We thank Kent J. Bradford and his students at the UC Davis Seed Biotechnology Center for recording seedling emergence data.

1. הכנת המרחצאות ולוח במחזור <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רוכש שתי אמבטיות במחזור עם מאגרים לשאוב לפחות 10 ליטר / דקה לשלוט בטמפרטורה בכל קצה של שולחן thermogradient. הערה: קישור אחד של האמבטיות במחזור חייבים לקרר את המאגר בעוד הצורכים האחרים רק כדי לחמם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק במחזור אמבטיות לוודא המסננים והמאגרים שלהם נקיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לזהות את המיקום של השולחן ואמבטיות. מקם את האמבטיות מתחת לשולחן כל עוד המשאבה יכולה מחזור הזורם דרך בטבלה לעיל. מניח את טבלת השיפוע בגובה נוח להסיר מכסים להגיע לכל העמדות על פני השטח. הערה: המיקום של הטבלה ואמבטיות חייב להיות מאוורר היטב, ללא לטמפרטורות קיצוניות, יחסית אבק חינם, ויש להם גישה מעגלים חשמליים לשלטון האמבטיות ומערכת תאורה מספקת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממלא כל אמבטיה לחלק העליון של טנק המאגר עם תערובת של מים לרדיאטור (1: 1יחס) כדי לשפר את חילופי החום ולמנוע הקפאה. הערה: ריכוז של נוזל לרדיאטור תלוי במפרט אמבטיה וטמפרטורת הפתרון. ריכוזים גבוה נוזל לרדיאטור אינם נדרשים אלא אם טמפרטורות קפוא נוצרות. נוזל לרדיאטור טהור עלול לגרום נזק משאבות באמבט מים מסוימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את פתחי הכניסה שקעים של אמבטיות עם צינורות גמישים לצינורות לשקע כניסת על השולחן, בהתאמה, כדי ליצור דפוס זרימה רציפה בשני קצוות מנוגדים חמים וקרים של הטבלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בצינור פלסטיק גמיש עבה חומה עם קירות קשיחים כי אין אפשרות להרחיב תחת לחץ או שריטה כאשר מכופפים. השתמש בורג צווארון, מלחציים צינור בבית איגודי הצינור לשמור על זיקת טפטוף ללא כשהמערכת שורר לחץ. עוטף את צינורות זרימה עם בידוד צינור קצף כדי להפחית החלפת חום עם הסובב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם התפסים פתוחים, להפוך לרגע על המשאבות המחזוריות לבדוק אם קיימים דליפה בצינור שהתמוטטשעשוי להפחית את הזרימה. התאם מלחציים בורג אם דליפות להתרחש. בדקו גופי תאורה על מנת להבטיח שהם פועלים כראוי. </li></ol> 2. הכנת הטבלה לניסויים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הקו התחתון של הטבלה thermogradient בין gussets עם חומר הידרופילי כגון שטיחים נימי החממה, מגבות נייר, או עיתון nonglossy להפיץ מים בצורה שווה יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא את הטבלה באופן אחיד עם תקשורת גוברת מתחת או אפילו עם צמרות gussets. ארוז את התקשורת גדל בחוזקה מספיק כדי להסיר כיסי אוויר שמפריעים איזון הטמפרטורה. הערה: אדמת מולדת יכולה לשמש גם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עם כניסת השולחן שסתום צינור מוצא הפתוח, להפעיל את האמבטיה במחזור ידי הגדרת אמבטיה אחד לטמפרטורה 5 מעלות צלזיוס מתחת ואת האמבטיה היריבה לטמפרטורה 5 מעלות צלזיוס מעל המינימום ואת הטמפרטורה רצויה מקסימאלי (5 עד 40 ° C), בהתאמה, לתת דין וחשבון על הפסד ורווח חום במהלך מחזור. monitor אמבטיות המאגר ולהוסיף תערובת של (אתילן גליקול) מים לרדיאטור לפי צורך כאשר הרמות לנפול כפתרון במחזור ממלא את הצינורות בטבלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם טמפרטורות באמבטיה עד טמפרטורות התקשורת הגדלות הרצויות (5 עד 40 מעלות צלזיוס או טמפרטורות ניסוי רצויות אחרות) מושגים על שולחן השיפוע. ההערה: הטמפרטורה המדויקת מושגת בתהליך איטרטיבי של מדידת טמפרטורת תקשורת גדלה והתאמת האמבטיות עד בטמפרטורות התקשורת גדלו רצויות ידו מעבר לשולחן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> dataloggers טמפרטורת מקום שהוצבו בנקודות שונות על השולחן כדי להקליט את הטמפרטורות של תקשורת או האדמה גדלה במהלך ניסוי. Dataloggers המומלץ דומה בגודלן לסוללת רקיק עגול מיניאטורי. עוטף את dataloggers ב Parafilm כדי למנוע ניזקי מים ומקום בעמדות ניסיוניות בתקשורת הגדלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרטיב את התקשורת גדלה באופן אחיד על 70-80% של קיבולת מי החזקה מרביתשל התקשורת. קרקעות מרטיבות לנהל חום ביעילות רבה יותר בין gussets. הערה: מים נוטים להתאדות במהירות רבה יותר מהקצה החם של השולחן, כך יותר יישומים תכופים עשויים להידרש להחליף הפסדים אויר. יכולת ספיחת מים מרבית הוא כמות המים עודפת בתקשורת גדלה לאחר רוויה וניקוז מים כביד עבור 2 ימים באמצעות מכולה עם תחתית מחוררת. תכולת הלחות נקבעה gravimetrically לפני ואחרי ייבוש בתנור ב 105 מעלות צלזיוס למשך 72 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר השולחן כדי לאזן במשך 24 שעות על מנת להבטיח את הטמפרטורה הרצויה (5 עד 40 ° C) הם הגיעו ברחבי לפני תחילת ניסוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הטה את השולחן על ידי התאמת הרגליים בכל פינה עד מורדות השולחן מאוד מעט לכיוון הפינה עם לטמיון. זה מסיר לחות עודפת, מונע כתמים רטובים על השולחן, ומעודדת תכולת לחות מדיה אחידה. מניחים במיכל מתחת לטמיון לתפוס נגר. </li><li&gt; זרעי צמח מצעי גידול ומים יומיים או לפי צורך כדי לשמור על תקשורת לחה. הערה: כדוגמה כיצד בדיקות נביטה עשוי להתנהל, שתלנו 25 זרעי עגבניות (. Solanum lycopersicum ל cv מקרא), מלון (Cucumis Melo cv חאלס Best ג&#39;מבו.), חסה (Lactuca sativa L. cv שחור וזרועה. סימפסון), שיבולת שועל (Avena Sativa ל cv Swan) 2 ס&quot;מ עמוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספירת השתילים הגיח יומי לחשב ממוצע זמן הופעתה פי המשוואה: &#160; Σ (n i XT i) MTE = ------------- Σ (n i) הערה: כאשר n <sub&gt; אני הוא מספר הזרעים יצאו בזמן t i; t הוא מספר הימים מתחילת הופעתה; ו Σ n i הוא מספר כולל של זרעים יצאו. </li></ol> 3. הפעלת לוח Thermogradient <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר התאמת האמבטיות אל הטמפרטורה הרצויה, להחליף את שני כיסויי שולחן thermogradient, עפעפי הגיליון פנימיים-אקרילי השקופים וכן פוליוויניל כלוריד משמעותי יותר (PVC) מכסה מבודד עם קלקר, כדי להקיף את השולחן. שני צידי העטיפה במקום לספק את תכונות בידוד הטובות ביותר כדי להפחית חום אובדן מים במהלך הבדיקה. הערה: אם אור הסביבה או תאורת עזר מותקן מעל השולחן, רק את המכסה הפנימי ניתן להשתמש כדי להעביר אור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מסירים את המכסה החיצוני לבדוק את השולחן באמצעות פנים העפעפיים-אקריליק. מסיר את המכסה הפנימי זמנית להוסיף תשומות מים או אחרים, טמפרטורת מחאה, או נתוני שיא. הערה: בטמפרטורות גבוהות יותר, מים מתאדים במהירות אדמה לחה גondenses על החלק התחתון של המכסה הפנימית כי השטח הוא קריר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צג המערכת מקרוב במהלך ניסויים להפסקות חשמל, תקלות אמבטיה, הדלפות, או תנודות יתר בטמפרטורות שולחן. לבדוק את מפלס אמבטיה המאגר ומדי פעם להוסיף נוזל להחליף הפסדים אויר. </li></ol>

<ol>
	<li>Chatterton, N. J., Kadish, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+temperature+gradient+germinator.">A temperature gradient germinator.</a> Agron. J. 61 (4), 643-644 (1969).</li><li>Clegg, M. D., Eastin, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Thermogradient+generating+sand+table.">A Thermogradient generating sand table.</a> Agron. J. 70 (5), 881-883 (1978).</li><li>Evans, R. A., Young, J. A., Henkel, R., Klomp, 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+low+temperature-gradient+bar+for+seed+germination+studies.">A low temperature-gradient bar for seed germination studies.</a> Weed Science. 18, 575-576 (1970).</li><li>Grime, J. P., Thompson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+apparatus+for+measurement+of+the+effect+of+amplitude+of+temperature+fluctuation+upon+the+germination+of+seeds.">An apparatus for measurement of the effect of amplitude of temperature fluctuation upon the germination of seeds.</a> Annals of Botany. 40 (4), 795-799 (1976).</li><li>Halldal, P., French, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Algal+growth+in+crossed+gradients+of+light+intensity+and+temperature.">Algal growth in crossed gradients of light intensity and temperature.</a> Plant Physiol. 33 (4), 249-252 (1958).</li><li>Thompson, K., Whatley, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+thermogradient+apparatus+for+the+study+of+the+germination+requirements+of+buried+seeds+in+situ.">A thermogradient apparatus for the study of the germination requirements of buried seeds in situ.</a> New Phytologist. 96, 459-471 (1984).</li><li>Bergman, T. L., Incropera, F. P., Lavine, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fundamentals of Heat and Mass Transfer. , (2011).</li><li>McLaughlin, N. B., Bowes, G. R., Thomas, A. G., Dyck, F. B., Lindsay, T. M., Wise, 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=A+new+design+for+a+seed+germinator+with+100+independently+temperature+controlled+cells.">A new design for a seed germinator with 100 independently temperature controlled cells.</a> Weed Research. 25, 161-173 (1985).</li><li>Webb, D. M., Smith, C. W., Schulz-Schaeffer, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amaranth+seedling+emergence+as+affected+by+seeding+depth+and+temperature+on+a+thermogradient+plate1.">Amaranth seedling emergence as affected by seeding depth and temperature on a thermogradient plate1.</a> Agron. J. 79 (1), 23-26 (1987).</li><li>Welbaum, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Vegetable Production and Practices. , (2015).</li><li>Swoboda, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Environmental influences on subterranean termite foraging behavior and bait acceptance. , (2004).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

שולחנות Thermogradient שימשו במשך שנים רבות לביצוע ניסויים זרע הנביטה בעיקר במיכלים רדודים על פני טווח של טמפרטורות בו זמנית. עם זאת, הטמפרטורות ניסיון מוגבלות פני השולחן כך עומק בקרת טמפרטורה מוגבל. פרוטוקולי בדיקות זרע שנערכו על שולחנות שיפוע מסורתיים לסיים עם הופעתה radicle על מצע נייר בצלחות פטרי או מכולות שטוחות אחרות ולא לבדוק מציאותי שתיל הופעתה וצמיחה כפי שהיה קורה בקרקע באופן טבעי. היום חברות זרעים לעתים קרובות רוצות להעריך און זרעים (היכולת לנבוט תחת פחות תנאים אופטימליים) באמצעות בתנאי שטח מדומה כי מגדלים ייתקלו סבירים לאחר שתילה. בדיקות קרקע גם חושפות זרעים פטרייתי ולחצי מחלה חיידקית אינו תופעה שכיחות בדיקות נביטת מעבדה סטנדרטיות על תקשורת soilless. כאשר הקרקע ממוקמת על השולחן הלא gusseted שטוח, וריאציות גדולות של 5 ºC או יותר אנחנומחדש לא נדיר בין עמדות אדמת הפרופיל ומשטחי שולחן (תוצאות לא פורסמו). שולחן שיפוע חד ממדי עם gussets פותח כדי לשפר בקרת טמפרטורה אנכית כך אדמת שיכולה לשמש בבדיקות נביטה וניסויים אחרים בם שליטה מדויקת של טמפרטורת קרקע היא קריטית. Gussets להגביל קרקע או מדיה סינטתית גוברת וטמפרטורת שליטה לעומק. Gussets הוא אלומיניום, החומר זהה השולחן, וכאשר מרותכים בניצב לפני השטח שהם מספקים בקרת טמפרטורה של המרחב בין על ידי העברת חום מוליך. Gussets יכול להיות מכוון לאורכו של השולחן או לרוחבה מעבר לשולחן. עיצובי שניהם לבצע באופן דומה אך האורינטציה לעיטור לרוחבה נוחה, כי את החלל בין gussets עשוי לשמש טמפרטורה יחידה ניסיון כאשר השיפוע הותאם כראוי. אוריינטציה אופקית מאפשר יחידות ניסיוני (זרעים בדוגמה זו) כדי להיות במרווחיםלחצות את השולחן בשורה אחד ליד השני. מרווח לעיטור יכול להיות מגוון רק במהלך הייצור בגלל gussets מרותך במיצוב מקום כל כך אלטרנטיבה לא ניתן לבדוק פעם בניית שולחן הושלמה. מרווח לעיטור של 10.9 סנטימטרים נבחר כדי להתאים מכולות רדודות לעתים קרובות המשמשות לבדיקות זרע בנוסף אדמה. המרווח לעיטור Closer עשויה לספק בקרת טמפרטורה טובה יותר אבל יגביל את סוגי המכולות, שניתן להשתמש בהם על השולחן. הטמפרטורה והלחות של התקשורת גדלה בטבלת thermogradient חייבים להיות פיקוח מתמיד על מנת להשיג את תנאי ניסוי הרצויים. לפני השתילה, האמבטיות המחזוריות צריכות להיות מוגדרות מעט מתחת למינימום הרצוי ומעט מעל טמפרטורות מקסימום מ מותאמת עד הדגימות הגיעו טמפרטורות הניסוי הרצויות. כ -24 שעות צריכות להיות מותרות על הדגימות כדי תרמית לאזן עם שולחן השיפוע. תכולת הלחות של הדואר מצעי גידול צריכות להספיק (70-80% של קיבולת שדה) עבור נביטת זרעים או תהליכים ביולוגיים אחרים כדי להמשיך. בידוד השולחן והמכסים כפולים להפחית תנודות טמפרטורה ומי אידוי כאשר במקום. התוצאות בטבלה 1 ולהשוות גידול שתיל של 4 מינים בטמפרטורות שונות. הצמיחה של זרעי מלון ועגבניות החלה בשעה 15 ° C ו- מונבטים היטב ב 40 מעלות צלזיוס להסביר מדוע הם מאופיינים חם לעונה יבולים 10. בניגוד לכך, חסה מונבטת מיטב בטמפרטורות נמוכות. זרע שיבולת שועל מונבטים על פני טווח רחב של טמפרטורות מאשר מינים אחרים (טבלה 1). בעוד תוצאות דומות ניתן להשיג באמצעות סדרה של תאי גידול סדרת ניסויים מתואמים, העיצוב לעיטור מאפשר הוא נביטה וצמיחת שתיל כדי להשוות על פני טווח של טמפרטורות קרקע בו זמנית. קרקעות בתחום אחרות או גדלתקשורת עשויה להיות תחליף לדמות מגוון של תנאי שטח. טיפולים מיקרוביאלית או כימיים, משטרים דשנים, מתח בצורת, וריאציות בסביבת אור ניתן להטיל על פני טמפרטורות על שולחן השיפוע. Dataloggers הקטנה נרשמה טמפרטורה בתפקידים שונים על השולחן. נתוני טמפרטורות הראו, טמפרטורות אחידות יחסית באמצע השולחן עם וריאציה יותר, במיוחד בסוף החמים. מיצוב חוטבי עצים במגע עם משטח השולחן חשוף לאוויר על פני הקרקע מודגשת סביר הקצוות. טמפרטורות שנרשמו במיקום המרכז היו כנראה יותר מעידות על תנאי קרקע בתפזורת. לדוגמא, זרע שנזרע באדמה על שולחן השיפוע בין gussets לדמות נטיעת שדה ייחשף רק טמפרטורת קרקע בתפזורת ולא דרך האוויר או דרך טמפרטורת פני שולחן. תכולת הלחות והמרקם של אדמה ממלאת תפקיד בקביעה בטמפרטורות שולחן. אם האדמת דואר יבשה, במרחבים אוויריים להתנגד לשינוי טמפרטורה אינו מוליכים ביעילות חום מן gussets. באדמה לחה יש כמה מקומות אוויר ומים נוזליים יותר לנהל חום ביעילות דרך פרופיל האדמה. בניסוי זה, קרקע נשמרה ב 70 עד 80% של יכולת ספיחת מים המקסימלית שלה אבל תכולת מים גבוהה יותר עשויה צמצם וריאצית טמפרטורת קרקע. יש חול כמו נקבוביות גדולות פחות מ קרקעות עם חומר אורגני גבוה וכך יהיה צפוי לספק בטמפרטורות אחידות יותר. ציינו כי היו הבדלים גדולים יותר טמפרטורת קרקע בסוף החם של השולחן לעומת הסוף הקר. הסבר אפשרי אחד טמון בחלוקת הלחות מעבר לשולחן. לחות נוטה להישמר הסוף הקר, ואילו הקצה החם נוטה להתייבש בגלל הפסדי אוויר גדולים. מאז מים מסייעי חום התנהגות, חשוב כי תכולת הלחות של הטבלה להיות אחיד ככל האפשר. אל ווב et. 9 השתמשו blottאה נייר לנהל מים על פני שולחן thermogradient דרך פעולה נימי, בעוד עיתון עבד גם אלטרנטיבה זולה יותר בטבלת thermogradient gusseted. למרות gussets היו מרופד בנייר הידרופילי להוסיף הפצה לחה, שמירה הוא מגניב קצוות חמים אחיד רטוב הוא מאתגר. אידוי מהיר בטמפרטורות גבוהות מתרחש על כל עיצובי שולחן השיפוע. עיבוי הוא לעתים קרובות בעיה כאשר ניסויים מיכל נערכים על שולחן שיפוע בטמפרטורות הרבה מעל הסביבה כי החלק התחתון של המיכל הוא חם יותר מאשר העליון גרימת מים לאסוף בצד הפנימי של המכסה קריר. בניסויים אדמה על השולחן gusseted, המים מתאדים מן שכבות הקרקע העליונות באוויר מעל בטבלה gusseted. אם הקרקע רטובה מאוד, הפסדים אויר בסוף החם של השולחן עשויים להתעבות על המכסה פנימי-אקריליק הקריר. נוח חתיכות הדוקות של אקריליק או בידוד פוליסטירן ישירly על גבי gussets ממזער החליפין אדי עם המרחב האווירי מעל השולחן שמירה על הקרקע יותר אחיד לח טמפרטורה קבועה (מידע לא מוצג). כאשר השולחן היה מכוסה בידוד פוליסטירן, וריאציה הטמפרטורה היתה רק מ -1 ל -2 מעלות צלזיוס דרך הפרופיל אדמה על טמפרטורה קיצוניים (מידע לא מוצג). עם זאת, בידוד פוליסטירן מונע שתילים מפני מתעוררים ויש להסירן לאחר השעה הראשונית של דגירה לצמיחה מנתחת. פתרון נוסף כדי למנוע התייבשות מהירה של קרקעות חמות הוא להוסיף מים יותר מעדיפים עד הסוף החם כדי לפצות על הפסדים אויר. יד השקיה היא בעייתית משום המכסים חייבים להיות מורחקים כרכים שבבקשה פחות מדויקים. קרינת מיקרו השקייה יכול להיות מתוכנן על שולחן שיפוע ויכול להיות מותאם ליישם מועדף יותר מים עד הסוף חם. יש שולחנות Thermogradient את הפונקציונליות ואת פוטנציאל לשמש תאי גידול חלופיים. when היא האמבטיות נקבעות אותו הדבר, השולחן equilibrates לטמפרטורה ניסיונית אחת עבור יישומים בם שיפוע אינו נדרש. תנודות יום ולילה אור והטמפרטורה יכולות גם להיות מדומה באמצעות אמבטיות לתכנות במחזור LED לגדול אורות. אכלוס הצד הפנימי של העפעפיים עם LED לגדול אורות יכולים להגדיל עוצמת תאורה. הנורית לגדול אורות קלט חום מינימאלי למערכת ולא להפריע השיפוע משום שטמפרטורות אדמה דומות נרשמו עם אורות לסירוגין (מידע לא מוצג). התוספת של אורות מאפשרת גידול צמחים ובקרה סביבתית גבוהה יותר. שולחנות Thermogradient שימשו בעיקר על ידי תעשיית הזרעים ללימודי הנביטה בעבר, אך יישומים רבים אחרים אפשריים. התנהגות חרקים נחקרה על שולחן שיפוע לקבוע Optima הטמפרטורה של התנהגויות מסוימות 11. קרח אפשר להקפיא על משטח שולחן שיפוע לתופעות בדיקות בזמן t הקפואemperatures (מידע לא מוצג). חילוף גזים בין האדמה והאווירה, כולל אבולוצית פחמן דו חמצני, אפשרי על שולחן שיפוע gusseted על תכני מים שונים, תשומות אדמה, וטמפרטורות. לימוד השפעות של התפתחות חיידקים ופטריות בסוגים שונים של מדיה על פני טווח של טמפרטורות אפשר גם עם מערכת זו ניסיוני.

שולחנות Thermogradient אינם חדשים והשימוש בם דווח בספרות על פני כמה עשורים 1-6. שולחנות מוקדם פותחו לכאורה לבדיקת נביטת זרעים במעבדה לעתים קרובות על מצע נייר על פני טווח רחב של טמפרטורות בניסוי יחיד (איור 1). ישנם עיצובים שונים של טבלאות thermogradient אבל אחד מורכב הנפוצה ביותר של יריעת המתכת מלבנית עבה יחסית, לעתים קרובות אלומיניום לעמידות בפני הקורוזיה שלה, עם לולאה של צינור מרובע המרותך לתחתית בקצוות מנוגדים. צינורות פלסטיק לחבר את צינורות מגשי דואר נכנס לשקע שולחן הטמפרטורה המבוקרת, במחזור אמבטיות בשאיבת הנוזל המקורר ומחומם בצינורות על קצוות מתחת לשולחן. הצינור מוליך בדרך כלל נוזל, תערובת מים לרדיאטור (אתילן גליקול), כדי למנוע הקפאה אם ​​המערכת היא להיות מופעלת ליד או מתחת בטמפרטורות מקפיאות. עיצוב נוסף הוא לרתך רצועות מתכת יחד כדי creאכל היא מיכל לאגירת נוזלים בכל קצה של הטבלה עם מפרצונים שקעים עבור זרימת פתרונות חמים וקרים בכל קצה. המרחצאות במחזור ניתן למקם על הרצפה מתחת לשולחן או על שולחן לצד זה נפרד. שולחנות thermogradient חשמליים עם סלילי חימום ו / או מודולים קירור פלטייה נבנו אך עלות הגבוהה, אתגרי יצירת טמפרטורות נמוכות עקביות, ובעיות אמינות מנעו שימוש מסחרי נרחב 8. העיצובים הנוזלים במחזור פסיבי ליצור שיפוע חד ממדי באמצעות הולכה תרמית. אם לוחית אלומיניום הוא של צורה אחידה ועובי ומבודד כראוי, החום זורם באופן אחיד מן החמה עד הסוף קר של שולחן הקמת שיפוע הטמפרטורה חד ממדי רציף, בעקבות החוק השני של התרמודינמיקה 7. שיפוע פני השטח הוא פונקציה של אורך שולחן ההבדלים בין הטמפרטורות סוף. שולחן plumbinגרמתי בדרך כלל הם שוכנו מתחם מבודד עם מכסים עבור גישה. המתחם מבודד השולחן מסביבתה, יצירת שיפוע אחיד על פני השטח עם וריאציה הטמפרטורה מעט. המתחם המבודד יכול להיות נתמך על ידי רגליים או מונח על משטח שטוח כגון שולחן או ספסל. עבור יישומים בהם בקרת טמפרטורה אחידה נדרשת ללא שיפוע, שולחן ניתן להגדיר לייצר תנאים isothermal אם בשני הקצוות מחזור הזורם באותה טמפרטורה. כאשר שולחן השיפוע מתפקד כראוי, צלחות פטרי, שקיות פלסטיק אטומות, מכולות עם תחתית שטוחה, וכו &#39;, ממוקמות על פני השטח טרמו לאזן טמפרטורות השונות (איור 1). הטמפרטורה הניסיונית בכל מיכל תלויה הנאדיות שעשויות להתקיים בין הקנקן לבין משטח השולחן ואת העובי ומאפייני בידוד של כל מכולה. טבלת השיפוע שומרת ביעילות המדגם TEmperatures קרוב לפני השטח, אבל אובדן שליטה מעל פני השטח. היעדר בקרת טמפרטורה אנכית מגביל את סוגי ניסיונות אפשריים על שולחן שיפוע מסורתי. רצועות אלומיניום או gussets נוספו עיצוב שולחן שיפוע המסורתי לשפר בקרת טמפרטורה מעל משטח השולחן. Gussets היו מרותך במרווחים בניצב לפני שטח השולחן. Gussets להקל זרימת חום הסעה אנכית מעל פני שטח השולחן השטוחים. דוגמאות הממוקמות בין gussets, יש משטחים מוסדרי טמפרטורה משלושה צדדי מתן בקרת טמפרטורה יעילה יותר. 2 קלג ו אסטין להציב חול קוורץ על משטח שולחן שיפוע ליצור בקרת טמפרטורה לעומק. גם קלג ו אסטין 2 ניסויים עם הצבת בידוד על גבי השולחן. Et ווב al. 9 להציב צינורות מלאים באדמה על שולחן במאמץ אחיד טמפרטורת שליטה. מדד ת&quot;א החדשיש עיצוב ble דיווחו כאן תשעה 7.6 ס&quot;מ (3 אינץ &#39;) gussets גבוה (רצועות אלומיניום) כי מרותכים אל פני השטח על פני אורך של הטבלה (איור 2). LED גופי תאורה פולט תדרים פעילים photosynthetically מותקנים בצידי השולחן כדי לתמוך בצמיחת שתיל כאשר הוא סגר את השולחן. המתחם המבודד שולחן thermogradient gusseted בנוי של לוחות PVC לבנים כי הם מים, עיוות, ולפצח עמיד. מטרת מאמר זה היא לתאר את עיצוב שולחן שיפוע gusseted החדש יישומים אפשריים.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1179px;" width="1178">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:463px;">Thermogradient table</td>
			<td style="width:257px;">Appalachian Machinge Inc</td>
			<td style="width:176px;"></td>
			<td style="width:283px;">Custom made, gussetted thermogradient table (schematics are included in the manuscript). The aluminum fabrication and welding were peformed by Appalachian Machinge Inc. 5304 State Rd 790, Dublin, VA 24084.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Insulated polymer board cabinet</td>
			<td>TASCO LLC</td>
			<td></td>
			<td>The insulated polymer board cabinet containing the aluminum plate was constructed by TASCO LLC,&#160; 1440 Roanoke Street, Christiansburg, VA 24073&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Blue Hawk Folding Steel Adjustable Sawhorse</td>
			<td>Lowes Home Improvement</td>
			<td>162111</td>
			<td>Model #: 60142 Folding Steel Adjustable Sawhorses</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Circulating Refrigerated water baths or comparable units</td>
			<td>Brookfield Engineering</td>
			<td>TC-550SD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Seeds (200 seeds)</td>
			<td>Johnny&#39;s Selected Seeds</td>
			<td></td>
			<td>Oat, lettuce, tomato, melon seeds from Johnny&#39;s Selected Seeds 955 Benton Ave, Winslow, ME 04901 or any other seed for germination testing,&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Professional 550 Grow Light&#160;</td>
			<td>SolarOasis&#160;</td>
			<td>Pro550</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">ID braided PVC tubing</td>
			<td>United States Plastics Inc.</td>
			<td>60703</td>
			<td>&#160;0.6 m pieces of 200 cm OD, 130 mm (1/2&#34;)&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Super Tech 50/50 Antifreeze/Coolant Pre-Mix</td>
			<td>Walmart</td>
			<td>1012574</td>
			<td>4 liters distilled water-antifreeze (ethylene glycol) mixture</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">WatchDog Data Loggers</td>
			<td>Spectrum Technologies Inc</td>
			<td>Model 100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Parafilm M 4 cm wide</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S37440</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Container Acrylic 5 1/4&#34;x5&#34;x1 3/8&#34; plastic boxes</td>
			<td>Hoffman Manufacturing Inc</td>
			<td></td>
			<td>&#160;Hoffman Manufacturing Inc. 16541 Green Bridge Road, Jefferson, OR&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">1&#34; Collared-screw&#160;</td>
			<td>Global Industrial</td>
			<td>CS16H</td>
			<td>Global Industrial,&#160; 11 Harbor Park Drive, Port Washington, NY&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Collared Screw Worm Gear Hose Clamp</td>
			<td>Global Industrial</td>
			<td>WGB513588</td>
			<td>3/4&#34; - 1-1/2&#34; Clamping Dia. 10-Pack .&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Everbilt Model Foam Pipe Insulation</td>
			<td>Home Depot</td>
			<td>ORP11812</td>
			<td>Internet # 204760805 Store SKU # 1000031792 1 in. x 6 ft.</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Capillary Mat</td>
			<td>Farmtek</td>
			<td>106223</td>
			<td>greenhouse capillary matting - 4&#39; x 100&#39; or alternatively sheets of newspaper</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Sunshine Mix #3</td>
			<td>TerraLink</td>
			<td>3236320</td>
			<td>&#160;3.8 cubic feet compressed bale,SKU: 3236320, Germinating media</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a gusseted thermogradient table to control soil temperatures for evaluating plant growth and monitoring soil processes

Thermogradient tables were first developed in the 1950s primarily to test seed germination over a range of temperatures simultaneously without using a series of incubators. A temperature gradient is passively established across the surface of the table between the heated and cooled ends and is lost quickly at distances above the surface. Since temperature is only controlled on the table surface, experiments are restricted to shallow containers, such as Petri dishes, placed on the table. Welding continuous aluminum vertical strips or gussets perpendicular to the surface of a table enables temperature control in depth via convective heat flow. Soil in the channels between gussets was maintained across a gradient of temperatures allowing a greater diversity of experimentation. The gusseted design was evaluated by germinating oat, lettuce, tomato, and melon seeds. Soil temperatures were monitored using individual, battery-powered dataloggers positioned across the table. LED lights installed in the lids or along the sides of the gradient table create a controlled temperature chamber where seedlings can be grown over a range of temperatures. The gusseted design enabled accurate determination of optimum temperatures for fastest germination rate and the highest percentage germination for each species. Germination information from gradient table experiments can help predict seed germination and seedling growth under the adverse soil conditions often encountered during field crop production. Temperature effects on seed germination, seedling growth, and soil ecology can be tested under controlled conditions in a laboratory using a gusseted thermogradient table.

מכולות רדודות, כמו צלחות פטרי, ניתן למצב על שולחן שיפוע חד ממדי מסורתי כך ההשפעות של טמפרטורות ניסיוני מרובות ניתן להעריך בו זמנית (איור 1). כדי להגדיל את המגוון של יישומי מחקר אפשרי על שולחן thermogradient, 7.6 ס&quot;מ (3 אינץ &#39;) gussets אלומיניום גבוה תפר היו מרותכות לסירוגין בשני הצדדים ולכן כל לעיטור עומד בניצב לפני השטח 10.9 ס&quot;מ (4.2 אינץ&#39;) בנפרד במגע אינטימי עם המשטח (איור 2). בעוד מגוון רחב של spacings לעיטור אפשרי, 10.9 סנטימטרים נבחרו כדי להתאים תיבות ריבוע פלסטיק &quot;כריך&quot; או מכולות בגודל דומות משמשות לעתים קרובות כדי לבדוק נביטה של מיני זרע קטנים או דגימות ביולוגיות אחרות (איור 3). בניגוד שולחן שיפוע שטוח קונבנציונלי, העיצוב לעיטור להכיל קרקעות וחומרים פריכים אמורפי אחרים עבור טמפרה מבוקרתניסויי ture. כדי להסיר את עודפי המים, חור הניקוז הוקרן ומסוננים נבנה לאחת הפינות. Shims או &quot;רגליים&quot; בכל פינה ניתן לכוונן כדי להטות את השולחן כדי להקל ניקוז הכבידה. פער קטן בין הקצוות לעיטור ואת מחוץ השולחן מאפשר למים לזרום לאורך צד אחד כדי לטמיון בפינה. טמפרטורות קרקע נמדדו תוכן לחות קרקע 70-80% לאחר האמבטיות נפוצו בטמפרטורה קבועה למשך 24 שעות עם המכסים במקום (איור 4). וריאצית הטמפרטורה הנמדדת לאחר תקופת איזון 12 שעות בארבע עמדות שונות מעבר לשולחן הייתה 0.4 מעלות צלזיוס או פחות (איור 4). וריאצית טמפרטורות אדמת הפרופיל נמדדו בשלושה במעמקי אדמה הייתה גדולה על הקצוות. בטמפרטורת יעד של 13 מעלות צלזיוס, dataloggers להציב על משטח האלומיניום בין gussets רשם ממוצע של 11.0 ± 0.0 מעלות צלזיוס. חוטבי עצים placed על פני הקרקע בממוצע 13.5 ± 0.1 מעלות צלזיוס. טמפרטורת הקרקע הממוצעת הכוללת בכל שלוש הרמות עבור טמפרטורת היעד של 13 ° C הייתה 12.3 ± 0.1 מעלות צלזיוס. בטמפרטורת יעד של 18 מעלות צלזיוס, הטמפרטורה הממוצעת לאורך אדמת הפרופיל הייתה 19.1 ± 0.1 מעלות צלזיוס. וריאציה בטמפרטורת היעד של 23 ° C הייתה גדולה יותר ב 18 ° C עם ממוצע של 23.8 ± 0.2 מעלות צלזיוס. בטמפרטורה הקיצונית האחרת, 29 ° C, טמפרטורת פני שטח אלומיניום השולחן הייתה 30.8 ± 0.2 מעלות צלזיוס בעוד טמפרטורת קרקע המשטח הייתה 25.7 ± 0.4 מעלות צלזיוס. טמפרטורת הקרקע הממוצעת הכוללת ב 29 ° C הייתה 28.2 ± 0.3 ° C (איור 4). מיני זרע יכולים להיבדק לטמפרטורות הנביטה וצמיחת שתיל האופטימליות שלהם על שולחן thermogradient עם gussets. עגבניות ומלון, הוא גידולים חם לעונה נחשבת, מונבטים על טווח שבין 14.1 ל -40.2 ° C (טבלה 1, איור 3). מערכי LED רכובים על עפעפי השולחן ו / או צדדים פולטים הספקטרום פוטוסינתטיים המאפשרים לצמחים לצמוח באדמה בטמפרטורות אדמת ניסיוני כאשר השולחן מוקף (איור 3). צמיחת שתיל אופטימלית עגבני אירעה בשעת 29.6 ° C עם אחוז הופעתה של 100% וכן זמן ממוצע עד הופעתה של 5.3 ימים (לוח 1, איור 5). הופעתה הייתה איטית בטמפרטורות אחרות. לקבלת אבטיח, אחוז הופעתה האופטימלי היה 96% ולהתכוון זמן הופעתה היה 5.1 ימים הם על 24.7 מעלות צלזיוס (טבלת 1). שניהם חסו שיבולת שועל נחשבים גידולים מגניב עונה. זרעי שיבולת שועל מונבט על טווח שבין 5.1 כדי 40.2 מעלות צלזיוס סוג הרחב ביותר של כל זרע הנבדק (טבלה 1, איור 5). עבור שיבולת שועל, אחוז הופעתה הגבוה ביותר היה 100% על 24.7 מעלות צלזיוס ואת הופעתה המהירה ביותר הייתה 3.4 ימים 29.6 מעלות צלזיוס (טבלת 1, <stרונג&gt; איור 5). לקבלת חסה, הופעתה נצפתה על פני טווח של 5.1 כדי 29.6 מעלות צלזיוס. לקבלת חסה, אחוז הופעתה הגבוה ביותר היה 100% על 24.7 מעלות צלזיוס ואת הופעתה המהיר ביותר היה 3.4 ימים 29.6 מעלות צלזיוס (טבלה 1). <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/54647/54647fig1.jpg" /> איור 1: שולחן מסורתי שטוח thermogradient עם המכסים המבודדים סיר אבל עם מכסה אקריליק פנימי מכסה ½ שולחן השפעות בדיקות עיצוב השולחן שטוח המסורתיות של טמפרטורה על דגימות במיכלים רדודים.. בקרת טמפרטורה של שיפוע אובד במהירות במרחקים מעל פני מאחר ואין מחסום ערבוב אוויר. ניסויים הדורשים טמפרטורה עקבית עומק אינה מתאימה באמצעות עיצוב זה. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54647/54647fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג לה</a>גרסת rger של נתון זה. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/54647/54647fig2.jpg" /> איור 2: תרשים סכמטי של צלחת thermogradient עם gussets gussets לפעמים דקירות מחט מרותך longitudinally מעבר לשולחן בניצב לפני השטח.. לחץ כבד באחת הפינות מסיר את עודפי המים. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54647/54647fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/54647/54647fig3.jpg" /> איור 3:. מואר שולחן thermogradient עם gussets מלא באדמה, טפש, ומכלים לניסויי נביטת זרעי השיפוע בלוח זה להגדיר משמאל (הסוף חם) לימין (סוף קר). אמנם העיצוב לעיטור פותחה לשימוש באדמה, מכולותניתן למקם בין gussets עבור ניסויים עם דגימות קטנות. מפעל LED לגדול אורות עשויים להיות מותקנים בתוך העפעפיים או בפריפריה פולטת תדרי photosynthetically פעילים לאפשר לצמחים להיות מבוגרים בתוך המארז. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54647/54647fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/54647/54647fig4.jpg" /> איור 4. קריאות טמפרטורת מעמדות קרקע שונות על שולחן thermogradient gusseted. אוגרי טמפרטורה הונחו באדמה מעבר לשולחן הקיר השמאלי, מרכז שמאל (20 סנטימטרים מהקיר השמאלי), מרכז ימין (40 סנטימטרים מהקיר השמאלי) , ובבית באמצע הקיר הימני בין gussets. מיצוב תחתי לוגר טמפרטורה היה קרוב לפני שטח שולחן אלומיניום 8 סנטימטרים מתחת העליון של הקרקע תוך מיקום המרכז היה approximatאיליי 4 ס&quot;מ מתחת לאדמה. אוגרי טמפרטורה מונחים על גבי האדמה נחשפו. ערכים מעל ברים לציין את הטמפרטורות הממוצעות הכולל ± שגיאת התקן של הממוצע (n = 72). <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54647/54647fig4large.jpg" target="_blank">נא ללחוץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 5" src="/files/ftp_upload/54647/54647fig5.jpg" /> איור 5:. שתילים של שיבולת שועל ועגבנייה גדלו במשך 14 ימים על thermogradient שולחנות על טווח טמפרטורות של 5 עד 40 ° C התמונה ממחישה כיצד נביטה וצמיחת שתיל של מינים רבים ניתן להעריכם קרקע בו זמנית על פני טווח של טמפרטורות בתוך ניסוי בודד כדי לדמות בתנאי שטח. תמונות למעלה (שמאל וימין) להראות את טבלת thermogradient כאשר צפו אנכי. תחתון (שמאל וימין) תמונות מראות את שולחן הכיוון אופקי. Alcohoמדי חום l הונחו באדמה לפקח בטמפרטורות במהירות לאורך הניסוי. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td rowspan="2"> טמפרטורת יעד </td><td rowspan="2"> הטמפרטורה הנמדדת </td><td colspan="2"> עגבנייה </td><td colspan="2"> מֵלוֹן </td><td colspan="2"> חַסָה </td><td colspan="2"> שיבולת שועל </td></tr><tr><td> EM † </td><td> MTE †† </td><td> EM </td><td> MTE </td><td> EM </td><td> MTE </td><td> EM </td><td> MTE </td></tr><tr><td> מעלות צלזיוס </td><td> מעלות צלזיוס </td><td> % </td><td> ימים </td><td> % </td><td> ימים </td><td> % </td><td> ימים </td><td> % </td><td> ימים </td></tr><tr><td> 5 </td><td> 5.1 </td><td> 0 </td><td> 0.0 </td><td> 0 </td><td> 0.0 </td><td> 78 </td><td> 11.4 </td><td> 46 </td><td> 12.7 </td></tr><tr><td> 10 </td&gt; <td> 8.7 </td><td> 0 </td><td> 0.0 </td><td> 0 </td><td> 0.0 </td><td> 92 </td><td> 7.5 </td><td> 58 </td><td> 12.5 </td></tr><tr><td> 15 </td><td> 14.1 </td><td> 100 </td><td> 10.8 </td><td> 16 </td><td> 13.8 </td><td> 68 </td><td> 5.9 </td><td> 96 </td><td> 7.2 </td></tr><tr><td> 20 </td><td> 19.8 </td><td> 100 </td><td> 7.2 </td><td> 84 </td><td> 7.5 </td><td> 66 </td><td> 6.5 </td><td> 100 </td><td> 5.4 </td></tr><tr><td> 25 </td><td> 24.7 </td><td> 100 </td><td> 6.0 </td><td> 96 </td><td> 5.1 </td><td> 22 </td><td> 8.1 </td><td> 100 </td><td> 3.7 </td></tr><tr><td> 30 </td><td> 29.6 </td><td> 100 </td><td> 5.3 </td><td> 92 </td><td>5.5 </td><td> 4 </td><td> 12.5 </td><td> 98 </td><td> 3.4 </td></tr><tr><td> 35 </td><td> 36.1 </td><td> 94 </td><td> 7.0 </td><td> 92 </td><td> 4.4 </td><td> 0 </td><td> 0.0 </td><td> 94 </td><td> 4.5 </td></tr><tr><td> 40 </td><td> 40.2 </td><td> 72 </td><td> 7.8 </td><td> 88 </td><td> 5.1 </td><td> 0 </td><td> 0.0 </td><td> 10 </td><td> 8.2 </td></tr><tr><td colspan="10"> † הופעתה המוצלחת (EM), נכבשה כאשר היו שתילים לפחות טבורית אחד פתוח. </td></tr><tr><td colspan="10"> †† זמן ממוצע הופעתה (MTE) חושב על ידי סיכום התוצר של זרעי המספר שצצו בכל יום במספר היום וחלוקתו במספר הכולל של זרעים שצצו עבור כל טיפול. </td></tr></tbody></table> טבלה 1: Germinזרעי ation של עגבניות, מלונים, חסת שיבולת שועל בקרקע בשעה שמונה טמפרטורות על שולחן Thermogradient. מספרים מודגשים להראות ערכים מיטבית עבור כל מינים להמחיש את התלות בטמפרטורה של מיני יבול שונים. הניסוי נערך במשך 14 ימים בתמהיל שתילה והתקשורת הייתה להשקות יומית או לפי צורך כדי לשמור על אדמה לחה בעליל. הנתונים מבוססים על 25 זרעים עבור כל מין.

Watch this Scientific Journal Video about A Gusseted Thermogradient Table to Control Soil Temperatures for Evaluating Plant Growth and Monitoring Soil Processes at JoVE.com

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

Traditional thermogradient tables create a range of temperatures across the surface. Welding gussets perpendicular to the surface of a thermogradient table will control temperature in depth increasing possible research applications.

לוח א gusseted Thermogradient לשלוט טמפרטורות קרקע להערכת גדילת צמחי ניטור תהליכי אדמה

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

a-gusseted-thermogradient-table-to-control-soil-temperatures-for

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Environment

11.7K Views.  Virginia Polytechnic Institute and State University. Traditional thermogradient tables create a range of temperatures across the surface. Welding gussets perpendicular to the surface of a thermogradient table will control temperature in depth increasing possible research applications. 

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

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

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

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

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

עיצוב והפעלה של רציף<sup&gt; 13</sup&gt; C ו<sup&gt; 15</sup&gt; N תיוג הלשכה לאחיד או דיפרנציאלי, מטבולית ומבנית, צמח איזוטופ תיוג

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

Experimental Protocol for Manipulating Plant-induced Soil Heterogeneity

Coexistence theory has often treated environmental heterogeneity as being independent of the community composition; however biotic feedbacks such as plant-soil feedbacks (PSF) have large effects on plant performance, and create environmental heterogeneity that depends on the community composition. Understanding the importance of PSF for plant community assembly necessitates understanding of the role of heterogeneity in PSF, in addition to mean PSF effects. Here, we describe a protocol for manipulating plant-induced soil heterogeneity. Two example experiments are presented: (1) a field experiment with a 6-patch grid of soils to measure plant population responses and (2) a greenhouse experiment with 2-patch soils to measure individual plant responses. Soils can be collected from the zone of root influence (soils from the rhizosphere and directly adjacent to the rhizosphere) of plants in the field from conspecific and heterospecific plant species. Replicate collections are used to avoid pseudoreplicating soil samples. These soils are then placed into separate patches for heterogeneous treatments or mixed for a homogenized treatment. Care should be taken to ensure that heterogeneous and homogenized treatments experience the same degree of soil disturbance. Plants can then be placed in these soil treatments to determine the effect of plant-induced soil heterogeneity on plant performance. We demonstrate that plant-induced heterogeneity results in different outcomes than predicted by traditional coexistence models, perhaps because of the dynamic nature of these feedbacks. Theory that incorporates environmental heterogeneity influenced by the assembling community and additional empirical work is needed to determine when heterogeneity intrinsic to the assembling community will result in different assembly outcomes compared with heterogeneity extrinsic to the community composition.

Understanding the role of environmental heterogeneity in species coexistence has typically focused on types of heterogeneity that are extrinsic to the community&#8217;s species composition. We provide novel detailed methods for creating soil heterogeneity treatments using soils subject to plant-soil feedback conditioning, or heterogeneity intrinsic to the community composition.

פרוטוקול ניסוי להטרוגניות קרקע מושרה צמח מניפולציה

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

A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters

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

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

פרוטוקול Lysimeters Core קרקע איסוף הבנייה

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

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.

חפירה באדמה Lysimeter עבור ההידרולוגי מצמידים, גיאוכימיות, וחקירות מיקרוביולוגיות

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

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

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonate (CaCO3) profiles. The objective is to describe a simple conceptual model and detailed protocol for repeatable field and laboratory measurements of these quantities. Here, accurate elevation is measured using a ground-based differential global positioning system (GPS); other data acquisition methods could be applied to the same basic method. Soil samples are collected from prescribed depth intervals and analyzed in the lab using an efficient and precise modified pressure-calcimeter method for quantitative analysis of inorganic carbon concentration. Standard statistical methods are applied to point data, and representative results show significant correlations between changes in soil surface layer CaCO3 and changes in elevation consistent with the conceptual model; CaCO3 generally decreased in depositional areas and increased in erosional areas. Maps are derived from point measurements of elevation and soil CaCO3 to aid analyses. A map of erosional and depositional patterns at the study site, a rain-fed winter wheat field cropped in alternating wheat-fallow strips, shows the interacting effects of water and wind erosion affected by management and topography. Alternative sampling methods and depth intervals are discussed and recommended for future work relating soil erosion and deposition to soil CaCO3.

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonates. Repeatable methods for field and laboratory measurements of these quantities and data analysis methods are described here.

מדידה ומיפוי דפוסים של סחף אדמה ומשקעים הקשורים אדמה ריכוזים קרבונט תחת ניהול חקלאיים

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

Evaluating Dryocosmus Kuriphilus-induced Damage on Castanea Sativa

Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu has become a major pest for Castaneasativa since its arrival in Europe. Its galling activity results in the formation of different gall types and prevents the development of normal shoots. Repeated and uncontrolled attacks cause, besides the production of galls and the attendant gall-related reduction in leaf area, progressive corruption of the branch architecture, including the death of branch parts, and an increase in dormant bud activation. Thus far, there have been few attempts to quantify branch architecture damage. Further, the different methods for assessing infestation degree (MAID) that have been developed focus only on the galls' presence and abundance.
Using the leaf area to sapwood area relationship as a green biomass indicator, we developed in a previous study a damage composite index (DCI) that takes into account the most important branch architectural features, allowing for realistic damage assessment during the entire epidemic process. 
The aim of this study is to present this novel method and highlight differences in the damage description with respect to other broadly used indices. Results show how the DCI depicts branch damage better, especially during the epidemic peak, compared to MAID, which tend to underestimate it. We conclude by suggesting how to properly evaluate the overall impact of the pest by means of our composite damage index, the infestation degree using classic methods, and crown transparency evaluations.

Evaluating Dryocosmus Kuriphilus-induced Damage on Castanea Sativa

It is common practice to assess the damage caused by Dryocosmus kuriphilus by considering the abundance of galls alone rather than by also taking related branch corruption into consideration. We propose a composite damage index that takes into account the most important branch features, thus enabling more realistic damage assessment.

הערכת Dryocosmus Kuriphilus-induced נזק על ערמון

Dryocosmus kuriphilus Yasumatsu has become a major pest for Castaneasativa since its arrival in Europe. Its galling activity results in the formation of ...

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

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

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

השימוש של הרכיבים העיקריים עבור קנה מידה את סימון שבילים מודלים למיפוי פחמן אורגני הפצה אדמה וקרקע

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

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

Siderophores (low-molecular weight metal chelating compounds) are important in various ecological phenomenon ranging from iron (Fe) biogeochemical cycling in soils, to pathogen competition, plant growth promotion, and cross-kingdom signaling. Furthermore, siderophores are also of commercial interest in bioleaching and bioweathering of metal-bearing minerals and ores. A rapid, cost effective, and robust means of quantitatively assessing siderophore production in complex samples is key to identifying important aspects of the ecological ramifications of siderophore activity, including, novel siderophore producing microbes. The method presented here was developed to assess siderophore activity of in-tact microbiome communities, in environmental samples, such as soil or plant tissues. The samples were homogenized and diluted in a modified M9 medium (without Fe), and enrichment cultures were incubated for 3 days. Siderophore production was assessed in samples at 24, 48, and 72 hours (h) using a novel 96-well microplate CAS (Chrome azurol sulphonate)-Fe agar assay, an adaptation of the traditionally tedious and time-consuming colorimetric method of assessing siderophore activity, performed on individual cultivated microbial isolates. We applied our method to 4 different genotypes/Lines of wheat (Triticum aestivum L.), including Lewjain, Madsen, and PI561725, and PI561727 commonly grown in the inland Pacific Northwest. Siderophore production was clearly impacted by the genotype of wheat, and in the specific types of plant tissues observed. We successfully used our method to rapidly screen for the influence of plant genotype on siderophore production, a key function in terrestrial and aquatic ecosystems. We produced many technical replicates, yielding very reliable statistical differences in soils and within plant tissues. Importantly, the results show the proposed method can be used to rapidly examine siderophore production in complex samples with a high degree of reliability, in a manner that allows communities to be preserved for later work to identify taxa and functional genes.

We present a protocol for rapid screening of environmental samples for siderophore potential contributing to micronutrient bioavailability and turnover in terrestrial systems.

תפוקה גבוהה Siderophore הקרנה מדגימות סביבתי: צמח רקמות תפזורת קרקעות, Rhizosphere קרקעות

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

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

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. A stable isotope approach is necessary to follow and quantify the fate of fertilizer derived N (FDN) through the soil-crop system. The purpose of this paper is to describe a small-plot research&#160;design utilizing non-confined 15N enriched microplots for multiple soil and plant sampling events over two growing seasons and provide sample collection, handling, and processing protocols for total 15N analysis. The methods were demonstrated using a replicated study from south-central Minnesota planted to corn (Zea mays L.). Each treatment consisted of six corn rows (76 cm row-spacing) 15.2 m long with a microplot (2.4 m by 3.8 m) embedded at one end. Fertilizer-grade urea was applied at 135 kg N&#8729;ha-1 at planting, while the microplot received urea enriched to 5 atom % 15N. Soil and plant samples were taken several times throughout the growing season, taking care to minimize cross-contamination by using separate tools and physically separating unenriched and enriched samples during all procedures. Soil and plant samples were dried, ground to pass through a 2 mm screen, and then ground to a flour-like consistency using a roller jar mill. Tracer studies require additional planning, sample processing time and manual labor, and incur higher costs for 15N enriched materials and sample analysis than traditional N studies. However, using the mass balance approach, tracer studies with multiple in-season sampling events allow the researcher to estimate FDN distribution through the soil-crop system and estimate unaccounted-for FDN from the system.

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

A microplot design for 15N tracer research is described to accommodate multiple in-season plant and soil sampling events. Soil and plant sample collection and processing procedures, including grinding and weighing protocols, for 15N analysis are put forth.

מיקרועלילה עיצוב וצמח הכנה לדגימת קרקע עבור 15ניתוח חנקן

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. ...

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

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

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

הערכת תכולת תאית גבישית של ביומסה צמחית בשיטת Updegraff

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