ข้อมูล

6.8: วัฏจักรไนโตรเจน - ชีววิทยา

6.8: วัฏจักรไนโตรเจน - ชีววิทยา


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

อัลฟัลฟา, โคลเวอร์, ถั่ว, ถั่ว, ถั่ว, ลูปิน, เมสกีต, คารอบ, ถั่วเหลืองและถั่วลิสง เหล่านี้คืออะไร?

พืชตระกูลถั่ว พืชตระกูลถั่วมีความสามารถในการตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศ เนื่องจากความสัมพันธ์ทางชีวภาพแบบพึ่งพาอาศัยกันกับแบคทีเรียที่พบในก้อนรากของพืชเหล่านี้

วัฏจักรไนโตรเจน

ไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบของชั้นบรรยากาศของโลกถึง 78 เปอร์เซ็นต์ นอกจากนี้ยังเป็นส่วนสำคัญของสิ่งมีชีวิต ไนโตรเจนพบได้ในโปรตีน กรดนิวคลีอิก และคลอโรฟิลล์ NS วัฏจักรไนโตรเจน เคลื่อนไนโตรเจนผ่านส่วนที่ไม่มีชีวิตและส่วนที่มีชีวิตของระบบนิเวศ รูป ด้านล่างแสดงให้เห็นว่าไนโตรเจนหมุนเวียนผ่านระบบนิเวศบนบกอย่างไร ไนโตรเจนผ่านวงจรที่คล้ายกันในระบบนิเวศทางน้ำ

วัฏจักรไนโตรเจนในระบบนิเวศภาคพื้นดิน ไนโตรเจนเป็นวัฏจักรระหว่างชั้นบรรยากาศกับสิ่งมีชีวิต

แม้ว่าก๊าซไนโตรเจนจะประกอบขึ้นเป็นชั้นบรรยากาศส่วนใหญ่ของโลก แต่พืชก็ไม่สามารถใช้ก๊าซไนโตรเจนนี้ทำสารประกอบอินทรีย์สำหรับตัวเองและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ได้ อะตอมไนโตรเจนสองอะตอมในโมเลกุลของก๊าซไนโตรเจนถูกยึดเข้าด้วยกันโดยพันธะสามที่เสถียรมาก พันธะนี้จะต้องแตกออกจึงจะสามารถใช้ไนโตรเจนได้ ก๊าซไนโตรเจนจะต้องเปลี่ยนให้อยู่ในรูปแบบที่เรียกว่าไนเตรต ซึ่งพืชสามารถดูดซึมผ่านรากของพวกมันได้ กระบวนการเปลี่ยนก๊าซไนโตรเจนเป็นไนเตรตเรียกว่า การตรึงไนโตรเจน. ดำเนินการโดยแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน แบคทีเรียอาศัยอยู่ในดินและรากของพืชตระกูลถั่ว เช่น ถั่ว

เมื่อพืชและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ตาย ตัวย่อยสลายจะทำลายซากของพวกมัน ในกระบวนการนี้จะปล่อยไนโตรเจนในรูปของไอออนแอมโมเนียม กระบวนการนี้เรียกว่าแอมโมเนีย แบคทีเรียไนตริไฟริ่งจะเปลี่ยนไอออนของแอมโมเนียมเป็นไนไตรต์และไนเตรต พืชใช้ไนเตรตบางชนิด กระบวนการเปลี่ยนแอมโมเนียมไอออนเป็นไนไตรต์หรือไนเตรตเรียกว่า ไนตริฟิเคชั่น ยังมีแบคทีเรียอื่นๆ ที่เรียกว่า แบคทีเรียดีไนตริฟายอิ้ง ทำหน้าที่เปลี่ยนไนเตรตบางส่วนในดินกลับเป็นก๊าซไนโตรเจนในกระบวนการที่เรียกว่า การดีไนตริฟิเคชั่น กระบวนการนี้ตรงกันข้ามกับการตรึงไนโตรเจน การดีไนตริฟิเคชั่นจะส่งก๊าซไนโตรเจนกลับคืนสู่บรรยากาศ ซึ่งจะทำให้วัฏจักรไนโตรเจนดำเนินต่อไปได้

สรุป

  • วัฏจักรไนโตรเจนเคลื่อนไนโตรเจนไปมาระหว่างบรรยากาศและสิ่งมีชีวิต
  • แบคทีเรียเปลี่ยนก๊าซไนโตรเจนจากบรรยากาศเป็นสารประกอบไนโตรเจนที่พืชสามารถดูดซับได้
  • แบคทีเรียชนิดอื่นเปลี่ยนสารประกอบไนโตรเจนกลับเป็นก๊าซไนโตรเจนซึ่งกลับเข้าสู่บรรยากาศอีกครั้ง

ทบทวน

  1. ทำไมพืชถึงใช้ก๊าซไนโตรเจนโดยตรงไม่ได้?
  2. การตรึงไนโตรเจนคืออะไร?
  3. อธิบายว่าเหตุใดแบคทีเรียจึงเป็นส่วนสำคัญของวัฏจักรไนโตรเจน
  4. แอมโมเนียคืออะไร?

วัฏจักร การซิงโครไนซ์เฟส และการกักขังในประชากรแพลงก์ตอนพืชชนิดเดียว

พลวัตที่ซับซ้อน เช่น วัฏจักรของประชากร สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อสมาชิกแต่ละคนของประชากรตรงกัน อย่างไรก็ตาม เป็นคำถามที่เปิดกว้างว่าวงจรการซิงโครไนซ์ที่ขับเคลื่อนด้วยกลไกสามารถเกิดขึ้นได้อย่างไรในประชากรจุลินทรีย์ที่ไม่มีโครงสร้างอย่างรวดเร็วและโดยผ่านกลไกใด ในคีโมสแตตทดลอง เราศึกษาประชากรจำนวนมาก (>10 9 เซลล์) ของแพลงก์ตอนพืชที่มีเซลล์เดียวซึ่งแสดงการสั่นของประชากรที่สม่ำเสมอ เหนี่ยวนำไม่ได้ และทำซ้ำได้ การวัดการกระจายขนาดเซลล์เปิดเผยว่าการลุกลามผ่านวัฏจักรไมโทติคถูกซิงโครไนซ์กับวัฏจักรประชากร แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายทั้งวัฏจักรเซลล์และกระบวนการระดับประชากร ชี้ให้เห็นว่าวัฏจักรเกิดขึ้นเนื่องจากเซลล์แต่ละเซลล์จะซิงโครไนซ์โดยการโต้ตอบซึ่งกันและกันผ่านแหล่งรวมสารอาหารทั่วไป การรบกวนจากภายนอกโดยการจัดการโดยตรงของความพร้อมของสารอาหารส่งผลให้เกิดการรีเซ็ตเฟส เปิดโปงการสั่นที่แท้จริง และสร้างวงจรรวมชั่วคราวในขณะที่บุคคลค่อยๆ แยกจากกัน การศึกษาของเราชี้ให้เห็นถึงความเชื่อมโยงที่แน่นแฟ้นระหว่างกระบวนการภายในเซลล์ที่ซับซ้อนและการเปลี่ยนแปลงของประชากร โดยที่วัฏจักรเซลล์ที่ซิงโครไนซ์ของแพลงก์ตอนพืชที่มีเซลล์เดียวให้โครงสร้างประชากรที่เพียงพอในการทำให้เกิดการสั่นของแอมพลิจูดน้อยที่ระดับประชากร

การซิงโครไนซ์เฟสเป็นการปรับจังหวะของวัตถุที่สั่นซึ่งสามารถนำไปสู่การเกิดขึ้นของพฤติกรรมการซิงโครไนซ์ที่ซับซ้อน (1–3) เช่น การเปลี่ยนสีเป็นระยะของไมโครอนุภาคเร่งปฏิกิริยา (4) การกะพริบพร้อมกันของหิ่งห้อย (5) หรือ การปรบมือเป็นจังหวะของผู้ชมที่เป็นมนุษย์ (6). ในทำนองเดียวกัน ความหนาแน่นของประชากรทางนิเวศวิทยาจำนวนมากสั่นด้วยความถี่ที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยการแปรผันรายวัน รายปี หรือตามฤดูกาลอื่นๆ (7–9) บ่อยครั้ง การสั่นปกติดังกล่าวเกิดจากการโต้ตอบหลายสปีชีส์ (10–13) การทดลองแสดงให้เห็นว่าประชากรชนิดเดียวยังสามารถได้รับความผันผวนอย่างต่อเนื่องหรือแบบหน่วง (14, 15) “วัฏจักรรุ่นเดียว” และ “รอบการตอบสนองที่ล่าช้า” (16) เป็นประเภทของความผันผวนของสายพันธุ์เดียวที่ทราบว่าเกิดขึ้นเมื่ออัตราสำคัญขึ้นอยู่กับความหนาแน่น ที่นี่เรามีความกังวลเกี่ยวกับความผันผวนของชนิดเดียวที่เกิดขึ้นเมื่อบุคคลซิงโครไนซ์ความก้าวหน้าผ่านวงจรชีวิตของพวกเขา การซิงโครไนซ์อาจเกิดจากการล็อควงจรชีวิตของแต่ละบุคคลกับแรงภายนอก (การขึ้นรถไฟ) แต่อาจเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติผ่านการปฏิสัมพันธ์ภายในระหว่างบุคคล (2–4) และสามารถเกิดขึ้นได้ในประชากรที่อยู่ห่างไกลจากอวกาศ (10, 13, 17 , 18). ประชากรที่มีโครงสร้างภายในที่ชัดเจนสามารถซิงโครไนซ์ได้โดยง่ายด้วยสิ่งกระตุ้นจากสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ประชากรแมลงที่สูญเสียตัวเต็มวัยไปเป็นมนต์สะกดอันหนาวเหน็บก่อนที่จะมีการผลิตไข่ และจำเป็นต้องเริ่มต้นการเติบโตใหม่โดยพิจารณาจากเศษส่วนของตัวอ่อนที่รอดตายของประชากร ในทางตรงกันข้าม ยังไม่ค่อยมีใครทราบเกี่ยวกับศักยภาพของวัฏจักรการซิงโครไนซ์ในประชากรจุลินทรีย์ แม้จะมีบทบาทสำคัญในระบบนิเวศทั่วโลกก็ตาม

ในการศึกษานี้ เราทดลองชักนำให้เกิดการสั่นอย่างสม่ำเสมอในประชากรของสาหร่ายเซลล์เดียวที่ไม่มีช่วงชีวิตที่ชัดเจนนอกเหนือจากที่กำหนดโดยวัฏจักรเซลล์ของพวกมัน การสั่นสามารถคงรักษาไว้ได้หากไม่มีจังหวะจังหวะภายนอก และสามารถอธิบายได้ผ่านการซิงโครไนซ์แบบรวมระหว่างออสซิลเลเตอร์เฟสที่มีปฏิสัมพันธ์จำนวนมาก โดยสอดคล้องกับรุ่นทั่วไปของโมเดลคุราโมโตะ (19) เนื่องจากการเชื่อมโยงเชิงสาเหตุระหว่างวัฏจักรเซลล์และการหมุนเวียนของประชากร เราจึงแสดงหลักฐานสำหรับการซิงโครไนซ์ไดนามิกของการสั่นในระดับชีวภาพขององค์กร

เราทำการทดลองคีโมสแตทกับแพลงก์ตอนพืชน้ำจืดที่มีเซลล์เดียวที่แตกต่างกันสามชนิด และเปรียบเทียบการเปลี่ยนแปลงกับการเปลี่ยนแปลงที่คาดการณ์โดยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ช่วยให้มีไนโตรเจนและความก้าวหน้าของเซลล์แพลงก์ตอนพืชที่ขึ้นกับไนโตรเจนผ่านวัฏจักรเซลล์ (SI ส่วนที่ 1 และ 3). ในการติดตามการเปลี่ยนแปลงของแพลงก์ตอนพืชในคีโมสแตต เราใช้ระบบการวัดการสูญเสียแสงอัตโนมัติ (20) (SI มาตรา 2). ซึ่งช่วยให้เรารวบรวมการวัดที่มีความไวของสัญญาณและความละเอียดชั่วขณะ (ช่วงเวลา 5 นาที) ที่มีความแม่นยำผิดปกติสำหรับการทดลองอนุกรมเวลาทางนิเวศวิทยา นอกจากนี้ เรายังใช้ตัวนับอนุภาคเพื่อกำหนดความอุดมสมบูรณ์ของเซลล์และการกระจายขนาด (ช่วง 4 ถึง 12 ชั่วโมง) เราใช้ปริมาตรของเซลล์เป็นตัวแทนสำหรับเฟสของวัฏจักรเซลล์ที่เซลล์ของแพลงก์ตอนพืชตั้งอยู่


ปฏิกิริยาของวัฏจักรคาร์บอนของไนโตรเจนบนบกในระดับโลก

ปฏิกิริยาระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนบนบก (N) และคาร์บอน (C) เป็นตัวกำหนดการตอบสนองของระบบนิเวศต่อการเปลี่ยนแปลงของโลก อย่างไรก็ตาม การกระจายตัวของไนโตรเจนทั่วโลกและความสำคัญในชีวธรณีเคมีและปฏิกิริยาทางชีวเคมีของโลกกับระบบภูมิอากาศยังคงไม่แน่นอน ตามการคาดการณ์ของแบบจำลองชีวมณฑลภาคพื้นดินที่ปรับขนาดความเข้าใจทางนิเวศวิทยาของปฏิกิริยาระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนและคาร์บอนกับระดับสากล การเติมไนโตรเจนโดยมนุษย์ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2403 คาดว่าจะได้เพิ่มคุณค่าของชีวมณฑลบนบก 1.3 Pg N ซึ่งสนับสนุนการกักเก็บ 11.2 Pg C ในทำนองเดียวกัน ช่วงเวลา CO2 การปฏิสนธิได้เพิ่มการจัดเก็บคาร์บอนบนบกขึ้น 134.0 Pg C ซึ่งทำให้สต็อกไนโตรเจนบนบกเพิ่มขึ้น 1.2 Pg N ในปี 2544-2553 ระบบนิเวศบนบกได้เก็บกักรวมประมาณ 27 Tg N yr -1 (1.9 Pg C yr -1 ) ซึ่ง 10 Tg N yr −1 (0.2 Pg C yr −1 ) เกิดจากการทับถมของไนโตรเจนในมนุษย์ ความพร้อมใช้งานของไนโตรเจนได้จำกัดการกักเก็บคาร์บอนบนบกในเขตเหนือและเขตอบอุ่นแล้ว และจะจำกัดการกักเก็บคาร์บอนในอนาคตเพื่อตอบสนองต่อ CO2 การปฏิสนธิ (มากถึง 70% เมื่อเทียบกับการประมาณการโดยไม่พิจารณาปฏิกิริยาระหว่างไนโตรเจนกับคาร์บอน) การดูดซับคาร์บอนบนบกที่ลดลงนี้อาจครอบงำบทบาทของวัฏจักรไนโตรเจนบนบกในระบบภูมิอากาศ เนื่องจากเร่งการสะสมของ CO2 ในบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม การเพิ่มขึ้นของ N2การปล่อย O อันเนื่องมาจากไนโตรเจนที่มนุษย์สร้างขึ้นและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (ในอัตราประมาณ 0.5 Tg N ต่อปี -1 ต่อภาวะโลกร้อนที่ 1°C) จะเพิ่มการบังคับสภาพภูมิอากาศในระยะยาวที่สำคัญ

1. บทนำ

ไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสิ่งมีชีวิต รูปแบบที่มีอยู่ในระบบนิเวศของไนโตรเจน (แอมโมเนียม เช่นเดียวกับไนเตรตในรูปแบบไนโตรเจนออกซิไดซ์อื่นๆ) ต่อจากนี้ไปทำปฏิกิริยา N (NNS) หายากในระบบนิเวศที่ไม่ถูกรบกวนเนื่องจากปัจจัยการผลิตในบรรยากาศต่ำ ต้นทุนพลังงานสูงของการดูดซึมธาตุ N เบื้องต้น2 ผ่านการตรึงทางชีวภาพและการสูญเสียไนโตรเจนไปสู่การชะล้างและการระเหยโดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการรบกวน [1] ผลผลิตของพืชและสิ่งมีชีวิตในดินขึ้นอยู่กับไนโตรเจนอย่างมาก ทำให้เกิดข้อ จำกัด ด้านปริมาณสัมพันธ์ที่ระดับของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ข้อเท็จจริงสองข้อนี้นำไปสู่การมีเพศสัมพันธ์อย่างแน่นหนาของวัฏจักรไนโตรเจนบนบกและวัฏจักรคาร์บอน ดังที่เห็นได้จากความยืดหยุ่นที่จำกัดของระบบนิเวศ C : N สารสัมพันธ์ [2] ความพร้อมใช้งาน N จึงมีบทบาทสำคัญในการควบคุมผลิตภาพ โครงสร้าง และพลวัตเชิงพื้นที่ของระบบนิเวศบนบก: การรบกวนในวัฏจักรไนโตรเจนจะส่งผลสะท้อนในวัฏจักรคาร์บอน และในทางกลับกัน

ในอดีต วัฏจักรชีวธรณีเคมีบนบกเคยถูกรบกวนโดยการกระทำของมนุษย์ที่เปลี่ยนแปลงการปกคลุมที่ดินและการใช้ประโยชน์ที่ดิน โดยการเพิ่มปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ2และโดยการเพิ่มอินพุตของ N . เป็นสองเท่าNS ผ่านการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลและการสร้างปุ๋ยทางการเกษตรตั้งแต่ปี พ.ศ. 2403 [3,4] การเปลี่ยนแปลงทางมานุษยวิทยาเหล่านี้ต้องมีผลที่ตามมาสำหรับการจัดเก็บบนบกและการหมุนเวียนของไนโตรเจนและคาร์บอน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความไม่แน่นอนใน (i) การกระจายตัวทั่วโลกของความพร้อมใช้ไนโตรเจนและความต้องการในระบบนิเวศบนบก (ii) ความสามารถของชีวมณฑลบนบกในการกักเก็บไนโตรเจนที่เติมไว้ และ (iii) ความแน่นของการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างไนโตรเจนบนบกกับคาร์บอน รอบผลที่ตามมาเหล่านี้ไม่เป็นที่เข้าใจกันดี การกระจายตัวในระดับภูมิภาคของการก่อกวนของมนุษย์ก็มีความสำคัญเช่นกันที่ต้องคำนึงถึงเนื่องจากการปฏิสนธิโดย CO มานุษยวิทยา2แม้ว่าจะมีข้อจำกัดในระดับภูมิภาคโดยความพร้อมของไนโตรเจนก็ตาม—มีอยู่ทุกหนทุกแห่งในขณะที่ N ที่มนุษย์สร้างขึ้นในระดับสูงNS กระทบเพียงส่วนเล็กๆ ของพื้นผิวโลก และการเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดินส่วนใหญ่ดำเนินการในท้องถิ่น

การหาปริมาณการเปลี่ยนแปลงในงบประมาณคาร์บอนและไนโตรเจนบนบกนั้นมีความเกี่ยวข้องไม่เพียง แต่จะเข้าใจชะตากรรมของ N มานุษยวิทยาNSและผลกระทบที่ลดหลั่นกันของไนโตรเจนนี้ แต่เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีความสำคัญต่อระบบภูมิอากาศด้วย [4] ความพร้อมใช้งานของ N ตามธรรมชาติอย่างจำกัดจะลดศักยภาพในการจัดเก็บคาร์บอนของชีวมณฑลบนบก มานุษยวิทยา NNS การสะสมโดยทั่วไปจะเพิ่มการกักเก็บ C ภาคพื้นดิน และทำให้อัตรา CO . ของมนุษย์ลดลง2 สะสมในชั้นบรรยากาศ แต่ในขณะเดียวกัน ช่วยเพิ่มการสูญเสียไนโตรเจน เช่น ก๊าซเรือนกระจก N2O ซึ่งอาจชดเชยผลประโยชน์ด้านสภาพอากาศที่เกี่ยวข้องกับวงจร C [5,6] สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากอายุการใช้งานของบรรยากาศยาวนานของ N2O สามารถเปลี่ยนการเปลี่ยนแปลงที่ละเอียดอ่อนแต่ในระยะยาวของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกไปสู่สภาพภูมิอากาศที่สำคัญได้

วัตถุประสงค์ของบทความนี้คือเพื่อให้การประเมินปฏิกิริยาระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนและคาร์บอนในปัจจุบันและอนาคต โดยเน้นที่บทบาทของวัฏจักรไนโตรเจนบนบกตามธรรมชาติและที่รบกวนจิตใจในการกำหนดสมดุลของคาร์บอนสุทธิบนบกและไนโตรเจนและการตอบกลับของคาร์บอนบนบก ชุดของแบบจำลองระบบนิเวศระดับโลกใหม่ที่รวมเอาความเข้าใจทางนิเวศวิทยาและชีวธรณีเคมีในปัจจุบันเข้ากับคำอธิบายตามกระบวนการของพลังงานภาคพื้นดินและความสมดุลของน้ำที่ความละเอียดเชิงพื้นที่ที่ค่อนข้างสูง พร้อมใช้งานแล้วสำหรับงานดังกล่าว [7] อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ยังไม่มีการวิเคราะห์ที่เป็นระบบและครอบคลุมกับแบบจำลองต่างๆ ที่จะยอมให้มีการสังเคราะห์แบบจำลองอย่างเป็นระบบ ข้าพเจ้าจึงนำเสนองบประมาณไนโตรเจนและคาร์บอนทั้งในอดีต ปัจจุบัน และอนาคตโดยใช้แบบจำลองเดียวเท่านั้นคือแบบจำลอง O–CN [6,8] และอภิปรายความไม่แน่นอนที่เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้แบบจำลองนี้ในแง่ของการศึกษาแบบจำลองอื่นๆ และการประมาณการโดยอิสระ .

2. วัสดุและวิธีการ

(ก) แบบจำลอง O–CN

O–CN [6,8] เป็นแบบจำลองชีวมณฑลภาคพื้นดินซึ่งได้รับการพัฒนาจากแบบจำลองพื้นผิวดิน ORCHIDEE [9] และอธิบายฟลักซ์ของไนโตรเจนและคาร์บอนและสต็อกของพืชพรรณและอินทรียวัตถุในดินสำหรับ 10 ประเภทการทำงานของพืชตามธรรมชาติ เช่นเดียวกับพื้นที่เพาะปลูก C3 และ C4 ในช่วงเวลาครึ่งชั่วโมง ฟลักซ์ทางชีวธรณีเคมีนั้นเชื่อมโยงกันอย่างแนบแน่นกับการคำนวณพลังงานภาคพื้นดินและความสมดุลของน้ำ ความพร้อมใช้งานของไนโตรเจนจะควบคุมการสังเคราะห์แสงและการหายใจของพืชโดยตรงผ่านความเข้มข้นของไนโตรเจนในเนื้อเยื่อและผลกระทบต่อการจัดสรรพืช (เช่น อัตราส่วนของราก : ยอด) และส่งผลต่อพื้นที่ใบและการเจริญเติบโตของราก ความพร้อมใช้งานของไนโตรเจนยังส่งผลต่ออัตราที่ไวต่ออุณหภูมิของการสลายตัวของสารอินทรีย์และการทำให้เป็นแร่สุทธิของไนโตรเจน ปริมาณสัมพันธ์ของเนื้อเยื่อพืช ครอก และอินทรียวัตถุในดินจะแปรผันตามการพยากรณ์ภายในขอบเขตที่สังเกตได้ ขึ้นอยู่กับความพร้อมใช้งานสัมพัทธ์ของไนโตรเจนและคาร์บอน ระบบนิเวศแบบจำลองได้รับ NNS ปัจจัยการผลิตจากการตรึงไนโตรเจนทางชีวภาพและบรรยากาศNNS การสะสมและจำลองการสูญเสียไนโตรเจนไปสู่การชะล้างและการระเหยโดยอาศัยการจำลองกระบวนการของไนตริฟิเคชั่นและดีไนตริฟิเคชั่น ปุ๋ยถูกนำไปใช้กับเศษส่วนของ cropland ของแต่ละเซลล์กริดรุ่นในวันที่ที่แตกต่างกันในช่วงฤดูปลูก แต่การจัดการกับการจัดการ cropland และการกำจัดสารชีวมวลนั้นง่ายมาก และไม่คำนึงถึงระบบมูลสัตว์ O–CN ไม่ได้จำลองแหล่งอุตสาหกรรมและการขนส่งในชั้นบรรยากาศของ NNS. แบบจำลองนี้ได้รับการประเมินและนำไปใช้เพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ของไนโตรเจนและการหมุนเวียนของคาร์บอนในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา และพบว่าจำลองฟลักซ์ของคาร์บอนและไนโตรเจนที่โดยทั่วไปจะเทียบเท่ากับความเข้าใจในปัจจุบัน [6,8,10,11]

(b) โปรโตคอลการสร้างแบบจำลอง

ใช้ O–CN ที่ความละเอียดเชิงพื้นที่ 3.75° × 2.5° โมเดลถูกนำเข้าสู่สภาวะคงที่สำหรับสภาวะปี 1860 จากนั้นจึงรันชั่วคราวในการออกแบบแฟคทอเรียลเพื่อระบุการมีส่วนร่วมของแรงขับเคลื่อนแต่ละอย่าง เพื่อแยกผลกระทบของไดนามิกของไนโตรเจน แบบจำลองได้ดำเนินการสองครั้ง โดยครั้งหนึ่งมีการระบุอย่างชัดเจนสำหรับไดนามิกของไนโตรเจน (เรียกว่า O–CN) และอีกครั้งหนึ่งโดยตั้งค่าความเข้มข้นของไนโตรเจนเป็นค่าเฉลี่ยทั่วโลกของค่าที่สังเกตได้ (เรียกว่า O–C ) ในลักษณะที่ว่าผลผลิตพืชและการสลายตัวของอินทรียวัตถุในดินสอดคล้องกับระบบนิเวศที่มีไนโตรเจนเพียงพอโดยเฉลี่ยโดยไม่คำนึงถึงรูปแบบเชิงพื้นที่และเวลาของการมีอยู่ของไนโตรเจน มีการจำลองสองชุด: การดำเนินการ 'ประวัติศาสตร์' ที่ขับเคลื่อนโดยการเปลี่ยนแปลงที่สังเกตพบหรือสร้างขึ้นใหม่ในการใช้ประโยชน์ที่ดิน สภาพภูมิอากาศ คาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ2การปฏิสนธิของ cropland และการสะสมของชั้นบรรยากาศ (1860–2010) และการวิ่ง 'อนาคต' (1860–2100) พร้อมชุดการบังคับที่ลดลง (ภูมิอากาศ CO ในบรรยากาศ2 และ นู๋NS ) สำหรับรายงานพิเศษของคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) เกี่ยวกับสถานการณ์การปล่อยมลพิษ (SRES) A2

(c) ชุดข้อมูล

(i) การวิ่งประวัติศาสตร์

การบังคับสภาพภูมิอากาศ (1901–2010) นำมาจากชุดข้อมูล CRU-NCEP (ข้อ 4 [12]) ในรูปแบบที่เสื่อมโทรมเชิงพื้นที่ (ที่ความละเอียดเชิงพื้นที่ 3.75° × 2.5°) จัดทำโดย C. Huntingford (2012, การสื่อสารส่วนบุคคล) . อนุกรมเวลาแบบกริดของอัตราการปฏิสนธิของ cropland [6] และการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินประจำปี [13] ถูกใช้ในช่วงปี 1860–2005 และถือว่าค่าคงที่หลังจากนั้น การตรึงไนโตรเจนทางชีวภาพในพืชพรรณธรรมชาติถูกกำหนดตามภูมิอากาศวิทยาที่พัฒนาขึ้นหลังจากคลีฟแลนด์ และคณะ [11,14]. เพื่อประเมินความไม่แน่นอนที่เกี่ยวข้องกับการประมาณการการสะสมไนโตรเจน ได้ส่วนเวลาช่วงทศนิยมของแหล่งสะสมไนโตรเจนรายเดือนจากแบบจำลองการขนส่งเคมีในบรรยากาศ (CTMs) สองแบบ), TM5 [15] และ NCAR-CTM [16] และประมาณการเชิงเส้นที่จะมาถึง ค่ารายปี ไม่มีการประมาณการเกินกว่า 2000 สำหรับ TM5 สิ่งเหล่านี้สร้างขึ้นโดยการประมาณการ TM5 สำหรับปี 2000 ถึง 2001–2010 โดยใช้แนวโน้มรายเดือนที่ชาญฉลาดสำหรับเซลล์กริดของ NCAR-CTM

(ii) การวิ่งในอนาคต

Zaehle . คาดการณ์อนาคตไว้อย่างละเอียด และคณะ [10]. การจำลองถูกบังคับด้วยสภาพอากาศ SRES A2 และ CO . ในบรรยากาศ2 เปลี่ยนสถานการณ์จำลองของแบบจำลองสภาพอากาศ IPSL-CM4 [17] และสถานการณ์การสะสมไนโตรเจนซึ่งเพิ่มการสะสมบนบกจาก 10 Tg N yr -1 (1860) เป็น 51 Tg N yr -1 (1993) และ 106 Tg N yr -1 (2050) หลังจากนั้นจะถือว่าคงที่ [3] โดยคร่าว ๆ นี้เป็นไปตามขอบเขตด้านบนของเส้นทางความเข้มข้นตัวแทน (RCP) สถานการณ์การสะสมไนโตรเจน [18]

3. ผลลัพธ์

(a) งบประมาณไนโตรเจนและคาร์บอนบนบกทั่วโลกในปัจจุบัน

งบประมาณไนโตรเจนและคาร์บอนร่วมสมัยที่แสดงในรูปที่ 1 (ดูตารางที่ 1) สำหรับปี 2544-2553 อิงตามสถานะที่ 'ไม่ถูกรบกวน' ของวัฏจักร (1860) และการเปลี่ยนแปลงทางประวัติศาสตร์ของพื้นที่ปกคลุม สภาพภูมิอากาศ บรรยากาศ CO2 ความอุดมสมบูรณ์และมานุษยวิทยา NNS ปัจจัยการผลิตจากการสะสมในบรรยากาศและการใส่ปุ๋ยระหว่างปี พ.ศ. 2403 ถึง พ.ศ. 2553

ตารางที่ 1 งบประมาณคาร์บอนและไนโตรเจนทั่วโลกและระดับทวีปสำหรับปี 2544-2553 ได้มาจากการจำลอง O–CN ที่ขับเคลื่อนด้วยทุ่งสะสมไนโตรเจน NCAR (TM5)BNF, GPP การตรึงไนโตรเจนทางชีวภาพ, การผลิตขั้นต้นขั้นต้น NBP, การผลิตไบโอมสุทธิ = การผลิตระบบนิเวศสุทธิ − การสูญเสีย C ที่เกิดจากมนุษย์

รูปที่ 1 วัฏจักรคาร์บอนและไนโตรเจนทั่วโลกในปี 2544-2553 ของระบบนิเวศบนบก ค่าในวงเล็บคือการเปลี่ยนแปลงจากสมดุลก่อนอุตสาหกรรม (1860) อันเนื่องมาจากการใช้ประโยชน์ที่ดิน สภาพภูมิอากาศ และบรรยากาศ CO2 การเปลี่ยนแปลง (สีน้ำเงิน) และการเติมไนโตรเจนของมนุษย์ (สีแดง) ฟลักซ์คาร์บอน: Pg C yr -1 ไนโตรเจนฟลักซ์: Tg N yr -1 . ไม่NS, NS2O และ N2 การปล่อยมลพิษมาจากดินเท่านั้น NSNS, NSNS และ NSชม คือ autotrophic, rhizosphere และ heterotrophic respiration ตามลำดับ BNF, GPP การตรึงไนโตรเจนทางชีวภาพ, การผลิตขั้นต้นขั้นต้น

(i) งบประมาณไนโตรเจน

ในช่วงปี 2544-2553 ทางตรง (NNS การเพิ่มเติม) หรือทางอ้อม (การเปลี่ยนแปลงการใช้ประโยชน์ที่ดิน การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และการเพิ่มขึ้นของCO .ในชั้นบรรยากาศ2) ปัจจัยด้านมานุษยวิทยามีส่วนรับผิดชอบต่อ 0.5 Pg N ของไนโตรเจนที่เก็บไว้ในพืชผัก (15% ของทั้งหมดทั่วโลก) และสำหรับ 1.6 Pg N (2%) ที่เก็บไว้ในดินและขยะ (ไม่รวมพื้นที่ชุ่มน้ำและดินที่เย็นยะเยือก รูปที่ 2) สาเหตุที่สำคัญที่สุดสำหรับการเปลี่ยนแปลงของพืช N ก่อนปี 1960 คือการกวาดล้างป่าซึ่งได้รับการชดเชยเพียงบางส่วนโดยการกักเก็บที่เพิ่มขึ้นเนื่องจาก CO2 การปฏิสนธิ มานุษยวิทยา NNS มีบทบาทเพิ่มขึ้นหลังจากปี 1960 แต่ยังคงเป็นเพียงสาเหตุเล็กน้อยของ N เพิ่มเติมที่เก็บไว้ในพืชพรรณเมื่อเทียบกับไดรเวอร์อื่นๆ ตรงกันข้าม มนุษย์ NNS เพิ่มสารอินทรีย์ในดินอย่างมาก N—ส่วนหนึ่งโดยการลดดิน C : N—ซึ่งเป็นส่วนที่ใหญ่ที่สุดของการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในดิน N ในขณะที่ผลกระทบของสภาพอากาศและบรรยากาศ CO2 และการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินในการจัดเก็บ N ของดินส่วนใหญ่จะยกเลิกไป

รูปที่ 2 การพัฒนาโดยประมาณของที่เก็บไนโตรเจนบนบกใน (NS) พืชพรรณและ (NS) ขยะมูลฝอยและอินทรียวัตถุในดิน เส้นสีน้ำเงินแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงจากการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินเพียงอย่างเดียว พื้นที่แรเงาแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงอันเนื่องมาจากแรงขับเคลื่อนส่วนบุคคล และเส้นสีดำแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดของสระไนโตรเจนตามลำดับ

อัตราการกักเก็บไนโตรเจนบนพื้นดินโดยเฉลี่ยในปี 2544-2553 (27 Tg N ปี -1 รูปที่ 3) เป็นเศษส่วนเพียงเล็กน้อยของการหมุนเวียนไนโตรเจนบนบกทั่วโลกต่อปี (ประมาณ 800 Tg N ต่อปี -1 ) ค่าประมาณนี้ค่อนข้างเล็กกว่าค่าประมาณ 60 Tg N ปี -1 โดย Galloway และคณะ [3] สำหรับปี 1990 อย่างไรก็ตาม Galloway ไม่ได้แยกการกักเก็บจากการส่งออก N เนื่องจากการใช้ประโยชน์ที่ดินและการเปลี่ยนแปลงของพื้นที่ปกคลุม (15 Tg N yr -1 ) ซึ่งเปรียบเทียบได้ดีกับหมายเลขการส่งออกที่จำลองโดยแบบจำลองชีวมณฑลภาคพื้นดิน ISAM-CN (15.6 Tg N yr −1 (19)) การมีส่วนร่วมของ N . ทั่วโลกNS การตกสะสมของการเก็บกักในปี 2544-2553 ยังไม่มีข้อความคือ 10 Tg N yr -1 (รูปที่ 3) ซึ่งใกล้เคียงกับค่าประมาณ 9 Tg N yr -1 โดย Schlesinger [20] โดยอิงตามสมมติฐานว่า 50% ของ ที่ฝาก N เหนือผืนป่าจะถูกยึด ใน O–CN มีการไล่ระดับเชิงพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีการกักเก็บเกือบ 100 เปอร์เซ็นต์ในระบบทางเหนือที่ขาดสารอาหารและแทบไม่มีการกักเก็บในระบบนิเวศเขตร้อนและเขตอบอุ่นที่มีไนโตรเจนอิ่มตัว การกักเก็บไนโตรเจนคาดว่าจะลดลงทั่วโลกจากประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ในปี 2403 เป็น 30 เปอร์เซ็นต์ในปัจจุบัน อัตราการเก็บรักษาโดยประมาณสูงสุดในช่วงทศวรรษ 1980 โดยอยู่ที่ประมาณ 16 Tg N yr -1 และยังคงอยู่ในระดับสูงจนถึงต้นทศวรรษ 1990 เมื่อการสะสม N เริ่มลดลงในระดับภูมิภาค (เช่น ในยุโรปกลาง) และระบบนิเวศที่มีมลพิษสูงก็ถึงระดับอิ่มตัว O–CN คาดการณ์ว่าจะค่อยๆ เพิ่มการสูญเสีย N บนบกตั้งแต่ทศวรรษ 1950 โดยหยุดนิ่งที่ระดับปี 2000 อันเป็นผลมาจากการประมาณการการสะสมไนโตรเจนทั่วโลกที่ลดลงในปี 2544-2553 ซึ่งจำลองโดย NCAR-CTM นี่เป็นข้อแตกต่างที่สำคัญสำหรับระบบนิเวศของ cropland ซึ่งแสดงอัตราการกักเก็บ N ที่พอประมาณและมีเสถียรภาพตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1980 แต่เพิ่มการสูญเสียการชะชะและการระเหยเพิ่มขึ้นอย่างมากด้วยการใช้ปุ๋ยที่เพิ่มขึ้น

รูปที่ 3 การพัฒนาโดยประมาณของความสมดุลของไนโตรเจนบนบกเนื่องจาก (NS) มานุษยวิทยา NNS การสะสมและ (NS) การใส่ปุ๋ย เส้นสีเทาแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของยอดดุลสุทธิที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของCO .ในบรรยากาศ2 ความอุดมสมบูรณ์และสภาพภูมิอากาศ

(ii) ข้อต่อไนโตรเจน–คาร์บอน

รูปแบบเชิงพื้นที่ของความพร้อมใช้งานของ N แสดงให้เห็นถึงการไล่ระดับละติจูดที่เข้มข้น ซึ่งถูกครอบงำในระดับภูมิภาคโดยลายเซ็นของ N ของมนุษย์NS การรบกวนจากการสะสมและการใส่ปุ๋ย รูปที่ 4 แสดงรูปแบบผลลัพธ์ของข้อจำกัด N ในปัจจุบันของการเจริญเติบโตของพืชและการจัดเก็บคาร์บอน ซึ่งเป็นไปตามรูปแบบของความพร้อมของ N อย่างใกล้ชิด: ข้อจำกัด N ที่สูงตามธรรมชาติในเขตเหนือและเขตอบอุ่นเนื่องจากการตรึง N ตามธรรมชาติต่ำนั้นถูกครอบงำในระดับภูมิภาคโดย N มานุษยวิทยาNS อินพุต รูปแบบภูมิภาคนี้สอดคล้องกับความเข้าใจในปัจจุบัน [2,11] แต่ยากที่จะประเมินในเชิงปริมาณเนื่องจากขาดการสังเกตที่เหมาะสม การตรวจจับระยะไกลแบบไฮเปอร์สเปกตรัมอาจเป็นหนทางหนึ่งไปข้างหน้า เนื่องจากมีการวัดคลอโรฟิลล์โดยตรง อย่างไรก็ตาม ปัจจัยที่ซับซ้อนหลายอย่างในการตีความข้อมูลเหล่านี้ขัดขวางการใช้งานในปัจจุบัน [21]

รูปที่ 4 การประมาณการโดยเฉลี่ยและผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงของไนโตรเจนต่อ (a,b) ความเข้มข้นของไนโตรเจนทางใบ (ซีดี) การผลิตขั้นต้นสุทธิและ (อี,f) สิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่สำหรับปี 2544-2553 จำลองโดย O–CN ผลกระทบของการเปลี่ยนแปลง N จะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ส่วนเบี่ยงเบนระหว่างการประมาณการแบบจำลอง O–CN และ O–C

การเพิ่มไนโตรเจนในชีวมณฑลบนบกได้เพิ่มผลผลิตทั่วโลกโดยประมาณ 2.6 Pg C yr -1 ซึ่งสอดคล้องกับร้อยละ 2 ของการผลิตทั้งหมดประจำปีทั่วโลกและร้อยละ 12 ของการเพิ่มขึ้นตั้งแต่สมัยก่อนอุตสาหกรรม (ตารางที่ 2) ประมาณ 0.2 Pg C ต่อปี -1 ของการผลิตที่เพิ่มขึ้นนี้ถูกกักไว้ในชีวมณฑลบนบก ซึ่งสอดคล้องกับ 10–20 เปอร์เซ็นต์ของการดูดซึมคาร์บอนสุทธิบนบกทั่วโลก (ตารางที่ 2) การศึกษาก่อนหน้านี้โดยใช้แบบจำลองทางชีวธรณีเคมีอย่างง่ายและการเพิ่มสเกลของการประมาณการการกักเก็บคาร์บอนตามภาคสนามได้ประมาณการการกักเก็บ C ตามการประมาณการการสะสม N ที่ 0.4–0.7 Pg C ต่อปี -1 ในปี 1990 [5,22] ค่าประมาณของแบบจำลอง O–CN แบบอิงกระบวนการที่ใช้ที่นี่ค่อนข้างต่ำกว่า แต่อยู่ในช่วงของการจำลองแบบจำลองด้วยแบบจำลองวัฏจักรคาร์บอน-ไนโตรเจนรุ่นปัจจุบัน (0.2–0.6 Tg N ปี −1 [7]) ในช่วงปี พ.ศ. 2403-2553 1.3 Pg N ของไนโตรเจนจากมนุษย์ที่เพิ่มเข้ามาทำให้สต็อก C ภาคพื้นดินเพิ่มขึ้น 11.3 Pg C (ตารางที่ 2) ปริมาณสัมพันธ์ที่แน่นหนาของวัสดุใหม่นี้เป็นผลมาจากการกักเก็บ N ในดินที่มีอัตราส่วน C : N ต่ำ รวมทั้งการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของ N ของเนื้อเยื่อและดิน มนุษย์ NNS การเติมจึงทำให้ชีวมณฑลมีไนโตรเจนเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับคาร์บอน นี่คือความแตกต่างที่โดดเด่นของผลที่ตามมา CO2 การปฏิสนธิซึ่งนำไปสู่การกักเก็บ 135 Pg C แต่เพียง 1.2 Pg N ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในพืชผัก

ตารางที่ 2 การแสดงที่มาของการเปลี่ยนแปลงในงบประมาณไนโตรเจนทั่วโลกตั้งแต่ปี พ.ศ. 2403 ถึง พ.ศ. 2553 เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของพื้นที่ครอบคลุมและการใช้ที่ดิน ('LUCC') คาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศที่เพิ่มขึ้น2 ความอุดมสมบูรณ์ ('CO2’), ความแปรปรวนและการเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศ ('ภูมิอากาศ'), การเติมไนโตรเจนปฏิกิริยาของมนุษย์ ('การสะสม') และการใช้ปุ๋ยทางอุตสาหกรรม ('ปุ๋ย') โปรดทราบว่าการวิเคราะห์นี้ไม่ได้คำนึงถึงการเพิ่มปุ๋ย การปล่อยมลพิษจากการใช้ที่ดินในปี 2543-2553 เป็นการประเมินที่ต่ำเกินไป เนื่องจากชุดข้อมูลสำหรับการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดินจะหยุดในปี 2548 [13] ค่าถูกรายงานจากการจำลองที่ขับเคลื่อนด้วยฟิลด์การสะสมไนโตรเจน NCAR (TM5) GPP, การผลิตขั้นต้นขั้นต้น NBP, การผลิตไบโอมสุทธิ = การผลิตระบบนิเวศสุทธิ – การสูญเสีย C ของมนุษย์

การกักเก็บคาร์บอนเพิ่มเติมเนื่องจาก N . ของมนุษย์NS การเพิ่มเติมมีผลเย็นที่รับรู้ได้แต่เล็กน้อยสำหรับระบบสภาพอากาศ เนื่องจากช่วยลดอัตรา CO . ในชั้นบรรยากาศ2 สะสมจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ปฏิกิริยาระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนกับคาร์บอนมีผลที่ตามมาเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศ เนื่องจากการดูดซึมธาตุพืชที่เพิ่มขึ้นเนื่องจาก CO2 การปฏิสนธิช่วยลดการสูญเสียไนโตรเจนทั่วโลก รวมทั้ง N . ภาคพื้นดิน2O การปล่อยมลพิษจากดิน (ตารางที่ 2) สิ่งนี้จะต่อต้านการเพิ่มขึ้นที่จำลองอย่างแข็งแกร่งของ N . ภาคพื้นดิน2การปล่อย O อันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเมื่อเร็วๆ นี้ (0.8 Tg N ปี -1 ซึ่งสอดคล้องกับการเพิ่มขึ้น 13% เมื่อเทียบกับสภาวะก่อนอุตสาหกรรม) อุณหภูมิที่อุ่นขึ้นจะช่วยเพิ่มการหมุนเวียนของไนโตรเจนและอาจรวมถึง N2O การผลิตโดยที่ N ไม่จำกัด [23] อย่างไรก็ตาม มีหลักฐานเชิงประจักษ์ผสมจากการทดลองภาวะโลกร้อนซึ่งแสดงการตอบสนองที่แตกต่างกันของดิน N2การปล่อย O ซึ่งเป็นผลมาจากผลกระทบที่เกิดขึ้นพร้อมกันของการเปลี่ยนแปลงในระบอบความชื้น ความต้องการ N ของพืชและจุลินทรีย์ และความหลากหลายทางชีวภาพ [24–27] ตามข้อตกลงกับการศึกษาก่อนหน้านี้ [5,6] สาเหตุหลักของการเพิ่มขึ้นของ N . ภาคพื้นดินโดยประมาณ2การปล่อย O เป็นมนุษย์ NNS ปัจจัยการผลิต (ตารางที่ 2) ซึ่งลดหรือชดเชยผลประโยชน์ทางภูมิอากาศจากการกักเก็บคาร์บอนมากเกินไปเพื่อตอบสนองต่อมนุษย์ NNS อินพุต นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในNONS การปล่อยมลพิษจากดินธรรมชาติและดินที่ปฏิสนธิ (ตารางที่ 2) โดยที่ยังไม่ทราบผลกระทบต่อระบบภูมิอากาศ อย่างไรก็ตาม ดินมนุษย์นี้NONS แหล่งที่มายังเล็กเมื่อเทียบกับ NO . ของมนุษย์NS จากแหล่งการเผาไหม้ซึ่งทั่วโลกมีผลกระทบเชิงลบอย่างมากต่อการบังคับสภาพภูมิอากาศ [28] แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ล้วนมีความสำคัญต่อระบบภูมิอากาศ แต่ผลกระทบสุทธิของ N . ของมนุษย์NS ในระบบภูมิอากาศยังไม่เป็นที่ทราบ [29]

(b) การคาดการณ์ในอนาคตของไดนามิกของวัฏจักรไนโตรเจนและคาร์บอนคู่

รูปที่ 5 แสดงการพัฒนาข้อจำกัดของไนโตรเจนในการผลิตพืชบนบกและการกักเก็บคาร์บอนระหว่างปี 1950 ถึง 2100 โดยอิงจากการคาดการณ์ด้วยสถานการณ์จำลอง SRES A″ CO . ในชั้นบรรยากาศที่เพิ่มขึ้น2 ช่วยเพิ่มผลผลิตพืชและด้วยเหตุนี้ N Demand ซึ่งเพิ่มการจำกัดไนโตรเจน เนื่องจากความต้องการที่สูงขึ้นไม่สามารถทำได้อย่างสมบูรณ์โดยการสูญเสียไนโตรเจนที่ลดลง การเพิ่มการสะสม N หรือการตรึง N ทางชีวภาพ ข้อ จำกัด เพิ่มเติมนี้เด่นชัดที่สุดในเขตเหนือโดยที่ข้อ จำกัด ของ N ลดทอนCO .โดยตรง2 ผลกระทบของการปฏิสนธิต่อการผลิตพืชมากกว่าร้อยละ 50 และต่อการกักเก็บคาร์บอนเกือบร้อยละ 80 (ในปี พ.ศ. 2100) เมื่อเทียบกับการคาดการณ์ที่ไม่สนใจข้อจำกัดของ N อย่างชัดเจน (รูปที่ 5อี,f). การคาดคะเนเหล่านี้มีความสอดคล้องในวงกว้างกับความสำคัญของข้อจำกัดไนโตรเจนในCO .ในอากาศอิสระ2 การทดลองเสริมสมรรถนะ [30,31] และการจำลองการกระจายทางภูมิศาสตร์ของข้อจำกัดไนโตรเจน (รูปที่ 4)

รูปที่ 5. การลดลงโดยประมาณใน (a,c,e) การผลิตขั้นต้นสุทธิบนบกและ (b,d,f) การกักเก็บคาร์บอนบนบกเนื่องจากการบัญชีอย่างชัดเจนสำหรับการเปลี่ยนแปลงของ N ภายใต้สถานการณ์จำลอง SRES A2 ซึ่งแสดงเป็นความแตกต่างระหว่างการจำลอง O–CN และ O–C (a,b) ยอดรวมทั่วโลก (ซีดี) พอสมควรและ (อี,f) แถบละติจูดเหนือ เปอร์เซ็นต์ตัวเลขใน (b,d,f) อ้างถึงความแตกต่างสัมพัทธ์ระหว่างการจำลองแบบจำลองที่มีและไม่มีไดนามิก N เส้นสีน้ำเงิน CO2 เส้นสีแดง เส้นสีเหลืองภูมิอากาศ เส้นสีดำสะสม N ปัจจัยทั้งหมด

สอดคล้องกับหลักฐานเชิงสังเกตจากการศึกษาภาวะโลกร้อนของดินในป่าเขตอบอุ่น [32] ภาวะโลกร้อนเพิ่มการกักเก็บคาร์บอนเนื่องจากการเพิ่มแร่ธาตุของไนโตรเจนจากดิน ซึ่งทำให้ปุ๋ยแก่พืชพรรณและเพิ่มการสะสมของสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ ผลกระทบจากสภาพอากาศนี้จำลองขึ้นเพื่อเพิ่มผลผลิตในช่วงส่วนใหญ่ของศตวรรษที่ 21 ในเขตเหนือและเขตอบอุ่น แต่ผลกระทบทั่วโลกค่อนข้างน้อยเนื่องจากมีแนวโน้มตรงกันข้ามในเขตร้อนที่เกี่ยวข้องกับต้นทุนการหายใจที่เพิ่มขึ้น กระบวนการเดียวกันนี้ดำเนินการในการศึกษาแบบจำลองระดับโลกอีกสองการศึกษา [33,34] อย่างไรก็ตาม การศึกษาทั้งสองนี้ชี้ให้เห็นถึงผลกระทบเชิงบวกที่แข็งแกร่งขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เช่น ในการศึกษาเหล่านี้ ความสมดุลของคาร์บอนทั้งหมดในปี 2100 มีการเปลี่ยนแปลงจากสมดุลของคาร์บอนเชิงลบเป็นสมดุลของคาร์บอนที่เป็นบวก เนื่องจากการพิจารณาปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนและคาร์บอน

การสะสมไนโตรเจนในที่นี้คาดว่าจะมีบทบาทเพียงเล็กน้อยในการดูดซับคาร์บอนในอนาคต (รูปที่ 5) ตามที่รายงานโดยการจำลองด้วยแบบจำลองชีวมณฑลภาคพื้นดิน CLM4 [33] การกักเก็บ C ที่เกิดจากมนุษย์ NNS การสะสม (27 Pg C, sequestering 3.9 Pg N) น้อยกว่าการกักเก็บที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เหนี่ยวนำให้เกิด remineralization ของดิน N และการเจริญเติบโตของพืชที่เพิ่มขึ้น (44 Pg C, recapturing 1.2 Pg N) การวิเคราะห์อย่างละเอียดเกี่ยวกับผลกระทบของ N . ในอนาคตNS ยังขาดการสะสม อย่างไรก็ตาม จากผลลัพธ์เหล่านี้ NNS การสะสมจะต้องเป็นส่วนหนึ่งของการคาดการณ์วัฏจักรคาร์บอนทั่วโลกในอนาคต

N ข้อจำกัดของCO2 การปฏิสนธิมีอิทธิพลเหนือแนวโน้มระยะยาวโดยประมาณของการกักเก็บคาร์บอนบนบกที่แถบละติจูดทั้งหมด (รูปที่ 5) ซึ่งสอดคล้องกับการศึกษาแบบจำลองอิสระอีกสองชิ้น [33,34] การครอบงำของ CO . ที่ลดลง2 การปฏิสนธิเนื่องจากข้อ จำกัด ของ N มีผลกระทบที่สำคัญสำหรับการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในอนาคตด้วยการหมุนเวียนทางชีวธรณีเคมีเชิงโต้ตอบ: ละเลยการรักษาที่ชัดเจนของการเปลี่ยนแปลงของ N ในการศึกษาแบบจำลองสภาพภูมิอากาศด้วยวัฏจักรคาร์บอนคู่ เช่น โครงการเปรียบเทียบแบบจำลองสภาพภูมิอากาศแบบคู่ - คาร์บอน (C4MIP) [35] ] จะนำไปสู่การประเมินการสะสมของ CO . ฟอสซิลต่ำเกินไป2 ในบรรยากาศ [7]. สำหรับแบบจำลอง O–CN และสถานการณ์จำลอง SRES A2 การเปลี่ยนแปลงของไนโตรเจนจะลดการกักเก็บคาร์บอนทั่วโลกระหว่างปี 1860 ถึง 2100 ลง 164 Pg C (358 Pg C สำหรับ CO2 ผลการปฏิสนธิเท่านั้น) เนื่องจากขาดไนโตรเจนในระดับภูมิภาค 5.7 (12.0) Pg N ขึ้นอยู่กับว่ามีการบังคับการแผ่รังสีในแบบจำลองระบบโลก (บังคับแบบ RCP) หรือคำนวณจากก๊าซเรือนกระจกและภาระละอองของบรรยากาศ การละเลยปฏิกิริยาระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนและคาร์บอนจะนำไปสู่การประเมินความจำเป็นในการลดการปล่อยมลพิษของความพยายามในการกักเก็บคาร์บอนต่ำเกินไปเพื่อให้เป็นไปตามเส้นทางบังคับการแผ่รังสีบางอย่าง หรืออัตราการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศตามลำดับ การเพิ่มแร่ธาตุของไนโตรเจนเนื่องจากการหมุนเวียนอินทรียวัตถุในดินที่เร่งขึ้น และการสะสมของการสะสมไนโตรเจนปฏิกิริยาไม่รุนแรงพอที่จะต่อต้านปรากฏการณ์นี้ แม้ว่าจะนำไปสู่การกักเก็บคาร์บอนที่เพิ่มขึ้น

การเปลี่ยนแปลงในอนาคตของไนโตรเจนบนบกและความสมดุลของคาร์บอนยังทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงใน NONS และ นู๋2O การปล่อยมลพิษจากดิน O–CN แนะนำการเปลี่ยนแปลงของ +3.1 (−0.8) Tg N yr -1 จากยุคก่อนอุตสาหกรรมเป็น 2100 ดิน N2O การปล่อยมลพิษเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (CO2 การปฏิสนธิ) โดยมีการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายคลึงกันสำหรับดินบนบกNONS แหล่งที่มา. ผลลัพธ์นี้แสดงถึง N . ภาคพื้นดินที่เป็นบวก2การตอบสนองของ O-climate 0.54 Tg N yr -1 K -1 ซึ่งจะลดลงโดยความเข้มข้นของคาร์บอนเชิงลบที่เล็กกว่า–N2O ข้อเสนอแนะ อย่างไรก็ตาม ควรมีความมั่นใจอย่างจำกัดในการประมาณนี้จากแบบจำลองเดียวและหนึ่งสถานการณ์ ข้อเสนอแนะของขนาดนี้จะมีความสำคัญเพียงพอที่จะต้องพิจารณาเพิ่มเติมในแบบจำลองทางชีวเคมี - ภูมิอากาศแบบคู่แม้ว่าข้อเสนอแนะเกี่ยวกับชีวทรงกลมอาจเช่นเดียวกับ CO ของมนุษย์2มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับการปล่อยก๊าซธรรมชาติในอนาคตของ N2O จากระบบนิเวศที่มีการจัดการ [36].

4. การอภิปราย

การศึกษานี้ให้ความก้าวหน้าเหนือการประเมินก่อนหน้า [3,20] เนื่องจากอาศัยแบบจำลองระบบนิเวศตามกระบวนการที่รวมปฏิสัมพันธ์ที่สำคัญของวัฏจักรคาร์บอน - ไนโตรเจนและการเชื่อมต่อกับกระบวนการทางธรณีฟิสิกส์ในขณะที่พิจารณาผลกระทบของบรรยากาศ (ภูมิอากาศ, CO2) และการเปลี่ยนแปลงที่ดิน ตารางที่ 1 และ 2 ให้การประเมินความไม่แน่นอนที่เกี่ยวข้องกับการประมาณการในการสะสมไนโตรเจน และแสดงให้เห็นว่าแนวโน้มที่จำลองขึ้นและรูปแบบเชิงพื้นที่นั้นแข็งแกร่งพอสมควรเมื่อเทียบกับความไม่แน่นอนเหล่านี้ ประเภทระบบนิเวศที่มีความสำคัญระดับภูมิภาค (เช่น ระบบนิเวศพื้นที่ชุ่มน้ำและพื้นที่พรุ [37]) ลักษณะการจัดการที่ดิน (เช่น การทำการเกษตรอย่างมีประสิทธิภาพด้วยไนโตรเจน การเกษตรโดยใช้มูลสัตว์ [38]) และผลกระทบของไนโตรเจนออกไซด์NSมลภาวะทางอากาศที่เกี่ยวข้อง (เช่น tropospheric ozone [39]) ถูกละเลย เนื่องจากไม่สามารถจำลองโดย O-CN เวอร์ชันปัจจุบันได้ แต่อาจมีนัยสำคัญทั่วโลก

ความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของการวิเคราะห์ทำให้เกิดความไม่แน่นอนใหม่ๆ แม้ว่าแนวโน้มที่จำลองขึ้นจะถือว่าแข็งแกร่ง แต่แบบจำลองวัฏจักรคาร์บอน-ไนโตรเจนอื่นๆ อาจให้ค่าประมาณที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัด ความไม่แน่นอนที่สำคัญในแบบจำลองประกอบด้วย: (i) การตอบสนองของการสังเคราะห์แสงในระดับกระโจมต่อการเพิ่มไนโตรเจน (ii) การเปลี่ยนแปลงในรูปแบบการจัดสรร (ราก : อัตราส่วนยอด) (iii) การแข่งขันของพืชและจุลินทรีย์ในดินเพื่อเพิ่ม (หรือลดลง) ) ปริมาณไนโตรเจนและดังนั้นการเปลี่ยนแปลงชั่วขณะของชะตากรรมของ N ที่เพิ่มเข้ามา (iv) การเปลี่ยนแปลงของปริมาณสัมพันธ์ของระบบนิเวศเมื่อเวลาผ่านไป (v) การตอบสนองและการควบคุมการตรึง N ทางชีวภาพ และ (iv) เศษส่วนของ N ที่ส่งออกจาก ระบบนิเวศ การประเมินกับการทดลองดัดแปลงระบบนิเวศ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการประเมินแบบจำลอง O–CN [8,10] ช่วยให้เข้าใจว่าแบบจำลองมีความอ่อนไหวต่อการก่อกวนเพียงพอหรือไม่ อย่างไรก็ตาม การตีความการทดลองเหล่านี้มีความซับซ้อน และการเป็นตัวแทนในระดับภูมิภาคไม่ชัดเจน เช่นนั้น ในขณะที่ความไวของ O–CN ดูเหมือนสมเหตุสมผล แต่ความไม่แน่นอนจำนวนมากยังคงอยู่ในการตอบสนองที่เป็นแบบจำลอง ซึ่งต้องมีการประเมินเพิ่มเติม

ปัจจัยอีกประการหนึ่งที่ละเว้นในการประเมินนี้คือข้อจำกัดร่วมของวัฏจักรไนโตรเจนบนบกและคาร์บอนโดยฟอสฟอรัส พืชได้พัฒนากลยุทธ์ในการเข้าถึงดิน P โดยใช้สารหลั่งฟอสฟาเตส ซึ่งข้อจำกัดของ P ส่วนใหญ่เกิดขึ้นบนดินเก่า ผุกร่อน และขาด P [40] ผลลัพธ์ที่นำเสนอนี้สอดคล้องกับสมมติฐาน [41,42] ที่ว่าระบบนิเวศในเขตอบอุ่นและทางเหนือถูกจำกัดโดย N ในขณะที่เขตร้อนชื้นไม่ได้จำกัด เนื่องจากว่าการก่อกวนโดยมนุษย์ส่วนใหญ่ของวัฏจักรไนโตรเจนจนถึงขณะนี้เกิดขึ้นในพื้นที่จำกัด N อย่างเด่น จึงไม่น่าเป็นไปได้ที่การวิเคราะห์ชะตากรรมของ N ของมนุษย์และผลที่ตามมาของวัฏจักรคาร์บอนจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างมากเมื่อพิจารณาถึงวัฏจักรฟอสฟอรัส . อย่างไรก็ตาม การคาดการณ์ในอนาคตของวัฏจักรคาร์บอนทั่วโลกจะแตกต่างกันในภูมิภาคที่มีข้อจำกัด P

5. ข้อสังเกตสรุป

ค่าประมาณที่นำเสนอในการศึกษานี้เป็นผลจากแบบจำลองชีวมณฑลภาคพื้นดินที่ล้ำสมัยซึ่งผสมผสานความเข้าใจในกระบวนการทางชีวฟิสิกส์ ชีวเคมี และระบบนิเวศน์มีความไม่แน่นอนอย่างมากในแบบจำลองใดๆ และการประเมินอย่างเป็นระบบของปฏิกิริยาระหว่างวัฏจักรไนโตรเจนและคาร์บอนโดยกลุ่มของแบบจำลองดังกล่าว ดูเหมือนจะเป็นขั้นตอนต่อไปที่สมเหตุสมผล อย่างไรก็ตาม ข้อสรุปบางอย่างดูแข็งแกร่ง:

— มนุษย์ NNS การเพิ่มในปัจจุบันช่วยเพิ่มการกักเก็บไนโตรเจนและคาร์บอนในชีวมณฑล (รูปที่ 1) แต่ทำให้เกิดการปล่อย NO เพิ่มขึ้นในเวลาเดียวกันNS และ นู๋2O จากดิน ปัจจัยแต่ละอย่างมีขนาดใหญ่พอที่จะมีความสำคัญต่อระบบสภาพอากาศ แต่ผลกระทบจากสภาพอากาศสุทธิยังไม่แน่นอน

— ไนโตรเจนกำลังจำกัดผลิตภาพบนบกในระบบนิเวศหลายแห่ง ดังนั้นความสามารถของชีวมณฑลบนบกในการกักเก็บคาร์บอนเพื่อตอบสนองต่อปริมาณ CO ที่เพิ่มขึ้นในบรรยากาศ2

— กลยุทธ์ระดับภูมิภาคและระดับโลกในการเพิ่มการจัดเก็บคาร์บอนบนบกในชีวมวลที่เป็นไม้หรือในดิน จำเป็นต้องพิจารณาถึงผลที่ตามมาของการหมุนเวียนสารอาหารและคาดการณ์ผลกระทบของข้อจำกัดของสารอาหารเมื่อกล่าวถึงประสิทธิภาพของมาตรการต่างๆ และ

— การคาดคะเนในอนาคตของวัฏจักรคาร์บอนทั่วโลกจะดูถูกดูแคลนเศษส่วนของ CO จากเชื้อเพลิงฟอสซิลของมนุษย์2 การปล่อยมลพิษที่เหลืออยู่ในชั้นบรรยากาศ เว้นแต่จะคำนึงถึงพลวัตของไนโตรเจนด้วย เนื่องจากการควบแน่นของวัฏจักรไนโตรเจนและคาร์บอนบนบกและการมีปฏิสัมพันธ์กับสภาพอากาศ พลวัตของไนโตรเจนจึงจำเป็นต้องนำมาพิจารณาแบบโต้ตอบในแบบจำลองระบบโลกรุ่นต่อไปที่ออกแบบมาสำหรับการศึกษาระยะยาวเกี่ยวกับปฏิกิริยาทางชีวเคมีและภูมิอากาศ


วัฏจักรไนโตรเจน - การนำเสนอ PowerPoint PPT

PowerShow.com เป็นเว็บไซต์นำเสนอ/แชร์สไลด์โชว์ชั้นนำ ไม่ว่าแอปพลิเคชันของคุณจะเป็นธุรกิจ วิธีใช้งาน การศึกษา การแพทย์ โรงเรียน โบสถ์ การขาย การตลาด การฝึกอบรมออนไลน์ หรือเพื่อความสนุกสนาน PowerShow.com เป็นแหล่งข้อมูลที่ยอดเยี่ยม และเหนือสิ่งอื่นใด ฟีเจอร์เจ๋งๆ ส่วนใหญ่นั้นฟรีและใช้งานง่าย

คุณสามารถใช้ PowerShow.com เพื่อค้นหาและดาวน์โหลดตัวอย่างงานนำเสนอ PowerPoint ppt แบบออนไลน์ได้ในทุกหัวข้อที่คุณสามารถจินตนาการได้ เพื่อให้คุณสามารถเรียนรู้วิธีปรับปรุงสไลด์และงานนำเสนอของคุณเองได้ฟรี หรือใช้เพื่อค้นหาและดาวน์โหลดการนำเสนอ PowerPoint ppt วิธีใช้คุณภาพสูงพร้อมสไลด์ภาพประกอบหรือภาพเคลื่อนไหวที่จะสอนวิธีทำสิ่งใหม่ๆ ให้คุณฟรี หรือใช้เพื่ออัปโหลดสไลด์ PowerPoint ของคุณเอง เพื่อให้คุณสามารถแชร์กับครู ชั้นเรียน นักเรียน หัวหน้า พนักงาน ลูกค้า นักลงทุนที่มีศักยภาพ หรือทั่วโลก หรือใช้เพื่อสร้างสไลด์โชว์ภาพถ่ายสุดเจ๋ง - ด้วยการเปลี่ยนภาพ 2 มิติและ 3 มิติ แอนิเมชั่น และเพลงที่คุณเลือก - ที่คุณสามารถแบ่งปันกับเพื่อน Facebook หรือแวดวง Google+ ของคุณ ทั้งหมดนี้ฟรีเช่นกัน!

ด้วยค่าธรรมเนียมเพียงเล็กน้อย คุณจะได้รับความเป็นส่วนตัวทางออนไลน์ที่ดีที่สุดในอุตสาหกรรม หรือโปรโมตการนำเสนอและสไลด์โชว์ของคุณต่อสาธารณะด้วยการจัดอันดับสูงสุด แต่นอกเหนือจากนั้นฟรี เรายังแปลงงานนำเสนอและสไลด์โชว์ของคุณให้อยู่ในรูปแบบ Flash สากลด้วยมัลติมีเดียดั้งเดิม รวมถึงแอนิเมชั่น เอฟเฟกต์การเปลี่ยนภาพ 2D และ 3D เพลงที่ฝังหรือเสียงอื่นๆ หรือแม้แต่วิดีโอที่ฝังอยู่ในสไลด์ ทั้งหมดฟรี งานนำเสนอและสไลด์โชว์ส่วนใหญ่บน PowerShow.com นั้นสามารถดูได้ฟรี หลายรายการสามารถดาวน์โหลดได้ฟรี (คุณสามารถเลือกว่าจะอนุญาตให้ผู้อื่นดาวน์โหลดงานนำเสนอ PowerPoint ต้นฉบับและสไลด์โชว์ภาพถ่ายโดยมีค่าธรรมเนียมหรือไม่เสียค่าใช้จ่าย) ลองใช้ PowerShow.com วันนี้ - ฟรี มีบางอย่างสำหรับทุกคนอย่างแท้จริง!

การนำเสนอฟรี หรือใช้เพื่อค้นหาและดาวน์โหลดการนำเสนอ PowerPoint ppt วิธีใช้คุณภาพสูงพร้อมสไลด์ภาพประกอบหรือภาพเคลื่อนไหวที่จะสอนวิธีทำสิ่งใหม่ๆ ให้คุณฟรี หรือใช้เพื่ออัปโหลดสไลด์ PowerPoint ของคุณเอง เพื่อให้คุณสามารถแชร์กับครู ชั้นเรียน นักเรียน หัวหน้า พนักงาน ลูกค้า นักลงทุนที่มีศักยภาพ หรือทั่วโลก หรือใช้เพื่อสร้างสไลด์โชว์ภาพถ่ายสุดเจ๋ง - ด้วยการเปลี่ยนภาพ 2 มิติและ 3 มิติ แอนิเมชั่น และเพลงที่คุณเลือก - ที่คุณสามารถแบ่งปันกับเพื่อน Facebook หรือแวดวง Google+ ของคุณ ทั้งหมดนี้ฟรีเช่นกัน!


การปรับสภาพดิน: คำแนะนำทีละขั้นตอน

ค่า pH ของดินเป็นตัวบ่งชี้ทางเคมีที่ดีเยี่ยมของสภาพดิน (คุณภาพและความสามารถในการใช้ธาตุอาหารทั้งในระดับมหภาคและจุลภาคแก่พืชผล) เหนือคุณสมบัติคุณภาพโครงสร้างของดินอื่นๆ ค่า pH ของดินยังส่งผลต่อกิจกรรมของจุลินทรีย์ในดินซึ่งอาจส่งผลต่อการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืช

เหตุใดการสุ่มตัวอย่างและการวิเคราะห์ดินจึงมีความสำคัญ

วัตถุประสงค์ของการสุ่มตัวอย่างและวิเคราะห์ดินคือ:

  • กำหนดสถานะสารอาหารเฉลี่ยในทุ่งนา
  • กำหนด pH และแนะนำการปรับสภาพดิน
  • กำหนดปริมาณดินเหนียวสำหรับการใช้สารกำจัดวัชพืช กำหนดประเภทพืชที่จะปลูกและเพื่อการชลประทาน
  • เพื่อให้ได้มาซึ่งการวัดความแปรปรวนของสารอาหารในสนาม เมื่อทราบความแปรปรวนแล้ว การใส่ปุ๋ยก็สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการธาตุอาหารเสริมของพืชได้อย่างใกล้ชิดมากขึ้นสำหรับพื้นที่เพาะปลูกเฉพาะ การใช้ธาตุอาหารในปุ๋ยที่ถูกต้องอาจทำให้ได้ผลผลิตเพิ่มขึ้น ลดต้นทุน และลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นได้
  • สิ่งสำคัญคือต้องสุ่มตัวอย่างดินเพื่อการวิเคราะห์ทุกๆ 3-4 ปี ขึ้นอยู่กับชนิดของดิน

วิธีการสุ่มตัวอย่างดิน?

  • ขั้นตอนการสุ่มตัวอย่างดินที่ใช้บ่อยที่สุดจะขึ้นอยู่กับชนิดของดิน
  • ทุ่งนาถูกแบ่งออกเป็นบล็อคสุ่มตัวอย่างที่มีดินที่คล้ายกันเช่น บล็อก A, B, C และอื่น ๆ
  • เนินเขาถูกแยกออกจากพื้นเนื่องจากชนิดของดินจะแตกต่างกันอย่างมาก
  • แผนที่สำรวจดิน (ถ้ามี) สามารถช่วยจัดระเบียบชนิดของดินได้ทั่วทั้งพื้นที่สุ่มตัวอย่าง ไม่จำเป็นต้องเก็บตัวอย่างสำหรับดินทุกประเภท อย่างไรก็ตาม ควรเก็บดินที่คล้ายกันไว้ด้วยกัน
  • โดยทั่วไปแล้วจะใช้วิธีการซิกแซกแบบสุ่มและแบบทแยงมุม โดยแนะนำให้ใช้ตัวอย่างในรูปแบบซิกแซกหรือรูปแบบแนวทแยงมุมจากบล็อก ซึ่งจะส่งผลให้กลุ่มตัวอย่างซึ่งเป็นตัวแทนของกลุ่มทั้งหมดทางวิทยาศาสตร์
  • บล็อกสุ่มตัวอย่างจะขึ้นอยู่กับดินและภูมิประเทศ โดยทั่วไปบล็อกขนาด 10-20 เฮกตาร์ถือเป็นขนาดสูงสุด
  • อาจจำเป็นต้องใช้บล็อกสุ่มตัวอย่างที่มีขนาดเล็กลงหากดินค่อนข้างแปรปรวนหรือมีปัญหาด้านการผลิตชัดเจน
  • เมื่อกำหนดบล็อคการสุ่มตัวอย่างแล้ว ควรใช้ไซต์/แกนจำนวนที่เพียงพอเพื่อให้ได้ตัวอย่างที่เป็นตัวแทน โดยทั่วไปคือ 10 ถึง 20 ไซต์ ความลึกของตัวอย่างสำหรับดินผิวดินจะอยู่ที่ประมาณ 20 ซม. หรือลึกเท่ากับการไถพรวนเบื้องต้นหรือลึกที่สุดเฉพาะบริเวณรากของพืชที่ตั้งใจไว้ นี้เรียกว่าชั้นไถพรวน
  • เครื่องมือที่ใช้บ่อยที่สุดในการเก็บตัวอย่าง ได้แก่ สว่าน โพรบ จอบ หรือบางครั้งจอบ
  • จากนั้นตัวอย่างจากไซต์ต่างๆ ในบล็อกจะถูกผสมให้ละเอียดและบรรจุลงในกระเป๋าสีกากีและติดฉลาก ตัวอย่างควรตากให้แห้งเพื่อขจัดความชื้นก่อนบรรจุลงในถุง ข้อมูลบนฉลากควรประกอบด้วยชื่อเกษตรกร ชื่อฟาร์ม รายละเอียดการติดต่อ ชื่อบล็อค วันที่ถ่าย และพืชผลที่ต้องการ ก่อนส่งวิเคราะห์ไปยังห้องปฏิบัติการที่ได้รับอนุมัติ

ตัวอย่าง: วิธีการสุ่มตัวอย่าง

เมื่อใดควรสุ่มตัวอย่างดิน?

  • ฤดูหนาว (หลังเก็บเกี่ยวพืชผลในฤดูร้อน) เป็นช่วงเวลาที่เหมาะสำหรับการสุ่มตัวอย่างดิน ยกเว้นการทดสอบไนเตรตไนโตรเจนในดินทราย
  • การสุ่มตัวอย่างในฤดูหนาวช่วยให้มีเวลามากขึ้นในการรับผลลัพธ์จากห้องปฏิบัติการทดสอบ และหลีกเลี่ยงตารางงานของห้องปฏิบัติการที่วุ่นวายในฤดูใบไม้ผลิ
  • การได้ผลลัพธ์ตรงเวลาจะช่วยให้มีเวลาดำเนินการตามคำแนะนำเช่น ถ้าจะใช้ปูนขาว เวลาที่ดีที่สุดคือ 3 - 6 เดือนก่อนการปลูกพืชและควบคู่กับการไถพรวนในฤดูหนาว
  • ช่วงกลางหรือปลายฤดูร้อนเป็นเวลาที่เหมาะสมในการรวบรวมตัวอย่างดินสำหรับข้าวสาลีฤดูหนาว
  • ควรกำหนดระดับฟอสฟอรัสในดินก่อนหว่านข้าวสาลีฤดูหนาว
  • การทดสอบไนเตรตไนโตรเจนก่อนปลูกข้าวสาลีฤดูหนาวช่วยทำนายความต้องการปุ๋ยไนโตรเจนสำหรับพืชผล
  • ขอแนะนำให้เก็บตัวอย่างดินหลังการใช้ที่ดิน 2 ถึง 4 ปีเพื่อกำหนด pH และคุณภาพดินอื่นๆ

ดินกรดคืออะไร?

  • เหล่านี้เป็นดินที่มีการวัดค่า pH น้อยกว่า 7 ในระดับแคลเซียมคลอไรด์ในซิมบับเว ดินเหล่านี้มีไฮโดรเจนและหรืออะลูมิเนียมที่ใช้งานอยู่ในระดับสูงเมื่อเทียบกับระดับแคลเซียมและแมกนีเซียม
  • เกษตรกรสามารถปรับปรุงคุณภาพดินของดินที่เป็นกรดได้โดยการใส่ปูนเพื่อปรับ pH ให้อยู่ในระดับที่พืชต้องการจะปลูก
  • pH ของดินเป็นตัววัดความเป็นกรดหรือด่างของดิน ระดับของความเป็นกรดหรือด่างถูกกำหนดโดยการวัดความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนในสารละลายของดิน ซึ่งแสดงในรูปของมาตราส่วนที่มีช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 14
  • ดินที่มีค่า pH 7 ถือว่าเป็นกลางในขณะที่น้อยกว่า 6 ถือเป็นกรดและดินที่มีค่า pH มากกว่า 7 ถือเป็นด่าง

อะไรทำให้ดินมีสภาพเป็นกรด?

  • ดินอาจกลายเป็นกรดมากขึ้นอันเป็นผลมาจากการเก็บเกี่ยวพืชผลเอาฐานเช่นแคลเซียมและแมกนีเซียมออกจากดิน นี่เป็นกระบวนการปกติและเป็นธรรมชาติ พืชผลต่าง ๆ จะกำจัดแคลเซียมและแมกนีเซียมออกจากดินในปริมาณที่แตกต่างกัน
  • ปริมาณน้ำฝนยังส่งผลต่อค่า pH ของดิน โดยที่น้ำที่ไหลผ่านดินจะชะล้างสารอาหารพื้นฐาน เช่น แคลเซียมและแมกนีเซียมที่อยู่นอกบริเวณรากไปสู่น้ำระบายน้ำ แทนที่ด้วยธาตุที่เป็นกรด เช่น ไฮโดรเจน แมงกานีส และอะลูมิเนียม และทำให้ดินเป็นกรด
  • การใส่ปุ๋ยไนโตรเจน เช่น ปุ๋ยหมัก แอมโมเนียมไนเตรตหรือยูเรียและปุ๋ยพื้นฐานมีส่วนทำให้เกิดความเป็นกรดของดินโดยไนตริฟิเคชันของแอมโมเนียมเป็นไนเตรตผ่านกระบวนการที่ปล่อยไอออนไฮโดรเจน
  • อินทรียวัตถุสลายตัวตามธรรมชาติในดินและปล่อยไฮโดรเจนไอออน ซึ่งทำให้ความเป็นกรดของดินเพิ่มขึ้น พืชปล่อยไฮโดรเจนไอออนออกสู่ดินซึ่งก่อให้เกิดความเป็นกรดของดิน

เหตุใดความเป็นกรดของดินจึงมีความสำคัญต่อผลผลิตพืชผล

  • ความเป็นพิษต่อพืชผล: เมื่อค่า pH ลดลงต่ำกว่า 5.5 อะลูมิเนียมและแมงกานีสจะพร้อมใช้งานเพิ่มขึ้นและอาจถึงจุดที่เป็นพิษต่อพืช
  • อะลูมิเนียมไอออนที่มากเกินไปในสารละลายในดินรบกวนการเจริญเติบโตและการทำงานของราก รวมถึงการจำกัดการดูดซึมธาตุอาหารของพืช
  • ผลต่อความพร้อมของฟอสฟอรัส: ดินที่เป็นกรดทำให้ฟอสฟอรัสเกิดสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำด้วยอะลูมิเนียมและเหล็ก ปูนในดินที่มีค่า pH ต่ำจะละลายสารประกอบที่ไม่ละลายน้ำเหล่านี้และช่วยให้มีฟอสฟอรัสสำหรับการดูดซึมพืชมากขึ้น
  • ความพร้อมของจุลธาตุ: ดินที่เป็นกรดส่งผลต่อความพร้อมของธาตุอาหารรองในดินและในที่สุดการพัฒนาพืชผลทั่วไปและผลผลิต สิ่งมีชีวิตในดิน: จุลินทรีย์บางชนิดเช่น แบคทีเรียและเชื้อราที่สำคัญในดินที่เกี่ยวข้องกับไนตริฟิเคชันต้องการระดับ pH ของดินที่แน่นอนเพื่อให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในดินที่เป็นกรด (pH ต่ำ)
  • สภาพทางกายภาพของดิน: ปูนปรับปรุงโครงสร้างทางกายภาพของดินโดยการลดเปลือก/การปิดฝาของดิน และสิ่งนี้จะช่วยส่งเสริมการงอกของเมล็ดพืชขนาดเล็กที่ดีขึ้นและส่งผลให้มีพืชผลที่ดีขึ้นในที่สุด โปรดจำไว้ว่าจำนวนประชากรเป็นกุญแจสำคัญในการบรรลุผลผลิตที่สูงขึ้นโดยทั่วไปในพืชผลทั้งหมด
  • ประสิทธิภาพการดูดซึม NPK ก็อาจได้รับผลกระทบเช่นกัน

ตารางต่อไปนี้แสดงประสิทธิภาพการดูดซึม NPK เทียบกับระดับ pH: นี่คือข้อมูลที่สำคัญ


4. ส่วนทดลอง

4.1. ตัวอย่าง

ตัวอย่างตะกอนในอ่างเก็บน้ำถูกเก็บจากอ่างเก็บน้ำน้ำดื่มโจวคัน (34끖'38.74''N, 117끁'14.13''E) ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2554 เก็บตะกอนพื้นผิวที่ชั้นลึก 0 ถึง 10 ซม. โดยใช้เครื่องเก็บตัวอย่างสเตนเลสสตีล Petersen ที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้ว [38,40] เก็บตัวอย่างแหล่งน้ำในอ่างเก็บน้ำ ตัวอย่างถูกเก็บไว้ในถุงพลาสติกสีดำที่อุณหภูมิ 4 พันล้าน และถ่ายโอนไปยังห้องปฏิบัติการหลักของ Northwest Water Resource, Environment and Ecology, Xi𠆚n University of Architecture and Technology

4.2. วัฒนธรรมการเพิ่มคุณค่าและการแยกตัวของแอโรบิกดีไนตริไฟเออร์

ตัวอย่างกากตะกอน 100 มล. ถูกเติมลงในอาหารเลี้ยงเชื้อสำหรับการดีไนตริฟิเคชั่นการเติมเฮเทอโรโทรฟิก 700 มล. (HEDM) ที่ pH 7.0𠄷.5: CH3COONa (0.5 g/L) นาโน3 (0.1 ก./ลิตร) K2HPO4୳H2O (0.1 ก./ลิตร) CaCl2 (0.05 ก./ลิตร) มก.Cl2୶H2O (0.05 ก./ลิตร) [38,40]. ทุกสามวันเราเอาตัวกลางที่เป็นของเหลวออก ลดความเข้มข้นของตัวกลางลงหนึ่งในสิบ และใส่ตัวกลางใหม่ลงในตัวอย่างกากตะกอน จนกระทั่งความเข้มข้นของ HEDM กลายเป็นหนึ่งในสิบของความเข้มข้นแรก การเสริมคุณค่าของดีไนตริไฟเออร์แบบแอโรบิกกินเวลาเกือบหนึ่งเดือน [59] อุณหภูมิและ DO ของการเพาะเลี้ยงการเสริมสมรรถนะถูกควบคุมที่อุณหภูมิห้องและเกือบ 5 มก./ลิตร สารแขวนลอยของตะกอนเสริมสมรรถนะถูกสุ่มตัวอย่างผ่านการเจือจางแบบเกรเดียนท์ และการเจือจางแบบเกรเดียนท์ถูกดำเนินการดังนี้: การเจือจาง 10 𢄡 (สารแขวนลอยของตะกอนเสริมสมรรถนะ 1 มล. ที่เติมลงในน้ำกลั่นที่ปราศจากเชื้อ 9 มล.) 10 𢄢 การเจือจาง (1 มล. 10 มล.) x022121 สารแขวนลอยสำหรับการเจือจางที่เติมลงในน้ำกลั่นที่ปราศจากเชื้อ 9 มล.) การเจือจาง 10 𢄣 (สารแขวนลอยการเจือจาง 1 มล. 10 𢄢 ที่เติมลงในน้ำกลั่นที่ปราศจากเชื้อ 9 มล.) การเจือจาง 10 𢄤 (1 มล. สารแขวนลอยการเจือจาง 10 𢄣 ที่เติมลงใน 9 มล. น้ำกลั่นที่ปราศจากเชื้อ) 10𢄥 การเจือจาง (สารแขวนลอยการเจือจาง 1 มล. 10𢄤 ที่เติมลงในน้ำกลั่นที่ปราศจากเชื้อ 9 มล.) การเจือจาง 10𢄦 (1 มล. สารแขวนลอยการเจือจาง 10 𢄥 ที่เติมลงในน้ำกลั่นที่ปราศจากเชื้อ 9 มล.) 10 𢄧 การเจือจาง (1 มล. 10 𢄦 สารแขวนลอยการเจือจางที่เติมลงในน้ำกลั่นที่ปราศจากเชื้อ 9 มล.) สารแขวนลอยของแบคทีเรียที่เป็นผลลัพธ์ถูกลายบนเพลตคัดแยกและอุณหภูมิการฟักที่ 30 ଌ เป็นเวลา 3 วัน สื่อคัดกรอง (SM) [36] จานที่วุ้น (20 g/L) pH 7.0𠄷.5 CH3COONa (0.1 ก./ลิตร) นาโน3 (0.02 ก./ลิตร) K2HPO4୳H2O (0.02 ก./ลิตร) CaCl2 (0.01 ก./ลิตร) MgCl2୶H2O (0.01 ก./ลิตร) เก็บโคโลนีที่แยกจากกันและทำให้บริสุทธิ์โดยการโรยซ้ำบนจานวุ้นสด แยกได้เก็บเกี่ยวและปลูกในอาหาร SM ด้วยNaNO3 เป็นแหล่งไนโตรเจนเพียงแหล่งเดียวเพื่อตรวจหาประสิทธิภาพของแบคทีเรียดีไนตริไฟดิ้งแบบแอโรบิก ในการศึกษานี้ได้รับ N299 แบบแยกเดี่ยวซึ่งมีประสิทธิภาพการกำจัดไนโตรเจนสูง และตัวกลางแบบเอียง SM ที่ 4ଌ และบนตัวกลาง SM Glycerin ที่ �ଌ

4.3. การวิเคราะห์ลำดับยีน 16S rRNA

ลำดับ 16S rRNA ของ Zoogloea sp. N299 ได้มาจาก PCR PCR ใช้ไพรเมอร์ [60]: 7F 5'-CAGAGTTGATCCTGGCT-3' และ 1540R 5'-AGGAGGTGATCCAGCCGCA-3' ส่วนผสมของปฏิกิริยา PCR ประกอบด้วยรีเอเจนต์ต่อไปนี้ ซึ่งสกัดและจัดลำดับโดย Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. (เซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน): 5× บัฟเฟอร์ (ด้วย Mg 2+ ) (2.5 μL), DNA แม่แบบ (0.5 μL), dNTP (แต่ละ 2.5 mM), Taq DNA Polymerase (0.2 μL) และน้ำที่ปราศจากนิวคลีเอสที่ปลอดเชื้อถึง 25 μL PCR ดำเนินการดังนี้: 94ଌ เป็นเวลา 4 นาทีสำหรับหนึ่งรอบและจากนั้น 30 รอบของการเปลี่ยนสภาพที่ 94ଌ เป็นเวลา 45 วินาที, การหลอมที่ 55 ଌ เป็นเวลา 15 วินาที, และการขยายที่ 72 ଌ เป็นเวลา 1 นาที หลังจากการยืดออกครั้งสุดท้ายที่ 72ଌ เป็นเวลา 10 นาที ปฏิกิริยาถูกเก็บไว้ที่ 4ଌ Seqman ถูกใช้เพื่อจัดแนวลำดับ การค้นหาความคล้ายคลึงกันของลำดับใน GenBank ดำเนินการโดยใช้ BLAST (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi) Neighbor-joining tree ถูกสร้างในโปรแกรม MEGA5.0 โดยใช้วิธี Neighbor-joining (NJ) ด้วยโมเดลความน่าจะเป็นแบบคอมโพสิตสูงสุดและการจำลองบูตสแตรป 1,000 ครั้ง [35] สายพันธุ์วัฒนธรรมที่คล้ายคลึงกันอย่างมากกับจำพวกนี้แสดงไว้ในรูปที่ 2 ในที่สุด ลำดับของสายพันธุ์ N299 ได้ถูกส่งไปยัง GenBank สำหรับหมายเลขภาคยานุวัติของสายพันธุ์ที่ฝากไว้ที่ศูนย์รวบรวมวัฒนธรรมจุลชีววิทยาทั่วไปของจีน (CGMCC)

4.4. การขยายของ napA Gene

NS งีบA ถูกขยายด้วยไพรเมอร์ไปข้างหน้า NAP1: 5'-TCTGGACCATGGGCTTCAACCA-3' [48] และ NAP2: 5'-ACGACGACCGGCCAGCGCAG-3' [48] ของผสมปฏิกิริยา PCR (50μL) ประกอบด้วย 2× Taq Mastermix (0.1 U Taq Polymerase/μL), 500 μM dNTP, 20 mM Tris-HCl (pH 8.3), 100 mM KCl, 3 mM MgCl2 (25 μL), NAP1 (1 μL), NAP2 (1 μL) และน้ำที่ปราศจากนิวคลีเอสที่ปราศจากเชื้อถึง 50 μL สภาวะที่ใช้สำหรับปฏิกิริยานี้เป็นไปตาม [48]: เริ่มต้นที่ 94 ଌ เป็นเวลาห้านาทีสำหรับหนึ่งรอบ ตามด้วย 30 รอบของการเปลี่ยนสภาพที่ 94 ଌ เป็นเวลา 30 วินาที, การหลอมที่ 59 ଌ เป็นเวลา 30 วินาที และขยายที่ 72 ଌ เป็นเวลา 1 นาที หลังจากการยืดออกครั้งสุดท้ายที่ 72ଌ เป็นเวลา 7 นาที ปฏิกิริยาถูกเก็บไว้ที่ 4ଌ ผลิตภัณฑ์ PCR ถูกแยกออกโดยใช้ agarose gel electrophoresis 1.0% แล้วย้อมด้วยเอทิเดียมโบรไมด์เพื่อสร้างภาพ

4.5. ลักษณะการเจริญเติบโตของ Zoogloea sp. N299

กำหนดลักษณะการเจริญเติบโตของสายพันธุ์ที่แยกได้ N299 โดยการวัดค่า OD510 ในการทดลองขวดเขย่าโดยใส่อาหารกลาง SM ที่เป็นของเหลว 400 มล. ลงในขวดเขย่า 1000 มล. ฉีดวัคซีนด้วยสายพันธุ์ก่อนการเพาะเลี้ยง 4 มล. และจากนั้นเพาะเลี้ยงที่อุณหภูมิ 30 ଌ ในระหว่างการฟักไข่ การเพาะเลี้ยง 3 มล. ถูกกำจัดออกเป็นระยะเพื่อกำหนดหาความหนาแน่นเชิงแสงของเซลล์ แบคทีเรียดีไนตริไฟดิ้งแบบแอโรบิก N299 ถูกเพาะเลี้ยงล่วงหน้าเป็นเวลา 24 ชั่วโมงในตัวกลาง SM เหลว 50 มล. (ไม่มีวุ้น) ในขวดรูปชมพู่ขนาด 100 มล. ที่ 30 ଌ และ 120 รอบต่อนาทีเพื่อเปิดใช้งาน [36] จากการศึกษาที่ดำเนินการโดย Duu-Jong Lee [51] สมการการเติบโตทางลอจิสติกส์อธิบายเส้นโค้งการเติบโตของเซลล์:

ที่ไหน NS คือเวลา (h) y(NS) คือความหนาแน่นของเซลล์แบคทีเรียที่ NS h (OD) μ คืออัตราการเติบโตของเซลล์จำเพาะสูงสุด (h 𢄡 ) และ NS คือความหนาแน่นของเซลล์แบคทีเรียสูงสุด (OD) คือความหนาแน่นของเซลล์แบคทีเรีย (NS = 0). การวิเคราะห์สหสัมพันธ์โดยใช้ OriginPro (Ver. 8.0, OriginLab Corporation, Northampton, MA, USA) ให้ผล

4.6. ประสิทธิภาพการกำจัดไนโตรเจนในระบบเลี้ยงเชื้อบริสุทธิ์

สายพันธุ์ N299 ที่เพาะเลี้ยงล่วงหน้าถูกเพาะเชื้อใน 10% (วี/วี) ลงในของเหลวขนาด 150 มล. SM, short-SM และ HNM ของขวดรูปชมพู่ 250 มล. ที่ 30 ଌ, 120 รอบต่อนาที ตามลำดับ ความเข้มข้นของไนเตรต ไนไตรต์ TN TDN TP ความเข้มข้นของ TOC และความหนาแน่นของแสงของเซลล์ (OD) ถูกวัดเพื่อสะท้อนประสิทธิภาพการดีไนตริฟิเคชันของสายพันธุ์ N299 พารามิเตอร์ทั้งหมดถูกวัดเป็นสามเท่า (NS = 3). รวมสื่อ SM ที่ pH 7.0𠄷.5: CH3COONa (0.1 g/L), NaNO3 (0.02 ก./ลิตร), K2HPO4୳H2O (0.02 ก./ลิตร), CaCl2(0.01 ก./ลิตร) และ MgCl2୶H2O (0.01 ก./ลิตร) ตัวกลาง SM สั้น [59] ที่ pH 7.0𠄷.5: CH3COONa (0.1 ก./ลิตร), NaNO2 (0.018 ก./ลิตร), K2HPO4୳H2O (0.02 ก./ลิตร), CaCl2 (0.01 ก./ลิตร), MgCl2୶H2O (0.01 ก./ลิตร) ตัวกลางไนตริฟิเคชั่นเฮเทอโรโทรฟิก (HNM) [38] ยังถูกเตรียมที่ pH 7.0𠄷.5: CH3COONa (0.5 ก./ลิตร), NH4Cl4 (0.1 กรัม/ลิตร), K2HPO4୳H2O (0.1 ก./ลิตร), CaCl2 (0.05 ก./ลิตร) และ MgCl2୶H2O (0.05 ก./ลิตร)

4.7. ประสิทธิภาพการกำจัดไนโตรเจนในระบบแหล่งน้ำในอ่างเก็บน้ำโอลิโกโทรฟิก

เพื่อตรวจสอบว่าสารเติมสามารถชำระแหล่งน้ำในแหล่งกักเก็บ oligotrophic ที่ฆ่าเชื้อแล้วได้หรือไม่ และเพื่อศึกษาว่าแบคทีเรียในแหล่งน้ำส่งผลต่อการดีไนตริฟิเคชันของ N299 หรือไม่ ได้ทำการทดลองแหล่งน้ำในแหล่งกักเก็บฆ่าเชื้อและแหล่งน้ำที่ไม่ผ่านการฆ่าเชื้อ N299 ก่อนเพาะเลี้ยงถูกเพาะเชื้อใน 10% (วี/วี) ลงในน้ำจากแหล่งกักเก็บ oligotrophic ที่ฆ่าเชื้อแล้ว 150 มล. และน้ำจากแหล่งผลิต oligotrophic ที่ไม่ผ่านการฆ่าเชื้อของขวดรูปชมพู่ 250 มล. ที่ 30 ଌ ที่ 120 รอบต่อนาที TN, TDN, TOC, ความหนาแน่นเชิงแสงของเซลล์, pH และ DO ถูกวัดเพื่อสะท้อนประสิทธิภาพการดีไนตริฟิเคชันของ N299 พารามิเตอร์ทั้งหมดถูกวัดเป็นสามเท่า (NS = 3).

4.8. ผลของปัจจัยต่าง ๆ ต่อการกำจัดไนเตรต

ลักษณะการดีไนตริฟิเคชันเฮเทอโรโทรฟิกแอโรบิกของสายพันธุ์ที่แยกได้ถูกกำหนดหาภายใต้สภาวะการเพาะเลี้ยงที่แตกต่างกัน ซึ่งรวมถึงแหล่งคาร์บอน อุณหภูมิ C/N ปริมาณการใช้หัวเชื้อ (วี/วี) และ pH กลูโคส โซเดียมซัคซิเนต โซเดียมซิเตรต และโซเดียมอะซิเตทถูกใช้เพื่อสำรวจผลกระทบของแหล่งคาร์บอนต่อการกำจัดไนเตรต เพื่อสังเกตผลของอุณหภูมิต่อการกำจัดไนเตรต การทดลองได้ดำเนินการภายในช่วง 10� &x000b0C ตรวจสอบผลของ C/N (โซเดียมอะซิเตทเป็นแหล่งคาร์บอน) ต่อการกำจัดไนเตรตโดยปรับอัตราส่วนระหว่าง 1 ถึง 10 ด้วยปริมาณคงที่ 3.54 มก./ลิตร NO3 − -น. อิทธิพลของปริมาณหัวเชื้อ (วี/วี) ในการกำจัดไนเตรตโดยการเปลี่ยนขนาดการใช้หัวเชื้อเป็น 2%, 3%, 5% และ 10% ผลของ pH ต่อการกำจัดไนเตรตถูกตรวจสอบใน 6, 7, 8, 9 และ 10 พารามิเตอร์ทั้งหมดถูกวัดเป็นสามเท่า (NS = 3).

4.9. วิธีการวิเคราะห์

วัดความหนาแน่นของแสงของน้ำซุปเพาะที่ 510 นาโนเมตร (OD510) โดยใช้สเปกโตรโฟโตมิเตอร์ (DR6000, HACH Company, Loveland, CO, USA) [61] ไนไตรท์ถูกกำหนดโดย NS-(1-แนฟทาลีน)-ไดอะมิโนอีเทนวิธีการวัดแสง [62] TN และไนเตรตวัดโดยวิธีโฟโตเมทรีกรดไฮโดรคลอริก [62] TP ถูกวัดโดยวิธี ammonium molybdate spectrophotometric [63] TOC กำหนดโดยเครื่องวิเคราะห์ TOC (ET1020A, เซี่ยงไฮ้, จีน) SEM วิเคราะห์โดย S-3400N (ฮิตาชิ โตเกียว ญี่ปุ่น) ตัวอย่างของไนเตรต, ไนไตรต์, TDN, TOC และ TP ถูกกรองโดยใช้ตัวกรองเซลลูโลส-อะซิเตต 0.45 μm สำหรับกำจัดแบคทีเรีย pH ถูกวัดโดย HQ11d (บริษัท HACH) และ DO ถูกวัดโดย HQ30d (บริษัท HACH) เก็บตะกอนพื้นผิวที่ชั้นลึก 0 ถึง 10 ซม. โดยใช้เครื่องเก็บตัวอย่างสเตนเลสสตีล Petersen ที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้ว [38,40] การวิเคราะห์สายวิวัฒนาการถูกสร้างขึ้นในโปรแกรม MEGA5.0 โดยใช้วิธี Neighbor-joining (NJ) และแบบจำลองความน่าจะเป็นแบบผสมสูงสุด [38]

4.10. การวิเคราะห์ทางสถิติ

ข้อมูลถูกนำเสนอเป็นค่าเฉลี่ย ± SD (ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของค่าเฉลี่ย) และวิเคราะห์โดย ANOVA ทางเดียวด้วยการทดสอบ HSD ของ Tukey (NS < 0.05) โดยใช้ซอฟต์แวร์ SPSS (Ver. 20.0, IBM Corporation, Armonk, NY, USA)


แนวคิดการตัดขวาง

แนวคิดการตัดขวางมีการประยุกต์ใช้ในทุกขอบเขตของวิทยาศาสตร์ เช่นนี้เป็นวิธีการเชื่อมโยงโดเมนต่างๆ ของวิทยาศาสตร์ ซึ่งรวมถึงรูปแบบ สาเหตุและผลกระทบ มาตราส่วน สัดส่วน และปริมาณ ระบบและแบบจำลองระบบ โครงสร้างและหน้าที่ของพลังงานและสสาร และความเสถียรและการเปลี่ยนแปลง NS กรอบ เน้นว่าแนวคิดเหล่านี้จำเป็นต้องทำให้ชัดเจนสำหรับนักเรียน เพราะพวกเขาจัดทำแผนผังองค์กรสำหรับการเชื่อมโยงความรู้จากสาขาวิทยาศาสตร์ต่างๆ ไปสู่มุมมองที่เชื่อมโยงกันและมีพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโลก

1 . รูปแบบ

สังเกตรูปแบบการจัดองค์กรและการจัดประเภทแนะนำธรรมชาติและถามคำถามเกี่ยวกับความสัมพันธ์และสาเหตุที่อยู่เบื้องหลัง

2 . เหตุและผล

เหตุการณ์มีสาเหตุ บางครั้งก็ง่าย บางครั้งก็มีหลายแง่มุม การถอดรหัสความสัมพันธ์เชิงสาเหตุและกลไกที่ใช้เป็นสื่อกลางนั้นเป็นกิจกรรมหลักของวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์

3 . มาตราส่วน สัดส่วน และปริมาณ

ในการพิจารณาปรากฏการณ์ สิ่งสำคัญคือต้องตระหนักถึงสิ่งที่เกี่ยวข้องในขนาด เวลา และระดับพลังงานที่ต่างกัน และให้รับรู้ถึงความสัมพันธ์ตามสัดส่วนระหว่างปริมาณที่แตกต่างกันเมื่อระดับการเปลี่ยนแปลง

4 . ระบบและรุ่นของระบบ

ระบบคือกลุ่มที่จัดระเบียบของอ็อบเจ็กต์หรือส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง สามารถใช้เพื่อทำความเข้าใจและทำนายพฤติกรรมของระบบ

5 . พลังงานและสสาร

การติดตามการไหลของพลังงานและสสาร เข้า ออก และภายในระบบช่วยให้เข้าใจพฤติกรรมของระบบ

6 . โครงสร้างและหน้าที่

วิธีที่วัตถุมีรูปร่างหรือโครงสร้างกำหนดคุณสมบัติและหน้าที่หลายประการ

7 . ความมั่นคงและการเปลี่ยนแปลง

สำหรับทั้งระบบที่ออกแบบและธรรมชาติ สภาวะที่ส่งผลต่อเสถียรภาพและปัจจัยที่ควบคุมอัตราการเปลี่ยนแปลงเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ต้องพิจารณาและทำความเข้าใจ


แนวทางของเรา

การเรียนรู้ส่วนบุคคล

EduSaksham มอบประสบการณ์การเรียนรู้ที่เป็นส่วนตัวอย่างสมบูรณ์สำหรับผู้ใช้ทุกคน ระบบมอบประสบการณ์การเรียนรู้ที่ไม่เหมือนใครให้กับผู้ใช้และช่วยให้พวกเขาเรียนรู้แนวคิดในระดับของตนเอง ผู้ใช้สามารถทำบทเรียนให้เสร็จตามจังหวะของตนเองและเข้าถึงได้จากทุกที่ขณะเดินทาง ผู้ใช้แต่ละคนจะได้รับแดชบอร์ดของตัวเองซึ่งจะช่วยติดตามประสิทธิภาพและความคืบหน้าของเขา ผู้ใช้สามารถเข้าถึงบทเรียนได้ตลอดเวลาตามความต้องการการเรียนรู้ของตนเอง ระบบได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับการเรียนรู้ในทุกขั้นตอนสำหรับผู้เรียนแต่ละคน

การเรียนรู้ด้วยตนเอง

EduSaksham มีหลักสูตรการเรียนรู้ด้วยตนเอง ผู้ใช้สามารถเรียนรู้บทเรียนตามจังหวะของตนเองและไม่ทิ้งบทเรียนใดๆ ไว้ข้างหลัง ผู้ใช้แต่ละคนบนแพลตฟอร์มมีโปรไฟล์ของตนเองซึ่งเนื้อหาจะถูกนำเสนอต่อผู้ใช้ตามตัวเลือกของเขา ผู้ใช้สามารถเข้าถึงเนื้อหาทั้งหมด จากนั้นผู้ใช้สามารถตัดสินใจได้ว่าต้องการเรียนบทเรียนใด หากผู้เรียนไม่สามารถเข้าใจแนวคิดได้ในครั้งเดียว เขาสามารถควบคุมการเล่นบทเรียนได้อย่างเต็มที่ นอกจากนี้ ผู้ใช้อาจพยายามทำแบบทดสอบหลายครั้งจนกว่าแนวคิดของเขาจะชัดเจน

โครงสร้างหลักสูตรแบบแยกส่วน

โครงสร้างหลักสูตรทั้งหมดถูกสร้างขึ้นในโครงสร้างแบบแยกส่วนสำหรับหลักสูตรทั้งหมดเพื่อส่งเสริมการเรียนรู้ที่ดีขึ้นสำหรับนักเรียน นักเรียนเรียนรู้แนวคิดครั้งละหนึ่งแนวคิด เราได้สร้างโมดูลที่มีขนาดเล็กลงสำหรับนักเรียนเพื่อให้พวกเขาสามารถชม/อ่าน/ฝึกบทเรียนตามระดับความสนใจของพวกเขา หากนักเรียนต้องการทำอะไรมากกว่านี้ เขาก็สามารถก้าวไปสู่ประสบการณ์ถัดไปได้อย่างรวดเร็ว โครงสร้างหลักสูตรแบบแยกส่วนยังช่วยให้นักเรียนระบุจุดแข็งและจุดอ่อนของตนเองตามหัวข้อ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของนักเรียน

แนวคิดการทดลองที่กว้างขวาง

ทุกหลักสูตรของเรามีแนวคิดทดลองมากมายเพื่อให้นักเรียนเข้าใจหัวข้อต่างๆ ได้อย่างง่ายดาย เราใช้สิ่งของในชีวิตประจำวันของเราในการวาดแนวความคิดและทำให้นักเรียนเรียนรู้จากสภาพแวดล้อมของเรา หลักสูตรวิทยาศาสตร์ของเราใช้การทดลองจำนวนมากสำหรับนักเรียนเพื่อทำให้การสร้างภาพข้อมูลแข็งแกร่งขึ้นสำหรับแนวคิด เนื่องจากหน่วยความจำภาพช่วยให้พวกเขาคงแนวคิดไว้ได้ยาวนานขึ้น เราสร้างสรรค์หลักสูตรให้ใกล้เคียงกับชีวิตจริงมากขึ้น เพื่อให้นักเรียนสามารถเรียนรู้ได้ดีขึ้นด้วยสิ่งของในชีวิตประจำวัน

การวิเคราะห์ขั้นสูง

EduSaksham นำเสนอการวิเคราะห์ขั้นสูงและการรายงานแก่นักเรียนทุกคน การวิเคราะห์ของเราช่วยให้นักเรียนระบุจุดแข็งและจุดอ่อนของตนเอง และช่วยให้พวกเขาดำเนินการแก้ไข การวิเคราะห์เชิงลึกของเราช่วยให้นักเรียนระบุข้อผิดพลาด ประเด็นที่น่ากังวล ระดับหัวข้อ ระดับความเชี่ยวชาญ ฯลฯ เราจัดเตรียมการวิเคราะห์จำนวนมากเกี่ยวกับการจัดการเวลาสำหรับการประเมิน คำถาม การวิเคราะห์เปรียบเทียบ รวมถึงนักเรียนคนอื่นๆ เพื่อช่วยให้นักเรียนเข้าใจ ประสิทธิภาพของพวกเขา ช่วยในการแก้ไขหรือเร่งการเรียนรู้และผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน

สอบแก้ตัวด่วน

EduSaksham ได้จัดเตรียมโมดูลการแก้ไขข้อสอบอัจฉริยะที่ยอดเยี่ยมให้กับนักเรียน ซึ่งช่วยให้นักเรียนครอบคลุมประเด็นสำคัญจากบทและเตรียมตัวอย่างรวดเร็ว มันจะช่วยให้นักเรียนแก้ไขหัวข้อใด ๆ ได้อย่างรวดเร็วและฝึกฝนคำถามตามหัวข้อสำหรับบทต่างๆ โมดูลเหล่านี้ครอบคลุมประเด็นสำคัญทั้งหมดของบทในวิดีโอสรุปสั้นๆ บันทึกย่อตามแผนที่ความคิด และคำถามดีๆ มากมาย ข้อเสนอเหล่านี้ช่วยให้นักเรียนเตรียมตัวสอบได้ดีขึ้นและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน

ชี้แจงข้อสงสัย

โมดูลหลักสูตร EduSaksham ช่วยให้เข้าถึงบทเรียนได้ทุกเวลา ในกรณีที่นักเรียนมีข้อสงสัยในเนื้อหาใด ๆ เขาสามารถแบ่งปันคำถามของเขากับเราผ่านฟอรัมของเรา ผู้เชี่ยวชาญของเราจะติดต่อกลับหาเขาภายในเวลาไม่นาน เราให้คำอธิบายโดยละเอียดสำหรับคำถามทั้งหมดเพื่อให้นักเรียนสามารถไขข้อสงสัยได้ทันที คำอธิบายแต่ละข้อยังเชื่อมโยงแนวคิดที่ใช้ในปัญหาด้วย ดังนั้นหากนักเรียนรู้สึกว่าต้องตรวจสอบเนื้อหา เขาสามารถเยี่ยมชมเนื้อหาได้โดยตรงและชี้แจงข้อสงสัยของเขา

กระดานสนทนา

เรามีกระดานสนทนาสำหรับนักเรียนเพื่อหารือเกี่ยวกับข้อสงสัยของพวกเขาหากมี ผู้เชี่ยวชาญของเราย้อนกลับไปที่คำถามของนักเรียนและช่วยพวกเขาแก้ไขข้อสงสัย เพื่อนนักเรียนสามารถช่วยเหลือกันเพื่อชี้แจงข้อสงสัยของพวกเขา กระดานสนทนาช่วยสร้างชุมชนนักเรียนที่ซึ่งพวกเขาสามารถเรียนรู้จากกันและกัน ฟอรั่มสร้างสภาพแวดล้อมการเรียนรู้ที่ดีในหมู่นักเรียน นอกจากนี้ยังสร้างคลังคำถามสำหรับนักเรียนเพื่ออ้างถึงเวลาใด ๆ ในอนาคตและชี้แจงข้อสงสัยของพวกเขาบนรันไทม์


อ้างอิง

Adler JF, Williams Q (2005) การศึกษาการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์แรงดันสูงของเหล็กไนไตรด์: นัยสำหรับแกนโลก J Geophys ความละเอียด 110. https://doi.org/10.1029/2004JB003103

Alexander MOD, Fogel M, Yabuta H, Cody GD (2007) ต้นกำเนิดและวิวัฒนาการของ chondrites ที่บันทึกไว้ในองค์ประกอบองค์ประกอบและไอโซโทปของอินทรียวัตถุระดับมหภาค Geochim Cosmochim Acta 71:4380–4403

Armstrong LS, Hirschmann MM, Stanley BD, Falksen EG, Jacobsen SD (2015) การแยกตัวและการละลายของสารระเหย C-O-H-N ที่ลดลงในการหลอมมาเฟีย: นัยสำหรับภูเขาไฟ วิวัฒนาการของบรรยากาศ และวัฏจักรการระเหยลึกในดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน Geochim Cosmochim Acta 171:283–302

Bassett WA, Shen AH, Bucknum M, Chou IM (1994) เซลล์เพชรใหม่สำหรับการศึกษาความร้อนใต้พิภพถึง 2.5 GPa และตั้งแต่ -190°C ถึง 12000°C Rev Sci Instrum 64:2340–2345

Bebout GE, Fogel ML, Cartigny P (2013) Nitrogen: มีความผันผวนสูงแต่เข้ากันได้อย่างน่าประหลาดใจ องค์ประกอบ 9:333–338

Bebout GE, Ryan JG, Leeman WP, Bebout AE (1999) การแยกส่วนของธาตุตามการเปลี่ยนแปลงของโซนการเหลื่อม - ผลของวิวัฒนาการความร้อนขอบคอนเวอร์เจนต์ Earth Planet Sci Lett 171:63–81

Bergin EA, Blake GA, Ciesla F, Hirschmann MM, Li J (2015) ติดตามส่วนผสมสำหรับโลกที่อาศัยอยู่ได้จากอวกาศระหว่างดวงดาวผ่านการก่อตัวดาวเคราะห์ Proc US Natl Acad Sci 112:8965–8970

Busigny V, Bebout GE (2013) ไนโตรเจนในดินซิลิเกต: speciation และพฤติกรรมไอโซโทประหว่างปฏิกิริยาระหว่างแร่ธาตุกับของเหลว องค์ประกอบ 9:353–358

Busigny V, Cartigny P, Philippot P (2011) ไนโตรเจนใน ophiolitic meta-gabbros: การประเมินค่าใหม่ของไนโตรเจนฟลักซ์ในเขตการเหลื่อมและความหมายของบรรยากาศโลกยุคแรก Geochim Cosmochim Acta 75:7502–7221

Carmichael ISE, Ghiorso MS (1990) ควบคุมความสัมพันธ์ระหว่างการลดการเกิดออกซิเดชันในแมกมา ใน: Nicholls J, Russell JK (eds) วิธีการสมัยใหม่ของปิโตรวิทยาอัคนี: การทำความเข้าใจกระบวนการแมกมาติก The Mineralogical Society of America, Washington, DC, หน้า 191–212

Carroll MR, Draper DS (1994) ก๊าซมีตระกูลเป็นธาตุในกระบวนการแมกมาติก เคมกอล 117:37–56

Cody GD, Alexander CMOD, Yabuta H, Kilcoyne ALD, Araki T, Ade H, Dera P, Fogel ML, Militzer B, Mysen B (2008) การวัดอุณหภูมิอินทรีย์สำหรับร่างกายแม่ของ chondritic Earth Planet Sci Lett 272:446–455

Dalou C, Hirschmann MM, von der Handt A, Mosenfelder J, Armstrong LS (2017) การแยกส่วนไนโตรเจนและคาร์บอนระหว่างการสร้างความแตกต่างระหว่างแกนและเสื้อคลุมที่ระดับความลึกตื้น เอิร์ท แพลนเน็ต วิทย์ เล็ตต์ 458:141–151

De Corte K, Cartigny P, Shatsky VS, Sobolev NV, Javoy M (1998) หลักฐานการรวมของเหลวใน microdiamonds แปรสภาพจากเทือกเขา Kokchetav ทางตอนเหนือของคาซัคสถาน Geochim Cosmochim Acta 62:3765–3773

Elkins LT, Fischer TP, Hilton DR, Sharp ZD, McNight S, Walker J (2006) ติดตามไนโตรเจนในสารระเหยจากภูเขาไฟและความร้อนใต้พิภพจากหน้าภูเขาไฟนิการากัว Geochim Cosmochim Acta 70:5215–5235

Fogel ML, Steele A (2013) ไนโตรเจนในสภาพแวดล้อมนอกโลก: เบาะแสต่อการมีอยู่ของชีวิต องค์ประกอบ 9:367–372

Gessmann CK, Rubie DC (2000) ต้นกำเนิดของการพร่องของ V, Cr และ Mn ในเสื้อคลุมของโลกและดวงจันทร์ Earth Planet Sci Lett 184:95–187

Goldblatt C, Claire M, Lenton T, Matthews A, Watson A, Zahnle K (2009) ภาวะโลกร้อนที่เพิ่มไนโตรเจนในเรือนกระจกบนโลกยุคแรก Nat Geosci 2:894–896

Grewal DS, Dasgupta R, Sun C, Tsuno K, Castin C (2019) ส่งมอบคาร์บอน ไนโตรเจน และกำมะถันไปยังดินซิลิเกตโดยการกระแทกขนาดยักษ์ วิทย์ Adv 23. https://doi.org/10.1126/sciadv.aau3669

Halama R, Bebout GE, John T, Scambelluri M (2014) การรีไซเคิลไนโตรเจนในหินปกคลุมที่ซับดักท์และผลกระทบต่อวัฏจักรไนโตรเจนทั่วโลก อินเตอร์เนท เจ เอิร์ธ วิทย์ 103:2081–2099

Hall A (1999) แอมโมเนียมในหินแกรนิตและความสำคัญของปิโตรเจเนติกส์ Earth Sci Rev 45:145–165

Halliday AN (2013) ต้นกำเนิดของสารระเหยในดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน Geochim Cosmochim Acta 105:146–171

Honma H, Itihara Y (1981) การกระจายของแร่ธาตุแอมโมเนียมในหินแปรและหินแกรนิต กอชิม คอสโมฮิม แอคตา 45:983–988

Javoy M, Pineau F (1991) บันทึกการระเหยของหิน "แตก" จากสันเขากลางมหาสมุทรแอตแลนติกที่ 14 N: องค์ประกอบทางเคมีและไอโซโทปของก๊าซที่ติดอยู่ในถุงน้ำ Earth Planet Sci Lett 107:598–611

Johnson B, Goldblatt C (2015) งบประมาณไนโตรเจนของโลก Earth-Sci Rev 148:150–173

Kadik AA, Koltashev VV, Kryukova EB, Plotnichenko VG, Tsekhonya TI, Kononkova NN (2015) ความสามารถในการละลายของไนโตรเจน คาร์บอน และไฮโดรเจนใน FeO-Na2O-Al2โอ3-SiO2 หลอมเหลวและของเหลว โลหะผสมเหล็ก: อิทธิพลของการหลอมเหลวของออกซิเจน Geochem Int 53:849–868

Kadik AA, Kurovskaya NA, Ignat'ev YA, Kononkova NN, Koltashev VV, Plotnichenko VG (2011) อิทธิพลของการหลอมเหลวของออกซิเจนต่อการละลายของไนโตรเจน คาร์บอน และไฮโดรเจนใน FeO-Na2O-SiO2-Al2โอ3 ละลายในสภาวะสมดุลกับเหล็กโลหะที่ 1.5 GPa และ 1400 องศาเซลเซียส Geochem Int 49:429–438

Kadik AA, Litvin YA, Koltashev VV, Kryukova EB, Plotnichenko VG, Tsekhonya TI, Kononkova NN (2013) พฤติกรรมการแก้ปัญหาของสารระเหย NHO ที่ลดลงใน FeO-Na2O-SiO2-Al2โอ3 หลอมรวมกับโลหะผสม Fe หลอมเหลวที่ความดันและอุณหภูมิสูง Phys Earth Planet Inter 214:14–24

Kaminsky FV, Wirth R (2017) ไนไตรด์และคาร์บอนไนไตรด์จากเสื้อคลุมด้านล่างสุดและความสำคัญในการค้นหาไนโตรเจนที่ "สูญหาย" ของโลก แอม มิเนอรัล 102:1667–1676

LeLosq C, Mysen BO, Cody GD (2015) น้ำและแมกมา: ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกการแก้ปัญหาน้ำในอัลคาไลซิลิเกตละลายจากอินฟราเรด Raman และ 29 Si สถานะของแข็ง NMR สเปกโตรสโคปี Progr Earth Planet วิทย์ 22:2. https://doi.org/10.1186/s40645-015-0052-7

Li J, Agee CB (1996) ธรณีเคมีของการสร้างความแตกต่างของแกนเสื้อคลุมที่ความดันสูง ธรรมชาติ 381:686–689

Li Y, Huang RF, Wiedenbeck M, Keppler H (2015) การกระจายไนโตรเจนระหว่างของเหลวที่เป็นน้ำและการหลอมซิลิเกต Earth Planet Sci Lett 411:218–228

Li Y, Keppler H (2014) การเก็งกำไรไนโตรเจนในของเหลวปกคลุมและเปลือกโลก Geochim Cosmochim Acta 129:13–32

Li Y, Wiedenbeck M, Schcheka S, Keppler H (2013) ความสามารถในการละลายไนโตรเจนในแร่ธาตุชั้นบน Earth Planet Sci Lett 377-378:311–328

Libourel G, Marty B, Humbert F (2003) การละลายของไนโตรเจนในหินบะซอลต์ละลาย ส่วนที่ 1 ผลกระทบของการหลอมเหลวของออกซิเจน Geochim Cosmochim Acta 67(21):4123–4136

Litasov KD, Shatskiy A, Ponomarev DS, Gavryushkin PN (2017) สมการของสถานะของเหล็กไนไตรด์ε-Fe3NSNS และ γ-Fe4NSy ถึง 30 GPa และ 1200 K และความหมายของไนโตรเจนในแกนโลก J Geophys Res 122:3574–3584

Mallik A, Li Y, Wiedenbeck M (2018) ไนโตรเจนภายในระบบชั้นบรรยากาศของโลกประเมินโดยการรีไซเคิลในเขตมุดตัว Earth Planet Sci Lett 482:556–566

Marty B (2012) ต้นกำเนิดและความเข้มข้นของน้ำ คาร์บอน ไนโตรเจน และก๊าซมีตระกูลบนโลก Earth Planet Sci Lett 313-314:56–86

McCammon C (2005) สถานะออกซิเดชันของเสื้อคลุมและความสามารถในการหลอมของออกซิเจน: ข้อ จำกัด เกี่ยวกับเคมีโครงสร้างและการเปลี่ยนแปลงของเสื้อคลุม ใน: van der Hilst RD, Bass JD, Matas J, Trampert J (eds) เสื้อคลุมลึกของโลก: โครงสร้าง องค์ประกอบ และวิวัฒนาการ American Geophysical Union, Washington DC, หน้า 221–242

Mitchell EC, Fischer TP, Hilton DR, Hauri EH, Shaw AM, de Moor JM, Sharp ZD, Kazahaya K (2010) แหล่งไนโตรเจนและการรีไซเคิลที่โซนมุดตัว: ข้อมูลเชิงลึกจากส่วนโค้ง Izu-Bonin-Mariana Geochem Geophys Geosyst 11. https://doi.org/10.1029/2009GC002783

Miyazaki A, Hiyagon H, Sugiura N (1995) ความสามารถในการละลายของไนโตรเจนและอาร์กอนในหินบะซอลต์ละลายภายใต้สภาวะออกซิไดซ์ ใน Farley KA (ed) Volatiles in the Earth and Solar System, หน้า 276–283 American Inst Physics, วอชิงตัน ดี.ซี.

Miyazaki A, Hiyagon H, Sugiura N, Hirose K, Takahashi E (2004) ความสามารถในการละลายของไนโตรเจนและก๊าซมีตระกูลในการหลอมซิลิเกตภายใต้การหลอมเหลวของออกซิเจนต่างๆ: นัยสำหรับกำเนิดและประวัติการ degassing ของไนโตรเจนและก๊าซมีตระกูลในโลก Geochim Cosmochim Acta 68(2):387–401

Mysen BO (2018a) การถ่ายเทมวลภายในโลก: ปฏิกิริยาระหว่างของเหลวและละลายในระบบ aluminosilicate-C-O-H-N ที่ความดันและอุณหภูมิสูงภายใต้สภาวะออกซิไดซ์ Proc Earth Planet วิทย์ 5:6 https://doi.org/10.1186/s40645-017-0161-6

Mysen BO (2018b) กลไกการแก้ปัญหาของของเหลว COHN ในการหลอมเหลวจนถึงอุณหภูมิชั้นบน ความดัน และสภาวะรีดอกซ์ แอมมิเนอรัล 103:1780–1788

Mysen BO, Fogel ML (2010) องค์ประกอบของไอโซโทปไนโตรเจนและไฮโดรเจนและความสามารถในการละลายในซิลิเกตที่หลอมละลายในสภาวะสมดุลด้วยของเหลวที่มีแบริ่งรีดิวซ์ (N+H) ที่ความดันและอุณหภูมิสูง: ผลกระทบของโครงสร้างหลอมเหลว แอม มิเนอรัล 95(7):987–999

Mysen BO, Richet P (2019) แก้วซิลิเกตและละลาย: โครงสร้างและคุณสมบัติ เล่มที่ 728 ฉบับที่ 2 เอลส์เวียร์, นิวยอร์ก

Mysen BO, Tomita T, Ohtani E, Suzuki A (2014) Speciation of and D/H Partitioning ระหว่างของเหลวและละลายในซิลิเกต - ระบบ D-O-H-C-N ที่กำหนดในแหล่งกำเนิดที่อุณหภูมิของเสื้อคลุมด้านบน ความดัน และสภาวะรีดอกซ์ แอม มิเนอรัล 99:578–588

Mysen BO, Yamashita S, Chertkova N (2008) ความสามารถในการละลายและกลไกการแก้ปัญหาของสารระเหยของ NOH ในซิลิเกตหลอมเหลวที่ความดันสูงและอุณหภูมิสูง—กลุ่มเอมีนและไฮโดรเจนฟูกาซิตี้ แอม มิเนอรัล 93:1760–1770

Nieder R, Benbi DK (2008) คาร์บอนและไนโตรเจนในสภาพแวดล้อมภาคพื้นดิน NS. 430. สปริงเกอร์, เบอร์ลิน

O'Neill HSC (1991) ต้นกำเนิดของดวงจันทร์และประวัติศาสตร์ยุคแรกๆ ของโลก—แบบจำลองทางเคมี ตอนที่ 2: โลก Geochem Cosmochim Acta 55:1159–1172

Palya AP, Buick IS, Bebout GE (2011) การจัดเก็บและการเคลื่อนที่ของไนโตรเจนในเปลือกโลก: หลักฐานจากหิน metasedimentary ที่ละลายบางส่วน Mt. Stafford ประเทศออสเตรเลีย เคมกอล 281:211–226

Plessen B, Harlov DE, Henry D, Guidotti CV (2010) การสูญเสียแอมโมเนียมและการแยกส่วนไอโซโทปของไนโตรเจนในไบโอไทต์ตามหน้าที่ของเกรดแปรสภาพในเมตาเพลไลต์จากรัฐเมนทางตะวันตกของมลรัฐเมน สหรัฐอเมริกา Geochim Cosmochim Acta 74:4759–4771

Polyanov YN, Bataleva YV, Sokol AG, Borzdov YM, Kupriyanov IN, Reutsky VN, Sobolev NV (2014) ปฏิสัมพันธ์ของ Mantle–slab และกลไกรีดอกซ์ของการเกิดเพชร Proc Natl Acad Sci สหรัฐอเมริกา 51:20408–20413

Righter K, Drake MJ (1999) ผลกระทบของน้ำต่อการแบ่งตัวของโลหะ-ซิลิเกตขององค์ประกอบ siderophile: มหาสมุทรแมกมาและการก่อตัวของแกนกลางที่มีความดันและอุณหภูมิสูง Earth Planet Sci Lett 171:383–399

Roskosz M, Bouhifd MA, Jephcoat AP, Marty B, Mysen BO (2013) ความสามารถในการละลายไนโตรเจนในโลหะหลอมเหลวและซิลิเกตที่ความดันและอุณหภูมิสูง Geochim Cosmochim แอคตา 121:15–28

Roskosz M, Mysen BO, Cody GD (2006) การแยกไนโตรเจนแบบคู่ในซิลิเกตหลอมเหลวที่ความดันและอุณหภูมิสูง: การศึกษาเชิงทดลอง Geochim Cosmochim แอคตา 70:2902–2918

Rubie DC, Frost DJ, Mann U, Asahara Y, Tsuno K, Nimmo F, Kegler P, Holzheid A, Palme H (2011) การเพิ่มองค์ประกอบและความแตกต่างของแกนกลางของโลก Earth Planet Sci Lett 301:31–42

Sano Y, Takahata N, Nishio Y, Fischer TP, Williams SN (2001) ฟลักซ์ภูเขาไฟของไนโตรเจนจากโลก เคมกอล 171:263–271

Smith EM, Kopylova MG (2014) ผลกระทบของเหล็กโลหะสำหรับเพชรและไนโตรเจนในเสื้อคลุม sublithospheric แคน เจ เอิร์ธ วิท 51:510–516

Wade J, Wood BJ (2005) การก่อตัวแกนกลางและสถานะออกซิเดชันของโลก Earth Planet Sci Lett 236:78–95

Watenphul A, Wunder B, Heinrich W (2009) ซิลิเกตที่มีแอมโมเนียมแรงดันสูง: ความหมายสำหรับการจัดเก็บไนโตรเจนและไฮโดรเจนในเสื้อคลุมของโลก อาเมอร์ มิเนอรัล 94:283–292

Watenphul A, Wunder B, Wirth R, Heinrich W (2010) clinopyroxene ที่มีแอมโมเนียม: แหล่งกักเก็บไนโตรเจนที่มีศักยภาพในเสื้อคลุมของโลก เคมกอล 270:240–248

Yoshioka T, Wiedenbeck M, Shcheka S, Keppler H (2018) ความสามารถในการละลายไนโตรเจนในชั้นปกคลุมลึกและที่มาของงบประมาณไนโตรเจนในยุคแรกเริ่มของโลก Earth Planet Sci Lett 488:134–143

Zhang C, Duan Z, Li M (2010) ช่องว่างคั่นระหว่างหน้าในซิลิกาที่หลอมเหลวและความหมายของการละลายอาร์กอนภายใต้แรงกดดันสูง Geochim Cosmochim Acta 74:4140–4149

Zhang Y, Yin QZ (2012) เนื้อหาคาร์บอนและองค์ประกอบแสงอื่น ๆ ในแกนกลางของโลกโดยอิงตามไดนามิกของโมเลกุลหลักการแรก Proc Natl Acad Sci สหรัฐอเมริกา 109:19579–19583


อ้างอิง

โคลน

[1.2] National Geographic Data Center - บริการดาวเทียม ข้อมูล และข้อมูลแห่งชาติ http://www.ngdc.noaa.gov/mgg/image/2minrelief.html (2006)

[1.3] เว็บไซต์ข้อมูลมูลนิธิขั้วโลกนานาชาติ: http://www.sciencepoles.org/index.php?/home/

[1.4] Zhang D, Yong Y, Xin Y, Hong L, Zhou P และ Zhou Y. Colwellia polaris sp. พ.ย. แบคทีเรียที่ออกฤทธิ์ต่อจิตที่แยกได้จากน้ำแข็งในทะเลอาร์กติก วารสารนานาชาติจุลชีววิทยาเชิงระบบและวิวัฒนาการ (2008) ฉบับที่. 58 น. 2474-2477

[1.5] Raymond J, Fritsen C, Shen K. โปรตีนที่จับกับน้ำแข็งจากแบคทีเรียน้ำแข็งในทะเลแอนตาร์กติก FEMS จุลชีววิทยา นิเวศวิทยา (2007) ฉบับ. 61(2) น. 214-221

[1.6] Huston A, Haeggstrom J, Feller G. Cold Adaptation of Enzymes: การกำหนดลักษณะโครงสร้าง, จลนศาสตร์และจุลภาคของ aminopeptidase จาก Arctic psychrophile Colwellia และ Human Leuikotriene A4 Hydrolase Biochemica และ Biophysica Acta (2008) 13 มิถุนายน

[1.7] Huston A, Methe B, Deming J. Purification, Characterization และ Sequencing of an Extracellular Cold-Active Aminopetidase ผลิตโดย Marine Psychrophile Colwellia Starin 34H American Society for Microbiology (2004) ฉบับที่. 70(2) น. 3321-3328

[1.8] Gilbert J, Hill P, Dodd C, Laybourn J. การสาธิตกิจกรรมโปรตีนป้องกันการแข็งตัวในแบคทีเรียแอนตาร์กติกา จุลชีววิทยา (2547) ฉบับที่. 150 หน้า 171-180

ทะเลสาบวอสตอค

[2.1] Inman M. นิเวศวิทยาจุลินทรีย์. ด้านมืดและเละเทะของทวีปเยือกแข็ง Science2007 ก.ค. 6317(5834):35-6.

[2.2] Studinger M, Bella RE, Karnera GD, Tikkua AA, Holtb JW, Morseb DL, Richterb TG, Kempfb SD, Petersb ME, Blankenshipb DD, Sweeneyc RE, Rystromc VL น้ำแข็งปกคลุม ภูมิทัศน์ และโครงสร้างทางธรณีวิทยาของทะเลสาบวอสตอค แอนตาร์กติกาตะวันออก จดหมายวิทยาศาสตร์โลกและดาวเคราะห์2003205:195-210.

[2.3] Lavire C, Normand P, Alekhina I, Bulat S, Prieur D, Birrien J-L, Fournier P, Hänni C, Petit J-R การมีอยู่ของ DNA Hydrogenophilus thermoluteolus ในน้ำแข็งสะสมใน subglacial Lake Vostok ทวีปแอนตาร์กติกา ประเมินโดยใช้ rrs, cbb และ hox จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อม20068(12):2106-14.

[2.4] Siegert MJ, Ellis-Evans JC, Tranter M, Mayer C, Petit JR, Salamatin A, Priscu JC. กระบวนการทางกายภาพ เคมี และชีวภาพในทะเลสาบวอสตอคและทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็งอื่นๆ ของทวีปแอนตาร์กติก Nature2001 ธ.ค. 6414(6864):603-9.

[2.5] Karl DM, Bird DF, Bjorkman K, Houlihan T, Shackelford R, Tupas L. จุลินทรีย์ในน้ำแข็งที่เพิ่มขึ้นของทะเลสาบ Vostok แอนตาร์กติกา Science1999 ธ.ค. 10286(5447):2144-7.

[2.6] Christner BC, Mosley-Thompson E, Thompson LG, Reeve JN. การแยกแบคทีเรียและ 16S rDNAs จากน้ำแข็งที่สะสมในทะเลสาบวอสตอค Environ Microbiol2001 ก.ย. 3(9):570-7.

[2.7] Raymond JA, Christner BC, Schuster SC. โปรตีนที่จับกับน้ำแข็งจากแบคทีเรียจากแกนน้ำแข็ง Vostok Extremophiles2008 12 ก.ค.

[2.8] ฮายาชิ NR, Ishida T, Yokota A, Kodama T, Igarashi Y. Hydrogenophilus thermoluteolus gen พ.ย. sp. พ.ย. แบคทีเรียที่มีความร้อนสูง มีเคมีเป็นเคมีเชิงเคมี ไฮโดรเจนออกซิไดซ์ วารสารนานาชาติด้านแบคทีเรียวิทยา 199949:783-6.

Ross Dependency

[3.1] Dennett, Mark R. , Mathot, Slyvie, Caron, David A. , Smith, Walker O. Jr. และ Lonsdale, Darcy J. “ความอุดมสมบูรณ์และการกระจายของ phototrophic และ heterotrophic nano- และ microplankton ทางตอนใต้ของ Ross Sea” . Elsevier Science Ltd. 2001. [1]

[3.2] “ความหลากหลายของปลาทะเลรอสส์”. ศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์ 25 กุมภาพันธ์ 2551. [2]

[3.3] นอร์ริส, คาทิน่า บูเชอร์. “การปล่อยไดเมทิลซัลไฟด์: การควบคุมสภาพอากาศโดยสาหร่ายทะเล?” โปรเควส พฤศจิกายน 2546 [3]

[3.4] Smith, Walker O Jr, Ainley, David G. และ Cattaneo-Vietti, Riccardo “ปฏิสัมพันธ์ทางโภชนาการภายในระบบนิเวศไหล่ทวีปของทะเลรอสส์” ธุรกรรมทางปรัชญาของราชสมาคม B: วิทยาศาสตร์ชีวภาพ 6 ธันวาคม 2549 น. 95-106. [4]

[3.5] วอร์ด พอล “ข้อมูลภูมิอากาศแอนตาร์กติกาและกราฟภูมิอากาศ McMurdo, Amundsen-Scott (ขั้วโลกใต้) และสถานี Vostok” แอนตาร์กติกาเย็น 17 สิงหาคม 2551 [5]

[3.6] วิลเลียมส์, ไนเจล. “ลมหนาวเหนือความหลากหลายทางชีวภาพของแอนตาร์กติก”. ชีววิทยาปัจจุบัน. 9 มีนาคม 2547 เล่มที่ 14 ฉบับที่ 5. หน้าร169-R170 [6]

[3.7] ราคา, พี. บูฟอร์ด. “ชีวิตในน้ำแข็งแข็ง”. ห้องสมุดมหาวิทยาลัยคอร์เนล 2 กรกฎาคม 2548 น. 1-11. [7]

[4.1] "ทวีปแอนตาร์กติกา - ข้อมูลโลก". สำนักข่าวกรองกลางแห่งสหรัฐอเมริกา (2007-03-08) สืบค้นเมื่อ 2007-03-14.

[4.2] "สภาพอากาศในแอนตาร์กติก". การสำรวจแอนตาร์กติกของอังกฤษ สืบค้นเมื่อ 2006-02-09.

[4.3] Lyons, W.B et al. พ.ศ. 2541 การผึ่งให้แห้งแบบโฮโลซีนตอนปลายของทะเลสาบ Hoare และทะเลสาบ Fryxell, McMurdo Dry Valleys, แอนตาร์กติกา วิทยาศาสตร์แอนตาร์กติก. เล่มที่ 10 (3): หน้า 247-256.

[4.4] Foreman, C., B. Sattler, J. Mikucki, D. Porazinska และ J.C. Priscu 2550 กิจกรรมการเผาผลาญและความหลากหลายของ Cryoconites ใน Taylor Valley แอนตาร์กติกา วารสารวิจัยธรณีฟิสิกส์ - ชีวธรณีศาสตร์. หน้า 1-43.

[4.5] Powers, Laura E., Diana W. Freckman, Mengchi Ho และ Ross A. Virginia (1995). McMurdo LTER: คุณสมบัติของดินที่เกี่ยวข้องกับการกระจายตัวของไส้เดือนฝอยตามแนวตัดขวางใน Taylor Valley ทวีปแอนตาร์กติกา วารสารแอนตาร์กติกของสหรัฐอเมริกา. 30 (5): 282-283.

[4.6] Imperio T, Viti C, Marri L. (2008) อะลิไซโคลบาซิลลัส pohliae sp. พ.ย. แบคทีเรียที่ก่อตัวเป็นเอนโดสปอร์ที่มีอุณหภูมิสูงซึ่งแยกได้จากดินที่มีความร้อนใต้พิภพบนเนินเขาทางตะวันตกเฉียงเหนือของภูเขาเมลเบิร์น (แอนตาร์กติกา) Int J Syst Evol ไมโครไบโอล 58 (Pt 1):221-5.

[4.7] ไม้, S. et al. (2551). แหล่งที่มาของความหลากหลายของไซยาโนแบคทีเรีย edaphic ในหุบเขาแห้งของแอนตาร์กติกาตะวันออก วารสาร ISME เล่ม 2, หน้า 308–320.

[4.8] Ho, Mengchi, Ross A. Virginia, Laura E. Powers และ Diana W. Freckman (1995). เคมีของดินตามแนวน้ำแข็งบน Andrews Ridge, Taylor Valley วารสารแอนตาร์กติกของสหรัฐอเมริกา. ปีที่ 30 (5): 310-311.

[4.9] Hogg ID, Craig Cary S. , Convey P. , Newsham KK, O'Donnell AG, Adams BJ, Aislabie J. , (. ), Wall DH (2006) ปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพในระบบนิเวศบนบกของแอนตาร์กติก: เป็นปัจจัยหรือไม่ ? ชีววิทยาดินและชีวเคมี. 38 (10), น. 3035-3040.

[4.10] de la Torre, J. R. , B. M. Goebel, E. I. Friedmann และ N. R. Pace (2003). ความหลากหลายของจุลินทรีย์ในชุมชน cryptoendolithic จากหุบเขา McMurdo ที่แห้งแล้งในทวีปแอนตาร์กติกา แอปพลิเคชัน สิ่งแวดล้อม ไมโครไบโอล 69:3858-3867. [ผับเมด].

[4.11] Stackebrandt E, Rainey FA และ Ward-Rainey NL (1997). ข้อเสนอสำหรับระบบการจำแนกแบบลำดับชั้นใหม่ Actinobacteria classis nov. Int J Syst แบคทีเรีย 47:479-491.

[4.12] มิตซุย เอ และคณะ (1986). กลยุทธ์โดยที่ไซยาโนแบคทีเรียที่มีเซลล์เดียวที่ตรึงไนโตรเจนเติบโตด้วยแสงอัตโนมัติ ธรรมชาติ 323, 720–722.

[4.13] Hogg I.D. , Craig Cary S. , Convey P. , Newsham K.K. , O'Donnell A.G. , Adams B.J. , Aislabie J. , (. ), Wall D.H. (2006) ปฏิสัมพันธ์ทางชีวภาพในระบบนิเวศภาคพื้นดินของแอนตาร์กติก: เป็นปัจจัยหรือไม่? ชีววิทยาดินและชีวเคมี. 38 (10), น. 3035-3040. (เช่นเดียวกับ (9))

[4.14] รอสมารี โฮเนกเกอร์ (1991). ลักษณะการทำงานของไลเคนซิมไบโอซิส อันนุ. รายได้ Plant Physiol. พืชโมล ไบโอล. เล่มที่ 42. หน้า 553-7.

[4.15] Hunt, H. W. (1987). ใยอาหารที่เป็นอันตรายในทุ่งหญ้าชอร์ทกราส ชีววิทยาและความอุดมสมบูรณ์ของดิน. เล่ม 3 หน้า 1-2

[[4.17] Gerday C. , Aittaleb M. , Bentahir M. , Chessa J.-P. , Claverie P. , Collins T. , D'Amico S. , (. ) (2000). Feller G. เอนไซม์ดัดแปลงแบบเย็น: จากพื้นฐานสู่เทคโนโลยีชีวภาพ แนวโน้มในเทคโนโลยีชีวภาพ 18 (3), หน้า 103-107.

[4.18] Rivkina, E. I. Friedmann, C. P. McKay และ D. A. Gilichinsky, E. M. (2000) กิจกรรมเมตาบอลิซึมของแบคทีเรียเพอร์มาฟรอสต์ใต้จุดเยือกแข็ง Appl Environ ไมโครไบโอล 66(8): 3230–3233.

[4.19] Wynn-Williams D.D. , Edwards H.G.M. (2000). การวิเคราะห์ที่อยู่ใกล้เคียงของ Regolith Habitats และสารชีวโมเลกุลเชิงป้องกันในแหล่งกำเนิดโดย Laser Raman Spectroscopy: ภาพรวมของที่อยู่อาศัยในแอนตาร์กติกบนบกและแอนะล็อกของดาวอังคาร อิคารัส 144 (2), หน้า 486-503.

[4.20] Lancaster, N. (2002). การไหลของตะกอน Eolian ในหุบเขา McMurdo Dry แอนตาร์กติกา: การประเมินเบื้องต้น การวิจัยอาร์กติก แอนตาร์กติก และอัลไพน์ ฉบับที่ 34 ฉบับที่ 3 (ส.ค. 2545) หน้า 318-323

[4.21] Fell J.W. , Scorzetti G. , Connell L. , Craig S. (2006). ความหลากหลายทางชีวภาพของไมโครยูคาริโอตในดินแอนตาร์กติก Dry Valley ที่มีความชื้นในดิน <5% ชีววิทยาดินและชีวเคมี. 38 (10), น. 3107-3119.

[4.22] Wall D.H. เวอร์จิเนีย R.A. (1999) การควบคุมความหลากหลายทางชีวภาพของดิน: ข้อมูลเชิงลึกจากสภาพแวดล้อมที่รุนแรง นิเวศวิทยาดินประยุกต์, 13 (2), หน้า 137-150.

[4.23] Aislabie, J. , McLeod, M. , Fraser, R. (1998). ศักยภาพในการย่อยสลายทางชีวภาพของไฮโดรคาร์บอนในดินจากการพึ่งพารอสส์ แอนตาร์กติกา จุลชีววิทยาประยุกต์และเทคโนโลยีชีวภาพ. เล่มที่ 49 เล่มที่ 2

[4.24] สตีเวนส์, มิ.ย. และ HOGG, I. D.. 2549. แนวโน้มในระบบนิเวศภาคพื้นดินและลิมเนติกของแอนตาร์กติก: แอนตาร์กติกาเป็นตัวบ่งชี้ระดับโลก Vol 1. หน้า 1-13..

[4.25] D'Amico, Salvino, และคณะ (2006). จุลินทรีย์โรคจิต: ความท้าทายสำหรับชีวิต รายงานองค์การอณูชีววิทยายุโรป เล่มที่ 7 | หมายเลข 4, 385–389

[4.26] David J. Saul a , Jackie M. Aislabie b, *, Caroline E. Brown a , Lisa Harris a , Julia M. Foght c. (2006). การปนเปื้อนของไฮโดรคาร์บอนเปลี่ยนความหลากหลายของแบคทีเรียในดินจากบริเวณรอบๆ สก็อตต์ เบส แอนตาร์กติกา FEMS จุลชีววิทยา นิเวศวิทยา. เล่ม 53 ฉบับที่ 1 หน้า 141-155

[4.27] Gupta, R. S. , Johari, V. (1998). ลำดับลายเซ็นในโปรตีนที่หลากหลายให้หลักฐานของความสัมพันธ์เชิงวิวัฒนาการที่ใกล้ชิดระหว่างกลุ่ม Deinococcus-Thermus และไซยาโนแบคทีเรีย วารสารวิวัฒนาการระดับโมเลกุล. เล่มที่ 46 เล่มที่ 6

[4.28] ฮอร์เน็ค จี. (2000). โลกของจุลินทรีย์และกรณีของดาวอังคาร วิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์และอวกาศ. 48 (11), น. 1053-1063.

[4.29] Stibal, M. , Tranter, M., การตรวจสอบในห้องปฏิบัติการของการดูดซึมคาร์บอนอนินทรีย์โดยเศษ cryoconite จาก Werenskioldbreen, Svalbard วารสารวิจัยธรณีฟิสิกส์ฉบับที่ 112, G04S33, หน้า 1-9, ลิขสิทธิ์ 2007, American Geophysical Union

ทะเลน้ำแข็ง

[5.1] Nichols, Carol Mancuso, John P. Bowman และ Jean Guezennec "ผลของอุณหภูมิฟักตัวต่อการเจริญเติบโตและการผลิต Exopolysaccharides โดยแบคทีเรียน้ำแข็งในทะเลแอนตาร์กติกที่ปลูกในวัฒนธรรมแบบกลุ่ม" จุลชีววิทยาสิ่งแวดล้อมประยุกต์. 2005 กรกฎาคม 71(7): 3519–3523

[5.3] Peck, Lloyd S. “ แนวโน้มที่จะรอดชีวิตจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในสัตว์น้ำในทวีปแอนตาร์กติก” สวนสัตว์หน้า. (2005) 2:9.

[5.4] Morgan-Kiss, Rachael M., และคณะ “การปรับตัวและการปรับตัวของจุลินทรีย์สังเคราะห์แสงให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่หนาวเย็นอย่างถาวร” บทวิจารณ์ทางจุลชีววิทยาและอณูชีววิทยา มี.ค. 2549 หน้า 222–252.

[5.5] “สภาพอากาศแอนตาร์กติก” www.antarcticconnection.com

[5.6] Gosink, J. J. , Staley J. T. “ ความหลากหลายทางชีวภาพของแบคทีเรีย vacuolate ก๊าซจากน้ำแข็งและน้ำในทะเลแอนตาร์กติก” จุลชีววิทยาประยุกต์และสิ่งแวดล้อม. 1995 61 กันยายน (9): 3486–3489

[5.7] โบว์แมน จอห์น พี. และคณะ “ความหลากหลายและความสัมพันธ์ของแบคทีเรียโรคจิตในน้ำแข็งทะเลแอนตาร์กติก” จุลชีววิทยาประยุกต์และสิ่งแวดล้อม. ส.ค. 1997, น. 3068–3078 ฉบับที่. 63 หมายเลข 8

[5.8] Biuw, M., et al. “การเปลี่ยนแปลงทางพฤติกรรมและสภาพของนักล่าชั้นนำของมหาสมุทรใต้ที่สัมพันธ์กับสภาพมหาสมุทรในแหล่งกำเนิด” การดำเนินการของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ 2007 21 สิงหาคม 104(34): 13705–13710.

[5.9] Ducklow, Hugh W, และคณะ “ระบบนิเวศของทะเลทะเล: คาบสมุทรแอนตาร์กติกตะวันตก” ธุรกรรมเชิงปรัชญาของราชสมาคมวิทยาศาสตร์ชีวภาพ 2550 29 มกราคม 362(1477): 67–94

[5.10] Duck, Hugh, Craig Carlson, “วอล์คเกอร์ สมิธ การเจริญเติบโตของแบคทีเรียในชุดทดลองของแพลงก์ตอนและการเพาะเลี้ยงน้ำทะเลจาก Phaeocystis แอนตาร์กติกากำลังเบ่งบานในทะเลรอสส์ แอนตาร์กติกา” นิเวศวิทยาทางจุลชีววิทยา (1999) ฉบับ. 19: 215-227.

[5.11] D’Amico, Salvino และคณะ “จุลินทรีย์ทางจิต: ความท้าทายสำหรับชีวิต” รายงานองค์การอณูชีววิทยายุโรป (2006) VOL 7 ​​| หมายเลข 4, 385–389

[5.12] ราคา, Buford P., Todd Sowers. “การพึ่งพาอุณหภูมิของอัตราการเผาผลาญเพื่อการเจริญเติบโต การบำรุงรักษา และการอยู่รอดของจุลินทรีย์” การดำเนินการของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ 22 มกราคม 20

น้ำแข็งใส

[6.1]: ช่างไม้ E. J. , S. Lin และ D. G. Capone พ.ศ. 2543 กิจกรรมของแบคทีเรียในหิมะขั้วโลกใต้ แอปพลิเคชัน สิ่งแวดล้อม ไมโครไบโอล 66:4514-4517.

[6.2]: Vincent WF, Quesada A (1994) ผลกระทบของรังสีอัลตราไวโอเลตต่อไซยาโนแบคทีเรีย: นัยสำหรับระบบนิเวศของจุลินทรีย์ในแอนตาร์กติก Antarctic Res Ser 62:111–124

[6.3]: Campbell JW, Aarup T (1989) รังสีสังเคราะห์แสงที่ละติจูดสูง Limnology และสมุทรศาสตร์ 34:1490–1499

[6.4]: ทานาเบะ และคณะ (2007). แพลงก์ตอนพืชเบ่งบานภายใต้สภาพแสงสลัวและเย็นในทะเลสาบน้ำจืดของทวีปแอนตาร์กติกาตะวันออก ชีววิทยาขั้วโลก 31(2), 199-208.

[6.5]: Jones, A. E. และ J. D. Shanklin พ.ศ. 2538 ปริมาณโอโซนที่ลดลงอย่างต่อเนื่องเหนือเมืองฮัลลีย์ แอนตาร์กติกา ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2528 ธรรมชาติ 376:409-411

[6.6]: เอ็มอาร์เจมส์ และคณะ พ.ศ. 2539 ความหลากหลายทางชีวภาพในสภาพแวดล้อมทางน้ำที่รุนแรง: ทะเลสาบ บ่อน้ำ และลำธารของภาคทะเลรอสส์ แอนตาร์กติกา การอนุรักษ์ความหลากหลายทางชีวภาพ 5: 145 1-1471.

[6.7]: Vincent WF, Rae R, Laurion I, Howard-Williams C, Priscu JC (1998) ความโปร่งใสของทะเลสาบที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็งแอนตาร์กติกต่อรังสี UV จากแสงอาทิตย์ Limnology และสมุทรศาสตร์ 43:618–624

[6.8]: ฮาวเวิร์ด-วิลเลียมส์, ซี. (2007). กระบวนการทางนิเวศวิทยาในน่านน้ำในแอนตาร์กติก: ปฏิกิริยาระหว่างกระบวนการทางกายภาพกับวัฏจักรไนโตรเจน วิทยาศาสตร์แอนตาร์กติก, 19(2), 205-217.

[6.9]: John C. Priscu, Craig F. Wolf, Cristina D. Takacs, Christian H. Fritsen, Johanna Laybourn-Parry, Emily C. Roberts, Birgit Sattler และ Berry Lyons ชีววิทยาศาสตร์, ฉบับที่. 49, No. 12, McMurdo Dry Valleys (Dec., 1999), pp. 997-1008

[6.11]: Cavicchioli, R. 2006. Archaea ที่ดัดแปลงด้วยความเย็น แนท. รายได้ไมโครไบโอล 4:331-343.

[6.12]: Tindall, B. J. 2004. ความหลากหลายของโปรคาริโอตในแอนตาร์กติก: ส่วนปลายของภูเขาน้ำแข็ง ไมโครบ. อีโคล. 47:271-283.

[6.13]: เอลลิส-อีแวนส์ เจ. (1996). ความหลากหลายและการทำงานของจุลินทรีย์ในระบบนิเวศน้ำจืดในทวีปแอนตาร์กติก ความหลากหลายทางชีวภาพและการอนุรักษ์, 5(11), 1395-1431.

[6.14]: Stingl, U. (2008) การเพาะเลี้ยงแบคทีเรียแพลงโทนิกที่ทนต่อจิตจนสูญพันธุ์จากทะเลสาบที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็งอย่างถาวรในหุบเขา McMurdo แห้ง แอนตาร์กติกา นิเวศวิทยาของจุลินทรีย์, 55(3), 395-405.

[6.15]: Andrassy, ​​I (2007). ไส้เดือนฝอยจากทะเลสาบน้ำเค็มและน้ำจืดของหุบเขาเวสโฟลด์ แอนตาร์กติกาตะวันออก รวมทั้งคำอธิบายของ Hypodontolaimus antarcticus sp n. ชีววิทยาขั้วโลก, 30(6), 669-678.

[6.16]: Bratina, B. (1998). การลดแมงกานีสโดยจุลินทรีย์จากบริเวณที่เป็นพิษของคอลัมน์น้ำในทะเลสาบแวนดา (แอนตาร์กติกา) จุลชีววิทยาประยุกต์และสิ่งแวดล้อม 64(10), 3791-3797

[6.17] Kepner, R. (2000).รังสียูวีและผลกระทบทางชีวภาพที่อาจเกิดขึ้นใต้น้ำแข็งที่ปกคลุมทะเลสาบแอนตาร์กติกตลอดกาล อุทกชีววิทยา, 427(1-3), 155-165.

เรียบเรียงโดย [Brenna Riley, Sabrina Koperski, Rebecca Dickerson, Trevor Mickelson,Timbrely Fong, Srdjan Sonjara] นักเรียนของ Rachel Larsen


ดูวิดีโอ: Nitrogen u0026 Phosphorus Cycles: Always Recycle! Part 2 - Crash Course Ecology #9 (มิถุนายน 2022).