تصميم وتشغيل المستمر<sup> 13</sup> C و<sup> 15</sup> N غرفة صفها الموحدة لأو التفاضلية، الأيض والإنشائية، مصنع النظائر وصفها
Summary
ويوضح هذا الأسلوب كيفية بناء وتشغيل المستمر 13 و 15 C N النظائر وضع العلامات الغرفة لوضع العلامات موحدة أو الأنسجة النباتية التفاضلية. وتناقش نتائج ممثلة من التمثيل الغذائي ووضع العلامات الهيكلية للgerardii Andropogon.
Abstract
تتبع النظائر مستقرة نادرة من المواد النباتية من خلال النظام البيئي يوفر المعلومات الأكثر حساسية عن عمليات النظام الإيكولوجي؛ من CO 2 تدفقات وتشكيل المواد العضوية في التربة لنطاق صغير مستقر النظائر العلامات البيولوجية التحقيق. اقتران نظائر مستقرة متعددة مثل 13 مئوية مع 15 N، 18 O 2 H أو لديه القدرة على الكشف عن المزيد من المعلومات حول العلاقات متكافئة المعقدة خلال التحولات البيولوجية الكيميائية. وقد استخدمت النظائر المسمى المواد النباتية في دراسات مختلفة من التحلل القمامة وتشكيل المواد العضوية في التربة 1-4. من هذه الدراسات وغيرها، ومع ذلك، فقد أصبح من الواضح أن المكونات الهيكلية من المواد النباتية تتصرف بشكل مختلف عن مكونات التمثيل الغذائي (أي. مركبات الوزن الجزيئي المنخفض المرتشحة) من حيث استخدام الميكروبية وعلى المدى الطويل تخزين الكربون 5-7. القدرة على دراسة المكونات الهيكلية والأيضيوفر بشكل منفصل أداة قوية جديدة للنهوض طليعة الدراسات البيولوجية الكيميائية النظام الإيكولوجي. نحن هنا تصف طريقة لإنتاج 13 C و 15 N المسمى المواد النباتية التي وصفت إما بشكل موحد في جميع أنحاء المصنع أو تفاضلي المسمى في مكونات النبات الهيكلي والتمثيل الغذائي.
هنا، فإننا نقدم بناء وتشغيل المستمر 13 C و 15 N وضع العلامات الغرفة التي يمكن تعديلها لتلبية الاحتياجات البحثية المختلفة. ويتم إنتاج المواد النباتية وصفت بشكل موحد من قبل الوسم مستمر من الشتلات لحصاد فيما حقق التوسيم الفرق عن طريق إزالة النباتات التي تنمو من غرفة أسابيع قبل الحصاد. نتائج ممثلة من النمو Andropogon gerardii كاو إثبات قدرة النظام على كفاءة تسمية المواد النباتية على المستويات المستهدفة. من خلال هذا الأسلوب لدينا انتاج المواد النباتية مع 4.4٪ ذرة 13 C و 6.7٪ ذرة 15 </ sup> في تسمية النبات N موحدة، أو المواد التي يتم المسمى تفاضلي بنسبة تصل إلى 1.29٪ ذرة 13 C و 0.56٪ ذرة 15 N في التمثيل الغذائي والمكونات الهيكلية (المكونات المتبقية الماء الساخن الماء الساخن واستخراجها، على التوالي). التحديات تكمن في الحفاظ على درجة حرارة مناسبة، الرطوبة، CO 2 والتركيز، ومستويات الضوء في محكم 13 C-CO 2 الغلاف الجوي للإنتاج النباتي ناجحة. هذا الوصف غرفة يمثل أداة بحث مفيد بشكل فعال لإنتاج موحد أو تفاضلي متعدد النظائر المسمى المواد النباتية لاستخدامها في التجارب البيولوجية الكيميائية على النظام البيئي وركوب الدراجات.
Introduction
فهم ديناميات عمليات التربة النباتية والغلاف الجوي هو أمر حاسم لالتنبؤ بدقة كيف أن الكربون العالمية (C) والنيتروجين (N) دورات وظيفة في ظل الظروف البيئية الحالية والمستقبلية. النظائر المستقرة هي أدوات قوية في الدراسات الكمية من النبات والتربة والغلاف الجوي C و N ركوب الدراجات. تتبع النظائر مستقرة نادرة من المواد النباتية من خلال النظام البيئي يوفر معلومات حساسة في دراسات الدراجات البيولوجية الكيميائية، من CO 2 تدفقات وتشكيل المواد العضوية في التربة إلى العلامات البيولوجية على نطاق صغير مستقر النظائر التحقيق مثل 4،8،9. الجمع بين 13 C وضع العلامات مع 15 N وضع العلامات، أو نظائر مستقرة أخرى مثل H 2 18 O أو في الأنسجة النباتية يوفر كشف عالية، ارجاعها، الركيزة بعد المعقدة للاستخدام في الدراسات المترابطة من النبات والكيمياء الحيوية التربة. القدرة موحد أو تفاضلي لتسمية الهيكلي والتمثيل الغذائي الإعلان المواد النباتيةس قدرة أخرى للتصدي لأسئلة معقدة حول C و N ركوب الدراجات من خلال النظم الإيكولوجية. الفائدة من استخدام النظائر المسمى المواد النباتية في الدراسات الكمية من C و N المحاسبة، ومع ذلك، يعتمد على القدرة على إنتاج 13 C و 15 N المواد المسمى إما أن يكون موحدا أو تفاضلي المسمى.
وقد استخدمت النظائر وضع العلامات في الدراسات التي تتناول النباتات C و N 10 الاستيعاب، وتخصيص 11 وrhizodeposition 12. يوفر موحد C 13 و 15 N المسمى المواد النباتية ركيزة المسمى معقدة للدراسات من القمامة التحلل 1،4 والتربة تشكيل المواد العضوية 2،6 والتربة CO 2 انبعاثات 4، دراسات التربة الشبكة الغذائية 13، ودراسات التربة C مرة الإقامة 2،14. الدراسات باستخدام الفحم النباتي 13 C المسمى من المواد النباتية وصفت هي بداية أيضا لتكشف عن معلومات جديدة عن التغاضي سابقاحمامات شار التربة 15. بينما 15 N، H 2، ووضع العلامات 18 O هي سهلة نسبيا لتحقيقها من خلال معالجة المياه والأسمدة، وجود التحدي في انتاج المواد النباتية بشكل موحد 13 C المسمى خلال 13 C-CO 2 التثبيت.
وضع العلامات النظائر المستمر من الشتلات إلى النضج في غرفة مغلقة تنتج النظائر وضع العلامات موحدة في جميع أنحاء المصنع. طرق أخرى مثل وضع العلامات المتكررة النبض 16 وتطبيق ورقي أو فتل 17،18 لا تنتج بشكل موحد النظائر المسمى المواد النباتية، ولا وضع العلامات واضحة التفاضلية للمركبات C-محددة (مثل التمثيل الغذائي مقابل الهيكلية) 19. أحد الاعتبارات الهامة في وضع العلامات النظائر ووصفها الكفاءة، وذلك بسبب ارتفاع تكلفة النظائر النادرة المركبات المخصب المستخدم في وضع العلامات. على الرغم من استمرار وضع العلامات 13 C قد استخدمت في الماضي 2-4،20، وليس هناك على حد علمناوصف تقني مفصل نشرت من غرفة المستمر مع وضع العلامات دليلا على كفاءة عالية ووضع العلامات ومراقبة دقيقة من المبلغ وتوحيد وضع العلامات النظائر.
في طليعة من التحلل القمامة والتربة البحوث تشكيل المواد العضوية غير مفهوم أن المواد النباتية التمثيل الغذائي (أي قابلة للرشح، وانخفاض الوزن الجزيئي المركبات عطوب) والمواد النباتية الهيكلية (أي. اللجنين، السليلوز، هيميسيلولوز) يتم معالجتها بشكل مختلف من حيث الميكروبية استخدام الكفاءة، وتشكيل المواد العضوية في التربة، وعلى المدى الطويل C التربة تخزين 5-7. المواد النباتية التي يتم المسمى تفاضلي في المكونات الهيكلية والتمثيل الغذائي لها، وبالتالي، هو أداة مفيدة في تعزيز تحلل القمامة والتربة البحوث تشكيل المواد العضوية. وضع العلامات التفضيلية مع النظائر مزدوج يسمح لتعقب العناصر الهيكلية والأيض بشكل منفصل من خلال النظام البيئي باستخدام تجمع متعدد النظائر التقنيهه 21.
وضع العلامات النظائر المستمر مع 13 C والنظائر الأخرى في غرفة مغلقة يتطلب عناية فائقة لزرع الظروف الفسيولوجية لزيادة الإنتاجية النباتية والنظائر كفاءة وضع العلامات. يجب أن يكون للرقابة المسامير درجة الحرارة خلال النهار لمنع الضرر النبات عند زراعة في غرفة محكمة الإغلاق. ويلزم مجموعة الأمثل للالرطوبة ودرجة الحرارة للحفاظ على فتح الثغور النباتية وامتصاص ثاني أكسيد الكربون 2 22. مستويات عالية من الرطوبة السبب تعفير من جدران الغرفة، مما يقلل توافر الضوء، وربما تلف هيكل الغرفة. دراسة متأنية لوضع العلامات النظائر الكفاءة من خلال القضاء على النظائر الطبيعية وفرة من الغرفة (على سبيل المثال قادمة من الوضع في القدر مع المواد العضوية في التربة) ومنع التعرض للهواء الخارجي من المهم عند العمل مع النظائر الثقيلة المركبات المسمى مكلفة.
هنا، فإننا نقدم وسيلة لبناء وتشغيل والمستمر المزدوج 13 و 15 C N النظائر غرفة التوسيم لإنتاج المواد النباتية التي وصفت إما موحد أو لديه المكونات الهيكلية والتمثيل الغذائي لها وصفت في مستويات متميزة. يتم التحكم 13 C وضع العلامات على مستوى الدائرة، في حين الإخصاب و15 N وضع العلامات هو التحكم في مستوى وعاء على حدة. وتظهر نتائج ممثل للتدليل على قدرة هذا الأسلوب للسيطرة على درجة الحرارة والرطوبة وثاني أكسيد الكربون 2 تركيز طوال موسم النمو. النتائج من النمو Andropogon gerardii، كاو أيضا إثبات قدرة هذه الطريقة على إنتاج المواد النباتية وصفت بشكل موحد أو تفاضلي. تصميم غرفة وتشغيل نظام معين وصفها يمكن تعديلها لتنمو الأنواع النباتية المختلفة، وكذلك لاستيعاب 2 H 18 O أو وضع العلامات.
Protocol
Representative Results
Discussion
تم استخدام هذا التصميم لوضع العلامات المستمر غرفة لإنتاج النظائر بشكل موحد وتفاضلي C 13 و 15 وصفت N A. gerardii لحقل اللاحقة والتجارب المعملية. خلال ثلاثة مواسم النمو من العملية، وغرفة وحافظت في درجة الحرارة والرطوبة وثاني أكسيد الكربون 2 تركيزات داخل المعلمات مجموعة (الشكل 2) بنجاح. الاعتماد على نظام التحكم في درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية خلال ذروة فصل الصيف عندما الإشعاع الشمسي الكبير، قد يؤدي ارتفاع درجة الحرارة في غرفة محكمة الغلق. القضاء على الرطوبة الزائدة الناجمة عن النتح من النباتات التي تنمو يضمن أن تبقى الثغور مفتوحة لامتصاص النبات الضوئي 22 وأن تكثيف الماء لا تمنع اختراق الضوء أو تلف هيكل الغرفة.
الحفاظ على المراقبة المستمرة بالقرب من CO 2 التركيز من قبل البرنامج IRGA المستمر13 C وسم النباتات في حين أنها كانت تنمو في الغرفة. ويرجع ذلك إلى النشاط الضوئي عالية من A. gerardii نموا في هذه القاعة، تم حقن ثاني أكسيد الكربون 2 في النظام بشكل متكرر خلال ساعات النهار من ذروة موسم النمو عندما وجه النشاط الضوئي CO 2 تركيزات وصولا الى 360 جزء في المليون، تقريبا كل 15-20 دقيقة. والقياس من التخصيب وفرة الطبيعية 13 C-CO 2 الدبابات يسمح لرقابة 4.4٪ ذرة 13 C الغلاف الجوي خلال موسم النمو لوضع العلامات موحدة الأنسجة النباتية 13 C-CO يمكن أيضا أن يتحقق الإنتاج 2 عن طريق خلط 13 C-الصوديوم بيكربونات أو كربونات C-13 الصوديوم وحمض الهيدروكلوريك، ولكن هذا النوع من النظام هو أكثر تعقيدا ويتطلب المزيد من المتابعة والصيانة، ولذا فإننا نوصي باستخدام 13 C-CO 2 الغاز. أحد الاعتبارات الهامة لرصد CO 2 بغية دراسته واقرارهntrations باستخدام IRGA هو أن تحليل الأشعة تحت الحمراء تفقد ثلثي حساسيتها عند قياس 13 C-CO 2. كان هذا التقليل من حوالي 2.9٪ جزء في المليون لدينا 4.4٪ 13 C-CO 2 الخليط لا مصدر قلق كبير بالنسبة لنا، ولكن يمكن أن تصبح قضية أكثر أهمية عندما وصفها في أعلى مستويات 13 C 27.
A. gerardii هو الموسم الحار tallgrass الدائمة البراري الأنواع graminoid. تم تحسين تصميم هذه القاعة لA. إنتاج gerardii (الشكل 1). وقد تم اختيار حجم وارتفاع للغرفة في الاعتبار لتحقيق أقصى قدر من الإنتاجية ارتفاع A. gerardii في هذا المجال، فضلا عن المطلوب إنتاج الكتلة الحيوية النباتية للتجارب المستقبلية. A. ومن المعروف gerardii أن تكون خفيفة محدودة في مجال 24،25. PAR داخل الدفيئة يمكن أن تقلص من قبل 30-47٪ بالمقارنة مع مستويات الخارجي 26. منذ مصنعناوقد نمت ليالي في غرفة زجاج الاكريليك داخل الدفيئة، وكان الحد PAR مصدرا للقلق. عند تشغيله، وزيادة مصابيح الفلورسنت PAR داخل غرفة بنسبة 9.5٪، والتي ربما تكون قد ساعدت على زيادة الإنتاجية في ضوء ذلك الأنواع الحساسة. عند استخدام هذا التصميم غرفة تنمو أنواع أخرى من النباتات احتياجات فسيولوجية معينة مثل الحجم، والإضاءة، ومطالب المواد الغذائية، وحساسية في درجة الحرارة، ورطوبة التربة يجب أن تكون مصممة بعناية للحفاظ على الظروف المثلى المتزايد على النباتات.
عند العمل مع مركبات باهظة الثمن المسمى isotopically، مثل 10٪ ذرة 13 C-CO 2 و 98٪ ذرة 15 N-KNO 3، كفاءة الوسم هو من الاعتبارات المهمة. هذا تصميم غرفة يحسن 13 C وضع العلامات بجعل كل الجهود لاغلاق الغرفة وتقليل تسرب الهواء إلى داخل وخارج القاعة. إذا تم فتح هذه القاعة أبدا خلال موسم النمو، ثم لا شيء من تسمية 13 Cإد CO 2 من الغرفة وتسربت إلى الغلاف الجوي. وCO 2 بناء التنفس أثناء الليل لا يبدو أن تلف النباتات التي تنمو وتتخذ بسرعة بعد شروق الشمس (الشكل 2). خلال وضع العلامات التفضيلية، افتتح الغرفة لفترة وجيزة لإزالة الأواني وصفت بشكل مختلف ولكن هذا لا يبدو لتخفيف 4.4٪ ذرة وسم 13 C المستهدفة من النباتات وصفت بشكل مستمر (الجدول 1). تم تحسين 13 C وضع العلامات أيضا تنقية خارج المحاصرين الهواء في الغلاف الجوي الأولي في غرفة على الختم. خلال الاختبارات الأولية على غرفة دون فرك الأولي من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي 2، تم قياس النباتات لديها المخفف مستوى 13 C في أول الأوراق المنتجة من الأوراق في وقت لاحق في إنتاجها. يظهر فرك الأولي من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي 2 على إغلاق غرفة للقضاء على هذه المشكلة عن طريق السماح لاستمرار وضع العلامات 13 C منالشتلات حتى تاريخ الاستحقاق. الحفاظ على خليط بوتينغ خالية من التربة الرملية، الخس، والطين كما يلغي فرة الطبيعية CO 2 تلوث التربة من التنفس. القضاء على التربة من النظام لا يتطلب الإخصاب والتلقيح الاعتبارات حذرا، والتي قد تكون فريدة من نوعها لأنواع النباتات المختلفة. 15 N وضع العلامات من خلال 7 ذرة٪ 15 حل N Hoegland المستهدفة تنتج المواد النباتية وصفت للغاية عند 6.7 ذرة 15٪ N (الجدول 1). قد يكون سبب تخفيف طفيف من تسمية 15 N مستهدفة من قبل بعض فرة الطبيعية N في مزيج الوضع في القدر أو من التلقيح التربة الأصلية.
خلال التخليق الحيوي للمركبات والتمييز الطبيعي من 13 C (أو 15 غ) ويحدث نتيجة لتجزئة الحركية وتوزيع النظائر nonstatistical في المركبات توليفها. وبالتالي، في حالة C، والمنتجات الثانوية (مثل الدهونومركبات الفينول) ونضبت عموما في 13 C بالمقارنة مع المنتجات الأولية (الكربوهيدرات). يظهر هذا التمييز الطبيعية 13 C أن تستمر أيضا عندما تزرع النباتات في المخصب 13 C الغلاف الجوي، كما يمكن أن يرى في اختلاف طفيف في ذرة٪ 13 C من مقتطفات الماء الساخن وبقايا الماء الساخن من النباتات وصفت بشكل موحد (الجدول 1 ). هذا التجزيء الحركية الطبيعية صغيرة جدا بالمقارنة مع التخصيب ولا تساوم على وحدة وصفها.
وضع العلامات التفضيلية من الأنسجة النباتية الهيكلية والأيض هو أسلوب الرواية مع احتمال الدراسات المتقدمة في التحلل القمامة، والبيئة الميكروبية وتشكيل المواد العضوية في التربة. الفرق في 13 و 15 C N من مقتطفات الماء الساخن وبقايا الماء الساخن يشير إلى تخفيف كبير من 13 و 15 C N في المرتشحة، وانخفاضمركبات الوزن الجزيئي (مقتطفات الماء الساخن) من المواد النباتية الهيكلية (بقايا الماء الساخن) بعد 7 و 14 و 22 يوما من وضع العلامات التفضيلية (P <0.005). هذا الوسم الفرق من الأنسجة النباتية يمكن استخدامها لتتبع مصير المكونات الهيكلية والأيض بشكل منفصل من خلال نظام بيئي. كان وضع العلامات الفرق 13 C أكثر تطرفا من 15 N وضع العلامات التفاضلية. قد يكون هذا بسبب الطابع الملح ل13 C التخفيف عند إزالة النباتات من الجو وصفت 13 C-CO 2، في حين أن التسمية N 15 لا يزال في مزيج بوتينغ لبعض الوقت وتحدث 15 N التخفيف ببطء أكثر. لمزيد من وضع العلامات الفرق جذرية من 15 N، يمكن للمرء أن ينظر بيغ الأواني بالماء قبل الإخصاب وفرة الطبيعية خلال الأسابيع الأخيرة من النمو خارج الغرفة.
تصميم وتشغيل هذا مستمر 13 </ سوب> C و 15 N نظام وضع العلامات على الزي المدرسي أو الفرق، التمثيل الغذائي والهيكلية، ووضع العلامات الأنسجة النباتية يوفر طريقة جديدة لإنتاج المواد النباتية المسمى isotopically للأبحاث المتقدمة. وقد تم اختيار التصميم والتفاصيل التشغيلية لهذه القاعة ل4.4٪ ذرة 13 C و 7٪ ذرة 15 N وسم A. gerardii، ولكن يمكن أن تكون مصممة لأنواع نباتية أخرى ومستويات وضع العلامات النظائر. ظروف النمو وصفها هنا يجب أن تكون مصممة لتتناسب مع حجم المطالب، ودرجة الحرارة والرطوبة والضوء والماء والمواد الغذائية من الأنواع النباتية خاصة من الفائدة. ويمكن أيضا وضع العلامات مع 18 O 2 H أو أن يتحقق عن طريق وصفها المياه المستخدمة في نظام الري. النظام المذكور هنا يتناول العديد من التحديات موحدة والتفاضلية 13 C وسم المواد النباتية. هذا تصميم غرفة أساسية يمكن استخدامها من قبل مجموعات بحثية أخرى لإنتاج المواد النباتية المسمى غاية لأدفanced الدراسات في البيوجيوكيميائية النظام الإيكولوجي.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
شكر خاص إلى مرفق نمو النبات وEcoCore منشأة التحليلية في جامعة ولاية كولورادو، والعديد من الطلاب والمعلمين الذين ساعدوا في هذا المشروع. ويتم تمويل هذا العمل من قبل جبهة الخلاص الوطني منحة DEB # 0918482، وزارة الزراعة الأميركية الاحتياجات الوطنية زمالة، وصندوق Cotrufo-Hoppess للبحوث البيئة التربة.
Materials
| 40 in Remote Tower Fan | Living Accents | FS10-S3R-A | |
| 42 in Electric Tower Fan with remote control | LASKO | 2559 | |
| Mr. Slim Split-type air conditioner | Mitsubishi Electric | R410A | |
| Electronic 24 hr time switches | Intermatic | ET100C | Operates Fluorescent Light System |
| iSeries Humidity and Temp Controller | Omega | CHiTH-i8DV33-5-El | |
| Solid State Relay | Omega | SSRL240 | |
| CKR Series Solid State Relay | Crydon | ||
| Solenoid Coils | Dayton | 6X543 | |
| GasHound CO2 Analyzer | LI-COR | LI-800 | |
| Dehumidifier | Dayton | 1DGX4 | |
| Specialty gas regulator | Airgas | CGA 580 | |
| T5 Hight Output Commercial Fluorescent Light System | Hydro Farm | FLT48 | |
| Air pump | Thermo Scientific | 420-1901 | |
| Masterflex Cartridge Pump HeadSystem | Cole Parmer | 7553-70 | |
| 1900 Series Network Switch | Catalyst | ||
| Profile Porus Ceramic Top Dressing | Greens Grade | ||
| Industrial Quartz 40 mesh | Unimin | 4095 | |
| Mycorrhizae Professional Growing Medium | ProMix | ||
| Vermiculite and Perlite | Thermo-Ran | C633 | |
| Potassium Nitrate- 15N 98 atom % | Sigma-Aldrich | 335134 | |
| Carbon-13C Dioxide 10 atom % | Sigma-Aldrich | 600180 | |
| Medical grade CO2 | Airgas | ||
| Regulator | Airgas | CGA 350 | |
| 4 in box fans | Grainger | ||
| Masterflex PharMed BPT Tubing | Cole Parmer | HV-06508-24 |
References
- Bird, J. A., Torn, M. S. Fine roots vs. Needles: A comparison of (13)C and (15)N dynamics in a ponderosa pine forest soil. Biogeochemistry. 79, 361-382 (2006).
- Bird, J. A., van Kessel, C., Horwath, W. R. Stabilization of C-13-carbon and immobilization of N-15-nitrogen from rice straw in humic fractions. Soil Sci. Soc. Am. J. 67, 806-816 (2003).
- Denef, K., Six, J. Contributions of incorporated residue and living roots to aggregate-associated and microbial carbon in two soils with different clay mineralogy. Eur. J. Soil Sci. 57, 774-786 (2006).
- Rubino, M. Carbon input belowground is the major C flux contributing to leaf litter mass loss: Evidences from a C-13 labelled-leaf litter experiment. Soil Biol. Biochem. 42, 1009-1016 (2010).
- Cotrufo, M. F., Wallenstein, M. D., Boot, C. M., Denef, K., Paul, E. The Microbial Efficiency-Matrix Stabilization (MEMS) framework integrates plant litter decomposition with soil organic matter stabilization: do labile plant inputs form stable soil organic matter. Glob. Change Biol. 19, 988-995 (2013).
- Mambelli, S., Bird, J. A., Gleixner, G., Dawson, T. E., Torn, M. S. Relative contribution of foliar and fine root pine litter to the molecular composition of soil organic matter after in situ degradation. Org. Geochem. 42, 1099-1108 (2011).
- Prescott, C. E. Litter decomposition: what controls it and how can we alter it to sequester more carbon in forest soils. Biogeochemistry. 101, 133-149 (2010).
- Denef, K., Roobroeck, D., Wadu, M., Lootens, P., Boeckx, P. Microbial community composition and rhizodeposit-carbon assimilation in differently managed temperate grassland soils. Soil Biol. Biochem. 41, 144-153 (2009).
- Bird, J. A., Kleber, M., Torn, M. S. C-13 and N-15 stabilization dynamics in soil organic matter fractions during needle and fine root decomposition. Org. Geochem. 39, 465-477 (2008).
- Andresen, L. C., Jonasson, S., Strom, L., Michelsen, A. Uptake of pulse injected nitrogen by soil microbes and mycorrhizal and non-mycorrhizal plants in a species-diverse subarctic heath ecosystem. Plant Soil. 313, 283-295 (2008).
- Horwath, W. R., Pregitzer, K. S., Paul, E. A. C-14 Allocation in tree soil systems. Tree Physiol. 14, 1163-1176 (1994).
- Denef, K. Community shifts and carbon translocation within metabolically-active rhizosphere microorganisms in grasslands under elevated CO2. Biogeosciences. 4, 769-779 (2007).
- Pollierer, M. M., Langel, R., Korner, C., Maraun, M., Scheu, S. The underestimated importance of belowground carbon input for forest soil animal food webs. Ecol. Lett. 10, 729-736 (2007).
- Stewart, D. P. C., Metherell, A. K. Carbon (C-13) uptake and allocation in pasture plants following field pulse-labelling. Plant Soil. 210, 61-73 (1999).
- Santos, F., Torn, M. S., Bird, J. A. Biological degradation of pyrogenic organic matter in temperate forest soils. Soil Biol. Biochem. 51, 115-124 (2012).
- Bromand, S., Whalen, J. K., Janzen, H. H., Schjoerring, J. K., Ellert, B. H. A pulse-labelling method to generate 13C- enriched plant materials. Plant Soil. 235, 253-257 (2001).
- Putz, B. A simple method for in situ-labelling with 15N and 13C of grassland plant species by foliar brushing. Methods Ecol. Evol. 2, 326-332 (2011).
- Wichern, F., Mayer, J., Joergensen, R., Müller, T. Evaluation of the wick method for in situ <sup>13</sup>C and <sup>15</sup>N labelling of annual plants using sugar-urea mixtures. Plant Soil. 329, 105-115 (2010).
- Fahey, T. J. Transport of Carbon and Nitrogen Between Litter and Soil Organic Matter in a Northern Hardwood Forest. Ecosystems. 14, 326-340 (2011).
- Stewart, C. E., Paustian, K., Conant, R. T., Plante, A. F., Six, J. Soil carbon saturation: Evaluation and corroboration by long-term incubations. Soil Biol. Biochem. 40, 1741-1750 (2008).
- Fry, B. . Stable Isotope Ecology. , (2006).
- Nippert, J. B., Fay, P. A., Carlisle, J. D., Knapp, A. K., Smith, M. D. Ecophysiological responses of two dominant grasses to altered temperature and precipitation regimes. Acta Oecol. Int. J. Ecol. 35, 400-408 (2009).
- Hoagland, D. R. a. A., I, D. . The Water-Culture Method for Growing Plants without Soil. , (1950).
- Lett, M. S., Knapp, A. K. Consequences of shrub expansion in mesic grassland: Resource alterations and graminoid responses. J. Veg. Sci. 14, 487-496 (2003).
- Knapp, A. K., Seastedt, T. R. Detritus Aaccumulation limits productivity of tallgrass prairie. Bioscience. 36, 662-668 (1986).
- Ting, K. C., Giacomelli, G. A. Solar photosynthetically active radiation transmission through greenhouse glazings. Energy Agric. 6, 121-132 (1987).
- McDermitt, D. K., Welles, J. M., Eckles, R. D. Effects of Temperature, Pressure and Water Vapor on Gas Phase Infrared Absorption by CO2. , .
