המחקר שלנו בוחן האם הקשר בין מגוון צמחים לתפקוד המערכת האקולוגית מושפע מהיסטוריה של צמחים, היסטוריה של הקרקע או שילוב של השניים. אנו בוחנים כיצד היסטוריה ארוכת טווח ספציפית לקהילה בצמחים ובקרקעות מעצבת את הקשרים הללו. אנו משתמשים בשטחי דשא טבעיים למחצה ניסיוניים במתקן אקוטרון מבוקר.
מחקרים עדכניים מדגישים כיצד הקשר החיובי בין מגוון צמחים לתפקוד המערכת האקולוגית מתחזק עם הזמן. ניסויים ארוכי טווח מראים כי מגוון ביולוגי גבוה יותר משפר, למשל, שימוש במשאבים, אורגניזמים מועילים בקרקע, הדברה טבעית ועמידות המערכת האקולוגית. הגורמים העיקריים שצפויים להשפיע על השפעות המגוון הביולוגי הם ההיסטוריה של הצמחים והקרקע.
מתקני ניסוי חדשים צצו, הידועים בשם Ecotrons, שנועדו לשכפל מערכות אקולוגיות טבעיות בתנאים מבוקרים. מתקנים אלה כוללים מארזים מרובים לחקר תהליכי מערכת אקולוגית מורכבים, אינטראקציות מרובות תנועה ופונקציות מערכת אקולוגית. אקוטרונים מאפשרים בקרה מדויקת על תנאי הסביבה ומאפשרים ניטור של מערכות אקולוגיות מעל ומתחת לקרקע בתאי מזוקוסמוס עצמאיים.
הפרוטוקול שלנו מציע לנו הזדמנות ייחודית לחקור מודולציות קרקע שלמות בתנאי סביבה מבוקרים, להצליב צמחים וקרקעות עם היסטוריה ספציפית לחברות צמחים שונות ולחקור את השפעותיהם על תפקודים מרובים של מערכות אקולוגיות לאורך שיפוע מגוון צמחים, דבר שקשה להשיג בתנאי שדה. כדי להתחיל, הסר בעדינות את חמשת הסנטימטרים העליונים של האדמה מהחלקות שנבחרו באמצעות מיני מחפר כדי להשוות את התנאים בין טיפולי היסטוריית הקרקע. הגדר את מכשיר מיצוי המונוליט בחלקה כדי להתחיל בחפירת מונוליט האדמה.
לאחר מכן, הפעל את מכשיר מיצוי המונוליט ואפשר למערכת החיתוך להסתובב סביב דופן הגליל החיצונית כדי לחתוך חריץ באדמה, בעוד שמכשיר החילוץ לוחץ בו זמנית את גליל הפלדה לתוך האדמה. במקביל, בעזרת מיני חופר, חפרו בור בצד גליל הפלדה. לאחר שגליל הפלדה מוטבע במלואו באדמה, הרכיב צלחת תחתונה זמנית והשתמש במכשיר מיצוי המונוליט כדי להרים את הגליל מבור החפירה.
לפרק את מכשיר החילוץ ואת מערכת החיתוך מגליל הפלדה. לאחר מכן הרכיב צלחת עליונה זמנית על הצילינדר. הרם את המונוליט באמצעות מתלה המחובר למיני חופר והפוך אותו הפוך.
לאחר מכן, פרק את הצלחת התחתונה מגליל הפלדה. בעזרת כף הסר כחמישה סנטימטרים משכבת האדמה מתחתית גליל הפלדה. הטמע טבעת של בדיקות יניקת מים, המורכבת משמונה נרות המחוברים בצינורות פוליוויניל כלוריד, לאבקת קוורץ.
הרטיבו את האבקה במים מפורזים ומלאו שוב את תחתית גליל הפלדה באדמה. חבר את חלק הקצה של פוליוויניל כלוריד של טבעת בדיקת יניקת המים לצלחת התחתונה. הברג את הצלחת התחתונה היטב לגליל הפלדה.
סובב את גליל הפלדה זקוף באמצעות המתלה במחפר המיני. סמן את הצילינדר בנפרד. אוטמים את הפתחים בקירותיו בעזרת סרט דבק ועוטפים אותו בנייר כסף להגנה במהלך ההובלה.
לאחר הפריקה, חתוך חורים מתאימים במדויק לחיישנים במונולית האדמה עם להב פלדה מותאם אישית, תוך שימוש בפתחים בדופן הצילינדר בשלושה עומקים שונים. הנח את חיישני האדמה לתוך החורים המוכנים והשתמש בבול עץ כדי למקם אותם נכון. הברג את הפתחים בעזרת תקעי איטום בהתאמה אישית.
הרם בזהירות את החלק הטכני והעליון של כל EcoUnit מהחלק התחתון. העבר את החלק התחתון לגלילי הפלדה המכילים את מונוליטי האדמה השלמים המצוידים בחיישני אדמה. לאחר מכן, הרם ארבעה מונוליתים אדמה לתוך המיכל התחתון של כל אחת מ-24 היחידות האקולוגיות.
הוביל את הכבלים של חיישני הקרקע דרך הפתחים במיכל הקרקע. השתמש במלגזה כדי להעביר את המכולה המצוידת בארבעת מונוליטי האדמה לאולם בגודל 24 מטר על 24 מטר. הנח בזהירות את החלקים הטכניים והעליונים של כל יחידת EcoUnit בחזרה על החלק התחתון.
לבסוף, סדרו את כל 24 היחידות האקולוגיות בשלוש שורות, כל אחת מורכבת משתי קבוצות של ארבע יחידות אקולוגיות, היוצרות בסך הכל שישה בלוקים. לאחר איסוף אדמה מכל אחת מהחלקות שנבחרו באתר השדה של Jena, מסננים כל אדמה ספציפית לחלקה דרך רשת של ארבעה מילימטרים. מחממים את החול בתנור ייבוש בחום של 200 מעלות צלזיוס למשך ארבע שעות כדי להסיר ביוטה לא רצויה.
לאחר החימום, מערבבים אדמה ספציפית לחלקה וחול קוורץ ביחס של שלושה לאחד. בעזרת חפירה מפלסטיק ממלאים את תערובת האדמה-חול לצלחות מרובות סירים. סמן כל צלחת מרובת סירים בנפרד.
מניחים את הצלחות בחממה עם מחזור יום-לילה של 16 שעות ב-18 מעלות צלזיוס ושמונה שעות ב-12 מעלות צלזיוס. שמירה על לחות יחסית של 60 עד 70%. לאחר השקיית צלחות לפי דרישה ושמירתן חשופות במשך שבועיים כדי לאפשר לבנקי זרעי אדמה לנבוט, עשב את כל הצלחות פעמיים כדי להסיר שתילים לא רצויים.
טיפול מקדים בזרעי ranunculus acris בצלחות פטרי על נייר פילטר שהורטב בתמיסת חומצה ג'יברלית למשך 24 שעות כדי לשבור את התרדמה. למחרת, העבירו זרעי ranunculus acris לנייר סינון שהורטב במים דה-מינרליים עד לנביטה. לאחר שהזרעים מגיעים לשלב הרדיקלי, השתמש בפינצטה מפלדת קפיץ כדי לדקור את השתילים לתוך מצע חול האדמה הספציפי לחלקה בצלחות מרובות העציצים המוכנות.
זרעו את כל המינים מלבד ranunculus acris ישירות לתוך מצע האדמה-חול הספציפי לחלקה בצלחות מרובות עציצים. השקה את כל פרטי הצמחים במים נטולי יונים. דגרו את הצלחות בחממה עד להובלה ל- iDiv Ecotron.
לאחר פתיחת ה-EcoUnit, לקמפיין השתילה, השתמש בשבלונה שתילה בהתאמה אישית כדי לסמן את המיקום המדויק של כל צמח על מונוליתים באדמה. הקצו קיסמי פלסטיק בצבעים שונים לסימון, כאשר כל צבע מייצג מין צמח ספציפי. הסר את השבלונה לאחר הסימון.
שתלו את הצמחים שגדלו מראש על כל מונוליתים באדמה תוך שבוע באמצעות אדניות נורות בקוטר של ארבעה סנטימטרים. הדליקו את האורות והגדירו את משטר התאורה למחזור של 16 שעות ביום ושמונה שעות בלילה. הדמיה של בין ערביים על ידי עמעום האורות מ-100% ל-75% בעוצמה במשך שעה, ולאחר מכן ל-0% בעוצמה במהלך השעה הבאה.
דמו את השחר על ידי היפוך דפוס עמעום זה. הבדלים ספציפיים לטיפול בגובה ובצבע של קהילת הצמחים נצפו לאחר שלב הקמה של שלושה שבועות של ניסוי JenaTron וצמחים שגדלו מזרעים ללא היסטוריה של צמחים הראו התחלת פריחה מוקדמת יותר בהשוואה לאלה עם היסטוריה של צמחים ספציפיים לקהילה. מדידות גובה צמחים וגטטיביות ב-iDiv Ecotron היו בקורלציה חזקה עם אלה מחלקות השדה של ניסוי Jena, מה שאישר עקביות בהתפתחות הצמח.
