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

Sirkülasyon Banyo ve Tablo 1. Hazırlık <ol><li> en az 10 l / dk thermogradient tablonun her bir ucunda sıcaklık kontrolü için pompa rezervuar iki sirkülasyon hamam elde edin. NOT: buzdolabında rezervuar diğer ihtiyaçlar sadece ısıtmak için gereken süre dolaşan hamam biri. </li><li> kendi filtreleri ve rezervuarlar temiz olduğundan emin olmak için hamam dolaşan kontrol edin. </li><li> Masa ve banyoları için bir konum belirleyin. sürece pompa yukarıdaki tablo ile sıvı dolaşmaya gibi masanın altından hamam yerleştirin. kapakları kaldırmak ve yüzeyde tüm pozisyonları ulaşmak için uygun bir yükseklikte gradyan tablosunu yerleştirin. NOT: masa ve banyolar için konum iyi, nispeten tozsuz, aşırı sıcaklık ücretsiz havalandırılmış ve yeterli banyoları ve aydınlatma sistemi güç elektrik devrelerine erişimi olması gerekir. </li><li> su ve antifriz karışımı ile rezervuar tankının üst her banyo doldurmak (1: 1oranı) ısı transferini artırmak ve donmayı önlemek için. Not: antifriz konsantrasyonu çözeltisinin banyo özellikleri ve sıcaklığa bağlıdır. subfreezing sıcaklıklar üretilir sürece yüksek antifriz konsantrasyonları gerekli değildir. Saf antifriz belirli su banyosu pompaları zarar verebilir. </li><li> masanın her iki karşıt sıcak ve soğuk uçlarında bir sürekli akış deseni oluşturmak için sırasıyla masaya çıkış ve giriş boruları esnek boru ile hamam giriş ve çıkış bağlayın. </li><li> bükülmüş basınç veya kink altında genişletmek olmaz esnek olmayan duvarlı kalın duvarlı esnek plastik boru kullanın. Sistem basınç olduğunda bir damla serbest bağlantıyı sürdürmek için tüp birlikleri yakalı-vida, hortum kelepçeleri kullanın. çevreleyen ile ısı değişimini azaltmak için köpük boru izolasyonu ile sirkülasyon boru sarın. </li><li> boru vanaları açıkken, bir an sızıntı ve çökmüş boru kontrol etmek için sirkülasyon pompalarıyla açmakBu akışını azaltabilir. sızıntı meydana gelirse vida kelepçeleri ayarlayın. düzgün çalıştığından emin olmak için aydınlatma armatürleri kontrol edin. </li></ol> Deney için Tablo 2. Hazırlık <ol><li> daha eşit su dağıtmak için böyle bir sera kılcal paspas, kağıt havlu veya nonglossy gazete gibi hidrofilik malzeme ile köşebent arasında thermogradient Tablonun alt satırı. </li><li> payandalarından üstleri aşağıda ya da hatta büyüyen bir medya ile eşit tabloyu doldurun. Sıcaklık dengeleme müdahale hava cepleri kaldırmak için yeterince sıkı büyüyen medya paketi. NOT: Yerli toprak da kullanılabilir. </li><li> masa giriş ve çıkış borusu vanaları açıkken, aktive minimum ve maksimum istenen sıcaklıklarda (5 ° C ila 40 °) 5 ° C sıcaklığa kadar bir sıcaklığın altında 5 ° C ve rakip banyosunda bir banyo ayarlayarak dolaşan hamam, sırasıyla, dolaşım esnasında ısı kaybı ve kazancı hesaba. monitorezervuar banyoları r ve dolaşımdaki çözüm tablosunda boruları doldurur gibi seviyeleri düştüğünde gerektiği gibi su ve antifriz (etilen glikol) bir karışımı ekleyin. </li><li> banyo sıcaklıkları istenen büyüyen medya sıcaklıklarda kadar (5-40 ° C veya diğer istenen deney sıcaklıkları) degrade masaya elde edilir ayarlayın. NOT: Tam sıcaklık büyüyen medya sıcaklığını ölçen ve istenen büyüyen medya sıcaklıkları masada ulaşılana kadar hamam ayarlama iteratif bir süreç yoluyla elde edilir. </li><li> masa üzerinde farklı pozisyonlarda yer sıcaklığı Datalogger bir deney sırasında büyüyen medya veya toprak sıcaklıkları kaydetmek için. Önerilen Datalogger minyatür yuvarlak gofret pil boyutunda benzer. büyüyen medya deneysel pozisyonlarda su hasarı ve yer önlemek için Parafilm içinde Datalogger sarın. </li><li> maksimum su tutma kapasitesi% 70-80 muntazam büyüyen medya Islakortam. Wetter topraklar gussets arasında daha verimli ısıyı. Not: Su çok daha sık uygulama buharlaşma yoluyla kaybını değiştirmek için gerekli olabilir, tablo sıcak ucundan daha hızlı buharlaşır eğilimindedir. Maksimum su tutma kapasitesi, delikli bir tabana sahip, bir kap ile doyma ve 2 gün boyunca yerçekimi su drenajından sonra yetiştirme ortamı içinde tutulan suyun miktarıdır. nem içeriği önce ve 72 saat boyunca 105 ° C de fırında kurutma sonrasında gravimetrik olarak tespit edilmiştir. </li><li> tablo, bir deney başlamadan önce (5-40 ° C) içinde ulaşılır istenen sıcaklıkları sağlamak için 24 saat boyunca dengelenmeye bırakın. </li><li> drenaj köşesine doğru çok hafif tablo yamaçlarında kadar her köşesinde ayak ayarlayarak tablo eğin. Bu, aşırı nem kaldırır masaya ıslak noktalar önler ve homojen medya nem içeriğini teşvik eder. akış yakalamak için drenaj altına bir kap yerleştirin. </li><li&gt; Günlük ya da nemli ortam tutmak için gerekli olduğu gibi medya ve su büyüyen bitki tohumları. NOT: çimlenme testi yapılabilir nasıl bir örnek olarak, biz domates 25 tohumlarını (. Solanum likopersikum L. cv Legend), kavun, marul (Lactuca sativa L. cv (. Cucumis cv Hales En Jumbo melo) Siyah ekildi. Simpson), ve yulaf (Avena sativa L. cv Swan) 2 cm derinliğinde. </li><li> denkleme göre ortaya çıkmasına ortalama zamanı hesaplamak için günlük ortaya çıkan fidelerin sayısını: &#160; Σ (n ı i xt) MTE = ------------- Σ (I n) NOT: Nerede n <sub&gt; i t i ortaya çıkan tohum sayıdır; t çıkması başından itibaren gün sayısı; ve Σ N ortaya tohumların toplam sayısıdır. </li></ol> 3. Thermogradient Tablo Çalışma <ol><li> İstenilen sıcaklığa banyoları ayarladıktan sonra, tablo çevrelemek için, polistiren ile izole iki thermogradient masa örtüleri, şeffaf iç akrilik levha kapakları ve daha önemli polivinil klorür (PVC) kapağı değiştirin. yerinde iki kapak test sırasında ısı ve su kaybını azaltmak için en iyi yalıtım özellikleri sağlar. NOT: Ortam ışığı veya yardımcı aydınlatma tablosunun üzerine monte edilirse, sadece iç kapak ışığı iletmek için kullanılabilir. </li><li> iç-akrilik kapakları ile tablo kontrol dış kapağı çıkarın. Su ya da diğer girdilerin onay sıcaklığı veya kayıt veri eklemek için geçici olarak iç kapağı çıkarın. Not: Daha yüksek sıcaklıklarda, su nemli toprak ve C hızla buharlaşırYüzey soğuk olduğu için, iç kapağın alt ondenses. </li><li> elektrik kesintileri, banyo arızaları, sızıntı veya masa sıcaklıklarda aşırı dalgalanmaları için deneyler sırasında yakından sistemi izlemek. Evaporatif kayıpları yerine sıvı ekleyin periyodik banyo rezervuar düzeyini izlemek ve. </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.

Thermogradient tablolar, aynı anda bir sıcaklık aralığı boyunca esas olarak sığ kaplara tohum çimlenmesi deneyler için yıllardır kullanılmaktadır. Bununla birlikte, deney sıcaklıklarının sıcaklık kontrolü derinliği sınırlıdır şekilde masa yüzeyi ile sınırlıdır. Geleneksel degrade tabloları üzerinde yapılan tohum test protokolleri Petri kutularına veya diğer düz kaplarda kağıt tabaka üzerinde radicle ortaya çıkması ile bitirmek ve gerçekçi doğal toprakta oluşacak şekilde ortaya çıkmasını ve büyümeyi fide testi yok. Bugün tohum şirketleri genellikle tohum canlılığı yetiştiricileri büyük olasılıkla ekimden sonra karşılaşacak simüle alan koşulları kullanılarak (optimum koşullar altında altında çimlenme yeteneği) değerlendirmek istiyoruz. Toprak testi de mantar tohum ve topraksız medyada standart laboratuvar çimlendirme testlerinde yaygın değildir bakteriyel hastalık baskıları ortaya çıkarır. 5 ºC veya daha fazla biz toprak düz olmayan körüklü masaya konur, büyük farklılıklartoprak profilinde pozisyonları ve masa yüzeyleri (yayınlanmamış sonuçlar) arasında nadir değiliz. gussets ile tek boyutlu degrade tablo o toprak toprak sıcaklığının hassas kontrolü önemlidir çimlenme testleri ve diğer deneylerde kullanılan olabilir, böylece dikey sıcaklık kontrolünü iyileştirmek için geliştirilmiştir. payandalar derinlemesine toprak veya sentetik büyüyen medya ve kontrol sıcaklığını sınırlandırmak. Körük alüminyum, masa aynı malzemedir ve yüzeye dik kaynak zaman iletken ısı transferi ile arasındaki boşluğun sıcaklık kontrolü sağlar. payandalar boyuna masaya aşağı veya enine masada yönlendirilebilir. Her iki tasarımlar benzer performans ama degrade düzgün ayarlanmış olduğunda gussets arasındaki boşluk, tek bir deneysel sıcaklık olarak hizmet edebilir, çünkü enine köşebent yönlendirme uygundur. Yatay yön deneysel birimleri (bu örnekte tohumlar) bir aralıklı sağlaryan yana bir çizgi tablo geçer. payandalar tablo inşaat tamamlandıktan sonra test edilemez yere kadar alternatif konumlandırma kaynaklı çünkü köşebent aralık sadece üretim sırasında değiştirilebilir. 10.9 sm kadar bir köşebent aralık genellikle toprağa ilave olarak, tohum testi için kullanılan sığ barındıracak şekilde seçilmiştir. Yakın, köşebent aralığının daha iyi bir sıcaklık kontrolü sağlayabilir fakat tablo kullanılabilir konteyner türleri de sınırlar. thermogradient tabloda büyüyen medya sıcaklık ve nem sürekli istenen deney koşulları elde etmek izlenmesi gerekir. Ekimden önce, dolaşımdaki banyoları biraz istenen asgari altında ve biraz numuneler istenen deney sıcaklıkları ulaşıncaya kadar ayarlanabilir daha maksimum sıcaklıklar yukarıda belirtilen gerekir. ısıl gradyanlı tablosu ile dengelenmeye yaklaşık 24 saat örnekleri için izin verilmelidir. th neme yetiştirme ortamları tohum çimlenmesi veya devam etmek için başka biyolojik süreçler için (tarla kapasitesi% 70-80) yeterli olmalıdır. zaman yerinde masa yalıtım ve çift kapaklar sıcaklık dalgalanma ve suyun buharlaşmasını azaltır. Tablo 1&#39;deki sonuçlar farklı sıcaklıklarda 4 türün fide büyümesini karşılaştırın. Kavun ve domates tohumlarının büyümesi 15 ° C&#39;de başlayan ve karakterize neden olarak sıcak mevsim 10 bitkiler açıklayan 40 ° C&#39;de de çimlenmiş. Bunun aksine, marul, düşük sıcaklıklarda iyi çimlenmiş. Yulaf tohumu diğer türlerden (Tablo 1) üzerindeki sıcaklıklara daha geniş bir aralığında çimlenmiş. Benzer sonuçlar, koordineli bir dizi deneyler büyüme hücresi hattı kullanılarak elde edilebilir olsa da, ekleme tasarım çimlenmesi ve fide büyümesi her ikisi aynı anda, toprak bir sıcaklık aralığı üzerinde karşılaştırılmasına olanak tanır. Farklı alan topraklar ya da büyüyenOrtam tarla koşullarında bir dizi simüle etmek için ikame edilebilir. Hafif bir ortamda Mikrobiyal veya kimyasal işlemler, gübre rejimleri, kuraklık stresi ve varyasyonları degrade masaya sıcaklıklar arasında empoze edilebilir. küçük Datalogger masaya çeşitli pozisyonlarda sıcaklık kaydedildi. Sıcaklık veri, özellikle sıcak ucunda, büyük bir varyasyon ile masanın ortasında, nispeten homojen sıcaklıkları gösterdi. Tablo yüzeyi ile temas kaydedicilerinin konumlandırılması ve toprak yüzeyine havaya maruz olasılıkla aşırı dikkat çekti. merkez konumunda kaydedilen Sıcaklıklar muhtemelen toplu zemin koşullarının daha göstergesidir idi. Örneğin, tarla dikim simüle etmek için gussets arasında degrade masaya toprağa bir tohum sadece hava ya da masa yüzey sıcaklığı toplu toprak sıcaklığına maruz kalan ve yok olacaktır. toprağın nem içeriği ve doku Tablo sıcaklıkları belirlenmesinde önemli bir rol oynar. inci eğere toprak kuru, hava boşlukları sıcaklık değişimi direnç ve etkili gussets gelen ısıyı yok. Nemli toprak etkili bir toprak profili ile ısıyı birkaç hava alanları ve daha likit su vardır. Bu deneyde, toprak maksimum su tutma kapasitesi% 70 ile 80 de muhafaza edildi, ancak daha yüksek bir su içeriği toprak sıcaklık farkı azalır olabilir. Kum yüksek organik madde topraklarda daha az büyük gözenek alanları gibi vardır ve böylece daha düzenli bir sıcaklık sağlamak için beklenir. soğuk ucuna göre tablonun sıcak ucundaki toprak sıcaklığı daha fazla bir farklılık bulunmamaktadır. Muhtemel bir açıklama masada nem dağılımı yatıyor. Sıcak sonu nedeniyle büyük buharlaşan kayıpları kurumaya eğilimi ise Nem, soğuk sonunda muhafaza edilmesi eğilimindedir. Su davranış ısı yardımcı olduğundan, tablonun nem içeriği mümkün olduğunca tekdüze olması önemlidir. Webb ve ark., 9 Blott kullanılanGazete körüklü thermogradient tablosunda daha ucuz bir alternatif olarak çalıştı ise er kağıt, kılcal hareket yoluyla thermogradient masada su yürütmek. payandalar serin ve sıcak uçları hem tutarak, nem dağılımını eklemek için hidrofil kağıdı ile kaplı olsa bile eşit ıslak zordur. Yüksek sıcaklıklarda hızlı buharlaşması tüm degrade tablo tasarımları oluşur. Yoğunlaşma genellikle kabın alt soğutucu kapağın iç tarafında toplama su neden üst daha sıcak olması nedeniyle kap deneyleri daha çevre sıcaklığının üstündeki sıcaklıklarda gradyan tablo yürütülmektedir bir sorundur. körüklü masaya toprak deneylerde, su körüklü tablodaki yukarıdaki havaya üst toprak katmanları buharlaşan. Toprak çok ıslak ise, tablonun sıcak ucundaki evaporatif kayıplar soğutucu iç-akrilik kapak üzerinde yoğunlaşabilir. akrilik veya doğrudan polistiren yalıtım sıkı oturan parçaları Dinlenmeköşebentlerinin üstünde ly daha muntazam bir nem ve sıcaklık sürekli bir toprak tutma tablosunun üzerinde hava sahası ile bir buhar alış verişine en aza indirir (veriler gösterilmemiştir). Tablo polistiren izolasyon kaplı zaman, sıcaklık farklılaşması çok aşm ısılar altında zemin profili boyunca sadece 1 ilâ 2 ° C oldu (veriler gösterilmemiştir). Bununla birlikte, polistiren izolasyonu ortaya çıkmasını fide önler ve büyüme inkübasyondan ilk saat analizinden sonra uzaklaştırılmalıdır. Sıcak toprakların hızla kurumasını önlemek için başka bir çözüm tercihen buharlaşan kayıpları telafi etmek için sıcak sonuna daha fazla su eklemektir. kapakları çıkarılmış ve uygulama hacimleri daha az hassas olan gerektiğinden El sulama sorunludur. Mikro sulama yayıcılar gradyanı masa üzerine dizayn edilebilir ve tercihen sıcak ucundan daha fazla su uygulamak için ayarlanabilir. Thermogradient tablolar gibi alternatif büyüme odalarını hizmet etmek işlevsellik ve potansiyele sahiptir. when Her iki hamam, aynı ayarlanır tablo bir degrade gerekli değildir uygulamalar için tek deneysel sıcaklığa equilibrates. Gündüz ve gece ışık ve sıcaklık dalgalanmaları da programlanabilir dolaşan banyoları kullanılarak simüle ve ışıklar büyümeye LED edilebilir. LED&#39;li kapaklarının içlerini doldurma ışıkları aydınlatma yoğunluğunu artırabilir büyür. LED sistemi içine ışıklar girdi asgari ısı büyümek ve benzeri toprak sıcaklıkları ve kapalı ışıkları ile kaydedildi çünkü degrade müdahale etmedi (veriler gösterilmemiştir). ışıklar eklenmesi bitki büyümesi ve büyük çevresel kontrol sağlar. Thermogradient tablolar geçmişte çimlenme çalışmaları için tohum endüstrisi tarafından öncelikle kullanılan edilmiş, ancak diğer birçok uygulama mümkündür. Böcek davranış bazı davranışları 11 sıcaklık optimumu belirlemek için bir gradyan masada incelenmiştir. Buz subfreezing t test olaylar için bir degrade tablo yüzeyinde donmuş olabiliremperatures (veriler gösterilmemiştir). karbondioksit evrim dahil toprak ve atmosfer arasındaki gaz alışverişi, değişen su içeriğinin, toprak girdiler ve sıcaklıklarda körüklü degrade masada mümkündür. bir sıcaklık aralığı boyunca farklı ortam tipleri bakteriyel ve mantar büyümesi üzerindeki etkilerini araştırmak Bu deneysel sistem ile de mümkündür.

Thermogradient tablolar yeni değildir ve bunların kullanımı onlarca 1-6 üzerinde literatürde bildirilmiştir. Erken tablo tek bir deneyde geniş bir sıcaklık aralığında, kağıt alt-tabaka üzerinde, genellikle laboratuar tohum çimlenmesi testleri (Şekil 1) için görünürde geliştirilmiştir. Orada thermogradient tabloları farklı tasarımlar, ancak en yaygın olanlarından biri karşılıklı uçlarında altına kaynaklanan kare boru bir döngü ile, metal nispeten kalın bir dikdörtgen levha, korozyon direnci, genellikle alüminyumdan oluşur. Plastik borular masanın altından zıt uçlarında borular vasıtasıyla soğutulur ve ısıtmalı sıvıyı pompalamak banyoları dolaşan, kontrollü sıcaklığa tablo giriş ve çıkış borularını bağlayın. boru sistemi yakın veya donma sıcaklıklarına altında çalıştırılmalıdır ise donma önlemek için, sıvı, genellikle su antifriz (etilen glikol) karışımı yapar. Bir başka tasarım cre birlikte metal şeritlerin kaynak içiniki ucunda, sıcak ve soğuk çözeltilerin dolaşımı için giriş ve çıkışları ile tablonun her bir ucunda bir sıvı rezervuarı yedi. dolaşan hamam masanın altından yere veya ayrı yan yana masaya yerleştirilmiş olabilir. Isıtma bobinleri ve / veya Peltier soğutma modülleri ile elektrik thermogradient tabloları inşa edilmiş ancak yüksek maliyet, tutarlı düşük sıcaklıklar üreten zorluklar ve güvenilirlik sorunları yaygın ticari kullanımı 8 engellemiştir. Dönen sıvı sürtünme tertibatının tasarımları pasif ısı iletimi yoluyla tek boyutlu bir geçiş oluşturmak. Alüminyum levha üniform şekil ve kalınlıkta ve düzgün yalıtılmış ise, ısı termodinamiğin 7 ikinci yasası sonrasında sürekli tek boyutlu sıcaklık gradyanı kuran bir tablo soğuk sonuna kadar sıcaktan eşit akar. yüzeyi boyunca degrade tablo uzunluğunun bir fonksiyonu ve bitiş sıcaklıkları arasındaki farktır. masa ve plumbing, genellikle erişim için kapaklı bir yalıtılmış muhafazanın içinde bulunur. muhafaza küçük sıcaklık değişimi ile yüzeyi boyunca üniform bir degrade oluşturmak, çevresinden tablo ayırır. izolasyonlu kapalı bölme ayakla desteklenen veya bu tür bir tablo veya tezgahı gibi düz bir yüzey üzerine yerleştirilir. üniforma sıcaklık kontrolü gradyan olmadan gerekli olduğu uygulamalar için, bir tablo her iki ucu aynı sıcaklıkta sıvı dolaşmaya ise izotermal koşullar üretmek için ayarlanmış olabilir. Degrade tablo düzgün çalışıyorsa, petri vb sızdırmaz plastik torbalar, düz dipli kaplar, yüzeyde yerleştirilir ve çeşitli sıcaklıklarda (Şekil 1) termo-dengelenmesi. Her kap içinde deneysel sıcaklık konteyner ve masa yüzeyi ve kalınlığı ve her kabın yalıtım özellikleri arasında var olabilir hava sahasındaki bağlıdır. degrade tablo etkin bir örnek te koruryüzeyine yakın mperatures, ancak kontrol yüzeyi üzerinde kaybolur. dikey sıcaklık kontrol eksikliği geleneksel gradyan masaya olası deneyler türlerini sınırlar. Alüminyum şeritler veya payandaları masa yüzeyi üzerinde sıcaklık kontrolünü geliştirmek için geleneksel degrade tablo tasarımına eklendi. Payandalar tablo yüzeye dik aralıklarla kaynaklı bulundu. payandalar dikey düz tabla yüzeyi üzerinde konvektif ısı akışını kolaylaştırmak. köşebentlerinin arasına yerleştirilmiş numuneler, daha etkin sıcaklık kontrolü sağlayan üç taraftan sıcaklığa ayarlı yüzeylere sahiptir. Clegg ve Eastin 2 derinlemesine sıcaklık denetimi oluşturmak için bir degrade tablo yüzeyinde kuvars kumu yerleştirilir. Clegg ve Eastin 2 de masanın üstündeki yalıtım yerleştirerek denedi. Webb ve ark., 9 kontrol sıcaklığı eşit amacıyla bir masanın üzerine toprak ile doldurulmuş boru yerleştirilir. yeni taBurada bildirilen ble tasarım dokuz 7.6 cm (3 inç) tablo uzunluğu (Şekil 2) üzerinden yüzeyine kaynak yüksek köşebentler (alüminyum şeritler) sahiptir. fotosentez aktif frekansları yayan LED ışık fikstür tablo kapalı olduğunda fide büyümesini desteklemek için tablonun yüzüne monte edilir. körüklü thermogradient tablo için yalıtılmış muhafaza suyu, çözgü vardır beyaz PVC panoları inşa ve dayanıklı crack. Bu yazının amacı, yeni körüklü degrade tablo tasarım ve olası uygulamaları tanımlamaktır.

<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.

Sığ kaplar, Petri kapları gibi, birden çok deney sıcaklık etkileri, aynı anda tespit edilebilir, böylece, geleneksel tek boyutlu bir değişim ölçüsü tablosu (Şekil 1) üzerinde konumlandırılabilir. yüzeyi ile yakın temas içinde bir thermogradient masaya birbirinden 7.6 cm (3 inç) boyunda alüminyum köşebentleri dikiş için her köşebent yüzeyine dik 10.9 cm (4.2 inç) duran her iki tarafta da alternatif olarak kaynaklanmış olası araştırma uygulamaları çeşitliliğini artırmak (Şekil 2). Köşebent aralıkları geniş bir yelpazedeki olası olsa da, 10,9 cm genellikle küçük tohum türleri veya diğer biyolojik örneklerin (Şekil 3) çimlenmesini test etmek için kullanılır kare plastik &quot;sandviç&quot; kutuları veya benzer büyüklükteki barındıracak şekilde seçildi. geleneksel bir düz gradyan masaya aksine, köşebent tasarımı kontrollü tempera için toprak ve diğer amorf ufalanır malzemeler barındırırTure deneyleri. aşırı su çıkarmak için, bir ekranlı ve filtre boşaltma deliği bir köşeye inşa edilmiştir. Her köşesinde levhaları ya da &quot;ayak&quot; yerçekimi drenajı kolaylaştırmak için masaya yatırma ayarlanabilir. köşebent uçları ve tablo dışı arasında küçük bir boşluk su köşe drenaj bir tarafı boyunca akmasına izin verir. Hamam yerine kapak 24 saat (Şekil 4) sabit sıcaklıkta dolaşımda sonra toprak sıcaklığı% 70-80 toprak nem içeriğine ölçüldü. Masanın dört farklı konumlarda, 12 saat bir dengelenme süresinden sonra ölçülen sıcaklık değişimi 0.4 ° C veya daha düşük (Şekil 4). Üç toprak derinliklerinde ölçülen toprak profili sıcaklıklarda varyasyon uçlarda daha fazlaydı. 13 ° C&#39;lik bir hedef sıcaklığına, köşeleri arasındaki alüminyum yüzeyine yerleştirilir Dataloggers 11.0 ± 0.0 ° C &#39;lik bir ortalama kaydedildi. zararlılarına pltoprak yüzeyinde aced 13.5 ± 0.1 ° C ortalama. 13 ° C hedef sıcaklık seyahati üç seviyede genel ortalama toprak sıcaklığı 12.3 ± 0.1 ° C idi. 18 ° C&#39;lik bir hedef sıcaklığına, toprak profili boyunca ortalama sıcaklık 19.1 ± 0.1 ° C idi. 23 ° C hedef sıcaklık en Varyasyon 23.8 ± 0.2 ° C arasında ortalama 18 ° C &#39;de daha fazla idi. Toprak yüzeyi sıcaklığı 25.7 ± 0.4 ° C iken diğer aşırı sıcaklık, 29 ° C&#39;de, masa alüminyum yüzey sıcaklığı 30.8 ± 0.2 ° C idi. 29 ° C de genel olarak, ortalama toprak sıcaklığı 28.2 ± 0.3 ° C&#39;de (Şekil 4). Tohum türleri köşebentlerinin bir thermogradient masaya optimum çimlenme ve fide büyümesi sıcaklıkları için test edilebilir. Domates ve kavun, hem kabul sıcak mevsim bitkileri, 14,1 ila 40 aralığında çimlenmiş.2 ° C (Tablo 1, Şekil 3). LED dizileri tablo kapaklarında monte ve / veya taraf tablo (Şekil 3) kapalı olduğunda deneysel toprak sıcaklıklarında toprakta bitkilerin büyümesini sağlayan fotosentez spektrumu yayarlar. Domates için optimum fide büyümesi% 100&#39;lük bir ortaya çıkması yüzdesi ve 5.3 gün (Tablo 1, Şekil 5) ortaya çıkmasına ortalama süre 29.6 ° C&#39;de meydana geldi. Emergence diğer sıcaklıklarda daha yavaş oldu. 24.7 ° C (Tablo 1) 5,1 gün hem edildi kavun için, optimum çıkması yüzdesi% 96 idi ve ortaya çıkması için zaman anlamına gelir. marul ve yulaf Hem serin mevsim bitkileri olarak kabul edilir. Yulaf tohumu 5.1&#39;den 40.2 ° C test herhangi bir tohum (Tablo 1, Şekil 5) geniş bir aralıkta çimlenmiş. , Yulaf için, yüksek çıkması yüzdesi 24.7 ° C&#39;de% 100 idi ve en hızlı çıkışı 29.6 ° C (Tablo 1 de 3.4 gün <stRong&gt; Şekil 5). marul için, çıkış 29.6 ° C 5.1 aralığında gözlenmemiştir. Marul, en yüksek çıkışı yüzdesi 24.7 ° C &#39;de% 100 ve en hızlı ortaya çıkışı 29.6 ° C (Tablo 1) 3.4 gün olmuştur. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/54647/54647fig1.jpg" /> Şekil 1: kaldırıldı yalıtımlı kapaklı ama masanın ½ kapsayan bir iç akrilik kapaklı geleneksel düz thermogradient tablo sığ kaplarda örnekleri üzerinde sıcaklığın geleneksel düz tablo tasarım testleri etkiler.. hava karışımı için hiçbir engel olmadığından degrade Sıcaklık kontrolü hızla yüzey üzerinde mesafelerde kaybolur. Derinlemesine bir tutarlı sıcaklık bu tasarımı kullanarak mümkün değildir gerekli deneyler. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54647/54647fig1large.jpg" target="_blank">La görmek için buraya tıklayınız</a>Bu rakamın rger sürümü. <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/54647/54647fig2.jpg" /> Şekil 2: gussets ile thermogradient plaka şeması körüklü yüzeye dik masada boyuna kaynaklı dikişli vardır.. Bir köşede bir drenaj fazla su kaldırır. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54647/54647fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/54647/54647fig3.jpg" /> Şekil 3:. Tohum çimlenmesi deneyler için toprak, çimen dolu gussets ve konteynerler ile Işıklı thermogradient tablo bu tabloda gradyan sağa (soğuk uç) sola (sıcak ucunda) kadar ayarlanır. köşebent tasarım toprak, konteynerler ile kullanılmak için geliştirilmiş ikenküçük örnekleri ile deneyler için köşebent arasına yerleştirilebilir. LED bitki ışıkları kapakları ya da çevre monte edilebilir büyümek ve fotosentez aktif frekansları yayan ve bitkiler muhafazanın içinde yetiştirilen izin verir. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54647/54647fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/54647/54647fig4.jpg" /> Bir körüklü thermogradient masa üzerinde farklı toprak pozisyonlardan Şekil 4. Sıcaklık okumaları. Sıcaklık kaydedicileri sol duvara masada toprağa yerleştirildi, sol orta (sol duvardan 20 cm), sağ merkezi (sol duvardan 40 cm) ve gasetlerin arasında doğru duvar ortasından. merkez yerleşim approximat iken sıcaklık logger alt konumlandırma 8 cm toprağın üst altında alüminyum tabla yüzeyine yakın olduToprağın altında ely 4 cm. Toprağın üstüne yerleştirilen sıcaklık kaydedici ortaya çıkarılmıştır. Barlar Yukarıdaki değerler ortalama (n = 72) ± standart hata genel ortalama sıcaklıkları göstermektedir. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54647/54647fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/54647/54647fig5.jpg" /> Şekil 5:. 40 ° C 5 bir sıcaklık aralığı üzerinde thermogradient tabloları 14 gün geliştirilmiş yulaf ve domates fideleri resmi çimlenme ve birden fazla türün fide büyümesi, aynı anda, bir sıcaklıklar aralığı üzerinde toprakta değerlendirilebilir verilmektedir tek deney alanı şartlarını simüle etmek. dikey bakıldığında üst (sol ve sağ) resimleri thermogradient tablosunu göstermektedir. Alt (sol ve sağ) resimleri yatay tablo göstermektedir. alcohol termometreler hızlı deney boyunca sıcaklık izlemek için toprak içine yerleştirilmiştir. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td rowspan="2"> hedef Sıcaklık </td><td rowspan="2"> ölçülen Sıcaklık </td><td colspan="2"> Domates </td><td colspan="2"> Kavun </td><td colspan="2"> Marul </td><td colspan="2"> Yulaf </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> ° C </td><td> ° C </td><td> % </td><td> günler </td><td> % </td><td> günler </td><td> % </td><td> günler </td><td> % </td><td> günler </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 </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"> fideler en az bir açık kotiledon vardı † Başarılı çıkması (EM) kaydedildi. </td></tr><tr><td colspan="10"> Her tedavi için ortaya çıkan tohumların toplam sayısına göre gün sayısı ve bölünmesi ile her gün ortaya çıkan sayı tohumların ürünü toplanmasıyla hesaplanmıştır çıkması (MTE) için geçen ortalama süre ††. </td></tr></tbody></table> Tablo 1: GerminBir Thermogradient Tablo Sekiz Sıcaklıklarda Toprakta Domates, kavun, marul ve asyon ve yulaf tohumları. Kalın sayıları her tür için en uygun değerleri göstermek ve farklı bitki türlerinin sıcaklık bağımlılığını göstermektedir. Deney saksı karışımı 14 gün boyunca gerçekleştirildi ve medya günlük sulanan veya gözle toprak nemli tutmak için gerektiği gibi. Veriler, her tür için 25 tohum dayanmaktadır.

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.

Bir Körüklü Thermogradient Tablo Toprak Süreçleri Bitki Büyüme değerlendirilmesi ve İzleme Toprak Sıcaklıklar Denetim

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 Görüntüleme.  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.

Sürekli Tasarımı ve İşletilmesi<sup&gt; 13</sup&gt; C ve<sup&gt; 15</supÜniformalı veya Diferansiyel için&gt; N Etiketleme Odası, Metabolik ve Yapısal, Bitki İzotop Etiketleme

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

Çevre

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.

Kurgulama Bitki kaynaklı Toprak Heterojen Deneysel Protokol

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.

Toprak Çekirdek lizimetereleri Toplama ve oluşturulması için bir protokol

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.

Coupled Hidrolojik, jeokimyasal ve Mikrobiyolojik Araştırmalar Toprak Lizimetre Kazı

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.

Ölçme ve toprak erozyon ve toprak karbonat konsantrasyonları tarım Yönetimi'nin altında ilgili ifade eşleme

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.

Dryocosmus Kuriphilusdeğerlendirmek- Anadolu kestanesi zarar indüklenen

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.

Toprak yeniden dağıtım ve toprak organik karbon eşlemek için topografik modellerini ölçekleme için asıl bileşenlerinin kullanımı

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.

Yüksek işlem hacmi Siderophore filtreleme dışında çevre örnekleri: bitki doku, toplu topraklar ve rizosferde topraklar

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.

15Azot Analizi için Mikroplot Tasarımı ve Bitki ve Toprak Numune Hazırlama

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.

Updegraff Yöntemi Kullanılarak Bitki Biyokütlesinin Kristal Selüloz İçeriğinin Tahmini

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 ...