Name: microplot design and plant and soil sample preparation for 15nitrogen analysis
Uploaded: 2020-05-10T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microplot Design and Plant and Soil Sample Preparation for 15Nitrogen Analysis at JoVE.com

يعترف المؤلفون بدعم مجلس أبحاث وتعزيز الذرة في مينيسوتا، وزمالة هويغ هاريسون، وزمالات اكتشاف مينيسوتا، وأبحاثها واقتصادها (MnDRIVE).

1- وصف الموقع الميداني
ملاحظة: عند إجراء 15تجربة ميدانية 15 N، يجب أن تقلل المواقع المختارة التباين بسبب التربة والتضاريس والمعالم الفيزيائية5. قد يحدث التلوث عبر بعد حركة التربة الجانبي بسبب المنحدر، والرياح أو نقل المياه، أو الحرث، في حين أن التوزيع الرأسي ...

<ol>
	<li>Sharp, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Principles of Stable Isotope Geochemistry. , (2017).</li><li>Van Cleemput, O., Zapata, F., Vanlauwe, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidelines+on+Nitrogen+Management+in+Agricultural+Systems.">Guidelines on Nitrogen Management in Agricultural Systems.</a> Guidelines on Nitrogen Management in Agricultural Systems. 29 (29), 19 (2008).</li><li>Hauck, R. D., Meisinger, J. J., Mulvaney, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Practical+considerations+in+the+use+of+nitrogen+tracers+in+agricultural+and+environmental+research.">Practical considerations in the use of nitrogen tracers in agricultural and environmental research.</a> Methods of Soil Analysis: Part 2-Microbiological and Biochemical Properties. , 907-950 (1994).</li><li>Bedard-Haughn, A., Van Groenigen, J. W., Van Kessel, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tracing+15N+through+landscapes:+Potential+uses+and+precautions.">Tracing 15N through landscapes: Potential uses and precautions.</a> Journal of Hydrology. 272 (1-4), 175-190 (2003).</li><li>Peterson, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Agricultural Field Experiments: Design and Analysis. , (1994).</li><li>Follett, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Innovative+15N+microplot+research+techniques+to+study+nitrogen+use+efficiency+under+different+ecosystems.">Innovative 15N microplot research techniques to study nitrogen use efficiency under different ecosystems.</a> Communications in Soil Science and Plant Analysis. 32 (7/8), 951-979 (2001).</li><li>Russelle, M. P., Deibert, E. J., Hauck, R. D., Stevanovic, M., Olson, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+water+and+nitrogen+management+on+yield+and+15N-depleted+fertilizer+use+efficiency+of+irrigated+corn.">Effects of water and nitrogen management on yield and 15N-depleted fertilizer use efficiency of irrigated corn.</a> Soil Science Society of America Journal. 45 (3), 553-558 (1981).</li><li>Schindler, F. V., Knighton, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fate+of+Fertilizer+Nitrogen+Applied+to+Corn+as+Estimated+by+the+Isotopic+and+Difference+Methods.">Fate of Fertilizer Nitrogen Applied to Corn as Estimated by the Isotopic and Difference Methods.</a> Soil Science Society of America Journal. 63, 1734 (1999).</li><li>Stevens, W. B., Hoeft, R. G., Mulvaney, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fate+of+Nitrogen-15+in+a+Long-Term+Nitrogen+Rate+Study.">Fate of Nitrogen-15 in a Long-Term Nitrogen Rate Study.</a> Agronomy Journal. 97 (4), 1037 (2005).</li><li>Recous, S., Fresneau, C., Faurie, G., Mary, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+fate+of+labelled+15N+urea+and+ammonium+nitrate+applied+to+a+winter+wheat+crop.">The fate of labelled 15N urea and ammonium nitrate applied to a winter wheat crop.</a> Plant and Soil. 112 (2), 205-214 (1988).</li><li>Abendroth, L. J., Elmore, R. W., Boyer, M. J., Marlay, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Corn Growth and Development. , (2011).</li><li>Gomez, K. A., Gomez, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Statistical Procedures for Agricultural Research. , (1984).</li><li>Khan, S. A., Mulvaney, R. L., Brooks, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusion+Methods+for+Automated+Nitrogen-15+Analysis+using+Acidified+Disks.">Diffusion Methods for Automated Nitrogen-15 Analysis using Acidified Disks.</a> Soil Science Society of America Journal. 62 (2), 406 (1998).</li><li>Horneck, D. A., Miller, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+Total+Nitrogen+in+Plant+Tissue.">Determination of Total Nitrogen in Plant Tissue.</a> Handbook of Reference Methods for Plant Analysis. , 75-84 (1998).</li><li>. Carbon (13C) and Nitrogen (15N) Analysis of Solids by EA-IRMS Available from: <a target="_blank" href="https://stableisotopefacility.ucdavis.edu/13cand15n.html">https://stableisotopefacility.ucdavis.edu/13cand15n.html</a> (2019)</li><li>Stevens, W. B., Hoeft, R. G., Mulvaney, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fate+of+Nitrogen-15+in+a+Long-Term+Nitrogen+Rate+Study:+II.+Nitrogen+Uptake+Efficiency.">Fate of Nitrogen-15 in a Long-Term Nitrogen Rate Study: II. Nitrogen Uptake Efficiency.</a> Agronomy Journal. 97 (4), 1046 (2005).</li><li>. Fertilizing Corn in Minnesota Available from: <a target="_blank" href="https://extension.umn.edu/crop-specific-needs/fertilizing-corn-minnesota">https://extension.umn.edu/crop-specific-needs/fertilizing-corn-minnesota</a> (2018)</li><li>Blake, G. R., Hartge, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bulk+Density.">Bulk Density.</a> Methods of Soil Analysis: Part 1 Physical and Mineralogical Methods. , 363-375 (1986).</li><li>Jokela, W. E., Randall, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fate+of+Fertilizer+Nitrogen+as+Affected+by+Time+and+Rate+of+Application+on+Corn.">Fate of Fertilizer Nitrogen as Affected by Time and Rate of Application on Corn.</a> Soil Science Society of America Journal. 61 (6), 1695 (2010).</li><li>Hart, S. C., Stark, J. M., Davidson, E. A., Firestone, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitrogen+Mineralization,+Immobilization,+and+Nitrification.">Nitrogen Mineralization, Immobilization, and Nitrification.</a> Methods of Soil Analysis, Part 2. Microbiological and Biochemical Properties. (5), 985-1018 (1994).</li><li>Olson, R. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fate+of+tagged+nitrogen+fertilizer+applied+to+irrigated+corn.">Fate of tagged nitrogen fertilizer applied to irrigated corn.</a> Soil Science Society of America Journal. 44 (3), 514-517 (1980).</li><li>Follett, R. F., Porter, L. K., Halvorson, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Border+Effects+on+Nitrogen-15+Fertilized+Winter+Wheat+Microplots+Grown+in+the+Great+Plains.">Border Effects on Nitrogen-15 Fertilized Winter Wheat Microplots Grown in the Great Plains.</a> Agronomy Journal. 83 (3), 608-612 (1991).</li><li>Balabane, M., Balesdent, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Input+of+fertilizer-derived+labelled+n+to+soil+organic+matter+during+a+growing+season+of+maize+in+the+field.">Input of fertilizer-derived labelled n to soil organic matter during a growing season of maize in the field.</a> Soil Biology and Biochemistry. 24 (2), 89-96 (1992).</li><li>Recous, S., Machet, J. M., Mary, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+partitioning+of+fertilizer-N+between+soil+and+crop:+Comparison+of+ammonium+and+nitrate+applications.">The partitioning of fertilizer-N between soil and crop: Comparison of ammonium and nitrate applications.</a> Plant and Soil. 144 (1), 101-111 (1992).</li><li>Bigeriego, M., Hauck, R. D., Olson, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uptake,+Translocation+and+Utilization+of+15N-Depleted+Fertilizer+in+Irrigated+Corn.">Uptake, Translocation and Utilization of 15N-Depleted Fertilizer in Irrigated Corn.</a> Soil Science Society of America Journal. 43 (3), 528 (1979).</li><li>Glendining, M. J., Poulton, P. R., Powlson, D. S., Jenkinson, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fate+of15N-labelled+fertilizer+applied+to+spring+barley+grown+on+soils+of+contrasting+nutrient+status.">Fate of15N-labelled fertilizer applied to spring barley grown on soils of contrasting nutrient status.</a> Plant and Soil. 195 (1), 83-98 (1997).</li><li>Khanif, Y. M., Cleemput, O., Baert, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field+study+of+the+fate+of+labelled+fertilizer+nitrate+applied+to+barley+and+maize+in+sandy+soils.">Field study of the fate of labelled fertilizer nitrate applied to barley and maize in sandy soils.</a> Fertilizer Research. 5 (3), 289-294 (1984).</li></ol>

10 - إن بحوث النظائر المستقرة أداة مفيدة لتتبع وقياس المدى الكمي لـ "المنظومات التي تعمل على استخدام نظم الأراضي" (FDN) من خلال نظام المحاصيل الزراعية. ومع ذلك، هناك ثلاثة افتراضات رئيسية مرتبطة بدراسات التتبع N التي إذا انتهكت قد تبطل الاستنتاجات المستخلصة من استخدام هذه المنهجية. هم 1) يتم تو?...

استخدام الأسمدة النيتروجين (N) ضروري في الزراعة لتلبية متطلبات الغذاء والألياف والأعلاف والوقود من سكان العالم المتزايد، ولكن الخسائر ن من الحقول الزراعية يمكن أن تؤثر سلبا على نوعية البيئة. لأن ن يخضع العديد من التحولات في نظام التربة المحاصيل، فهم أفضل للدراجات ن، واستخدام المحاصيل، والمصير العام للمخصبات ن ضرورية لتحسين الممارسات الإدارية التي تعزز ن استخدام الكفاءة وتقليل الخسائر البيئية. تركز دراسات الأسمدة التقليدية N في المقام الأول على تأثير العلاج على قياسات نهاية الموسم مثل غلة المحاصيل، ون امتصاص المحاصيل نسبة إلى معدل N المطبق (كفاءة استخدام الأسمدة الظاهرة)، والتربة المتبقية N. وفي حين أن هذه الدراسات تحدد كمياً مدخلات النظام N الإجمالي، ونواتجه، وكفاءاته، فإنها لا تستطيع تحديد N أو قياسها في نظام محاصيل التربة المستمد من مصادر الأسمدة أو التربة. ويجب استخدام نهج مختلف يستخدم النظائر المستقرة لتتبع وتحديد مصير الأسمدة المشتقة من N (FDN) في نظام محاصيل التربة.
النيتروجين لديه اثنين من النظائر مستقرة، 14N و 15N، التي تحدث في الطبيعة بنسبة ثابتة نسبيا من 272:1 ل14N /15N1 (تركيز 0.366 ذرة ٪ 15N أو 3600 جزء في المليون 15N2،3). إضافة 15N المخصب الأسمدة يزيد من إجمالي 15N المحتوى من نظام التربة. كما 15N المخصب الأسمدة يمزج مع التربة غير المخصب N، تغيير قياس 14N /15N نسبة يسمح للباحثين لتتبع FDN في التربة الشخصية وإلى المحاصيل3،4. ويمكن حساب رصيد الكتلة عن طريق قياس المبلغ الإجمالي لل 15ن التتبع في النظام وكل من أجزائه2. لأن 15N المخصب الأسمدة هي أكثر تكلفة بكثير من الأسمدة التقليدية، 15N المخصب microplots غالبا ما تكون جزءا لا يتجزأ من قطع أراضي العلاج. الغرض من هذه الأساليب ورقة هو وصف تصميم البحوث مؤامرة صغيرة باستخدام microplots لعدة في الموسم التربة والأحداث عينات النباتات للذرة(زيا مايز L.) وتقديم بروتوكولات لإعداد عينات النبات والتربة لمجموع 15ن تحليل. ويمكن عندئذ استخدام هذه النتائج لتقدير كفاءة استخدام الأسمدة N وإنشاء حساب جزئي لموازنة N لـ FDN في التربة السائبة والمحاصيل.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>20 mL scintillation vial</td>
			<td>ANY; Fisher Scientific is one example</td>
			<td>0334172C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>250 mL borosilicate glass bottle</td>
			<td>QORPAK</td>
			<td>264047</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>48-well plate</td>
			<td>EA Consumables</td>
			<td>E2063</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well plate</td>
			<td>EA Consumables</td>
			<td>E2079</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cloth parts bag (30x50 cm)</td>
			<td>ANY</td>
			<td>NA</td>
			<td>For corn ears</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CO2 Backpack Sprayer</td>
			<td>ANY; Bellspray Inc is one example</td>
			<td>Model T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Coin envelop (6.4x10.8 cm)</td>
			<td>ANY; ULINE is one example</td>
			<td>S-6285</td>
			<td>For 2-mm ground plant samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corn chipper</td>
			<td>ANY; DR Chipper Shredder is one example</td>
			<td>SKU:CS23030BMN0</td>
			<td>For chipping corn biomass</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corn seed</td>
			<td>ANY</td>
			<td>NA</td>
			<td>Hybrid appropriate to the region</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disposable shoe cover</td>
			<td>ANY; Boardwalk is one example</td>
			<td>BWK00031L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol 200 Proof</td>
			<td>ANY; Decon Laboratories Inc. is one example</td>
			<td>2701TP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fabric bags with drawstring (90x60 cm)</td>
			<td>ANY</td>
			<td>NA</td>
			<td>For plant sample collection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fertilizer Urea (46-0-0)</td>
			<td>ANY</td>
			<td>NA</td>
			<td>~0.366 atom % 15N</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hand rake</td>
			<td>ANY; Fastenal Company is one example</td>
			<td>5098-63-107</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hand sickle</td>
			<td>ANY; Home Depot is one example</td>
			<td>NJP150</td>
			<td>For plant sample collection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hand-held soil probe</td>
			<td>ANY; AMS is one example</td>
			<td>401.01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydraulic soil probe</td>
			<td>ANY; Giddings is one example</td>
			<td>GSPS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid, 12N</td>
			<td>Ricca Chemical</td>
			<td>R37800001A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Jar mill</td>
			<td>ANY; Cole-Parmer is one example</td>
			<td>SI-04172-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory Mill</td>
			<td>Perten</td>
			<td>3610</td>
			<td>For grinding grain</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microbalance accurate to four decimal places</td>
			<td>ANY; Mettler Toledo is one example</td>
			<td>XPR2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N95 Particulate Filtering Facepiece Respirator</td>
			<td>ANY, ULINE is one example</td>
			<td>S-9632</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neoprene or butyl rubber gloves</td>
			<td>ANY</td>
			<td>NA</td>
			<td>For working in HCl acid bath</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paper hardware bags (13.3x8.7x27.8 cm)</td>
			<td>ANY; ULINE is one example</td>
			<td>S-8530</td>
			<td>For soil samples and corn grain</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plant grinder</td>
			<td>ANY; Thomas Wiley Model 4 Mill is one example</td>
			<td>1188Y47-TS</td>
			<td>For grinding chipped corn biomass to 2-mm particles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plastic tags</td>
			<td>ULINE</td>
			<td>S-5544Y-PW</td>
			<td>For labeling fabric bags and microplot stalk bundles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide pellets, ACS</td>
			<td>Spectrum Chemical</td>
			<td>SPCM-S1295-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Soil grinder</td>
			<td>ANY; AGVISE stainless steel grinder with motor is one example</td>
			<td>NA</td>
			<td>For grinding soil to pass through a 2-mm sieve</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tin capsule 5x9 mm</td>
			<td>Costech Analytical Technologies Inc.</td>
			<td>041061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tin capsule 9x10 mm</td>
			<td>Costech Analytical Technologies Inc.</td>
			<td>041073</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Urea (46-0-0)</td>
			<td>MilliporeSigma</td>
			<td>490970</td>
			<td>10 atom % 15N</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microplot design and plant and soil sample preparation for 15nitrogen analysis

العديد من دراسات الأسمدة النيتروجينية تقييم الأثر العام للعلاج على قياسات نهاية الموسم مثل الغلة الحبوب أو الخسائر N التراكمي. ومن الضروري اتباع نهج النظائر المستقرة لمتابعة وتحديد مصير الأسمدة المشتقة من N (FDN) من خلال نظام محاصيل التربة. الغرض من هذه الورقة هو وصف تصميم البحث قطعة صغيرة باستخدام غير محصورة 15N microplots المخصب للتربة متعددة والأحداث أخذ العينات النباتية على مدى موسمين من النمو وتوفير جمع العينات ، والمناولة ، ومعالجة البروتوكولات لتحليل مجموع 15N. وقد أظهرت هذه الأساليب باستخدام دراسة مماثلة من جنوب وسط مينيسوتا زرعت إلى الذرة(زيا مايز L.). وتألفت كل معالجة من ستة صفوف من الذرة (76 سم تباعد في الصفوف) طولها 15.2 متر مع ميكروكوبلوت (2.4 متر في 3.8 م) مدمجة في نهاية واحدة. وقد طبقت مادة اليوريا من فئة الأسمدة في 135 كغ من وزنN•ha-1 عند الزراعة، بينما تلقت البورمتر الدقيق اليوريا المخصبة إلى 5 ذرة % 15ن. أخذت عينات التربة والنباتات عدة مرات طوال موسم الزراعة، مع الحرص على تقليل التلوث المتبادل باستخدام أدوات منفصلة وفصل العينات غير المخصبة أو المادية خلال جميع الإجراءات. تم تجفيف عينات التربة والنباتات ، والأرض لتمرير من خلال شاشة 2 ملم ، ومن ثم الأرض إلى الاتساق مثل الدقيق باستخدام طاحونة جرة الأسطوانة. تتطلب دراسات التتبع تخطيطًا إضافيًا ووقت معالجة العينات والعمل اليدوي ، وتحمل تكاليف أعلى لـ 15مادة غنية N وتحليل العينات من الدراسات N التقليدية. ومع ذلك، وباستخدام نهج التوازن الجماعي، تسمح دراسات التتبع التي أجريت بعدة أحداث لأخذ العينات في الموسم للباحث بتقدير توزيع FDN من خلال نظام محصول التربة وتقدير FDN غير المعروف من النظام.

تأتي النتائج الواردة في هذه الورقة من موقع ميداني أنشئ في عام 2015 في مركز التوعية والبحوث الجنوبي التابع لجامعة مينيسوتا بالقرب من وانكا بولاية مينيسوتا. تمت إدارة الموقع كدورة الذرة وفول الصويا[جلين ماكس (L.) Merr) قبل عام 2015 ولكن تمت إدارتها كدورة ذرة ذرة خلال موسمي الن...

Watch this Scientific Journal Video about Microplot Design and Plant and Soil Sample Preparation for 15Nitrogen Analysis at JoVE.com

Microplot Design and Plant and Soil Sample Preparation for 15Nitrogen Analysis

ويرد وصف لتصميم microplot لأبحاث التتبع 15N لاستيعاب عدة أحداث في الموسم عينات النباتات والتربة. وتُطرح إجراءات جمع عينات التربة والنبات ومعالجتها، بما في ذلك بروتوكولات الطحن ووزنها، لتحليل 15ن.

تصميم Microplot وإعداد عينات النباتات والتربة لتحليل النيتروجين 15

Many&#160;nitrogen fertilizer studies evaluate the overall effect of a treatment on end-of-season measurements such as grain yield or cumulative N losses. ...

ويمكن لهذه المنهجية أن تساعد الباحثين على تحديد آثار النيتروجين على نظام محاصيل التربة على محركات الأسمدة، والإجابة على الأسئلة المتعلقة بكفاءة استخدام النيتروجين. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها تسمح لعدة مواسم في التربة والأحداث عينات النباتات على مدى موسمين متتاليين من النمو. ويمكن أن تساعدنا هذه المنهجية على فهم عمليات دورة النيتروجين في مجال التمعدن والتعبئة لتحسين المبادئ التوجيهية لإدارة الأسمدة النيتروجينية.لإقامة مؤامرة حقل، زرع ستة cornrows مع 76 سم من التباعد مع 15.2 النهائي في 4.6 متر قطعة البعد. إنشاء مناطق حدودية بطول 1.5 متر من كل نهاية البعد الطولي ومنطقة حدودية إضافية طولها 1.5 متر مجاورة لمناطق أخذ العينات والحصاد. تعيين الصفوف اثنين وثلاثة كما في فصل النباتات والتربة منطقة أخذ العينات والصفوف أربعة وخمسة كمنطقة الحصاد للمحاصيل الحبوب الذرة.إنشاء 2.4 في 3.8 متر منطقة مؤامرة صغيرة تركزت على البعد العرض لجمع جميع النباتات الغنية بالنيتروجين وعينات التربة، وترك 38 مترا من الحدود غير المamped على أبعاد الطول والعرض لتقليل أي آثار حافة. ثم تحديد مؤامرة العلاج وزوايا المؤامرة الصغيرة مع الأعلام الملونة المختلفة. ارتداء أغطية الأحذية عند الوصول إلى قطع صغيرة وتقليل حركة السير على الأقدام مؤامرة صغيرة لمنع تلوث مناطق أخذ العينات غير enriched، وإزالة أغطية القدم عند الخروج من منطقة مؤامرة الصغيرة.لتطبيق الأسمدة النيتروجين-15 المخصب، تمييع 10 ذرة في المئة النيتروجين-15 اليوريا المخصب في اليوريا التقليدية إلى خمسة ذرة في المئة النيتروجين المخصب اليوريا وحل اليوريا في لترين من المياه الأيونية لضمان إثراء موحدة من الأسمدة اليوريا. استخدم رشاشات ثاني أكسيد الكربون معايرة على الظهر لتطبيق محلول اليوريا المُثري من النيتروجين-15 بالتساوي على قطع الأرض الصغيرة. ثم دمج اليوريا التي تحتوي على الأسمدة مع الحرث الخفيف، أشعل النار اليد أو 64 سم من الري في غضون 24 ساعة من التطبيق للحد من احتمال فقدان التطاير.في كل مرحلة أخذ العينات، وجمع ستة فوق سطح الأرض، النيتروجين-15 عينة مركب مصنع الذرة غير المخصب من داخل منطقة أخذ العينات وستة فوق سطح الأرض عينة مصنع الذرة من مؤامرة النيتروجين-15 المخصب الصغيرة. ختم VH وR1 فوق الكتلة الحيوية الأرض ووضع الكتلة الحيوية المفروم في أكياس المسمى أو التجفيف وفرن الهواء القسري في 60 درجة مئوية حتى كتلة ثابتة. سجل الكتلة الحيوية الجافة الوزن ومزيج دقيق وطحن 100 إلى 200 غراما من المواد النباتية المجففة حتى يمكن أن تمر من خلال غربال مليمترين.ثم اخلط المادة الأرضية تمامًا وتخزين العينة الفرعية في مغلف عملة مسمى لمزيد من المعالجة. لمعالجة عينات التربة، في غضون ثمانية أيام من استخدام الأسمدة، استخدم مسبار يدوي لجمع عينة تربة مركبة قطرها أربعة 1.8 سنتيمتر من منطقة أخذ العينات غير المُغَدَّدة في VH وR1 بالتزامن مع أخذ العينات النباتية، واستخدام مسبار يد منفصل لجمع عينة تربة مركبة قطرها 15 سنتيمتراً قطرها 15 سنتيمتراً من قطعة الأرض الصغيرة. التجانس كل عينة التربة المركبة في دلو ووضع العينات في أكياس الورق المسمى مسبقا.ثم يجفف عينات التربة في 35 درجة مئوية في فرن الهواء القسري حتى كتلة ثابتة، قبل طحن كل عينة حتى يمكن أن تمر من خلال غربال ملليمترين. لمعالجة العينة في المختبر الجافة العينات خطة الأرض بين عشية وضحاها في الفرن 60 درجة مئوية، قبل طحن عينات النبات المجفف والتربة بشكل فردي في الجرار الدوارة في أربع مرات ز لمدة ست إلى 24 ساعة حتى العينات الحصول على دقيق غرامة مثل الاتساق. ثم نقل المواد الأرض ناعما إلى نظيفة وصفت 20 ملليلتر قوارير السيلية.لتحديد مجموع والنيتروجين -15 التركيز في كل عينة، وارتداء قفازات النتريل، أولا استخدام مناديل مختبر والإيثانول لتنظيف النطاق الصغير، وأسطح العمل، ملعقة، ملقط. ضع الأواني النظيفة على مسح المختبر على مقاعد البدلاء في المختبر واستخدم ملقطًا لتشعل بلطف فتحة كبسولة العينة. الفرن والافراج عن كبسولة معدلة من واحد إلى ملليمترين فوق مقياس صغير تزن عموم وتمزيق الكبسولة.استخدام ملقط لإعادة الكبسولة إلى سطح العمل نظيفة واستخدام ملعقة لإضافة بعناية الكتلة المطلوبة من المواد عينة الأرض ناعما إلى الكبسولة. استخدام ملقط لتجعد ببطء الثلث العلوي من كبسولة محملة وأضعاف أكثر من ختم. مواصلة للطي وضغط الكبسولة، مع الحرص على عدم ثقب أو المسيل للدموع القصدير حتى تم الحصول على شكل كروي.استخدام ملقط لإسقاط كبسولة ملفوفة عدة مرات من ارتفاع سنتيمتر واحد على سطح مظلم نظيف للتحقق من وجود تسرب. إذا لم يظهر غبار، وزن العينة كما أظهرت للتو ووضع الكبسولة في بئر واحد من 96 لوحة جيدا، وتسجيل موضع البئر. بين كل التغليف العينة، وتنظيف كل من الأواني والأسطح مع الإيثانول ومناديل المختبر، مع إيلاء اهتمام خاص لملعقة وحافات ملقط.وفي هذا التحليل التمثيلي، كان تركيز النيتروجين المشتق من الأسمدة في عينة الكتلة الحيوية للذرة الأرضية أعلاه أكبر في وقت مبكر من موسم الزراعة وانخفض مع كل فترة متعاقبة من فترات أخذ العينات. ومع ذلك، كان النيتروجين المستمد من التربة، على الدوام أكبر جزء من النيتروجين فوق الكتلة الحيوية الأرضية، مما يدل على أهمية إمدادات النيتروجين في التربة لتحقيق النمو الأمثل للذرة. وعند النضج الفسيولوجي في السنة الأولى، كان ما يقرب من 27 في المائة من الكتلة الأحيائية الأرضية أعلاه مشتقة من الأسمدة بنسب مماثلة لوحظت في كسور الحبوب، وبقايا اللب.وعند النضج الفسيولوجي في السنة الثانية، لم يتم استرداد سوى 2 في المائة من النيتروجين المشتق من الأسمدة في السنة الأولى في الكتلة الحيوية الأرضية المذكورة أعلاه. مع تقريبا 1.6 كيلوغرام لكلّ هكتار من سنة أولى سماد يستنتج نيتروجين يصدّر في الحبيبات. وفي غضون ثمانية أيام من استخدام الأسمدة، كانت غالبية الأسمدة المشتقة من النيتروجين في أعلى 15 سنتيمترا من مواصفات التربة كما هو متوقع.ومع ذلك، فإن ما يقرب من 22 كيلوغراما من النيتروجين في الهكتار الواحد قد انتقل بالفعل إلى أعماق أعمق، في حين أن أربعة إلى 10 في المائة من النيتروجين المشتق من الأسمدة لم يُعرف. وفي الواقع، بحلول نهاية السنتين الأولى والثانية، كان أقل من 50 في المائة من النيتروجين المشتق من الأسمدة قد تم حصره داخل نظام الذرة في التربة، في حين أن الباقي إما فُقد في البيئة أو تم غسله تحت عمق عينة التربة البالغ 90 سنتيمتراً. عند محاولة هذا الإجراء، ينبغي توخي الحذر الشديد لتجنب التلوث المتبادل الذي يمكن أن يبطل النتائج.ويمكن تحليل الكسور غير العضوية والعضوية من التربة لتحسين فهمنا لديناميات الدراجات النيتروجين. يمكن استخدام عينات النباتات التي تم تحليلها بواسطة أجزاء النبات لإعلام فهمنا لامتصاص النيتروجين ونقله بمرور الوقت.

Research

JoVE Journal

Environment

Microplot Design and Plant and Soil Sample Preparation for 15Nitrogen Analysis

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

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

تصميم وتشغيل المستمر<sup&gt; 13</sup&gt; C و<sup&gt; 15</sup&gt; N غرفة صفها الموحدة لأو التفاضلية، الأيض والإنشائية، مصنع النظائر وصفها

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

Design and Construction of an Urban Runoff Research Facility

تصميم وبناء منشأة أبحاث الجريان السطحي في المناطق الحضرية

As the urban population increases, so does the area of irrigated urban landscape. Summer water use in urban areas can be 2-3x winter base line water use ...

Experimental Protocol for Manipulating Plant-induced Soil Heterogeneity

بروتوكول التجريبية لالناجم عن النبات والتلاعب التجانس التربة

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

A Gusseted Thermogradient Table to Control Soil Temperatures for Evaluating Plant Growth and Monitoring Soil Processes

والجدول Gusseted Thermogradient لتنظيم درجة الحرارة التربة لتقييم نمو النبات ومراقبة العمليات التربة

Thermogradient tables were first developed in the 1950s primarily to test seed germination over a range of temperatures simultaneously without using a ...

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

بروتوكول للجزيئات البلاستيك الصغيرة أخذ العينات على سطح البحر وتحليل عينة

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

Nanopore DNA Sequencing for Metagenomic Soil Analysis

نانوبوري تسلسل الحمض النووي لتحليل التربة الجينومية

This article describes the steps for construction of a DNA library from soil, preparation and use of the nanopore flow cell, and analysis of the DNA ...

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

عزل وتحليل المجتمعات الميكروبية في التربة، رهيزوسفيري، وجذور في تجارب الأعشاب المعمرة

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

High-throughput Siderophore Screening from Environmental Samples: Plant Tissues, Bulk Soils, and Rhizosphere Soils

الفحص سيديروفوري الفائق من العينات البيئية: زراعة الأنسجة، والتربة السائبة، وتربة Rhizosphere

Siderophores (low-molecular weight metal chelating compounds) are important in various ecological phenomenon ranging from iron (Fe) biogeochemical cycling ...

Sample Preparation Method of Scanning and Transmission Electron Microscope for the Appendages of Woodboring Beetle

طريقة إعداد عينة من المسح الضوئي وانتقال المجهر الإلكتروني لزوائد خنفساء الخشب

This report described sample preparation methods that scanning and transmission electron microscope observations, demonstrated by preparing appendages of ...

Measuring Phosphorus Release in Laboratory Microcosms for Water Quality Assessment

قياس إطلاق الفوسفور في الميكروكوزمختبر لتقييم جودة المياه

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