PARbars: economico, facile da costruire Ceptometri per la misurazione continua dell'intercettazione della luce nelle tettine delle piante

I nostri ceptometri fatti a mano ci permettono di misurare continuamente la trasmissione della luce attraverso i baldacchini delle piante. Possiamo quindi utilizzare queste misurazioni per stimare le proprietà del baldacchino come l'indice dell'area fogliare e l'indice dell'area dell'impianto. I PARbar costano molto meno dei ceptometri disponibili in commercio.

Questo ci consente di acquistarli in gran numero e di distribuirli sul campo per lunghi periodi di tempo. Per costruire un ceptometro di registrazione continua, iniziare forando un foro di diametro di quattro millimetri, a 20 millimetri da ogni estremità di un 1200 bianco per 30 per 4,5 millimetri di barra del diffusore acrilico, quindi forando e maschiando fori filettati a 20 millimetri da ogni estremità di una sezione di u-bar in alluminio. Quindi praticare e toccare i fori filettati nella base dell'u-bar in alluminio, per adattarsi all'hardware di montaggio.

Successivamente, raddrizzare due lunghezze di 1,25 metri di fili di rame nudo di 1,25 millimetri di diametro, uno alla volta, fissando un'estremità a una morsa e l'altra estremità all'interno delle impugnature di un trapano a mano, quindi accendendo il trapano a bassa velocità. Utilizzare un marcatore permanente a punta fine per contrassegnare le posizioni desiderate dei fotodiodi lungo il bordo del diffusore, a partire dalla prima posizione del fotodiodo a 13,5 centimetri da un'estremità del diffusore e dalle altre posizioni situate ogni due centimetri tra il primo diodo e l'estremità lontana del diffusore. Centrare un fotodiodo sulla barra del diffusore con le linguette di connessione elettrica rivolte verso i lati della barra e posizionare il filo sotto una delle linguette per contrassegnare la posizione del primo filo di rame sul diffusore.

Contrassegnare la posizione del filo al centro e all'estremità opposta della barra nello stesso modo, prima di utilizzare la colla cianoacrilato per fissare il primo filo di rame raddrizzare al diffusore lungo i segni. Utilizzare la colla per fissare 50 fotodiodi a faccia in giù lungo il diffusore agli intervalli marcati di 20 millimetri, facendo attenzione che i diodi siano al centro del diffusore e disposti tutti nello stesso orientamento, in modo che la grande linguetta si sieda sul filo di rame e la piccola linguetta si sieda di fronte al filo. Tutti i nostri fotodiodi devono essere disposti nello stesso orientamento a causa della loro polarità.

Si consiglia vivamente di controllare l'orientamento di tutti i fotodiodi prima dell'incollaggio e della saldatura. Posizionare il secondo filo di rame in modo che si sieda sotto ciascuna delle linguette più piccole dei fotodiodi e fissare il filo al diffusore con più colla cianoacrilato. Utilizzando una penna di flusso di saldatura, bagnare entrambe le linguette di un fotodiodo e i fili adiacenti e sottostanti con il flusso.

Utilizzare un ferro da saldare a punta fine impostato sulla temperatura da 350 a 400 gradi Celsius per saldare ogni linguetta del diodo ai fili di rame sottostanti. Illumina ogni fotodiodo per testare le connessioni della saldatura e usa un multimetro per verificare la presenza di un segnale di tensione per ogni diodo attraverso i fili. Opzionalmente, saldare un resistore di precisione del coefficiente di bassa temperatura di 1,5 ohm in parallelo attraverso i fili di rame e saldare l'estremità maschile di un connettore impermeabile a corrente diretta alle estremità dei fili di rame.

Utilizzare tubi termoretraibile rivestiti di colla per sigillare le connessioni e applicare un tallone di sigillante siliconico sulla superficie del diffusore vicino al bordo per creare una barriera continua al silicone attorno ai circuiti sul diffusore. Ispezionare attentamente il tallone per assicurarsi che non rimangano spazi vuoti d'aria tra il silicone e la barra del diffusore. Una volta che il sigillante si è stagionato, riempire il pozzo con resina epossidica.

Lasciare indurire la resina durante la notte, prima di utilizzare una lama di rasoio per rimuovere il sigillante siliconico. Utilizzare i bulloni M4 per bullonare il diffusore sulla barra u in alluminio pre-filettato e utilizzare il nastro adesivo per fissare il diffusore all'alluminio per tutta la sua lunghezza. Riempire il vuoto all'interno del ceptometro con filler in schiuma di poliuretano.

Consentire al riempitivo di impostare durante la notte e rimuovere il nastro adesivo, quindi saldare l'estremità femminile del connettore a corrente diretta su una lunghezza di due cavi conduttori e sigillare i collegamenti con il termoretraibile rivestito di colla. Per calibrare il ceptometro di radiazione fotosinteticamente attivo, o PARbar, contro un sensore quantistico, collegare entrambi i sensori a un data logger e impostare i sensori all'esterno in pieno sole su un piano piana. Registrare le uscite di entrambi i sensori in un periodo durante il quale la radiazione solare varia notevolmente.

Determinare il fattore di calibrazione per il PARbar come pendenza di una regressione lineare di PAR, riportata dal sensore quantistico rispetto all'uscita di tensione grezza. Per dedurre l'efficace indice dell'area dell'impianto, installare un PARbar sopra il baldacchino, facendo attenzione che non sia ombreggiato da elementi che assorbono la luce all'interno del baldacchino. Installarne un altro al di sotto di tutti gli elementi che assorbono la luce, per i quali verrà misurata l'assorbanza.

Sul campo, entrambi i PARbar devono essere allineati con un angolo di 45 gradi alle file di piantagione. Verificare che il PARbar superiore non ombreggia il PARbar inferiore e livellare entrambi i PARbar con un livello di spirito. Quindi collegare i PARbar al data logger e convertire l'uscita di tensione differenziale in PAR, utilizzando il fattore di calibrazione precedentemente determinato per ogni PARbar.

L'uscita di tensione differenziale di un PARbar è linearmente proporzionale all'uscita PAR da un sensore quantistico. In questo esperimento rappresentativo, i PARbars sono stati impiegati in baldacchini di grano e registrati ogni 20 secondi attraverso lo sviluppo delle piante. Questi dati illustrano un tipico decorso diurno dell'ambiente luminoso a baldacchino, raccolto utilizzando un PARbar in una giornata limpida e soleggiata.

Si noti che la distorsione può essere introdotta prendendo misurazioni istantanee della ceptometria in vari momenti della giornata. Ad esempio, i appezzamenti di grano utilizzati per la raccolta di questi dati avevano un vero orientamento di piantagione a nord/sud, con la trasmissione della luce al baldacchino inferiore che raggiungeva il picco alle 12:30. Se a questo punto si dovesse prendere una misurazione istantanea, l'indice efficace dell'area dell'impianto sarebbe sottovalutato.

Mentre se una misurazione è stata presa al mattino o al pomeriggio, può essere sopravvalutata. I PARbar a prova di tempo possono anche essere distribuiti sul campo per lunghi periodi di tempo. Ad esempio, per monitorare come cambia l'ambiente luminoso del baldacchino man mano che le piante si sviluppano.

PARbars può essere installato sul campo per lunghi periodi di tempo. Ciò consente ai ricercatori di monitorare lo sviluppo del baldacchino in modi non possibili in precedenza utilizzando costose attrezzature commerciali.