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

Författarna erkänner stöd från Minnesota Corn Research & Promotion Council, Hueg-Harrison Fellowship, och Minnesota's Discovery, Research and InnoVation Economy (MnDRIVE) Fellowship.

1. Beskrivning av fältplats
Obs: När du utför 15N spårfältsförsök bör utvalda platser minimera variationen på grund av jord, topografi och fysiska funktioner5. Korskontaminering kan uppstå efter påverkan av markrörelser på grund av lutning, vind- eller vattenförskjutning, eller jordbearbetning, medan den vertikala fördelningen av jord N kan påverkas av vattenflödet under ytan och dränering av plattor6.
<ol><li>Beskr...

<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>

Stabil isotopforskning är ett användbart verktyg för att spåra och kvantifiera FDN genom jordgrödningssystemet. Det finns dock tre huvudsakliga antaganden i samband med N tracer studier som om kränks kan ogiltigförklara slutsatser från att använda denna metod. De är 1) spårämnet är jämnt fördelat i hela systemet, 2) processer enligt studien sker i samma takt, och 3) N lämnar 15N berikad pool inte tillbaka3. Eftersom denna studie är intresserad av fördelningen av den to...

Gödselmedel kväve (N) användning är viktigt i jordbruket för att möta livsmedel, fiber, foder och bränsle krav på en växande global befolkning, men N förluster från jordbruksområden kan negativt påverka miljökvaliteten. Eftersom N genomgår många omvandlingar i marken-gröda systemet, en bättre förståelse av N cykling, gröda utnyttjande, och den totala öde gödsel N är nödvändiga för att förbättra förvaltningsmetoder som främjar N användningseffektivitet och minimera miljöförluster. Traditionella N gödselmedel studier fokuserar främst på effekten av en behandling på slutet av säsongen mätningar såsom skörd, gröda N upptag i förhållande till N-takt tillämpas (uppenbara gödselmedel användningseffektivitet), och resterande jord N. Även om dessa studier kvantifierar det övergripande systemet N-insatsvaror, produktioner och effektivitetsvinster, kan de inte identifiera eller kvantifiera N i jordgrödsystemet som härrör från gödselkällor eller jorden. En annan metod med hjälp av stabila isotoper måste användas för att spåra och kvantifiera ödet för gödselmedel som härrör från N (FDN) i jordgrödningssystemet.
Kväve har två stabila isotoper, 14N och 15N, som förekommer i naturen vid ett relativt konstant förhållande på 272:1 för 14N/15N1 (koncentration av 0,366 atom % 15N eller 3600 ppm 15N2,,3). Tillsatsen av 15N berikade gödselmedel ökar den totala 15N-halten i marksystemet. Som 15N berikade gödselmedel blandas med oförtjänt jord N, den uppmätta förändringen av 14N /15N förhållandet tillåter forskare att spåra FDN i jordprofilen och in i grödan3,4. En massbalans kan beräknas genom att mäta den totala mängden 15N spårämne i systemet och var och en av dess delar2. Eftersom 15N berikade gödselmedel är betydligt dyrare än konventionella gödselmedel, 15N berikade mikroplots är ofta inbäddade i behandling tomter. Syftet med denna metod papper är att beskriva en liten tomt forskning design utnyttja mikroplots för flera under säsongen jord och växt provtagning händelser förmajs (Zea mays L.) och att presentera protokoll för att förbereda växt-och jordprover för totalt 15N analys. Dessa resultat kan sedan användas för att uppskatta N gödselmedel användningseffektivitet och skapa en partiell N budget redovisning för FDN i bulk jord och grödan.

<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

Många studier av kvävegödselmedel utvärderar den totala effekten av en behandling på mätningar i slutet av säsongen såsom spannmålsavkastning eller kumulativa N-förluster. En stabil isotopmetod är nödvändig för att följa och kvantifiera ödet för gödselmedel som härrör N (FDN) genom jordgrödningssystemet. Syftet med detta dokument är att beskriva en liten tomt forskning design utnyttja icke-begränsade 15N berikade mikroploter för flera jord och växt provtagning händelser under två växtsäsonger och ge prov insamling, hantering och bearbetning protokoll för totalt 15N analys. Metoderna visades med hjälp av en replikerad studie från sydcentrala Minnesota planteras till majs (Zea mays L.). Varje behandling bestod av sex majsrader (76 cm radavstånd) 15,2 m långa med en mikroplot (2,4 m med 3,8 m) inbäddade i ena änden. Urea av gödselmedel av gödningsmedel tillämpades på 135 kg N∙ha-1 vid plantering, medan mikroploten fick urea berikad till 5 atom % 15N. Jord- och växtprover togs flera gånger under hela växtsäsongen, var noga med att minimera korskontaminering genom att använda separata verktyg och fysiskt separera oberikade och berikade prover under alla förfaranden. Jord och växt prover torkades, marken för att passera genom en 2 mm skärm, och sedan marken till en mjöl-liknande konsistens med hjälp av en rulle burk kvarn. Tracer studier kräver ytterligare planering, prov bearbetningstid och manuellt arbete, och medför högre kostnader för 15N berikade material och provanalys än traditionella N studier. Med hjälp av massbalansmetoden gör dock spårämnesstudier med flera provtagningshändelser under säsong möjligt för forskaren att uppskatta FDN-fördelningen genom markgrödsystemet och uppskatta oerknad för FDN från systemet.

Resultaten presenteras i detta dokument kommer från en fältplats som inrättades 2015 vid University of Minnesota Southern Outreach and Research Center ligger nära Waseca, MN. Webbplatsen förvaltades som en majs-sojabönor [Glycine max (L.) Merr] rotation före 2015 men förvaltades som en majs-majs rotation under 2015 och 2016 växtsäsonger. Jorden var en Nicollet lera loam (fin-loamy, blandade, superaktiva, mesic Aquic Hapludolls)-Webster lera loam (fin-loamy, blandade, su...

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

En mikroplot design för 15N spårämne forskning beskrivs för att rymma flera i säsong växt och jord provtagning händelser. Insamlings- och bearbetningsförfaranden för jord- och växtprov, inklusive slip- och vägningsprotokoll, för 15N-analys läggs fram.

Mikroplot Design och växt-och jordprov beredning för 15kväveanalys

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. ...

Denna metod kan hjälpa forskare kvantifiera effekterna av gödningsmedel driva kväve på marken gröda systemet och svara på frågor om kväveanvändning effektivitet. Den största fördelen med denna teknik är att det möjliggör flera i säsonger jord och växt provtagning händelser under två på varandra följande växtsäsonger. Denna metodik kan hjälpa oss att bättre förstå kvävecykeln processer mineralisering och mobilisering för att förbättra riktlinjer kvävegödselmedel förvaltning.För att ställa in en fälttomt, plantera sex cornrows med 76 centimeter av avstånd med en slutlig 15,2 med 4,6 meter tomt dimension. Upprätta 1,5 meter gränsområden från vardera änden av den på längden dimension och ytterligare 1,5 meter långt gränsområde som gränsar till provtagnings- och skördeområdena. Utse rader två och tre som i säsong växt och jord provtagningsområde och rader fyra och fem som skördeområdet för majskorn avkastning.Upprätta en 2,4 med 3,8 meter mikro tomt område centrerad på bredden dimensionen för insamling av alla kväve berikade anläggningen och jordprover, lämnar 38 meter oförstämd gränsen på längd och bredd dimensioner för att minimera eventuella kant effekter. Sedan avgränsa behandling tomt och mikro tomt hörn med olikfärgade flaggor. Bär skobeläggningar vid åtkomst till mikro tomter och minimera mikro tomt fottrafik för att förhindra kontaminering av de icke inredda provtagning områden, ta bort fotskydd när du lämnar mikro tomt område.För att tillämpa kväve-15 anrikat gödselmedel, späd 10 atom procent Kväve-15 berikade urea i konventionella urea till fem atom procent kväve berikade urea och lösa urea i två liter avjoniserat vatten för att säkerställa enhetlig anrikning av urea gödningsmedel. Använd en kalibrerad ryggsäcks koldioxidspruta för att jämnt applicera Kväve-15-berikad urealösning på mikrotomterna. Sedan införliva urea som innehåller gödningsmedel med ljus jordbearbetning, hand krattor eller 64 centimeter bevattning inom 24 timmar efter applicering för att minimera volatilization förlust potential.Vid varje provtagningssteg, samla in ett sex ovan jord, Nitrogen-15 icke inredda majsväxt kompositprov inifrån provtagningsområdet och en sex ovan jord majs växt sammansatt prov från Kväve-15 berikade mikro tomt. Hacka VH och R1 ovan mark biomassa och placera hackad biomassa i märkta påsar eller torkning och en påtvingad luft ugn på 60 grader Celsius tills konstant massa. Registrera biomassa torrvikt och blanda noggrant och slipa 100 till 200 gram torkat växtmaterial tills det kan passera genom en två millimeter sikt.Blanda sedan noggrant markmaterialet och förvara underprovet i ett märkt myntkuvert för vidare bearbetning. För jordprov bearbetning, inom åtta dagar efter gödningsmedel ansökan, använda en hand sond för att samla en fyra kärna 1,8 centimeter diameter sammansatt jord prov från den icke inredda provtagningsområdet vid VH och R1 samtidig med anläggningen provtagning och använda en separat hand sond för att samla en 15 kärna 1,8 centimeter diameter sammansatt jord prov från mikro tomten. Homogenisera varje sammansatt jordprov i en hink och placera proverna i premärkta papperspåsar.Sedan drY jordproverna på 35 grader Celsius i en forcerad luftugn tills konstant massa, innan slipning varje prov tills den kan passera genom en två millimeter sikt. För provbearbetning i laboratoriet torka markplanen prover över natten i 60 grader Celsius ugnen, innan individuellt malning den torkade anläggningen och jordprover i rullburkar på fyra gånger g i sex till 24 timmar tills proverna få en fin mjöl liknande konsistens. Överför sedan det finmalda materialet till rena märkta 20 milliliters silylations injektionsflaska.För att bestämma total- och Nitrogen-15-koncentrationen i varje prov, med nitrilhandskar, använd först laboratorieservetter och etanol för att rengöra mikroskalan, arbetsytor, spatel och tång. Placera de rena redskapen på en labbtork på labbbänken och använd tövråkar för att försiktigt blossa ut provkapselns öppning. Ugn och släpp den modifierade kapseln en till två millimeter över mikroskalan väger pan och riva kapseln.Använd forceps för att återföra kapseln till den rena arbetsytan och använd spateln för att noggrant lägga till den erforderliga massan av finmalt provmaterial till kapseln. Använd kraftnålarna för att sakta crimp den översta tredjedelen av den laddade kapseln och vik över för att täta. Fortsätt att vika och komprimera kapseln, var noga med att inte punktera eller riva sönder burken tills en sfärisk form har erhållits.Använd kraftknängorna för att släppa den inslagna kapseln flera gånger från en centimeter höjd på en ren mörk yta för att kontrollera om läckor. Om inget damm visas, väg provet som just visats och placera kapseln i en brunn av en 96 brunnsplatta, registrera brunnsplaceringen. Mellan varje provinkapsling, rengör var och en av redskap och ytor med etanol och laboratorieservetter, med särskild hänsyn till spatel och tämpningar kanter.I denna representativa analys var kvävekoncentrationen av gödselmedel som härleddes i ovan jordad majsbiomassaprovet som störst tidigare under växtsäsongen och minskade med varje på varandra följande provtagningsperiod. Den jord-härledda kväve var dock konsekvent den största fraktionen av ovan mark biomassa kväve, illustrerar vikten av marken kvävetillförseln för optimal majstillväxt. Vid fysiologisk mognad under det första året, var cirka 27%av ovan jord biomassa kväve gödselmedel-härledda med liknande proportioner observeras i spannmål, stover och cob fraktioner.Vid fysiologisk mognad under det andra året, endast 2%av första året gödselmedel-derived kväve återfanns i ovan mark biomassa. Med ungefärligt 1.6 kg per hektar av första år gödningsmedel härledd gasformigt grundämne som exporteras i kornet. Inom åtta dagar efter gödselmedel ansökan, majoriteten av gödningsmedel härledda kväve var i topp 15 centimeter av markprofilen som förväntat.Men cirka 22 kilo kväve per hektar hade redan flyttat in i djupare djup, medan fyra till 10% av gödningsmedel-härledda kväve saknades. I slutet av det första och andra året stod faktiskt mindre än 50 %av det gödselberättigade kvävet inom markens majssystem, medan resten antingen förlorades till miljön eller lakas under det 90 centimeter långa jordprovsdjupet. Vid försök till detta förfarande bör man vara ytterst försiktig så att man undviker korskontaminering som kan ogiltigförklara resultaten.Oorganiska och organiska fraktioner av jorden kan analyseras ytterligare för att förbättra vår förståelse av kväve cykling dynamik. Växtprover som analyserats av växtdelar kan användas för att informera vår förståelse av kväveupptagning och flyttning över tiden.

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

Design och drift av en kontinuerlig<sup&gt; 13</sup&gt; C och<sup&gt; 15</sup&gt; N Märkning avdelningen för Uniform eller Differential, Metabolic och struktur, växt Isotope Labeling

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

Design och konstruktion av en Urban Runoff Research Facility

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

Experimentell Protokoll för Manipulera växt-inducerad Soil Heterogenitet

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

En invikta Thermogradient tabell att kontrollera Jord Temperaturer för att utvärdera Växternas tillväxt och övervakning mark

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

Protokoll för Microplastics Provtagning på havsytan och Provanalys

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

Nanopore DNA-sekvensering för gjorts Jordanalys

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

Isolering och analys av mikrobiella samhällen i jord, odlingsbädden och rötter i perenna gräs experiment

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

High-throughput Siderophore Screening från miljöprover: växt vävnader, Bulk jordar och odlingsbädden jordar

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

Provberedningmetod för skanning och transmissionselektronmikroskop för bihang av träsborre

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

Mätning av fosforutsläpp i Laboratoriemikrokosmos för bedömning av vattenkvalitet

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