15नाइट्रोजन विश्लेषण के लिए माइक्रोप्लॉट डिजाइन और प्लांट और सॉयल सैंपल तैयार करना
Summary
15एन ट्रेसर अनुसंधान के लिए एक माइक्रोप्लॉट डिजाइन कई इन-सीजन प्लांट और मिट्टी के नमूने की घटनाओं को समायोजित करने के लिए वर्णित है। 15एन विश्लेषण के लिए पीसने और वजन प्रोटोकॉल सहित मिट्टी और पौधे के नमूना संग्रह और प्रसंस्करण प्रक्रियाओं को प्रस्तुत किया जाता है।
Abstract
कई नाइट्रोजन उर्वरक अध्ययन अनाज उपज या संचयी एन नुकसान जैसे अंत के मौसम माप पर उपचार के समग्र प्रभाव का मूल्यांकन करते हैं। मिट्टी-फसल प्रणाली के माध्यम से उर्वरक व्युत्पन्न एन (एफडीएन) के भाग्य का पालन करने और निर्धारित करने के लिए एक स्थिर आइसोटोप दृष्टिकोण आवश्यक है। इस पेपर का उद्देश्य एक छोटे-भूखंड अनुसंधान डिजाइन का वर्णन करना है जो दो बढ़ते मौसमों में कई मिट्टी और पौधे के नमूने की घटनाओं के लिए गैर-सीमित 15एन समृद्ध माइक्रोप्लॉट का उपयोग करता है और कुल 15एन विश्लेषण के लिए नमूना संग्रह, हैंडलिंग और प्रसंस्करण प्रोटोकॉल प्रदान करता है। दक्षिण-मध्य मिनेसोटा से मकई(ज़ीया mays L.) के लिए लगाए गए एक दोहराया अध्ययन का उपयोग कर तरीकों का प्रदर्शन किया गया । प्रत्येक उपचार में छह मकई पंक्तियां (76 सेमी पंक्ति-रिक्ति) 15.2 मीटर लंबी थी जिसमें एक माइक्रोप्लॉट (2.4 मीटर बाय 3.8 मीटर) एक छोर पर एम्बेडेड था। उर्वरक ग्रेड यूरिया रोपण में १३५ किलोN∙ha-1 पर लागू किया गया था, जबकि माइक्रोप्लॉट को यूरिया प्राप्त हुआ 5 परमाणु % 15एन मिट्टी और पौधों के नमूनों को बढ़ते मौसम में कई बार समृद्ध किया गया था, जो विभिन्न उपकरणों का उपयोग करके क्रॉस-संदूषण को कम करने और सभी प्रक्रियाओं के दौरान शारीरिक रूप से अननेरिच और समृद्ध नमूनों को अलग करने का ध्यान रखते हुए लिया गया था । मिट्टी और पौधे के नमूने सूख गए थे, 2 मिमी स्क्रीन के माध्यम से गुजरने के लिए जमीन, और फिर रोलर जार मिल का उपयोग करके आटा जैसी स्थिरता के लिए जमीन। ट्रेसर अध्ययनों के लिए अतिरिक्त योजना, नमूना प्रसंस्करण समय और शारीरिक श्रम की आवश्यकता होती है, और पारंपरिक एन अध्ययनों की तुलना में 15एन समृद्ध सामग्रियों और नमूना विश्लेषण के लिए उच्च लागत उठाना पड़ता है। हालांकि, बड़े पैमाने पर संतुलन दृष्टिकोण का उपयोग करना, कई इन-सीजन सैंपलिंग घटनाओं के साथ ट्रेसर अध्ययन शोधकर्ता को मिट्टी-फसल प्रणाली के माध्यम से एफडीएन वितरण का अनुमान लगाने और सिस्टम से एफडीएन के लिए बेहिसाब अनुमान लगाने की अनुमति देता है।
Introduction
उर्वरक नाइट्रोजन (एन) का उपयोग कृषि में एक बढ़ती वैश्विक आबादी के भोजन, फाइबर, फ़ीड, और ईंधन की मांग को पूरा करने के लिए आवश्यक है, लेकिन कृषि क्षेत्रों से एन नुकसान नकारात्मक पर्यावरण की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकते हैं । क्योंकि एन मिट्टी की फसल प्रणाली में कई परिवर्तनों से गुजरता है, एन साइकिल चालन, फसल उपयोग की एक बेहतर समझ, और उर्वरक एन के समग्र भाग्य प्रबंधन प्रथाओं में सुधार करने के लिए आवश्यक है कि एन उपयोग दक्षता को बढ़ावा देने और पर्यावरण के नुकसान को कम करने के लिए । पारंपरिक एन उर्वरक अध्ययन मुख्य रूप से फसल उपज जैसे अंत के मौसम माप पर उपचार के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित करते हैं, एन दर लागू (स्पष्ट उर्वरक उपयोग दक्षता) और अवशिष्ट मिट्टी एन के सापेक्ष फसल एन तेज। हालांकि ये अध्ययन समग्र प्रणाली एन आदानों, आउटपुट और क्षमताओं की मात्रा निर्धारित करते हैं, लेकिन उर्वरक स्रोतों या मिट्टी से प्राप्त मृदा-फसल प्रणाली में एन की पहचान नहीं कर सकते और न ही मात्रा । स्थिर आइसोटोप का उपयोग करके एक अलग दृष्टिकोण का उपयोग मिट्टी-फसल प्रणाली में उर्वरक व्युत्पन्न एन (एफडीएन) के भाग्य को ट्रैक करने और निर्धारित करने के लिए किया जाना चाहिए।
नाइट्रोजन में दो स्थिर आइसोटोप, 14एन और 15एन होते हैं, जो प्रकृति में 14 एन/15एन 1 के लिए 272:1 के अपेक्षाकृत निरंतर अनुपात में होते हैं (०.३६६ परमाणु की एकाग्रता % 15एन या ३६०० पीपीएम 15एन 142,,3)।15 15एन समृद्ध उर्वरक के अलावा मिट्टी प्रणाली की कुल 15एन सामग्री बढ़ जाती है । जैसा कि 15एन समृद्ध उर्वरक असंरचित मृदा एन के साथ घोला जा सकता है, 14 एन/15एन अनुपात का मापा गया परिवर्तन शोधकर्ताओं को मृदा प्रोफाइल में और फसल153, 4,में एफडीएन का पता लगाने की अनुमतिदेताहै । सिस्टम में 15एन ट्रेसर की कुल राशि और उसके प्रत्येकभागको मापकर द्रव्यमान संतुलन की गणना की जा सकती है । क्योंकि 15एन समृद्ध उर्वरक पारंपरिक उर्वरकों की तुलना में काफी अधिक महंगे हैं, 15एन समृद्ध माइक्रोप्लॉट अक्सर उपचार भूखंडों के भीतर एम्बेडेड होते हैं। इस तरीके कागज का उद्देश्य एक छोटे से साजिश अनुसंधान डिजाइन कई में मौसम मिट्टी और मकई के लिए संयंत्र नमूना घटनाओं के लिए microplots का उपयोग डिजाइन का वर्णन है(Zea mays L.) और कुल 15एन विश्लेषण के लिए संयंत्र और मिट्टी के नमूनों की तैयारी के लिए प्रोटोकॉल पेश करने के लिए । इन परिणामों का उपयोग तब एन उर्वरक उपयोग दक्षता का अनुमान लगाने और थोक मिट्टी और फसल में एफडीएन के लिए आंशिक एन बजट लेखांकन बनाने के लिए किया जा सकता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
स्थिर आइसोटोप अनुसंधान मिट्टी-फसल प्रणाली के माध्यम से एफडीएन को ट्रैक करने और मात्रा निर्धारित करने के लिए एक उपयोगी उपकरण है। हालांकि, एन ट्रेसर अध्ययनों से जुड़ी तीन मुख्य धारणाएं हैं कि यदि उल्लं?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखक मिनेसोटा कॉर्न रिसर्च एंड प्रमोशन काउंसिल, ह्यूग-हैरिसन फेलोशिप, और मिनेसोटा की डिस्कवरी, रिसर्च एंड इनोवेशन इकोनॉमी (एमएनड्राइव) फेलोशिप के समर्थन को स्वीकार करते हैं।
Materials
| 20 mL scintillation vial | ANY; Fisher Scientific is one example | 0334172C | |
| 250 mL borosilicate glass bottle | QORPAK | 264047 | |
| 48-well plate | EA Consumables | E2063 | |
| 96-well plate | EA Consumables | E2079 | |
| Cloth parts bag (30×50 cm) | ANY | NA | For corn ears |
| CO2 Backpack Sprayer | ANY; Bellspray Inc is one example | Model T | |
| Coin envelop (6.4×10.8 cm) | ANY; ULINE is one example | S-6285 | For 2-mm ground plant samples |
| Corn chipper | ANY; DR Chipper Shredder is one example | SKU:CS23030BMN0 | For chipping corn biomass |
| Corn seed | ANY | NA | Hybrid appropriate to the region |
| Disposable shoe cover | ANY; Boardwalk is one example | BWK00031L | |
| Ethanol 200 Proof | ANY; Decon Laboratories Inc. is one example | 2701TP | |
| Fabric bags with drawstring (90×60 cm) | ANY | NA | For plant sample collection |
| Fertilizer Urea (46-0-0) | ANY | NA | ~0.366 atom % 15N |
| Hand rake | ANY; Fastenal Company is one example | 5098-63-107 | |
| Hand sickle | ANY; Home Depot is one example | NJP150 | For plant sample collection |
| Hand-held soil probe | ANY; AMS is one example | 401.01 | |
| Hydraulic soil probe | ANY; Giddings is one example | GSPS | |
| Hydrochloric acid, 12N | Ricca Chemical | R37800001A | |
| Jar mill | ANY; Cole-Parmer is one example | SI-04172-50 | |
| Laboratory Mill | Perten | 3610 | For grinding grain |
| Microbalance accurate to four decimal places | ANY; Mettler Toledo is one example | XPR2 | |
| N95 Particulate Filtering Facepiece Respirator | ANY, ULINE is one example | S-9632 | |
| Neoprene or butyl rubber gloves | ANY | NA | For working in HCl acid bath |
| Paper hardware bags (13.3×8.7×27.8 cm) | ANY; ULINE is one example | S-8530 | For soil samples and corn grain |
| Plant grinder | ANY; Thomas Wiley Model 4 Mill is one example | 1188Y47-TS | For grinding chipped corn biomass to 2-mm particles |
| Plastic tags | ULINE | S-5544Y-PW | For labeling fabric bags and microplot stalk bundles |
| Sodium hydroxide pellets, ACS | Spectrum Chemical | SPCM-S1295-07 | |
| Soil grinder | ANY; AGVISE stainless steel grinder with motor is one example | NA | For grinding soil to pass through a 2-mm sieve |
| Tin capsule 5×9 mm | Costech Analytical Technologies Inc. | 041061 | |
| Tin capsule 9×10 mm | Costech Analytical Technologies Inc. | 041073 | |
| Urea (46-0-0) | MilliporeSigma | 490970 | 10 atom % 15N |
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