Name: a low-cost method of measuring the in situ primary productivity of periphyton communities of lentic waters
Uploaded: 2022-12-16T13:05:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Low-Cost Method of Measuring the In Situ Primary Productivity of Periphyton Communities of Lentic Waters at JoVE.com

Bu çalışma, Çek Bilim Vakfı (GACR 19-05791S), RVO 67985939 ve CAS tarafından Strateji AV 21, Arazi tasarrufu ve kurtarma programı kapsamında desteklenmiştir. Ondřej Sihelský'ye sahada çekim yaptığı için çok teşekkürler - o olmasaydı, çekimler tam bir cehennem olurdu. Proje, incelenen bölgelere erişim sağlayan Palivový Kombinát Ústí s.p. ve Sokolovská Uhelná şirketleriyle sıkı işbirliği olmadan mümkün olmazdı.

NOT: Örneklemeden önce, genel proje gereksinimlerine, istatistiksel tasarıma veya beklenen örnek değişkenlik miktarına göre çoğaltmaların derecesini belirleyin. Hassas istatistiksel analiz için ve potansiyel numune kaybını veya kırılmasını hesaba katmak için beş adet açık ve koyu renkli inkübasyon şişesi çifti önerilmektedir. Tarif edilen yüzen deneysel mavna, beş kopya artı bir çift boş kontrol taşımak üzere tasarlanmıştır; deneysel mavnanın teknik çizimi için <strong class="xfig...

<ol>
	<li>Blachart, J. L., 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=Potential+consequences+of+climate+change+for+primary+production+and+fish+production+in+large+marine+ecosystems.">Potential consequences of climate change for primary production and fish production in large marine ecosystems.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 367 (1605), 2979-2989 (2012).</li><li>Howarth, R. W., Michaels, A. F., Sala, O. E., Jackson, R. B., Mooney, H. A., Howarth, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Measurement+of+primary+production+in+aquatic+ecosystems.">The Measurement of primary production in aquatic ecosystems.</a> Methods in Ecosystem Science. , 72-85 (2000).</li><li>Vadenbecouer, Y. E. G., Peterson, M. J., Vander, Z., Kalff, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Benthic+algal+production+across+lake+size+gradients:+Interactions+among+morphometry,+nutrients,+and+light.">Benthic algal production across lake size gradients: Interactions among morphometry, nutrients, and light.</a> Ecology. 89 (9), 2542-2552 (2008).</li><li>Reimer, A., Landmann, G., Kempe, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lake+Van,+eastern+Anatolia,+hydrochemistry+and+history.">Lake Van, eastern Anatolia, hydrochemistry and history.</a> Aquatic Geochemistry. 15 (1), 195-222 (2009).</li><li>Cantonati, M., Lowe, 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=Lake+benthic+algae:+toward+an+understanding+of+their+ecology.">Lake benthic algae: toward an understanding of their ecology.</a> Freshwater Sciences. 33 (2), 475-486 (2014).</li><li>Gaarder, T., Gran, H. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+the+production+of+plankton+in+the+Oslo+Fjord.+Rapports+et+Proces-verbaux+des+R&#233;unions.">Investigation of the production of plankton in the Oslo Fjord. Rapports et Proces-verbaux des R&#233;unions.</a> Conseil International pour l'&#201;xploration de la Mer. 42, 1-48 (1927).</li><li>Hall, R. O., Thomas, S., Gaiser, E. E., Fahey, T. J., Knapp, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+Freshwater+Primary+Productivity+and+Respiration.">Measuring Freshwater Primary Productivity and Respiration.</a> Principles and Standards for Measuring Primary Productivity. , (2007).</li><li>Howart, R., Michaels, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chapter+6+The+Measurement+of+Primary+Production+in+Aquatic+Ecosystems.">Chapter 6 The Measurement of Primary Production in Aquatic Ecosystems.</a> Springer Science and Business Media LLC. , (2000).</li><li>Kop&#225;&#269;ek, J., Hejzlar, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semi-micro+determination+of+total+phosphorus+in+soils,+sediments,+and+organic+materials:+a+simplified+perchloric+acid+digestion+procedure.">Semi-micro determination of total phosphorus in soils, sediments, and organic materials: a simplified perchloric acid digestion procedure.</a> Communications in Soil Science and Plant Analysis. 26 (11-12), 1935-1946 (1995).</li><li>Benson, B. B., Krause, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+concentration+and+isotopic+fractionation+of+oxygen+dissolved+in+freshwater+and+seawater+in+equilibrium+with+the+atmosphere1.">The concentration and isotopic fractionation of oxygen dissolved in freshwater and seawater in equilibrium with the atmosphere1.</a> Limnology and Oceanography. 29 (3), 620-632 (1984).</li><li>Dodds, W. K., Biggs, B. J., Lowe, 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=Photosynthesis-irradiance+patterns+in+benthic+microalgae:+variations+as+a+function+of+assemblage+thickness+and+community+structure.">Photosynthesis-irradiance patterns in benthic microalgae: variations as a function of assemblage thickness and community structure.</a> Journal of Phycology. 35 (1), 42-53 (1999).</li><li>Bott, T. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+evaluation+of+techniques+for+measuring+periphyton+metabolism+in+chambers.">An evaluation of techniques for measuring periphyton metabolism in chambers.</a> Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 54 (3), 715-725 (1997).</li><li>Blankenship, 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=Structural+and+functional+dynamics+of+photosynthetic+antenna+complexes.">Structural and functional dynamics of photosynthetic antenna complexes.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 112 (45), 13751-13752 (2015).</li><li>Hawes, I., Schwartz, A. -. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photosynthesis+in+an+extreme+shade+environment,+benthic+microbial+mats+from+Lake+Hoare,+a+permanently+ice-covered+Antarctic+lake.">Photosynthesis in an extreme shade environment, benthic microbial mats from Lake Hoare, a permanently ice-covered Antarctic lake.</a> Journal of Phycology. 35 (3), 448-459 (1999).</li><li>Aristegui, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Planktonic+primary+production+and+microbial+respiration+measured+by+14C+assimilation+and+dissolved+oxygen+changes+in+coastal+waters+of+the+Antarctic+peninsula+during+austral+summer:+Implications+for+carbon+flux+studies.">Planktonic primary production and microbial respiration measured by 14C assimilation and dissolved oxygen changes in coastal waters of the Antarctic peninsula during austral summer: Implications for carbon flux studies.</a> Marine Ecology-Progress Series. 132, 191-201 (1996).</li><li>Steemann-Nielsen, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+radioactive+carbon+(14C)+for+measuring+organic+production+in+the+sea.">The use of radioactive carbon (14C) for measuring organic production in the sea.</a> Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 18 (2), 117-140 (1952).</li><li>Sanz-Mart&#237;n, M., 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=Relationship+between+carbon-and+oxygen-based+primary+productivity+in+the+Arctic+Ocean,+svalbard+archipelago.">Relationship between carbon-and oxygen-based primary productivity in the Arctic Ocean, svalbard archipelago.</a> Frontiers in Marine Science. 6, 468 (2019).</li><li>Nielsen, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+the+production+of+organic+matter+in+the+sea+by+means+of+carbon-14.">Measurement of the production of organic matter in the sea by means of carbon-14.</a> Nature. 167 (4252), 684-685 (1951).</li><li>J&#246;nsson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+14C-incubation+technique+for+measuring+microphytobenthic+primary+productivity+in+intact+sediment+cores.">A 14C-incubation technique for measuring microphytobenthic primary productivity in intact sediment cores.</a> Limnology and Oceanography. 36 (7), 1485-1492 (1991).</li><li>Bender, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comparison+of+four+methods+for+determining+planktonic+community+production.">A comparison of four methods for determining planktonic community production.</a> Limnology and Oceanography. 32 (5), 1085-1098 (1987).</li><li>&#352;imek, K., 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=Spatio-temporal+patterns+of+bacterioplankton+productivity+and+community+composition+related+to+phytoplankton+composition+and+protistan+bacterivory+in+a+dam+reservoir.">Spatio-temporal patterns of bacterioplankton productivity and community composition related to phytoplankton composition and protistan bacterivory in a dam reservoir.</a> Aquatic Microbial Ecology. 51 (3), 249-262 (2008).</li></ol>

Bu makalede açıklanan metodoloji, optik oksijen sensörleri kullanılarakO2 konsantrasyonunu ölçmenin noninvaziv tekniği ile birlikte açık ve koyu şişe oksijen tekniğinin prensibine dayanmaktadır. Bu sistem,O2'yi ölçmek için optik fiber şişeden şişeye hızlı bir şekilde taşınabildiğinden, farklı inkübasyon ayarlarının paralel olarak ölçülmesini sağlar. Çeşitli derinliklerden gelen bentik topluluklar taksonomik kompozisyon ve üretkenlikte farklılık gösterebilir; a...

Birincil verimlilik, otokton karbonun tüm sistem gıda ağını oluşturan su sistemlerine tek girişidir1. Bu nedenle, birincil verimliliğin doğru bir şekilde tahmin edilmesi, sucul ekosistemlerin işleyişini anlamaya yönelik önemli bir adımdır. Littoral bölgeler, yüksek birincil verimlilik ve biyolojik çeşitlilik alanlarıdır. Fitoplanktona ek olarak, perifitonun (bundan böyle mikrobiyal paspaslar olarak anılacaktır) ve makroalglerin, kıyı bölgelerinde birincil üretkenliğe önemli ölçüde katkıda bulunduğu varsayılmaktadır2. Sapsız yaşam tarzları ve önemli mekansal heterojenlikleri nedeniyle, birincil üretkenliğin nicelleştirilmesi önemsiz değildir. 
Birincil üretkenlik esas olarak ışık yoğunluğu, sıcaklık, besin maddelerinin mevcudiyeti ve karbonat sisteminin iyonik türlerinin öfotik bölgelerin ilgili derinliklerinde dağılımı tarafından yönlendirilir 3,4. Derinlik, mikrobiyal paspasların mekansal dağılımını belirgin şekilde etkiler. Mikrobiyal topluluklar, yüksek ışınlamanın olumsuz etkileri ve sığ derinliklerde belirgin mevsimsel sıcaklık değişimleri ve daha büyük derinliklerde daha düşük ışık yoğunluğu ile başa çıkmalıdır. Derinlik gradyanına ek olarak, dinamik trofik etkileşimler farklı ölçeklerde çoklu ve karmaşık uzamsal desenler üretir5. Bu karmaşık sistemin laboratuvarda simüle edilmesi karmaşıktır. Bireysel birincil üreticilerin metabolik aktivitesini littoral bölgelerden çıkarmanın en doğru yolu, yerinde deneyler yapmaktır.
Bu yazıda tanıtılan metodoloji, geleneksel oda yöntemi 2,6,7'ye, taşınabilir ve yapımı kolay düşük maliyetli yüzer bir mavna ile birlikte dayanmaktadır. Bu, doğal ışık spektrumu, sıcaklık ve karbonat sisteminin iyonik türlerinin derinlik ile farklı dağılımı altında farklı derinliklerde birincil verimliliğin ölçülmesini sağlar. Yöntem, ilk olarak fitoplankton fotosentezini ölçmek için kullanılan ve hala yaygın olarak kullanılan 6,7 olan açık ve koyu şişe oksijeniilkesine dayanmaktadır. Işıkta tutulan şişelerdeki oksijen değişim oranını (birincil üretkenlik ve solunumun etkilerini içerir) karanlıkta tutulanlarla (yalnızca solunum)8 karşılaştırır. Yöntem, birincil üretkenlik için bir vekil olarak oksijen evrimini (fotosentez) kullanır. Ölçülen değişkenler net ekosistem üretkenliği (NEP, ışık koşullarında zaman içinde O2 konsantrasyonunda bir değişiklik olarak) ve ekosistem solunumudur (RE, karanlıkta zaman içindeO2 konsantrasyonunda bir değişiklik olarak). Brüt ekosistem verimliliği (GEP), ikisi arasındaki farkın hesaplanmasıdır (Tablo 1). Burada "ekosistem" terimi, perifitonun ototrofik ve heterotrofik organizmalardan oluştuğunu belirtmek için kullanılır. Bu geleneksel oda yönteminin en önemli gelişimi, invaziv olmayan oksijen optik sensörlerinin kullanılması ve perifitik birincil üretkenliğin ölçülmesi için bu öncelikle planktonik yöntemin optimizasyonudur.
Bu teknik, Çek Cumhuriyeti-Milada, Most ve Medar'da yeni ortaya çıkan madencilik sonrası göllerin kıyı bölgesindeki mikrobiyal paspasların ölçülmesi örneğinde açıklanmaktadır. Mikrobiyal paspasların metabolik aktivitesi, incelenen toplulukların doğal olarak meydana geldiği belirli derinliklerde doğrudan gerçekleştirilenO2 akılarının doğrudan yerinde ölçümü kullanılarak belirlenir. Heterotrofik ve fototrofik aktivite, invaziv olmayan optik oksijen sensörleri ile donatılmış kapalı cam şişelerde ölçülür. Bu sensörler, ışığa duyarlı boyaların floresansını kullanarak kısmi oksijen basıncını algılar. Mikrobiyal paspaslı şişeler askıya alınır ve uygun derinliklerde yüzen bir cihazda inkübe edilir. Şişelerin içindeki oksijen konsantrasyonu, küçük tekneden gün ışığı periyodu boyunca sürekli olarak ölçüldü. 
Bozulmamış mikrobiyal paspas örnekleri toplanır ve tüplü dalgıçlar tarafından belirlenen derinliklerde gaz geçirmez inkübasyon şişelerine yerleştirilir. Her şişe, zaman içindeO2 üretkenliğini / tüketimini izleyen invaziv olmayan bir optik oksijen mikrosensörü ile donatılmıştır. Tüm ölçümler, her derinlikte beş kopya karanlık / ışık çifti halinde yapılır. Sıcaklık ve fotosentetik olarak aktif radyasyon (PHAR) yoğunlukları, inkübasyon boyunca ilgili derinliklerde ölçülür. 6 saatlik in situ inkübasyondan sonra (gündüz saatleri), mikrobiyal paspaslar şişelerden toplanır ve kurutulur. O2 akıları mikrobiyal biyokütleye normalleştirilir. Bir kontrol olarak, mikrobiyal mat biyokütlesi olmadan göl suyu içeren ayrı açık ve koyu gaz geçirmez şişelerde (boş kontroller) O2 konsantrasyonundaki değişiklikler için akışlar düzeltilir. Aşağıda, yüzen mavnayı inşa etmek ve tüm deneyi adım adım gerçekleştirmek için ayrıntılı talimatlar verilmiştir. Bu makale aynı zamanda iki derinlikte (1 m ve 2 m) mikrobiyal paspasların ölçümlerinden elde edilen temsili sonuçları ve her derinlikte beş kopya sunmaktadır. Gerçek sıcaklık ve ışık yoğunluğu, dataloggerlar kullanılarak tüm deney boyunca ölçüldü.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aluminum angle L profile 40 x 40 mm x 3 mm, length 2,000 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum flat bar 40 x 3 x 350 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bucket 15 L with concrete infill&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carabine hook with screw lock 50 x 5 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>electric tape black</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extruded polystyrene (XPS) material 500 x 200 x 150 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fibox 3 LCD trace</td>
			<td>PreSens Precision Sensing GmbH</td>
			<td></td>
			<td>stand-alone fiber optic oxygen meter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hondex PS-7 Portable Depth Sounder</td>
			<td>Hondex&#160; - Honda Electronics</td>
			<td></td>
			<td>to measures distances through water - to bottom depth measurement; https://www.honda-el.net/industry/ps-7e</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KORKEN - glass tight-seal jar 0.5 L</td>
			<td>IKEA</td>
			<td></td>
			<td>incubation bottles; https://www.ikea.com/cz/en/p/korken-jar-with-lid-clear-glass-70213545/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>metal hook&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oxygen Sensor Spot SP-PSt3-NAU-D5</td>
			<td>PreSens Precision Sensing GmbH</td>
			<td></td>
			<td>non-invasive optical oxygen sensor for measurements under Real Conditions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SCOUT infantable canoe</td>
			<td>GUMOTEX</td>
			<td></td>
			<td>https://www.gumotexboats.com/en/scout-standard#0000-044667-021-13/11C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw 10 x 170 mm with hexagonal nuts</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw 4 x 15 mm with hexagonal nuts</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screw 4 x 15 mm with wing nuts</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Snap hooks 50 x 5 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel Carabine hook 50 x 5 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel chain with wire diameter 3 mm, inside link 5.5 x 26 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Steel chain, 5 m</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>toothbrush</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>tweezer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Washer 10 x 50 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Washer 4 x 10 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Washer 4 x 10 mm</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a low-cost method of measuring the in situ primary productivity of periphyton communities of lentic waters

Büyüme mevsimi gradyanı sırasında perifitonun in situ birincil verimliliğinin ölçülmesi, çevresel faktörlerin (esas olarak fosfor konsantrasyonu ve ışık yoğunluğu) ve tür kompozisyonunun birincil verimlilik üzerindeki nicel etkisini açıklığa kavuşturabilir. Birincil üretkenlik esas olarak ışık yoğunluğu, sıcaklık, besin maddelerinin mevcudiyeti ve karbonat sisteminin iyonik türlerinin öfotik bölgenin ilgili derinliklerindeki dağılımından kaynaklanmaktadır. Laboratuvarda simüle edilmesi çok zor olan karmaşık bir sistemdir. Bu ucuz, taşınabilir ve yapımı kolay yüzer mavna, birincil üretkenliğin gerçek doğal koşullar altında doğrudan doğru bir şekilde ölçülmesini sağlar. Metodoloji, sıkıca kapatılmış cam kavanozlara entegre edilmiş invaziv olmayan oksijen sensörlerini kullanarak birincil üretkenliği gerçek zamanlı olarak ölçmeye dayanır, böylece çevrimiçi oksijen akısı izlemeyi mümkün kılar ve metabolik faaliyetler hakkında yeni bilgiler sağlar. Mikrobiyal paspasların (veya diğer bentik organizmaların) brüt birincil verimliliğinin ayrıntılı mevsimsel in situ ölçümleri, merceksi sularda birincil verimlilik dinamiklerini kontrol eden süreçler hakkındaki mevcut bilgileri artırabilir.

<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64078/64078fig05.jpg"> Şekil 5: Gün ışığında mikrobiyal paspasların net ve brüt ekosistem verimliliği. (A) Işık şişesi-net ekosistem verimliliği: Işık şişelerinden mikrobiyal paspasların net oksijen verimliliğinin zaman çizelgesi verileri. Kuluçka şişelerindeki oksijen konsantrasyonu değişimi, gün ışığında 1 saat sonra ölçüldü. Gri dai...

Watch this Scientific Journal Video about A Low-Cost Method of Measuring the In Situ Primary Productivity of Periphyton Communities of Lentic Waters at JoVE.com

A Low-Cost Method of Measuring the In Situ Primary Productivity of Periphyton Communities of Lentic Waters

Burada, gerçek in situ ortam sıcaklığı ve ışık koşulları altında mikrobiyal paspasların birincil verimliliğini ölçmek için uygun maliyetli ve taşınabilir bir yöntem / tesis sunulmaktadır. Deney düzeneği, yaygın olarak bulunan malzemelere dayanmaktadır ve laboratuvar tabanlı modellerin avantajlarını sunarken çeşitli koşullar altında kullanılabilir.

Lentik Suların Perifiton Topluluklarının In Situ Birincil Verimliliğini Ölçmenin Düşük Maliyetli Bir Yöntemi

Measuring the in situ primary productivity of periphyton during the growing season gradient can elucidate the quantitative effect of environmental drivers ...

Uygun bir sahada perifitonun veya herhangi bir su mikroorganizmasının brüt verimliliğinin ayrıntılı yerinde ölçümü, merceksi sularda birincil verimlilik dinamiğini kontrol eden prosesler hakkındaki mevcut bilgileri artırabilir. Önerilen yöntemlerdeki en büyük gelişmeler, invaziv olmama, maliyet etkinliği ve çeşitli yerlerde eşzamanlı ölçüm olasılığıdır. Ayrıca, büyük veri varlıklarının ek masraflar olmadan toplanmasını sağlar.Deneyleri yürütürken mavnayı değiştirerek, kolayca taşınabildiği için şişirilebilir bir kayık kullanın. Şamandırayı sabitlemek için ideal derinliğe sahip bir yer seçin. Daha sonra, monte edilmiş mavnayı teknenin kıçının arkasına takın ve çapayı teknenin yan tarafına dikkatlice indirin.Ankrajı su yüzeyinin biraz altına asarak hizalayın, böylece şamandıra ankrajla istenen derinliğe sahip noktaya kolayca çekilebilir. Noktaya ulaştıktan sonra, çapayı tekneden çıkarın ve dibe indirin, ardından mavnayı çapa zincirine ve kuluçka şişelerini mavnaya bağlamak için zincirleri sabitleyin. Kuluçka şişelerini hazırlamak için, oksijen optik sensör noktalarını gaz geçirmez contalara sahip şeffaf, geniş boyunlu 0,5 litrelik şişelerin iç duvarına takın, ardından siyah elektrik bandı ile sararak karanlık arıtma şişeleri için opak bir tabaka oluşturun.Yerleştirilen optik sensörün yerinde küçük bir delik açın ve ışığın şişeye girmesini önlemek için kesme deliğinin sensörün çapından biraz daha küçük olduğundan emin olun. Kuluçka şişelerini portatif kutuya yerleştirin ve çevredeki sudaki tortuyu bozmadan kutuyla ilgili derinliğe dalın. Daha sonra, uzun cımbız kullanarak, numunenin biyokütlesini çok fazla rahatsız etmemeye dikkat ederek, numuneleri inkübasyon şişelerine dikkatlice doldurun.Mikrobiyal paspaslar küçük bir taş gibi katı bir yüzeyde büyürse, tüm taşı sağlam biyokütle ile şişeye dikkatlice aktarın. Bir çift açık ve koyu renkli şişeyi, boş kontroller olarak kullanılmak üzere herhangi bir tortu olmadan ilgili derinliklerden temiz suyla doldurun. Tüm kuluçka şişelerindeki suyun temiz olduğundan ve rahatsız edici tortu içermediğinden emin olduktan sonra, kapalı şişeleri yüzer mavnaya demirli tekneye getirin.İlk iki çift inkübasyon şişesini ilk zincirdeki çıtçıtlı kancalara takın, ardından fiber optik oksijen ölçeri kullanarak her şişedeki ilk oksijen konsantrasyonunu ölçün. Ölçüm cihazının optik kablosunu şişenin içine monte edilmiş oksijen sensörüne takın ve birkaç saniye içinde ölçüm cihazındaki oksijen konsantrasyonunu okuyun ve ölçülen değeri kaydedin. Ölçümden hemen sonra, bağlı şişelerle zinciri dikkatlice suya indirin, böylece inkübasyon şişelerinin, içine yerleştirilen biyokütlenin örneklendiği derinlikte yerleştirilmesini sağlayın.Bir saat sonra, şişeleri içeren her zinciri tekneye dikkatlice çekerek oksijen konsantrasyonunu tekrar ölçün. Oksijen değerinin okunması daha önce gösterildi ve numunelerin tekrar suya indirilmesi. Tüm ölçümleri tamamladıktan sonra, numuneleri kuluçka şişelerinden çıkarın ve taş gibi sert bir maddenin yüzeyinde yetişen mikrobiyal paspası diş fırçası veya küçük bir bıçakla fırçalayın, ardından içeriği plastik şişelere aktarın.Zaman içinde oksijen konsantrasyonundaki artış, hem kontrolde hem de ışığa maruz kalan numune şişelerinde net ekosistem verimliliğini gösteren belirgindir. Bununla birlikte, mikrobiyal mat numuneleri içeren şişelerde artış eğimi önemli ölçüde daha yüksektir. Karanlık şişelerde zamanla oksijen konsantrasyonundaki değişim, ototrofik ve heterotrofik solunumun toplamıdır.Bu durumda, kontrol şişesindeki oksijen konsantrasyonunun eğimi sıfırdan önemli ölçüde farklı değildir. Solunum hızlarını net ekosistem verimliliğinden çıkarmak, brüt ekosistem verimliliği oranlarını verir ve veriler tanıma iyi uymaktadır. Bu yöntemin pratik bir uygulaması, bitki örtüsü mevsimi boyunca perifitik topluluğun brüt ekosistem verimliliğini gösteren üç madencilik sonrası göl alanlarında elde edilmiştir.Su altındaki biyokütle örnekleme işlemi sırasında, numuneler eklendikten sonra kapatıldıktan sonra inkübasyon şişelerinin içinde hava kabarcıklarının sıkışıp kalmamasını sağlamak önemlidir. Bu prosedürü kullanarak, su kütlesi ile uygun büyüklükteki herhangi bir organizma veya organizma topluluğu arasındaki oksijen değişimini ölçmek mümkündür. Bu yöntem, doğal durumu mümkün olduğunca yaparak seçilen organizmanın yıl boyunca birincil üretkenliğini yerinde incelemeye izin verir, böylece tüm yaşam karbon metabolizması için göreceli önemi hakkında daha iyi bir fikir verir.

Research

JoVE Journal

Environment

A Low-Cost Method of Measuring the In Situ Primary Productivity of Periphyton Communities of Lentic Waters

Determination of Microbial Extracellular Enzyme Activity in Waters, Soils, and Sediments using High Throughput Microplate Assays

Yüksek Verimli Mikroplate Tahliller kullanarak Waters, Topraklar ve tortulları Mikrobiyal Ekstrasellüler Enzim Aktivitesi Belirlenmesi

Much of the nutrient cycling and carbon  processing in natural environments occurs through the activity of extracellular  enzymes released by ...

A Noninvasive Method For In situ Determination of Mating Success in Female American Lobsters (Homarus americanus)

A Noninvasive Method For In situ Determination of Mating Success in Female American Lobsters Homarus americanus

A Noninvaziv Yöntemi<em&gt; In situ</em&gt; Kadın American Istakoz&#39;ların çiftleşme Başarı (Belirlenmesi<em&gt; Homarus americanus</em&gt;)

Despite being one of the most productive fisheries in the Northwest Atlantic, much remains unknown about the natural reproductive dynamics of American ...

Quantification of Heavy Metals and Other Inorganic Contaminants on the Productivity of Microalgae

Ağır Metal ve Mikroalglerden Verimlilik Diğer İnorganik Bulaşanlar Kantitasyonu

Increasing demand for renewable fuels has researchers investigating the feasibility of alternative feedstocks, such as microalgae. Inherent advantages ...

Clean Sampling and Analysis of River and Estuarine Waters for Trace Metal Studies

Temiz Örnekleme ve Eser Metal Çalışmaları Nehri ve haliç Waters Analizi

Most of the trace metal concentrations in ambient waters obtained a few decades ago have been considered unreliable owing to the lack of contamination ...

Pretreatment of Lignocellulosic Biomass with Low-cost Ionic Liquids

Düşük maliyetli İyonik Sıvılar ile Lignoselülozik Biyokütle tedavi öncesi

A number of ionic liquids (ILs) with economically attractive production costs have recently received growing interest as media for the delignification of ...

Extraction of Organochlorine Pesticides from Plastic Pellets and Plastic Type Analysis

Plastik Peletlerden Organochlorine Pestisitlerin Çıkarılması ve Plastik Tipi Analizi

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment ...

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus (Murayama), Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

Measuring the Flight Ability of the Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus Murayama, Using a Low-Cost, Small, and Easily Constructed Flight Mill

Ambrosia Beetle, Platypus Quercivorus (Murayama), ucuz, küçük ve kolayca inşa uçuş Mill kullanarak uçuş yeteneği ölçme

The ambrosia beetle, Platypus quercivorus (Murayama), is the vector of a fungal pathogen that causes mass mortality of Fagaceae trees (Japanese oak wilt). ...

A Flexible Low Cost Hydroponic System for Assessing Plant Responses to Small Molecules in Sterile Conditions

Küçük moleküllere steril koşullarda bitki yanıt-e doğru değerlendirmek için Hydroponic sistemi esnek bir düşük maliyetli

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for ...

Construction of a Compact Low-Cost Radiation Shield for Air-Temperature Sensors in Ecological Field Studies

Kompakt düşük maliyetli radyasyon kalkanı yapımı Hava sıcaklık sensörleri ekolojik alan çalışmaları için

Low cost temperature sensors are increasingly used by ecologists to assess climatic variation and change on ecologically relevant scales. Although ...

Construction of a Low-cost Mobile Incubator for Field and Laboratory Use

Ucuz mobil kuluçka makinesi inşaat alanı ve labaratuar kullanımı için

Incubators are essential for a range of culture-based microbial methods, such as membrane filtration followed by cultivation for assessing drinking water ...