En Venturi Effect kan hjälpa bota våra träd
Summary
Jämfört med de mer traditionella hål-baserade metoder, varav de flesta kräver att trädet som skall borras, verktyg med linsformade blad förändra grunderna i endotherapy lätta stängningen av såret och låta det naturliga upptaget av lösningarna.
Abstract
I vedartade växter, flyttar xylem sap uppåt genom kärlen på grund av en minskande gradient av vattenpotentialen från grundvattnet till bladverket. Enligt dessa faktorer och deras dynamik, kan små mängder av sap-kompatibla vätskor (dvs. bekämpningsmedel) injiceras i xylem systemet, når sitt mål från insidan. Denna endotherapic metod, kallad "trunk injektion" eller "trunk infusion" (beroende på huruvida användaren levererar ett yttre tryck eller ej), begränsar de pålagda kemikalier endast inom målet träd, vilket gör det särskilt användbart i urbana situationer. De huvudsakliga faktorer som begränsar omfattande användning av de traditionella borrmetoder är relaterade till de negativa biverkningarna av de hål som måste borras upp runt stammen omkrets i syfte att få tillgång till de xylem fartyg under barken.
Universitetet i Padova (Italien) har nyligen tagit fram en handbok, borra fria instrument med en liten, perperforerade blad som kommer in i stammen genom separation av träliknande fibrer med minimal friktion. Vidare minskar den dubbelt konvexa formade bladet fartygens tvärsnitt ökande sav hastighet och tillåta den naturliga upptagningen av en extern vätska upp på bladen, när tranhastigheten är betydande. Portar delvis nära snart efter avlägsnandet av bladet på grund av den naturliga elasticitet och saftspändhet av växtvävnader, och den cambial aktivitet bordar läkningsprocessen i några veckor.
Introduction
På senare tid har bålen endotherapy successivt ersatt traditionella luft sprutmetoder i vedartade växter 1-6, men det är ingen ny idé. I den 15: e-talet beskrev Leonardo Da Vinci i detalj hur han kunde berusa äpplen genom att injicera arseniklösning i bagageutrymmet på ett äppelträd genom djupa hål gjorda med en gimlet 7. Inte mycket har förändrats sedan dess: kemikalier lätt tillgängliga i naturen har successivt ersatts med mer effektiva syntetiska aktiva ingredienser (insekticider, fungicider, baktericider, gödningsmedel, tillväxtreglerande medel och torkmedel). Atmosfärstryck injektioner utvecklats till högt tryck, och handdrivna gimlets har ersatts av moderna batteri borrar 8-10. Tyvärr, även den skarpaste borr tårar och överhettas den cambial vävnaden ansvarig för hålet stängning. Följaktligen lindas stängning försenad och stora delar av de angränsande vedartade vävnaderna förlorar sin roligactionality ("missfärgat trä") från injektionsstället till flera meter över och under 11. Dessutom kan unplugged hål lätt koloniseras av bakterier och svampar lockas av blödning sav och leder till långsiktig intern förfall, med åtföljande förlust av trä styrka och stabilitet 12,13.
Att inse att 1) en grupp av längsgående fibrer separerar efter en linsformad bikonvex geometri (Figur 1a), och 2) sap rörelser till fartyg uppfyller Bernoullis princip om fluiddynamik, år 2011 vid universitetet i Padova utformat en ny 14 borr fria endotherapic instrument med en väsentlig linsformade, bikonvexa och ihåliga blad som kommer in i träet som skiljer dess fibrer. På detta sätt är inre xylematic fartyg nått med minimal friktion (Figur 1b), och den tillfälliga sänkningen av deras avsnitt ökar SAP hastighet, accelerera det naturliga upptaget av en extern vätska(Figur 1c, Video 1) 15,16.
Protocol
Representative Results
Discussion
Trots de erkända fördelarna med träd endotherapy miljö, fram till nu den viktigaste faktorn som begränsar en bredare spridning av denna metod har relaterats till de negativa biverkningarna av borrhålen som används i traditionella tryckmetoder (dvs. försenad tillslutning av sår, parasitinfektioner genom hålet, produktion av inaktiva discolored träet).
Till skillnad från andra metoder, har den beskrivits som planeras för att arbeta i enlighet med värd fysiologi, med tank…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författaren tackar patentverket i Padovas universitet, den TeSAF avdelningen och Vitzani srl för deras ekonomiska och tekniska stöd som möjliggjort utvecklingen av instrumentet, Dr Jonathan Cocking (Storbritannien) för hans vänliga samarbete och språkgranskning, kommun Ponte San Nicolò PD för vänliga gästfrihet under videoinspelning, och de anonyma granskare för deras målmedvetna, detaljerade förslag.
References
- Kielbaso, J. J., Ed, . Proc. of the Symposium on Systemic Chemical Treatments in Tree Culture. , (1978).
- Miller, K. . Symposium on Systemic Chemical Treatments in Tree Culture. , (1991).
- Chen, R. F., Wang, H. H., Wang, C. Y. Translocation and metabolism of injected glyphosate in lead tree (Leucaena leucocephala). Weed Science. 57, 229-234 (2009).
- Gentile, S., Valentino, D., Tamietti, G. Effectiveness of potassium phosphyte in the control of Chestnut ink disease. Acta Hort. 866, 417-424 (2010).
- Poltronieri, Y., Martinez, H. E. P., Cecon, P. R. Effect of zinc and its forms of supply on production and quality of coffee beans. J. Sci. Food Agric. 91, 2431-2436 (2011).
- Zuo, Y., Zhang, F. Soil and crop management strategies to prevent iron deficiency in crops. Plant and Soil. 339, 83-95 (2011).
- Da Vinci, L. . Codex Atlanticus. , 12-76 (1478-1519).
- Helton, A. W., Rohrbach, K. G. Translocation of twelve fungicidal compounds injected into trees of Prunus domestica. Phytopathology. 56, 933-939 (1966).
- Jones, T. W., Gregory, G. F. An apparatus for pressure injection of solutions into trees. USDA Forest Service Reserch Paper. 233, 1-9 (1971).
- Reil, W. O., Beutel, J. A. A pressure machine for injecting trees. Calif. Agric. 30, 4-5 (1976).
- Perry, T. O., Santamour, F. S., Stipes, R. J., Shear, T., Shigo, A. L. Exploring alternatives to tree injection. J. Arb. 17, 217-226 (1991).
- Shigo, A. L., Campana, R. J. Discolored and decayed wood associated with injection wounds in American elm. J. Arb. 3, 230-235 (1977).
- Neely, D. Wound closure rates on trees. J. Arb. 14, 250-254 (1988).
- Shang, Q., Liao, K., Liu, H., Zhao, B. Study on Structure of Needle Head and Seal Mechanism of Tree Trunk Injection. , (2011).
- Montecchio, L. BITE: a low impact tool for xylematic injections. , (2012).
- Antonini, E. BITE, un nuovo strumento per i trattamenti endoterapici agli alberi. Giardini e ambiente. 3, 70-73 (2013).
- Chaney, W. R. Anatomy and physiology related to chemical movement in trees. J. Arb. 12, 85-91 (1988).
- Cocking, J. Report on the 22nd AGM of the European Arboricultural Council. The ARB Magazine. 158, 27 (2012).
- Strazzabosco, L., Klaudatos, C. Separa non buca. Acer. 2, 33-37 (2013).
- Shigo, A. L. . Modern Arboriculture. , (1991).
