alan toprak-kum karışımları kullanarak heterojen bir toprak işleme oluşturun. <ol><li> Yarısı (Şekil 2a) onu bölmek için bir pot merkezinde sert plastik levha yerleştirin. Bir kap bunun gibi yarısı uygun toprak yama boyutu (adım 1.1) hacmi içinde eşdeğerdir ölçekli kullanın. Örneğin, Rumex spp, 15 cm çapında ve 18 cm derinliğinde bir kap kullanır. Şekil 1a (toplam hacim içinde3181 cm 3). </li><li> Iki araştırmacı aynı anda pot dolu bile tarafı tutmak için, uygun etiketli malalarla (türlerden bir örn. α toprak) pot uygun tarafına her türünden alanında toplanan toprak eklemek var. </li><li> Bozulmamış toprak lekeler bırakarak, topraktan dikey kaldırarak plastik bölücü çıkarın. Bu bitkiler heterojenliğini yaşamaya bitkiler için gerekli bir saksı içinde toprak hem yamaları, deneyimi sağlar. </li><li> Heterojen toprak tedavi komple bir blok üretmek için 3 ek deney üniteleri için Bkz. Bölüm 3.3.1-3.3.3 tekrarlayın (heterojen tedavisinde 2 tür x 2 toprak yama türleri; Şekil 2). </li></ol></li><li> (Bölüm 3.1.1) iki odak türünden alan toprak-kum karışımları kullanarak homojen toprak işleme oluşturun. <ol><li> Bölüm 3.3.1 tekrarlayın. Iki araştırmacı aynı anda hem α ve β topraklar hem de eklemek varuygun etiketli mala, eşit olarak her yama içinde hem toprak türlerinin dağıtılmasında ve katmanların oluşturulması kaçınarak pot taraf. Bölüm 3.3.3 tekrarlayın. </li><li> Homojen toprak işlemi (2 odak türlerinin her biri için bir kap) tam bir blok elde etmek için, ikinci bir birim için bölüm 3.4.1 tekrarlayın. </li></ol></li><li> Tekrar kalan toprak ile deneyde kalan bloklar için 3.2-3.4 adımları koleksiyonları (Protokol 1) çoğaltmak. Sera tezgah üzerinde bloklar içindeki blokları ve araziler rastgele. </li></ol><img alt="Şekil 2," fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51580/51580fig2highres.jpg" width="500" /> Şekil 2. Örnek sera deneysel tasarım manipulasyon bitki kaynaklı toprak heterojen. (A) alanındaki türlerin A kök etki bölgesi (α topraklar) ve türlerin B (β topraklar) toplanan Topraklar yer vardırHer bir tencerede (heterojen tedavi) yarısı veya tencerede (homojen tedavisi) boyunca karışık olarak d. (B) A&#39;nın tür bitkiler daha sonra heterojen tedavisinde ve homojen tedavi bir tarafında, her bir toprak yama tipi deney içine ekilir. Burada, tek bir tür (A) bu tasarım ekilen gösterilmiştir. Tamamen karşılıklı tasarım heterojen tedavi içinde her toprak işleme ve yama türü içine ekilen ikinci odak türlerinin (B) bitkiler içerir. <ol start="6"><li> Bitki faktöryel tasarımda, her toprak yama türü içine odak türler A ve B fidanları (2 tür x 3 toprak yama türleri [toprak α, β toprak ve α ve β toprak homojen bir karışım]; Şekil 2b). </li><li> Bu tür tesis büyüklüğü, biyokütle üretimi, ya da fonksiyonel özellikleri gibi bitki performansını gösterecek herhangi bir birey bitki tepkileri ölçün. Ölçmek için uygun özellikler odak türlerin ve bilimsel sorulara bağlıdırfaiz. <ol><li> Bitkiler bitki kökleri hem de toprak yamalar halinde büyüyor sağlamak için (örneğin yaklaşık rozet oluşturan forb&#39;un için toprak yama genişliğini 1.5x) toprak yamalar büyük göreli görünür kadar denemelerimiz devam ediyor. Deneysel süresi bu odak türlerinin büyüme hızına bağlıdır. </li><li> Toprak ortamında gerçekçi yanıtlar isteniyorsa hasat bitkiler ve / veya tedbir yanıtlar bitkiler pot bağlı hale gelmeden önce (yani kök büyüme pot ve kökler daire tencerenin alt sınırları ile sınırlıdır). Örneğin, kap bağlı bitkilerinin kökleri alanındaki bitkiler için benzer bir şekilde, toprak sütununun boyunca yem vermemektedirler. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Agrawal, A. A., 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=Filling+key+gaps+in+population+and+community+ecology.">Filling key gaps in population and community ecology.</a> Front. Ecol. Environ. 5, 145-152 (2007).</li><li>Suding, K. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+an+era+of+restoration+in+ecology:+successes,+failures,+and+opportunities+ahead.">Toward an era of restoration in ecology: successes, failures, and opportunities ahead.</a> Ann. Rev. Ecol. Evol. System. 42, 465-487 (2011).</li><li>Melbourne, B. A., 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=Invasion+in+a+heterogeneous+world:+resistance,+coexistence+or+hostile+takeover.">Invasion in a heterogeneous world: resistance, coexistence or hostile takeover.</a> Ecol. Lett. 10, 77-94 (2007).</li><li>Lundholm, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant+species+diversity+and+environmental+heterogeneity:+spatial+scale+and+competing+hypotheses.">Plant species diversity and environmental heterogeneity: spatial scale and competing hypotheses.</a> J. Veg. Sci. 20, 377-391 (2009).</li><li>Pacala, S. W., Tilman, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limiting+similarity+in+mechanistic+and+spatial+models+of+plant+competition+in+heterogeneous+environments.">Limiting similarity in mechanistic and spatial models of plant competition in heterogeneous environments.</a> Am. Natural. 143, 222-257 (1994).</li><li>Chesson, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=General+theory+of+competitive+coexistence+in+spatially-varying+environments.">General theory of competitive coexistence in spatially-varying environments.</a> Theor. Pop. Biol. 58, 211-237 (2000).</li><li>Bever, J. D., Westover, K. M., Antonovics, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incorporating+the+soil+community+into+plant+population+dynamics:+the+utility+of+the+feedback+approach.">Incorporating the soil community into plant population dynamics: the utility of the feedback approach.</a> J. Ecol. 85, 561-573 (1997).</li><li>Kulmatiski, A., Beard, K. H., Stevens, J. R., Cobbold, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant-soil+feedbacks:+a+meta-analytical+review.">Plant-soil feedbacks: a meta-analytical review.</a> Ecol. Lett. 11, 980-992 (2008).</li><li>Bever, J. 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=Rooting+theories+of+plant+community+ecology+in+microbial+interactions.">Rooting theories of plant community ecology in microbial interactions.</a> Trends. Ecol. Evol. 25, 468-478 (2010).</li><li>Brandt, A. J., de Kroon, H., Reynolds, H. L., Burns, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soil+heterogeneity+generated+by+plant-soil+feedbacks+has+implications+for+species+recruitment+and+coexistence.">Soil heterogeneity generated by plant-soil feedbacks has implications for species recruitment and coexistence.</a> J. Ecol. 101, 277-286 (2013).</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> R: A language and environment for statistical computing. , (2012).</li><li>Crawley, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The R Book. , (2007).</li><li>Petermann, J. S., Fergus, A. J. F., Turnbull, L. A., Schmid, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Janzen-Connell+effects+are+widespread+and+strong+enough+to+maintain+diversity+in+grasslands.">Janzen-Connell effects are widespread and strong enough to maintain diversity in grasslands.</a> Ecology. 89, 2399-2406 (2008).</li><li>Reynolds, H. L., Haubensak, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soil+fertility,+heterogeneity,+and+microbes:+towards+an+integrated+understanding+of+grassland+structure+and+dynamics.">Soil fertility, heterogeneity, and microbes: towards an integrated understanding of grassland structure and dynamics.</a> Appl. Veg. Sci. 12, 33-44 (2009).</li><li>Sokal, R. R., Rohlf, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biometry, 3rd edn. , (1995).</li><li>Klironomos, J. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Feedback+with+soil+biota+contributes+to+plant+rarity+and+invasiveness+in+communities.">Feedback with soil biota contributes to plant rarity and invasiveness in communities.</a> Nature. 417, 67-70 (2002).</li><li>Mommer, L., van Ruijven, J., Jansen, C., van de Steeg, H. M., de Kroon, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactive+effects+of+nutrient+heterogeneity+and+competition:+implications+for+root+foraging+theory?.">Interactive effects of nutrient heterogeneity and competition: implications for root foraging theory?.</a> Funct. Ecol. 26, 66-73 (2012).</li><li>Felsenstein, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phylogenies+and+the+comparative+method.">Phylogenies and the comparative method.</a> Am. Natural. 125, 1-15 (1985).</li><li>Burns, J. H., Strauss, S. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=More+closely+related+species+are+more+ecologically+similar+in+an+experimental+test.">More closely related species are more ecologically similar in an experimental test.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 5302-5307 (2011).</li><li>Fukami, T., Nakajima, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Community+assembly:+alternative+stable+states+or+alternative+transient+states.">Community assembly: alternative stable states or alternative transient states.</a> Ecol. Lett. 14, 973-984 (2011).</li></ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Bitkilerin toprak çevreye büyük ve genellikle türe özgü efektleri ve o toprak (örn. Petermann ve ark. 13) yaşamaya sonraki bitkiler var çünkü bitki kaynaklı toprak heterojen doğal toplumlarda son derece muhtemeldir. Ancak, bitki toplulukları üzerinde heterojenite bu tür rolü anlayışımız 10,14 az. Burada, biz alanda farklı kökenlerden (farklı türlerin kök etkisi yani bölgeleri) den toprak kullanmadan bitki kaynaklı toprak heterojenliği işlemek...

Toplum ekolojinin temel amaçlarından biri, toplum takımını yöneten süreçleri açıklamak ve tahmin etmektir. Ancak, bitki toplulukları sık sık bir arada yaşama teorisi 1 tarafından tahmin edilenden daha çeşitlidir, ve restorasyon ekolojistler başarıyla çeşitli yerli toplulukları 2 geri birlikteliği mekanizmaları anlamak gerekir. Çevresel heterojenlik toplum çeşitliliğin yüksek düzeyde açıklanmasına yardımcı olabilecek bir teorik önemli bir mekanizma olduğunu, ancak heterojenitenin deneysel manipülasyonlar 3 seyrek ve (örneğin Lundholm 4 gözden) abiyotik heterojen odaklanmak. Heterojenliğini içeriyor Teorisi genellikle heterojen montaj topluma dışsal olduğunu varsayar. Dışsal heterojen toplum kompozisyon bağımsız gibi peyzaj tipolojisi gibi faktörler tarafından yönetilir. Dışsal heterojenite niş Bölmeli (revie aracılığıyla arada neden olabilirMelbourne ve diğ. 3, örneğin Pacala ve Tilman 5 ve Chesson 6) evlenmek. Ancak, bitki toplulukları ile ilgili çevresel heterojenitenin çok topluluk toplanır gibi gelişmekte ve toplum içinde türlerin kimliğine bağlı olarak, topluma içsel olabilir. İçsel heterojenite negatif frekans bağımlılığı (örneğin Bever ve ark. 7) ile bir arada yaşama yol açabilir biyotik geri bildirimler, kaynaklanabilir. Burada, bitki kaynaklı toprak heterojenliği, topluma içsel ve bitki-toprak yorumlarından kaynaklanan toprak heterojen bir türünü işlemek için yeni bir yöntem açıklanmaktadır. Bitkiler bu toprakta daha sonraki bitki performansını etkileyen bir şekilde toprak yapısını, kimya, ya da biyotayı etkilemek ve PSF yerli bitki toplulukları 8 bitki performansı üzerinde büyük etkileri ortalama olduğunda bitki-toprak geribildirimler (PSF) meydana. PSF Çalışmalar genellikle ya deneysel alanından toprakları ya da klimalı topraklar topladık, sonra bitkiler toprak 9 heterospesifik veya sterilize etmek conspecific toprak göreli olarak nasıl performans sordu. Bitkiler toprakların referans conspecific toprak göreli olarak daha iyi performans ise bitkiler referans topraklarda daha iyi gerçekleştirmek, PSF negatif ise, o PSF, olumlu. Karşılıklı negatif PSF türler 7 arasındaki frekans-bağımlı bir arada yaşama yol açabilir. PSF ortalama 8 etkileri iyi karakterize edilmiş olmakla birlikte, PSF mekansal heterojenlik etkisi zayıf 10 anlaşılmıştır. Bitkiler genellikle nonrandomly uzay ve zaman içinde dağıtılır çünkü PSF bireysel bitkilerin 7 ölçekte meydana çünkü, PSF biz bitki kaynaklı toprak heterojen çağrı toprak heterojen, yol muhtemeldir. Heterojenite diğer birçok formları (örneğin manzara topoloji) farklı olarak, bu heterogeneity montaj topluma içsel ve böylece farklı heterojen fazla dışsal formları daha topluluğu takımını etkileyebilir. Bitki performansı ve birlikte yaşama üzerine heterojenlik bu formun etkisini anlamak için, biz bitki kaynaklı toprak heterojenliği işlemek deneysel yöntemler gerekir. Burada, iki toprak kökenli ve iki toprak kökenli bir karışımı homojen bir tedavi, ayrı yamalar ile heterojen bir tedavi oluşturmak için iki tür şartlandırılmış kirleri kullanan bir yöntemi göstermektedir. Bu toprak karıştırma alanında en az iki makul senaryo temsil edebilir: Farklı kökenlerden topraklarda veya yakın büyüyen iki türün (2) bitkiler, karışımlar (1) bozukluğu (örneğin, kemirgen, tarım) öyle ki kök kendi etki bölgeleri karışmasına ve homojenize. Biz farklı leve önemli soruları cevaplamak için bitki kaynaklı toprak heterojenliği kullanan iki örnek deneyler sunmakekolojik organizasyon ls: (1) bitki popülasyonları toprak heterojenliği bitki kaynaklı cevap mı? ve (2) bireysel bitkiler bitki kaynaklı toprak heterojen cevap mı? Biz ikinci soruyu çözmek için 2 toprak yamaları kullanarak ilk soruyu ve bir sera deneyi ele 6 toprak yamaları kullanarak bir alan deney açıklar. Nüfus ve toprak heterojen bireysel bitki tepkileri hem miktarının ne kadar heterojen etkiler topluluk düzeneğini anlamak esastır.

<table><tbody><tr><td>Shovel(s)</td><td>Any</td><td>NA</td><td>It is helpful to have at least two shovels, one for each species of soil origin.</td></tr><tr><td>Trowel(s)</td><td>Any</td><td>NA</td><td>It is necessary to have at least two trowels of identical size, one for each species of soil origin.</td></tr><tr><td>Gloves</td><td>Any</td><td>NA</td><td>Gardening gloves can be used.</td></tr><tr><td>Diluted bleach</td><td>Any</td><td>NA</td><td>We use an ~1:10 concentration of household bleach (containing 5-10% NaClO) to water to sterilize all equipment between soil collections.</td></tr><tr><td>Plastic grid(s)</td><td>Any</td><td>NA</td><td>CUSTOM. We used plastic sheeting from the construction of greenhouse walls to create the grid used in the field experiment. However any stiff plastic that can be manipulated can be used. It is helpful to have three grids to produce reciprocal heterogeneous treatments and a homogeneous treatment without needing to sterilize between each experimental unit.</td></tr><tr><td>Plastic dividers</td><td>Any</td><td>NA</td><td>CUSTOM. We used stiff sheets of plastic, cut to fit the pot minimum width, such that they can slide down to the bottom of the pot for the greenhouse experiment. It is helpful to have at least two dividers, one for heterogeneous and one for homogeneous treatments, if investigators want to randomize the order in which experimental units within a block are filled without needing to sterilize the divider in between each experimental unit.</td></tr><tr><td>Buckets or wheelbarrows</td><td>Any</td><td>NA</td><td>Any container for transporting soils.</td></tr><tr><td>Seeds</td><td>Any</td><td>NA</td><td>We collect seeds in the field by hand. Seeds can also be ordered from horticultural suppliers, if appropriate.</td></tr><tr><td>Plastic toothpicks</td><td>Soodhalter Plastics, Inc.</td><td>805KP</td><td>We plant individual seeds glued on toothpick in the field experiment to facilitate monitoring germination and survival of individuals.</td></tr><tr><td>Water soluble glue</td><td>Elmer&#039;s</td><td>Elmer&#039;s Glue-all</td><td>Any water soluble glue can be used to adhere seeds to plastic toothpicks.</td></tr><tr><td>Pots</td><td>Any</td><td>NA</td><td>Pot size will depend on experimental plants used and number of soil patches desired (&lt;em&gt;e.g.&lt;/em&gt; 2 or 6).</td></tr><tr><td>Sand</td><td>Any</td><td>NA</td><td>Coarse sand may be mixed with field soils to improve drainage in pots.</td></tr><tr><td>Lab tape&amp;nbsp;</td><td>Any</td><td>NA</td><td>Tape may be used to label equipment used in handling soils with the species of origin.</td></tr><tr><td>Pin flags</td><td>Any</td><td>NA</td><td>Flags can be used to identify individuals in the field prior to soil collection.</td></tr><tr><td>Landscape fabric</td><td>Any</td><td>NA</td><td>Landscape fabric can be used in the field to minimize the growth of plants outside experimental plots.</td></tr></tbody></table>

experimental protocol for manipulating plant-induced soil heterogeneity

Ancak böyle bir bitki-toprak yorumlarından (PSF) gibi biyotik geribildirimler bitki performansı üzerinde büyük etkileri vardır, ve toplum kompozisyon bağlıdır çevresel heterojenliğini oluşturmak; birlikteliği teorisi genellikle toplum kompozisyon bağımsız olarak çevre heterojenliğini tedavi etmiştir. Bitki topluluğu montaj için PSF önemini anlama PSF etkileri anlamına ek olarak PSF heterojenite rolünün anlaşılmasını gerektirir. Burada, bitki kaynaklı toprak heterojenliği işlemek için bir protokol açıklar. İki örnek deneyler sunulmuştur: Bitki nüfus tepkilerini ölçmek ve (2) 2-yama topraklar ile bir sera deneme bireysel bitki tepkilerini ölçmek için toprakların bir 6-yama ızgara ile (1) bir alan deney. Topraklar kök etkisi (rizosferde kir ve rizosfer doğrudan bitişik) conspecific ve heterospesifik bitki türlerinden alanında bitkileri ile bölgesinden toplanabilir. Toplamak çoğaltiyonları toprak örnekleri pseudoreplicating önlemek için kullanılır. Bu kirler ardından homojen bir tedavi için ya da karışık heterojen tedaviler için ayrı yamalar halinde yerleştirilir. Bakım heterojen ve homojenize tedaviler toprak rahatsızlık aynı derecede deneyim sağlamak için alınmalıdır. Bitkiler daha sonra bitki performansı üzerindeki bitki kaynaklı toprak heterojenlik etkisini belirlemek için bu toprak tedavilerde yerleştirilebilir. Biz belki de bu geri bildirimler dinamik yapısı geleneksel birlikteliği modellerinde öngörülenden daha farklı sonuçlarda bu bitki kaynaklı heterojen sonuçlar göstermektedir. Montaj toplum ve ilave ampirik çalışmalarından etkilenmiş çevre heterojenliğini içeriyor Teorisi montaj topluma içsel heterojen toplum kompozisyona heterojenite dışsal ile karşılaştırıldığında farklı montaj sonuçlara neden olacaktır belirlemek için gereklidir.

Türler topluluk montaj için etkileri olan, nüfus ve bireysel düzeyde (Şekil 3 ve 4) hem de çeşitli şekillerde için bitki kaynaklı toprak heterojenliği yanıtladı. Bitki popülasyonları bitki kaynaklı toprak heterojen yanıt olup olmadığını belirlemek için, bir alan deneme türünün üç türdeş çiftleri kullanılarak Protokol 2 olarak kurulmuştur. Bitki popülasyonlarının üç ay boyunca haftada censused edildi ve çimlenmiş ve ilk büyüme sezonunda ölen hast...

Watch this Scientific Journal Video about Experimental Protocol for Manipulating Plant-induced Soil Heterogeneity at JoVE.com

Bitki Kaynaklı Toprak Heterojenliğinin Değiştirilmesine Yönelik Deneysel Protokol | Çevre | Video

Experimental Protocol for Manipulating Plant-induced Soil Heterogeneity

Türler arada çevre heterojenitenin rolünü anlamak genellikle toplumun tür kompozisyonu için dışsal olan heterojen türleri üzerine odaklanmıştır. Biz bitki-toprak geribildirim klima, ya da toplum kompozisyon içsel heterojen tabi topraklar kullanarak toprak heterojen tedaviler oluşturmak için yeni ayrıntılı yöntemler sağlar.

Kurgulama Bitki kaynaklı Toprak Heterojen Deneysel Protokol

Coexistence theory has often treated environmental heterogeneity as being independent of the community composition; however biotic feedbacks such as ...

experimental-protocol-for-manipulating-plant-induced-soil

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Environment

Ecology

Population and Community Ecology

SCIENTISTS IN ACTION

18.7K Görüntüleme.  Case Western Reserve University.  Türler arada çevre heterojenitenin rolünü anlamak genellikle toplumun tür kompozisyonu için dışsal olan heterojen türleri üzerine odaklanmıştır. Biz bitki-toprak geribildirim klima, ya da toplum kompozisyon içsel heterojen tabi topraklar kullanarak toprak heterojen tedaviler oluşturmak için yeni ayrıntılı yöntemler sağlar. 

Video: Experimental Protocol for Manipulating Plant-induced Soil Heterogeneity

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.

Toprak Debinin Eğitim için Yağmur Simülasyon yürütülmesi için protokol

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

Çevre

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

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

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

Coupled Hidrolojik, jeokimyasal ve Mikrobiyolojik Araştırmalar Toprak Lizimetre Kazı

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

Isolation and Analysis of Microbial Communities in Soil, Rhizosphere, and Roots in Perennial Grass Experiments

Plant and soil microbiome studies are becoming increasingly important for understanding the roles microorganisms play in agricultural productivity. The purpose of this manuscript is to provide detail on how to rapidly sample soil, rhizosphere, and endosphere of replicated field trials and analyze changes that may occur in the microbial communities due to sample type, treatment, and plant genotype. The experiment used to demonstrate these methods consists of replicated field plots containing two, pure, warm-season grasses (Panicum virgatum and Andropogon gerardii) and a low-diversity grass mixture (A. gerardii, Sorghastrum nutans, and Bouteloua curtipendula). Briefly, plants are excavated, a variety of roots are cut and placed in phosphate buffer, and then shaken to collect the rhizosphere. Roots are brought to the laboratory on ice and surface sterilized with bleach and ethanol (EtOH). The rhizosphere is filtered and concentrated by centrifugation. Excavated soil from around the root ball is placed into plastic bags and brought to the lab where a small amount of soil is taken for DNA extractions. DNA is extracted from roots, soil, and rhizosphere and then amplified with primers for the V4 region of the 16S rRNA gene. Amplicons are sequenced, then analyzed with open access bioinformatics tools. These methods allow researchers to test how the microbial community diversity and composition varies due to sample type, treatment, and plant genotype. Using these methods along with statistical models, the representative results demonstrate there are significant differences in microbial communities of roots, rhizosphere, and soil. Methods presented here provide a complete set of steps for how to collect field samples, isolate, extract, quantify, amplify, and sequence DNA, and analyze microbial community diversity and composition in replicated field trials.

Excavation of plant roots from the field as well as processing of samples into endosphere, rhizosphere, and soil are described in detail, including DNA extraction and data analysis methods. This paper is designed to enable other laboratories to use these techniques for the study of soil, endosphere, and rhizosphere microbiomes.

Yalıtım ve mikrobiyal topluluklarda toprak, rizosferde ve kökleri çok yıllık çim deneylerde Analizi

Plant and soil microbiome studies are becoming increasingly important for understanding the roles microorganisms play in agricultural productivity. The ...

Sampling Soils in a Heterogeneous Research Plot

Soils are highly heterogeneous. In general, the number of soil samples required for soil research has always been determined arbitrarily and the associated accuracy is unknown. Here, we present a detailed protocol for efficient and clustered soil sampling in a research plot and, relying on a pilot sampling using this design, for demonstrating soil spatial heterogeneity and informing reasonable sample sizes and associated accuracy for future study. The protocol mainly comprises four steps: sampling design, field collection, soil analysis, and geostatistical analysis. The step-by-step procedure is modified according to former publications. Two examples will be presented to demonstrate contrasting spatial distributions of soil organic carbon (SOC) and soil microbial biomass carbon (MBC) under different management practices. In addition, we present a strategy to determine the sample size requirement (SSR) given a certain level of accuracy based on the plot-level coefficient of variation (CV). The field sampling protocol and the quantitative determination of the sample size will assist researchers in seeking feasible sampling strategies to meet research needs and resources' availability.

The traditional soil-sampling procedure determines the number of soil samples arbitrarily. Here, we provide a simple yet efficient clustered soil-sampling design to demonstrate soil spatial heterogeneity and quantitatively determine the number of soil samples required and the associated sampling accuracy.

Türdeş olmayan bir araştırma topraklarda örnekleme Arsa

Soils are highly heterogeneous. In general, the number of soil samples required for soil research has always been determined arbitrarily and the ...

Investigation of Plant Interactions Across Common Mycorrhizal Networks Using Rotated Cores

Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi influence plant mineral nutrient uptake and growth, hence, they have the potential to influence plant interactions. The power of their influence is in extraradical mycelia that spread beyond nutrient depletion zones found near roots to ultimately interconnect individuals within a common mycorrhizal network (CMN). Most experiments, however, have investigated the role of AM fungi in plant interactions by growing plants with versus without mycorrhizal fungi, a method that fails to explicitly address the role of CMNs. Here, we propose a method that manipulates CMNs to investigate their role in plant interactions. Our method uses modified containers with conical bottoms with a nylon mesh and/or hydrophobic material covering slotted openings, 15N fertilizer, and a nutrient-poor interstitial sand. CMNs are left either intact between interacting individuals, severed by rotation of containers, or prevented from forming by a solid barrier. Our findings suggest that rotating containers is sufficient to disrupt CMNs and prevent their effects on plant interactions across CMNs. Our approach is advantageous because it mimics aspects of nature, such as seedlings tapping into already established CMNs and the use of a suite of AM fungi that may provide diverse benefits. Although our experiment is limited to investigating plants at the seedling stage, plant interactions across CMNs can be detected using our approach which therefore can be applied to investigate biological questions about the functioning of CMNs in ecosystems.

Most plants within communities likely are interconnected by arbuscular mycorrhizal (AM) fungi, but mediation of plant interactions by them has been investigated primarily by growing plants with versus without mycorrhizas. We present a method to manipulate common mycorrhizal networks among mycorrhizal plants to investigate their consequences for plant interactions.

Bitki etkileşimleri döndürülmüş çekirdeği kullanan ortak mikorizal ağlar üzerinden incelenmesi

Arbuscular mycorrhizal (AM) fungi influence plant mineral nutrient uptake and growth, hence, they have the potential to influence plant interactions. The ...

A Telemetric, Gravimetric Platform for Real-Time Physiological Phenotyping of Plant&ndash;Environment Interactions

Food security for the growing global population is a major concern. The data provided by genomic tools far exceeds the supply of phenotypic data, creating a knowledge gap. To meet the challenge of improving crops to feed the growing global population, this gap must be bridged.
Physiological traits are considered key functional traits in the context of responsiveness or sensitivity to environmental conditions. Many recently introduced high-throughput (HTP) phenotyping techniques are based on remote sensing or imaging and are capable of directly measuring morphological traits, but measure physiological parameters mainly indirectly.
This paper describes a method for direct physiological phenotyping that has several advantages for the functional phenotyping of plant&#8211;environment interactions. It helps users overcome the many challenges encountered in the use of load-cell gravimetric systems and pot experiments. The suggested techniques will enable users to distinguish between soil weight, plant weight and soil water content, providing a method for the continuous and simultaneous measurement of dynamic soil, plant and atmosphere conditions, alongside the measurement of key physiological traits. This method allows researchers to closely mimic field stress scenarios while taking into consideration the environment&#8217;s effects on the plants&#8217; physiology. This method also minimizes pot effects, which are one of the major problems in pre-field phenotyping. It includes a feed-back fertigation system that enables a truly randomized experimental design at a field-like plant density. This system detects the soil-water-content limiting threshold (&#952;) and allows for the translation of data into knowledge through the use of a real-time analytic tool and an online statistical resource. This method for the rapid and direct measurement of the physiological responses of multiple plants to a dynamic environment has great potential for use in screening for beneficial traits associated with responses to abiotic stress, in the context of pre-field breeding and crop improvement.

A Telemetric, Gravimetric Platform for Real-Time Physiological Phenotyping of Plant&#8211;Environment Interactions

This high-throughput, telemetric, whole-plant water relations gravimetric phenotyping method enables direct and simultaneous real-time measurements, as well as the analysis of multiple yield-related physiological traits involved in dynamic plant&#8211;environment interactions.

Bitki-Çevre Etkileşimlerinin Gerçek Zamanlı Fizyolojik Fenotimi için Telemetrik, Gravimetrik Platformu

Food security for the growing global population is a major concern. The data provided by genomic tools far exceeds the supply of phenotypic data, creating ...

Inoculation Strategies to Infect Plant Roots with Soil-Borne Microorganisms

The rhizosphere harbors a highly complex microbial community in which plant roots are constantly challenged. Roots are in close contact with a wide variety of microorganisms, but studies on soil-borne interactions are still behind those performed on aboveground organs. Although some inoculation strategies for infecting model plants with model root pathogens are described in the literature, it remains difficult to get a comprehensive methodological overview. To address this problem, three different root inoculation systems are precisely described that can be applied to gain insights into the biology of root-microbe interactions. For illustration, Verticillium species (namely, V. longisporum and V. dahliae) were employed as root invading model pathogens. However, the methods can be easily adapted to other root colonizing microbes - both pathogenic and beneficial. By colonizing the plant xylem, vascular soil-borne fungi such as Verticillium spp. exhibit a unique lifestyle. After root invasion, they spread via the xylem vessels acropetally, reach the shoot, and elicit disease symptoms. Three representative plant species were chosen as model hosts: Arabidopsis thaliana, economically important oilseed rape (Brassica napus), and tomato (Solanum lycopersicum). Step-by-step protocols are given. Representative results of pathogenicity assays, transcriptional analyses of marker genes, and independent confirmations by reporter constructs are shown. Furthermore, the advantages and disadvantages of each inoculation system are thoroughly discussed. These proven protocols can assist in providing approaches for research questions on root-microbe interactions. Knowing how plants cope with microbes in the soil is crucial for developing new strategies to improve agriculture.

This protocol presents a detailed summary of strategies to inoculate plant roots with soil-borne microbes. Exemplified for the fungi Verticillium longisporum and Verticillium dahliae, three different root infection systems are described. Potential applications and possible downstream analyses are highlighted, and advantages or disadvantages are discussed for each system.

Bitki Köklerini Toprak Kaynaklı Mikroorganizmalarla Enfekte Etmek için Aşılama Stratejileri

The rhizosphere harbors a highly complex microbial community in which plant roots are constantly challenged. Roots are in close contact with a wide ...

Simulating Temperature in a Soil Incubation Experiment

The study of warming impact on soils requires a realistic and accurate representation of temperature. In laboratory incubation studies, a widely adopted method has been to render constant temperatures in multiple chambers, and via comparisons of soil responses between low- and high-temperature chambers, to derive the warming impact on soil changes. However, this commonly used method failed to imitate both the magnitude and amplitude of actual temperatures as observed in field conditions, thus potentially undermining the validity of such studies. With sophisticated environmental chambers becoming increasingly available, it is imperative to examine alternative methods of temperature control for soil incubation research. This protocol will introduce a state-of-the-art environmental chamber and demonstrate both conventional and new methods of temperature control to improve the experimental design of soil incubation. The protocol mainly comprises four steps: temperature monitoring and programming, soil collection, laboratory incubation, and warming effect comparison. One example will be presented to demonstrate different methods of temperature control and the resultant contrasting warming scenarios; that is, a constant temperature design referred to as stepwise warming (SW) and simulated in situ temperature design as gradual warming (GW), as well as their effects on soil respiration, microbial biomass, and extracellular enzyme activities. In addition, we present a strategy to diversify temperature change scenarios to meet specific climate change research needs (e.g., extreme heat). The temperature control protocol and the recommended well-tailored and diversified temperature change scenarios will assist researchers in establishing reliable and realistic soil incubation experiments in the laboratory.

Laboratory soil warming experiments usually employ two or more constant temperatures in multiple chambers. By presenting a sophisticated environmental chamber, we provide an accurate temperature control method to imitate the magnitude and amplitude of in situ soil temperature and improve the experimental design of soil incubation studies.

Toprak Kuluçka Deneyinde Sıcaklığı Simüle Etme

The study of warming impact on soils requires a realistic and accurate representation of temperature. In laboratory incubation studies, a widely adopted ...

JenaTron - An Experimental Approach to Study the Effects of Plant History and Soil History on Grassland Ecosystem Functioning

The global loss of biodiversity has motivated many studies that experimentally vary plant species richness and examine the consequences for ecosystem functioning. Such experiments generally show a positive relationship between above- and below-ground biodiversity and the functioning of terrestrial ecosystems. Moreover, this relationship tends to strengthen over time, seen as enhanced functioning of diverse plant communities and reduced functioning of low-diversity plant communities. Differences in multitrophic community assembly and biotic interactions in high- versus low-diversity plant communities are hypothesized to affect plant performance by altering consumer community structure and function and driving plastic or micro-evolutionary responses of plant species in the plant communities. To resolve this complex interplay of community history, we separated these effects into plant and soil history. Plant history refers to all plant-level responses to past abiotic and biotic selection pressures experienced in their communities, while soil history relates to all abiotic and biotic soil properties developed as a legacy of plant-soil interactions under variable plant diversity. We set up a biodiversity experiment in an Ecotron, a terrestrial mesocosm facility that allows controlling environmental conditions above- and below-ground, to test whether the strengthening biodiversity-ecosystem functioning relationship is due to soil history, plant history, or a combination of both. We established a plant diversity gradient consisting of 1, 2, 3, and 6 grassland plant species and factorially nested with soil history and plant history treatments for each level of plant species richness. Representative results demonstrate the successful establishment of target treatments in the Ecotron experiment, observing the effects of plant and soil history on initial plant development and final plant growth. Additionally, we provide a case study for data analysis of individual response variables. We outline research objectives and methods to comprehensively assess the multifunctional responses to the experimental treatments necessary to ultimately address the overarching hypothesis.

Here we present a study established in the iDiv Ecotron, terrestrial mesocosm chambers with controlled environmental conditions above- and below-ground, to study the independent and interactive effects of plant history and soil history on ecosystem functioning of grassland communities along a plant diversity gradient.

JenaTron - Bitki Tarihi ve Toprak Tarihinin Otlak Ekosisteminin İşleyişi Üzerindeki Etkilerini İncelemek İçin Deneysel Bir Yaklaşım

The global loss of biodiversity has motivated many studies that experimentally vary plant species richness and examine the consequences for ecosystem ...

CO2 Sekestrasyonunun Arttırılması: Mineral Ayrışmasını Artırmak için Bir Toprak Biyota Yaklaşımı

Design and Construction of an Experimental Setup to Enhance Mineral Weathering through the Activity of Soil Organisms

Enhanced weathering (EW) is an emerging carbon dioxide (CO2) removal technology that can contribute to climate change mitigation. This technology relies on accelerating the natural process of mineral weathering in soils by manipulating the abiotic variables that govern this process, in particular mineral grain size and exposure to acids dissolved in water. EW mainly aims at reducing atmospheric CO2 concentrations by enhancing inorganic carbon sequestration. Until now, knowledge of EW has been mainly gained through experiments that focused on the abiotic variables known for stimulating mineral weathering, thereby neglecting the potential influence of biotic components. While bacteria, fungi, and earthworms are known to increase mineral weathering rates, the use of soil organisms in the context of EW remains underexplored. 
 This protocol describes the design and construction of an experimental setup developed to enhance mineral weathering rates through soil organisms while concurrently controlling abiotic conditions. The setup is designed to maximize weathering rates while maintaining soil organisms' activity. It consists of a large number of columns filled with rock powder and organic material, located in a climate chamber and with water applied via a downflow irrigation system. Columns are placed above a fridge containing jerrycans to collect the leachate. Representative results demonstrate that this setup is suitable to ensure the activity of soil organisms and quantify their effect on inorganic carbon sequestration. Challenges remain in minimizing leachate losses, ensuring homogeneous ventilation through the climate chamber, and avoiding flooding of the columns. With this setup, an innovative and promising approach is proposed to enhance mineral weathering rates through the activity of soil biota and disentangle the effect of biotic and abiotic factors as drivers of EW.

Yazar Gündemi: CO2 Giderimi için Mineral Ayrışmayı Geliştirmede Solucanların Rolünün Çözülmesi 

Here we present the construction and operation of an experimental setup to enhance mineral weathering through the activity of soil organisms while concurrently manipulating abiotic variables known to stimulate weathering. Representative results from the functioning of the setup and sample analyses are discussed together with points for improvement.

Toprak Organizmalarının Aktivitesi Yoluyla Mineral Ayrışmayı Geliştirmek için Bir Deney Düzeneğinin Tasarımı ve İnşası

Enhanced weathering (EW) is an emerging carbon dioxide (CO2) removal technology that can contribute to climate change mitigation. This technology relies ...