Collegamento rischio di predazione, stress Herbivore fisiologica e decomposizione microbica dei Rifiuti vegetali

1. Grasshoppers allevamento sotto stress e le condizioni di stress gratis Con 0,5 m 2 circolare, mesocosmi chiusi per prevenire l'emigrazione o immigrazione di specie animali (Figura 1). Costruire mesocosmi con 2,4 m di lunghezza di 1,5 m di altezza da ¼ "in alluminio recinzione in rete come un ponteggio. Coprire la scherma con 2,5 m lunghezza 1,75 screening di alluminio finestra alta m ripiegato sopra la parte superiore e inferiore della scherma e pinzati insieme lungo piega. Unisciti alla scherma finisce per formare un cerchio chiuso e quindi il fiocco finestra sovrapposta di screening insieme per creare un sigillo. Impostare il mesocosmo nel terreno nel campo scavando a 10 cm di profondità di 4 cm larghezza trincea intorno alla base del mesocosom, affondare il mesocosmo in la trincea e poi pesta la zolla della trincea intorno il ribassamento del mesocosmo. Staple un pezzo circolare di screening finestra nella parte superiore del mesocosmo. Mesocosmi Array in un replicato designazione abbinato sperimentalen nel campo. Località Plot dovrebbe essere selezionati per abbinare l'identità delle specie vegetali e relativa copertura vegetale. Lavello gabbie 10 centimetri nel terreno nel sito di trama. Utilizzando una rete di sweep, la raccolta precoce (2 °) instar ninfe cavalletta e immagazzinarli nei mesocosmi a densità dei campi naturali. Utilizzando una rete di sweep, catturare individui di una dominante sit-and-wait caccia (non web tessitura) ragno specie predatrici. Incollare chiuse la cheliceri ragno (apparato boccale utilizzati per sottomettere prede) con rapida essiccazione cemento agli effetti del rischio disaccoppiati dalla selezione sopravvivenza reale favorendo cavallette individuali con migliori capacità di eludere predazione ragno. Immagazzinare i ragni a densità di campo a uno mesocosmo di ciascuna coppia. Questo sarà il trattamento stress. Mesocosmi senza ragni sarà il trattamento senza stress. Lasciare ninfe cavalletta di sviluppare al fine (4 ° e 5 °) Ciclo di instar. Raccogliere tutti gli individui dalle gabbie e randomly assegnare gli individui da ogni gabbia a uno dei tre gruppi di analisi successive: (1) la convalida dello stato di stress fisiologico, (2) la convalida di spostamento stechiometria corpo elementare, (3) decomposizione microbica. 2. Convalida Grasshopper stress Stato Misurare cavalletta standard di tasso metabolico (SMR), in quanto il tasso di emissione di biossido di carbonio ( ) In un flusso continuo incurrent sistema respirometria con una portata d'aria di 200 ml / min. Eliminare l'acqua in vapore facendo passare l'aria che scorre, attraverso essiccante. A seguito di privazione di cibo per 16 ore (l'acqua deve essere disponibile), pesare cavallette individuali (± 0,1 mg), e metterli in trasparente 50 ml (9,2 cm L x 2,0 cm P) respirometro camere e permettere loro di recuperare da gestire per almeno 10 min prima di iniziare le misurazioni. In media costante tem temperatura (temperatura ± 1% Variazione errore standard) all'interno della camera respirometro, analizzare l'aria respirata utilizzando raggi infrarossi analizzatore di CO2 (ad esempio Qubit S151-risoluzione di 1 ppm). Misurare la media minima allo stato stazionario per 10 min. L'analizzatore dispone di CO 2 concentrazione frazionale (parti per milione), ma SMR deve essere riportato come un tasso, per cui bisogna trasformare le registrazioni da FR = i ( – ) / {1 – [1 – (1/RQ)]}, doveiles/ftp_upload/50061/50061eq3.jpg "fo: src =" / files/ftp_upload/50061/50061eq3highres.jpg "/> = concentrazione incurrent frazionario di CO 2; = Concentrazione excurrent frazionata di CO 2; FR = portata (ml min -1); RQ = quoziente respiratorio, assunto pari a 0.85 in animali erbivori. 3. Spostamento Convalida in Stechiometria Corpo Elementale Valutare carbonio: azoto (C: N) contenuto di un campione di cavallette raccolti dai mesocosmi campo. Ridurre la variazione di C: N a causa di consumo di alimenti recente rimuovendo contenuto intestinale cavalletta sotto un microscopio da dissezione. Liofilizzare l'intestino vuoto e il corpo per 48 ore e poi macinare la carcassa individuale e intestino a una polvere omogenea. Misura C: N contenuto della polvere utilizzando un autoanalizzatore CNH. 4.Decomposizione microbica Luogo replicato coppie di collari in PVC (15,4 cm dia., Inserito ~ 4 cm al suolo) nel sito di campo (Figura 3C). Rimuovere tutta la vegetazione al loro interno tramite ritaglio sulla superficie del suolo. Questi collari sono utilizzati per misure di decomposizione. Inoltre, definire una serie di collari in PVC attraverso il sito campo di agire come 13 C naturale abbondanza di controllo (vedi sotto), a cui si aggiungono né cavallette né erba lettiera. Per un collare in ogni coppia aggiungere 2 intatti, liofilizzati carcasse di cavallette (registrare la biomassa aggiunto) allevati con il rischio di predatore come sopra descritto utilizzando field-gabbie. Per il collare altro in ogni coppia aggiungere 2 intatte liofilizzati carcasse allevati senza rischi predatore. Coprire i collari in PVC con uno schermo per impedire la rimozione cavalletta da spazzini delle trame e lasciare che le carcasse cavalletta decomporsi per 40 giorni. Mentre le carcasse sono in decomposizione, etichetta erba-litter con 13 C. Costruire una camera di plexiglass trasparente (60 cm x 60 cm x 1,5 m) con un ingresso e valvola di scarico (Figura 3B). Lavello un quadrato di 60 cm x 60 centimetri telaio in legno con una guarnizione di gomma rivestito con grasso al silicone 5 centimetri nel terreno (Figura 3B). Far scorrere la camera sulla parte superiore del telaio di legno in modo che la camera diventa sigillata dalla gomma (Figura 3B). Collegare gli ingressi delle camere per bombole di gas compressi contenenti il 99% atomo di 13 CO 2. Piante all'interno della camera sarà marcato con 13 C, in cui sono mantenute concentrazioni di CO 2 a livelli ambiente (in quanto le concentrazioni elevabili partizionamento pianta altera carbonio). Livelli ambientali sono mantenuti da solo pulsante etichettato di CO 2 per brevi periodi di tempo. Inoltre, la temperatura nella camera sono monitorati e camere vengono rimossi se le temperature raggiungono i 5 ° C aBove ambiente. Una settimana dopo l'etichettatura, confrontare δ 13 C dell'erba-lettiera con valori di abbondanza naturali raccolti da un campione casuale di specie erbacee identici utilizzando una Thermo DELTAplus rapporto isotopico spettrometro di massa (Thermo, San Jose, CA, USA). Dopo 40 giorni, aggiungere 10 g di aria secca 13 C-marcato erba lettiera ad ogni collare che era stato modificato in precedenza con le carcasse cavalletta. Monitorare la velocità di mineralizzazione dell'erba-lettiera in situ in 75 giorni dalla tappatura ogni collare e il monitoraggio sia la respirazione totale del suolo e la respirazione di 13 CO 2. Questa operazione viene eseguita utilizzando un flusso attraverso la tecnica della camera in cui vengono monitorati campioni di gas da ogni collo, in tempo reale, per 8 minuti ciascuna cavità con ring-down spettroscopia (CRDS, Picarro Inc., Santa Clara, CA, USA; Modello: G1101 -i). CRDS permette di monitorare contemporaneamente sia totale e δ 13 Cdi respirazione del suolo. Stima del contributo di 13 C-marcato erba lettiera alla respirazione totale del suolo utilizzando le equazioni di isotopi di miscelazione. La quantità di erba lettiera derivato CO 2 è calcolato come segue: (. Δ 13 C respirazione – δ 13 C nat.abn) C erba lettiera derivata totale = C × / (δ 13 C grass-rifiuti – δ 13 C nat . ABN), dove C totale è la quantità totale di C respirato nel corso di una data misura, δ 13 C respirazione è il δ 13 C di respirato-C per collari addizionati con la lettiera erba etichettato, δ 13 C nat.abn. è la media δ 13 C di C respirata nei tre collari abbondanza naturale (vale a dire quelle che non sono state modificate con i rifiuti), e δ 13 C erba lettiera è il δ 13 C della cucciolata erba aggiunto al collars. Monitorare sia la temperatura del suolo e l'umidità in tutta l'esperimento utilizzando sonde portatili per correggere le differenze di respirazione del suolo a causa di differenze di temperatura e umidità. Anche se destinati ad uso sul campo, l'anello verso il basso strumento di spettroscopia cavità (Picarro Inc., Santa Clara, CA, USA; Modello: G1101-i) le letture sono sensibili al movimento. Pertanto, si dovrebbe erigere una stazione di misura base centrale a tutti i grafici contenenti collari in PVC, e collegare lo strumento ai collari con lunghezze di tubo in PVC.