Name: 나무에서 줄기 물 콘텐츠를 모니터링 하는 교정 및 정전 용량 센서의 사용 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-12-27T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 31 s
Description: 학습하세요 성숙한 나무 줄기의 체적 수분 함량을 지속적으로 모니터링하는 교정된 정전 용량 센서 방법을 통해. 이 기술은 생태수문학에서 식물의 건조 스트레스 반응과 회복 과정을 자동화된 실시간 측정으로 연구하는 데 활용됩니다.

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미국 에너지 부의 과학, 생물학의 사무실 및 환경 연구, 지구 생태계 과학 프로그램 보너스 번호에 의해 제공 된이 연구에 대 한 자금 DE SC0007041, 로렌스 버클리 국립 연구소, 통해 플럭스 코어 사이트 계약 번호 7096915에서 Ameriflux 관리 프로그램 및 국립 과학 재단 Hydrological 과학 1521238를 부여합니다. 모든 의견, 결과, 결론 또는 권고가이 자료에서 표현 그 저자 이며 반드시 자금 지원 기관 의견을 반영 하지 않습니다.

1. 계측을 위한 나무 선택
<ol>
	<li>측정에 대 한 나무를 선택 합니다. 이상적으로, 일반적으로 둥근 줄기 횡단면이와 사이 1-2 회 가지 길이, 또는 변 깊이 센서 tines (여기 설명 하는 특정 커패시턴스 센서 ~ 5 cm)의 길이 보다 큰 직경 건강 한 나무를 선택 합니다. 나무 코어를 사용 하 여 변의 깊이 측정 하거나 많은 종을 위한 표준 직경 테이프에 의해 측정 된 직경 29,54, 줄기 변 재 영역 관련 allometric 방정식을 통해 변 깊이 계산 합니다. 참고: 그러나, 몇 가지 종류의 커패시턴스 센서 수 있습니다 적절 한 길이로 측정 정확도 저하 없이 단계 1.2 다음 트림. 만 커패시턴스 센서 배선 포함 하지 않는 엄격한 측정 tines 손질 하거나 자를 수 있습니다. 별도 보정은 트림된 센서. 따라서, 나무를 선택 하 고 보정 절차 전에 적절 한 가지 길이 결정.</li>
	<li>나무의 직경 및 변 깊이에 따라 센서 tines의 적절 한 길이 결정 합니다. 참고: 커패시턴스 센서 센서 tines, L의 수 분 정보를 통합. 따라서는 그들이 제공 하는 통합된 관측 때 전체 줄기의 대표 직경은 L 과 2 L 사이 가정 . 나무 껍질과 체 관 부 미치지 않습니다 측정으로 그들은 설치 (섹션 4.2 참조) 측정 영역에서 제거 됩니다.<ol>
		<li>L 가 줄기 직경 보다 큰 (1.3 단계 참조) 그런 tines 줄기의 반대 측을 관통 하지 않는 나무에 대 한 센서를 정돈 한다.</li>
		<li>나무 지름 2L, 보다 큰 하 하지만 변 재 깊이 L보다 작은 센서와 변 재와 심 재에서 결합 된 신호를 측정 합니다. 참고:로 물 콘텐츠가 두 조직 유형에 서 다릅니다,이 발생할 수 있습니다는 바이어스 관찰 전체 줄기의 대표 임을 가정 하는 경우. 이러한 경우, 또는 사용자만 변 재 물 변동, 센서 변 깊이 tines을 손질 해야 합니다 같은 관측 변 (활성 xylem)의 물 콘텐츠 변화를 나타내는 것에 관심이 때만. 변 재 깊이 L보다 크면 관측만 변 나타내지만 센서 정돈 될 필요가 없습니다.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>(1.2.1 및 1.2.2 단계에서 결정)으로 필요한 경우 지정된 된 응용 프로그램에 대 한 맞게 센서를 잘라. 센서 tines을 잘라, 클램프 센서는 워크 벤치를 안전 하 게 하 고 적절 한 보호 장비를 착용 하는 동안 정확 하 게 동일한 길이 각 가지를 잘라 철강 절단 디스크를 갖춘 전원 회전 도구 사용 합니다.</li>
</ol>
2. 수확 및 종의 보정을 생성 하는 관심의 모든 종의 나무 샘플 준비
<ol>
	<li>관심의 종에서 트렁크, 청소년 줄기, 또는 큰 지점 적어도 6 cm 직경에서을 수집 합니다. 더 큰 직경 센서 인 나무의 양을 최대화 하기 위해 선호 하 고 가장 밀접 하 게 대략적인 필드 측정을 위한 트렁크 밀도. 연결 된 모든 지점 또는 잎, 그리고 이끼 또는 느슨한 재료를 제거 합니다. 참고: 추가 지점에서의 차이로 인해 불확실성의 논의 대 한 토론 섹션을 참조 하 고 밀도 줄기.</li>
	<li>~ 15 cm 길이 25 또는 더 원통형 부분으로 줄기를 세그먼트.</li>
	<li>각 세그먼트를 분류 하 고 평균 지름과 각각의 길이 기록 합니다. 실린더의 볼륨으로 세그먼트 볼륨 대략적인.</li>
	<li>차동 재 및 건조에 대 한 두 개의 그룹으로 세그먼트를 구분 합니다. 장소 대략 1/3, rehydrate 물 욕조에 세그먼트의 및 다른 2/3의 건조 오븐에서 세그먼트 탈수를 60 ° C에서. 두 개의 세그먼트를 즉시 측정에 대 한 별도 유지: 선호 하나, 줄기의 끝에서 길이에서. 참고: 일반적으로, 60 ° C에서 건조 하는 세그먼트 완전히 ~ 2 주 후, 포장해 고 됩니다 ~ 3 일 후 완전히 rehydrated. 오븐/물 목욕에서 개별 세그먼트를 제거 하 고 매일 또는 두 번 매일 간격으로 (단계 3.7 참조) 측정. 위해 측정 가능한 체적 물 내용의 가장 큰 범위에 걸친의 그라디언트를 생성 합니다.</li>
</ol>
3. 센서 출력 사이의 체적 물 교정 관계 만들기 콘텐츠
<ol>
	<li>실시간 센서 판독 시각화에 대 한 컴퓨터에는 제조업체에서 제공 하는 지침에 따라 데이터 로깅 장치를 정전 용량 센서를 연결 합니다. 30 데이터 수집에 대 한 시간 간격을 설정 s.</li>
	<li>맞춤 및 드릴 비트 커패시턴스 센서 (이 실험에 사용 되는 센서에 대 한 3.57 m m)의 타인의 지름 보다 약간 작은 유지, 3 개의 구멍의 2 개의 수직 세트를 드릴 장소에 안전 하 게 개최 premade 드릴링 템플릿을 사용 하는 두 번째 세트 약 150 ° 구멍 사이 아무 잠재적인 중복이 있는지 확인 하는 몇 센티미터의 수직 분리 나무 세그먼트 주위 거리에 위치 해 있습니다. 측정의 첫 번째 집합에 대 한 단계 2.4에서 정해 나무 세그먼트를 사용 합니다.</li>
	<li>세그먼트 및 레코드를 가장 가까운 0.01 g 무게 측정 시에 무게. 모자 추가 건조를 방지 하기 위해 플라스틱 포장을 가진 세그먼트의 끝.</li>
	<li>무게, 직후 알코올 면봉으로 정전 용량 센서의 tines 청소 하 고 그것에 삽입 줄기 세그먼트 완전히, 강철 타인의 어떠한 부분도 표시 되도록 합니다. 읽을 출력 안정화를 측정에 대 한 대기 (2 또는 3 분, 일반적으로). 기록 센서 출력 온도, 전기 전도도 및 유 전체 유전율 (εb)의 모든 30 5 분 및 계산 10 측정의 평균에 대 한 s.</li>
	<li>부드럽게 세그먼트에서 센서를 제거, 알코올 면봉으로 tines 깨끗 하 고 출력 신호는 0으로 반환을 기다립니다. 3.3 이후 pre-drilled 구멍의 두 번째 집합에 단계에서 측정 절차를 반복 합니다.</li>
	<li>끝에서 플라스틱을 제거 하 고 건조 오븐에서 줄기 세그먼트를 놓습니다. 완전히만 허용 (일반적으로 2 주, 또는 무게는 몇 일 동안 안정 될 때까지).</li>
	<li>모든 세그먼트에 대 한 3.7 통해 3.3 단계를 반복 합니다. 건조 오븐에서 세그먼트를 제거 하 고 더 자주 측정 (매일 두 번) (매일) 지난 몇 일 동안 보다 초기 수 분 손실의 더 높은 속도 때문에 건조의 처음 몇 일 이내. 무게 및 측정 전에 종이 타월을 사용 하 여 물 목욕에서 제거 하는 세그먼트의 표면에서 건조 초과 물.</li></ol>하루, 모든 rehydrated 세그먼트 측정 될 때까지 측정 한 rehydrated 줄기 세그먼트입니다.
	<li>완전 건조 후 모든 줄기 세그먼트의 최종 건조 중량을 기록 합니다.</li>
	<li>다음 수식을 사용 하 여 측정 시 각 줄기 세그먼트의 체적 물 콘텐츠 (VWC, cm3물 /cm3나무)을 계산 합니다. 
	<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57062/57062eq1.jpg">(1) 여기에서 Vw 는 물 (3cm), 및 V줄기 의 볼륨 단계 1.2에서에서 계산 줄기 세그먼트 (cm3) 볼륨입니다.<ol>
		<li>로 측정 시 각 세그먼트에 있는 물의 볼륨을 계산: 
		<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57062/57062eq2.jpg">(2) 물 (1 g cm-3)의 밀도 mw 가 줄기 세그먼트 (g)에서 대량 물 측정 및 ρw 의 시간에</li>
		<li>로 측정 시 각 세그먼트에 있는 물의 질량을 계산: 
		<img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57062/57062eq3.jpg">(3) 어디 M젖은 줄기 세그먼트의 질량 측정 (g), 시 이며 M건조 는 세그먼트 (g)의 최종 가중치.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>통계 분석 소프트웨어 패키지를 사용 하 여 만들 센서 관찰 유 전체 유전율 및 VWC (그림 1, 표 1) 사이의 최적된 선형 회귀.</li>

<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57062/57062fig1.jpg"> 
그림 1: 예제 보정 곡선. 보정 곡선 Quercus rubra 에 서 rubrum, Betula papyrifera, Populus grandidentata, 및 Pinus strobus 부품 1과 2이이 프로토콜의 생성. 방정식과 결정 계수는 표 1에 각각에 대해 제공 됩니다. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/57062/57062fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td>m</td>
			<td>b</td>
			<td>R2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>B. paprifera</td>
			<td>0.048</td>
			<td>-0.098</td>
			<td>0.967</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A. rubrum</td>
			<td>0.067</td>
			<td>-0.158</td>
			<td>0.853</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Q. rubra (단축)</td>
			<td>0.120</td>
			<td>0.041</td>
			<td>0.636</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Q. rubra</td>
			<td>0.058</td>
			<td>-0.109</td>
			<td>0.718</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P. grandidentata</td>
			<td>0.023</td>
			<td>-0.028</td>
			<td>0.887</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P. strobus</td>
			<td>0.030</td>
			<td>-0.072</td>
			<td>0.900</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
표 1: 교정 방정식의 변환에 대 한 Ε b 하 VWC 5 온화한 나무 종. 계수 야 '와 'b' 표준 양식에서 선형 방정식에 대 한 제공: VWC = m * εb+ b.
4. 필드 측정을 위한 나무에서 커패시턴스 센서 설치
<ol>
	<li>센서 설치, 줄기 직경 및 각 센서 위치에 대 한 지상 표면 위의 높이 기록 합니다. 일반적으로, 트렁크에 VWC 를 모니터링할 한 센서 ~0.5 m 지상 표면 위에 놓고 바로 아래 첫 번째 주요 분기 분할 (~7.5 m 지상, 그림 2) 두 번째 한 장소.</li>
</ol>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57062/57062fig2.jpg"> 
그림 2: 예제 필드 실험 설정. 센서 위치 및 방향 데이터 로깅 역에 인접 한 성숙한 나무에의 회로도. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/57062/57062fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<ol start="2">
	<li>레이어의에 껍질을 제거 하 고 평평한 표면 센서 될 것입니다 만들 무승부 블레이드를 사용 하 여 설치. 이 표면 넓고 충분히 평면 센서는 타인의 어떠한 부분도 노출 되도록 설치 되는 나무의 표면에 대 한 플러시를 앉아 있는지 확인 합니다. 레이어의 측정 껍질 또는 체 관 부에 물 콘텐츠를 제외 하는 동안, 물 관 부에 물 콘텐츠만 포함 하 고 껍질을 제거 합니다.</li>
	<li>타인에 대 한 구멍을 드릴 합니다. 사용 하 여 드릴 비트 tines의 지름 보다 약간 작은 부드러운 나무, 더 나무 (3.57 m m이이 프로토콜에 사용 되는)에 대 한 좀 더 가까이 실제 크기의 tines 사용 하는 동안. 높은 품질 측정을 위해 센서 tines 나무와 좋은 접촉을 확인 합니다. 없는 것 이므로 센서를 정기적으로 제거 하는 필요 마찬가지로 교정 절차 동안, 약간 작은 드릴 비트를 사용할 수 있습니다 여기 캘리브레이션에 사용 되는 것 보다.</li>
	<li>어떤 먼지 또는 피부 오일을 제거 하는 알코올 면봉으로 센서 tines을 청소 하 고 pre-drilled 구멍에 센서를 삽입. 센서 삽입 시 너무 많은 저항을 충족 하는 경우 부드럽게 밖으로 그것을 다시 하 고 다시 그들을 약간 넓혀 구멍을 드릴. 모든 세 가지 완전히 삽입 되는 센서의 본문 앉아 나무 줄기에 대 한 플러시 확인 합니다.</li>
	<li>실리콘 실 란 트를 사용 하 여 나무 줄기 줄기 구멍을 입력에서 계속 고 해충 감염을 방지 하기 위해에 대 한 센서를 봉인.</li>
	<li>피하기 위해 외부 열 반사 단열재와 센서 커버.</li>
	<li>제조업체의 사양에 따라 모든 센서 전원 12 V와 호환 되는 데이터로 거를 연결 합니다. 센서에 대 일 분의 사용 데이터 컬렉션 간격 필드에 배치 하지만 전력 제한, 예를 들면, 태양/배터리 사이트에 절전을 사용 더 긴 간격으로 사이트를 운영.</li>
</ol>
5. 줄기 물 저장소 보정 곡선을 사용 하 여 원시 데이터를 처리
<ol>
	<li>2.9 단계에서 생성 된 교정 곡선의 방정식을 사용 하 여 변환 센서 출력 VWC 모든 관측을 위해. VWC 은 일반적으로 cm3 /cm3 또는 %로 표현 된다. %VWC 따라서 0에서 100% 사이의 범위 것입니다.</li>
	<li>두 측정 높이 사이의 관심 (cm3)의 총 볼륨을 통합 (예를 들어, 그림2에서: 0.5 m 및 7.5 m) 높이와 선형 줄기 직경 변화를 가정 하 여.</li></ol>나무 관찰 전체 줄기를 나타냅니다 (즉, L 2L, 수정 되지 않은 센서를 사용 하 여 사이 직경의 나무 또는 얇은 나무 센서 줄기 직경에 손질 된 참조 2.2), 방정식 4를 사용 하 여: 
	<img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57062/57062eq4.jpg">(4) H 가 높이 차이 (수직 거리)는 센서 (예를 들어, 그림2에서: 700 cm) r1 과 r2 는 줄기 (cm)의 반지름 하단과 상단 센서 위치, 및 각각. 센서 변 재 물의 견적을 제공 하는 나무에 대 한 콘텐츠 식 5 사용 하 여 (센서 길이 결정, 섹션 1.2 참조). 
	<img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/57062/57062eq5.jpg">(5) 어디 s1 와 s2 은 변 깊이 (cm) 하단 및 상단 센서의 위치에 각각.
	<li>줄기-또는 변-볼륨 계산 관심의 전체 볼륨에 나무의 평균 VWC 를 곱하여 물 저장.</li>

스티븐 R. 개리 티 GS3 강화 토양 수 분 센서를 생산 하는 미터 그룹 주식 회사의 직원은이 문서에서 사용 되는.

계절과 일주 패턴 줄기 물 콘텐츠 커패시턴스 센서 동시 sap 유동적에서 동향와 일치를 통해 관찰 및 측정 (그림 3, , 그림 4 그림 5)을 강요 하는 환경에서. Diurnally 우 디 조직을 통해 충전의 속도 능가 하는 증발의 속도 그리고 계절 토양 수 분 제한 루트-물 가용성5줄기 물 저장의 저수지 고갈 됩니다. 이 내부 커패시턴스 stomatal 전도도 유압 제한에 대 한 귀중 한 버퍼를 제공 하 고 증발의 발병 및 sap 플럭스9사이의 지연 시간에 대 한 책임 이다. 이 연구에서 우리가 관찰 23.3와 49.9 L 사이 배열 하는 저장소에서 최대 일일 물 철수 (14.6 및 22.3%) 사용할 수 있는 총의 줄기...

물 식물에 저장 된 단기 및 장기 물 스트레스1,2에 대처 하기 위해 식물의 기능에 필수적인 역할을 한다. 식물 뿌리, 줄기에에서 물을 저장 하 고 (예를 들어, xylem 배) 세포내와 세포 외에 잎 공백 2,,34. 이 물 사이 10 그리고 diurnally 된 물2,5,6,,78의 50% 기여 하 보였다. 따라서, 공장 유압 커패시턴스 지상파 물 균형의 핵심 구성 요소, 물 스트레스, 가뭄 응답, 및 복구1의 지시자로 사용 될 수 및 사이 관찰된 시간 저하에 대 한 수정 하는 데 필요한 중요 한 요소 이다 증발 및 sap 흐름9,,1011. 식물 물 콘텐츠의 실시간 모니터링 사용할 수 있습니다 또한 농업 응용 프로그램에서 과수원을 제한 하 고 급수 효율12,13증가 하기 위하여 관개를 자르기. 그러나, 우 디 종7,14,15,,1617,18, 연속, 제자리에서 줄기 물 콘텐츠 측정 19 sap 플럭스 측정20상대적으로 드물다. 여기, 우리 나무5,21의 줄기 내 체적 물 콘텐츠 모니터링을 정전 용량 센서의 보정을 위한 절차를 설명 합니다.
유체역학 동작 및 식물에 의해 물 사용 규정은 토양 식물 대기권 연속체22,23 의 필수 구성 되며 따라서 사이 물과 탄소 용에 대 한 중요 한 컨트롤은 생물권과 대기24,25. 줄기 함량의 역학은 생물과 비 생물 적인 요인에 의해 영향을 받습니다. 고갈 및 충전 물 줄기 저장 환경 조건, 특히, 증기압 적자에서에서 단기 및 장기 동향에 의해 영향을 받는 물 콘텐츠1,26토양. 나무27 (예를 들어, 밀도, 선박 구조) 및 긴급 유압 전략25 (예, iso-또는 anisohydric stomatal 규정)의 물리적 속성 저장 물을 사용 하는 식물의 능력을 결정 19 , 26 , 28종29,30에 의해 널리 다를 수 있습니다. 이전 학문은 열 대16,,2731,32,33 에 온화한5,7 커패시턴스의 다른 역할을 설명 했다 ,21 종, 그리고 두 적1,2,34 와 gymnosperms6,11,,1719.
바이오 매스 함량의 향상 된 지식을 물 수집을 위한 식물 전략의 이해를 개선 하 고1,2, 종 취약점 예측 변화 강 수 정권35에에서 함께 사용 ,36. 추가 전략 미래 기후 시나리오37,38아래 인구 패턴 변화를 예측 하는 데 도움이 됩니다 공장 물 사용의 이해. 모델 데이터 융합 기법39, 통해 줄기 물 콘텐츠를 통보 하 고 테스트 하는 확장 가능한, 공장 수준 유체역학이이 방법론을 사용 하 여 가져온 데이터를 사용할 수 있습니다 모델40,41, 42,,4344 stomatal 전도도의 계산을 향상 시키기 위해 및, 따라서, 시뮬레이션의 증산 및 광합성 탄소 통풍 관. 이러한 고급 유체역학 모델 불확실성에 더 큰 땅 표면 및 지구 시스템 모델25,,4546, 통합 하는 경우 오류가 상당한 감소를 제공할 수 있습니다. 47,48.
모니터링 하거나 줄기 함량을 계산 하는 데 사용 하는 방법 나무33,49, 전자 dendrometers2,,1550, 전기 저항을 응어리를 포함 51, 감마 방사선 감쇠52, 중수소 추적기19, sap 플럭스 센서32,33,53네트워크 psychrometers49, 줄기와 진폭11 및 시간4,,1213 도메인 셋 (TDR). 최근 노력 토양 체적 물 콘텐츠5,18,,2127측정 하는 데 사용 되었습니다 전통적으로 정전 용량 센서의 생존 능력을 테스트 했습니다. 주파수 도메인 셋 (FRD)-스타일 커패시턴스 센서 저가 이며 상대적으로 적은 양의 에너지를 사용 하 여 연속 측정, 그들에 게 필드 시나리오에서 높은 시간 해상도 측정을 위한 매력적인 도구를 만드는 대 한. TDR 스타일 센서 이상 루즈벨트의 자동화의 용이성 연속 일 시간별 데이터 집합의 컬렉션을 용이 하 게 하 고 실질적인 케이블 길이13을 요구 하는 TDR 측정에 내재 된 도전의 많은 제거 합니다. 제자리에서 커패시턴스 센서를 사용 하 여 반복적인 유선 또는 지점 수확에 대 한 필요성을 제거 하 고 나무 종에 대 한 향상 된 정확도 제공할 수 있습니다.Xylem 배, 같은 세포 외 공간에서 주로 물을 철회 또는 신축성의 높은 나무 또는 나무 껍질 계수 종 우디가 일반적으로 때문에 낮은 탄성 줄기 확장 인기 있는 dendrometer 측정 기법에 대 한 좋은 후보 2. 정전 용량 센서 체적 물 콘텐츠를 직접 변환 될 수 있는 유 전체 유전율 예측. 그러나, 커패시턴스 측정 센서를 둘러싼 미디어의 밀도에 민감합니다. 따라서, 우리는 체적 나무 물 콘텐츠5,21센서의 출력을 변환 하는 종의 교정에 대 한 옹호.
우리는 나무의 체적 물 콘텐츠를 커패시턴스 센서 출력을 변환 하는 종의 교정에 대 한 프로토콜을 제시. 또한 제공 하는 것은 성숙한 나무에서 커패시턴스 센서 현장 설치 및 방법의 강점, 약점, 및 가정에 대 한 논의 대 한 지침입니다. 이러한 기술은 트렁크, 큰 나무 물 스토리지 저수지8, 체적 물 콘텐츠를 모니터링 하도록 설계 되었습니다 하지만 분기에 따라 추가 센서의 설치 전체 트리를 쉽게 확장 될 수 있다. 동적 공장 함량의 측정 식물 유체역학, biometeorology, 및 땅 표면 모델링 분야를 미리 것입니다.

<table><tbody><tr><td>견고한 토양 수분 센서</td><td>METER Group Inc.</td><td>GS-3</td><td>커패시턴스 센서</td></tr><tr><td>1/8" 드릴 비트</td><td>모든</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>9/64" 드릴 비트</td><td>모든</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>건조 오븐</td><td>모든</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>전기톱</td><td>모든</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>전기 드릴</td><td>모든</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>수조용 양동이</td><td>모든</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>알코올 면봉</td><td>모든</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>드로우 나이프</td><td>모든</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>데이터 로거</td><td>모든</td><td>N/A</td><td></td></tr><tr><td>실리콘 실란트</td><td>모든</td><td>N/A</td><td></td></tr></tbody></table>

나무에서 줄기 물 콘텐츠를 모니터링 하는 교정 및 정전 용량 센서의 사용

The Calibration and Use of Capacitance Sensors to Monitor Stem Water Content in Trees

물 수송 및 저장 토양 식물 대기권 연속체를 통해 지상파 물 순환에 중요 한 그리고 주요 연구 초점 지역 되고있다. 바이오 매스 커패시턴스 증발을 유압 장애의 제거에 중요 한 역할을 한다. 그러나, 큰 나무의 유압 커패시턴스에 동적 변화의 높은 시간 해상도 측정 드물다. 여기, 우리 교정 및 일반적으로 측정 분야에서 나무의 체적 함량을 토양 물 콘텐츠를 모니터링 하는 데 사용 하는 정전 용량 센서의 사용에 대 한 절차를 제시. 주파수 도메인 셋 스타일 관찰 되 고 공부 하는 미디어의 밀도에 민감합니다. 따라서, 그것은 부피 측정 수 분 함량 센서 보고 유 전체 유전율 값에서 변환할 종의 교정 수행 하는 데 필요한. 교정은 수확된 지점 또는 건조 되거나 다시 수 화 된 물 내용 센서 관측 최적된 회귀를 생성 하는 데 사용의 전체 범위를 생산 하는 세그먼트로 잘라 줄기에 수행 됩니다. 센서 교정 세그먼트에 삽입 또는 미리 맞는 적절 한 드릴 정렬 되도록 조작된 서식 파일을 사용 하 여 공차에 구멍을 시추 후 나무에 설치 된. 특별 한 주의 센서 tines 과도 한 힘 없이 삽입할 수 있도록 하는 동안 주변의 미디어와 좋은 접촉을 만들 수 있도록 합니다. 수액 흐름 측정 열 분산 기술 및 환경 강제 데이터를 사용 하 여 기록 제시 하는 방법론을 통해 관찰 하는 체적 물 콘텐츠 역학 맞춥니다. 물 스트레스, 가뭄 응답 및 복구의 발병을 관찰 하 바이오 매스 물 콘텐츠 데이터를 사용할 수 있으며 감지 교정 및 원격 분할 뿐만 아니라 새로운 공장 수준 유체역학 모델의 평가에 적용 될 가능성이 있다 위의-및 belowground 구성 수 분 제품입니다.

이 섹션에서는 선물이 5 일반적인 동부 쪽 숲 나무 종, 2016 성장 시기 도중 3 에 서 rubrum 개인에서 줄기 물 저장의 필드 측정의 상세한 분석에 의해 다음에 대 한 캘리브레이션 데이터. 에 서 rubrum, Betula papyrifera, Pinus strobus, Populus grandidentata, 및 Quercus rubra (그림 1)에 대 한 교정 곡선 생성 되었다. 곡선의 97.7% P. grandidentata 고 A. rubrum (표 1) 종의 캘리브레이션을 수행할 필요가 보여주는 정확한 VWC 측정을 위해 달랐다. 부피 측정 수 분 함량 나무 줄기 지상 표면 위에 0.5 m의 기지와 라이브 크라운, 땅 표면 (그림 2</...

바이오 매스의 유압 커패시턴스는 식물 물 예산, 단기 및 장기 가뭄 스트레스에 대 한 버퍼 역할의 핵심 구성 요소 이다. 여기, 우리 교정 및 토양 수 분의 사용에 대 한 프로토콜 커패시턴스 센서 큰 나무의 줄기에 물 콘텐츠 모니터링을 제시.

Water transport and storage through the soil-plant-atmosphere continuum is critical to the terrestrial water cycle, and has become a major research focus ...

본 방법론의 전반적인 목표는 성숙한 살아있는 나무 줄기의 체적 함수율을 지속적으로 모니터링하는 것입니다. 이 방법은 수분 제한에 대한 식생의 반응, 즉 수분 스트레스가 시작되는 시점과 가뭄 회복이 얼마나 빠르게 일어나는지와 같은 생태수문학 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 바이오매스 함수율과 C2를 1시간 미만의 시간 단위로 자동 측정할 수 있다는 점입니다.이 기술의 영향은 원격 탐사 분야까지 확대되는데, 이는 원격 탐사 데이터 제품을 지상 및 지하 구성 요소로 분할하기 위해 지상 수분 함량 측정이 필요하기 때문입니다. 이 방법은 가뭄 반응에 대한 통찰을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 산불 발생 예측을 위한 연료 수분 함량 모니터링과 같은 다른 현상으로도 확장될 수 있습니다. 여기는 학부생인 Rio Mursinna이며, 가지 선택과 가지 세그먼트 채취를 도와줄 것입니다.저는 제 실험실의 학부 연구 보조원인 Kelly Malone입니다. 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 측정 장치를 설치할 나무를 선정한 후, 지름이 최소 6cm인 줄기나 가지에서 약 4m 이상의 목재를 채취하십시오. 지름이 클수록 더 좋습니다.다음으로 부착된 가지, 잎, 지의류 또는 기타 느슨한 물질을 모두 제거하십시오. 그런 다음 샘플을 약 15 centimeters 길이의 원통형 단면으로 자릅니다. 이러한 단면을 최소 25개 만드십시오.그 다음 각 마디에 라벨을 붙이고, 각 마디의 평균 직경과 길이를 기록합니다. 또한 원통형이라고 가정하여 각 마디의 부피를 기록합니다. 베이스라인 분석을 위해 중앙부와 끝부분에서 각각 마디 하나씩을 따로 떼어 둡니다.그 다음, 남은 분절의 1/3은 수조에 넣어 재수화시키고, 나머지 2/3는 60 °C로 설정된 건조 오븐에 넣어 건조시킵니다. 우선 정전용량 센서를 데이터 로깅 장치와 컴퓨터에 연결하여 센서 판독값을 실시간으로 시각화합니다. 데이터 수집 간격을 30초로 설정하십시오.기준 분석을 위해 저장해 둔 세그먼트를 분석하는 것으로 시작합니다. 각 세그먼트에 센서를 위한 구멍 두 세트를 새로 뚫습니다. 구멍의 지름은 타인(tine)보다 약간 작게 만듭니다.구멍 세트를 수직으로 약 2cm 간격으로, 방사형으로는 150도 간격으로 배치합니다. 다음으로, 세그먼트의 무게를 소수점 둘째 자리까지 측정합니다. 그 후 세그먼트의 끝부분을 플라스틱 랩으로 밀봉하여 건조되지 않도록 합

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우리는 잎 유압 전도성의 동시 측정 (위해 상대적으로 빠른 (30 분)와 현실적인 방법을...

증발 플럭스 방법 (EFM)를 사용 조사량과 탈수에 잎 유압 전도성과 Stomatal 전도성과 응답 측정

칼슘 신호는 식물에서 다양한 생물학적 과정을 조절한다. 여기에 우리가 공간과 시간 칼슘에 의한 비 생물 적 스트레스를 모니터링하기위한 방법을 제시 애기 세포와 유전자 인코딩 칼슘 지표 애큐 오린 또는 Case12를 사용하여 조직에 2 + 신호.

측정 공간적 칼슘 2 + 신호

기술 및 최종 사용자 기대에 상승의 발전 필요 및 오염 부하 추정에 대 한 더 높은 시간 해상도 데이터의 사용 증가 했다. 이 프로토콜 연속 제자리에 수 질 모니터링 데이터를 얻기 위해 더 높은 시간 해상도 정보 물에 대 한 리소스 관리 결정 하는 방법을 설명 합니다.

연속 Instream 영양분과 농업 Watersheds에 앙금의 모니터링

우리는 환경 온도 및 습도 nonvascular 남겨둔의 전도도 측정 하는 오픈 소스 데이터로 거를 구축 하는 간단 하 고 비용 효율적인 방법 제시. 우리 datalogger의 하드웨어 디자인을 설명 하 고 단계별 어셈블리 지침, 필요한 오픈 소스 로깅 소프트웨어의 목록, 코드 데이터로 거, 그리고 교정 프로토콜 실행을 제공 합니다.

BtM, 저가 오픈 소스 Datalogger Nonvascular 남겨둔의 함량을 추정 하

xylem 내의 물 분포를 관찰하면 우디 식물의 물 흐름 역학에 관한 중요한 정보를 제공합니다. 이 연구에서는 시료 준비 중 물 상태의 실제 적 변화를 제거하는 저온 유지 및 저온 SEM을 사용하여 현장에서 자일렘 물 분포를 관찰하는 실용적인 접근 법을 보여줍니다.

극저온 스캐닝 전자 현미경으로 시각화된 우디 식물의 자일렘 물 분포

여기에서, 우리는 세포와 조직에 나노 및 마이크로 들여 쓰기 공구로 작동하는 원자력 현미경 검사법 (AFM)를 제시합니다. 이 계측기는 시료의 3D 표면 지형과 세포벽 Young의 계수및 터거 압력을 포함한 기계적 특성을 동시에 수집할 수 있습니다.

식물 세포 및 식물 조직의 기계적 특성 및 터거 압력을 측정하기 위해 원자력 현미경 검사법 사용

토양 표면의 상부 5mm의 온도와 수분 함량을 정확하게 측정하면 생물학적, 화학적, 물리적 공정에 대한 환경 제어에 대한 이해를 향상시킬 수 있습니다. 여기에서는 토양 표면 온도 및 수분 센서를 통해 측정을 제조, 교정 및 수행하기 위한 프로토콜을 설명합니다.

간단하고 저렴한 토양 표면 온도 및 중량 측정 수분 함량 센서 제조

이 고처리량, 텔레메트릭, 전체 식물 수성 피노티핑 방법은 동적 식물 환경 상호 작용에 관련된 여러 수율 관련 생리적 특성의 분석뿐만 아니라 직접 및 동시 실시간 측정을 가능하게합니다.

식물-환경 상호 작용의 실시간 생리적 페노티핑을 위한 텔레메트릭, 중력 플랫폼

토양 수분 함량 측정은 많은 주 및 연방 기관의 중요한 임무 요구 사항입니다. 이 프로토콜은 매설 현장 센서를 사용하여 토양 수분 함량을 측정하기 위한 여러 기관의 노력을 종합 합니다 .

현장 방해받지 않는 토양의 토양 수분 센서

용매 증발 기술을 기반으로 하는 간단하고 비용 효율적인 제조 방법이 제시되어 성형 PDMS/톨루엔 용액의 다양한 질량비를 사용하여 유전층의 다공성 제어로 구현되는 소프트 용량성 압력 센서의 성능을 최적화합니다.

용매 증발 기반 다공성 제어 기술을 사용한 Soft Capacitive Pressure Sensor의 감도 향상

이 기사에서는 토양 샘플에 대한 수리적 특성 측정기를 사용하는 간단한 증발 실험을 제공합니다. 효율적인 수단을 통해 며칠 동안 측정을 수행하여 고품질 데이터를 생성할 수 있습니다.

수력학적 특성 분석기를 사용한 간단한 증발 실험을 기반으로 한 토양 수분 잠재력 및 전도도 측정

학습하세요 성숙한 나무 줄기의 체적 수분 함량을 지속적으로 모니터링하는 교정된 정전 용량 센서 방법을 통해. 이 기술은 생태수문학에서 식물의 건조 스트레스 반응과 회복 과정을 자동화된 실시간 측정으로 연구하는 데 활용됩니다.

나무에서 줄기 물 콘텐츠를 모니터링 하는 교정 및 정전 용량 센서의 사용

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