PARbars: дешево, легко построить Цептометры для непрерывного измерения света перехват в завод навесы

Environment
 

Summary

Здесь мы представляем подробные инструкции о том, как построить и калибровать исследования качества цетометры (Световые датчики, которые объединяют интенсивность света во многих датчиков выстроились линейно вдоль горизонтальной панели).

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Salter, W. T., Merchant, A. M., Gilbert, M. E., Buckley, T. N. PARbars: Cheap, Easy to Build Ceptometers for Continuous Measurement of Light Interception in Plant Canopies. J. Vis. Exp. (147), e59447, doi:10.3791/59447 (2019).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Цетометрия-это метод, используемый для измерения передав фотосинтетически активного излучения через навес растения с использованием нескольких световых датчиков, Соединенных параллельно на длинной бруске. Цетометрия часто используется для вывода свойств структуры купола и перехвата света, в частности индекса листовой площади (Лай) и эффективного индекса площади растений (ПАЙ). Из-за высокой стоимости коммерчески доступных цетометров, количество измерений, которые могут быть приняты часто ограничено в пространстве и времени. Это ограничивает полезность цетометрии для изучения генетической изменчивости при перехвате света и исключает тщательный анализ и исправление отклонений, которые могут исказить измерения в зависимости от времени суток. Мы разработали непрерывно лесозаготовительные цетометры (называемые Парбары), которые могут быть произведены по USD $75 каждая и дают высококачественные данные, сопоставимые с коммерчески доступными альтернативами. Здесь мы предоставляем подробные инструкции о том, как построить и калибровки Парбары, как развернуть их в поле и как оценить ПАЙ от собранных данных передачи. Мы предоставляем репрезентативные результаты из пшеницы навесы и обсудить дальнейшие соображения, которые должны быть сделаны при использовании PARbars.

Introduction

Цетометры (линейные массивы световых датчиков) используются для измерения доли фотосинтетически активного излучения (пар), перехваченного навесы завода. Цептометры широко используются для сельскохозяйственных исследований урожая из-за относительно простой характер измерений и простота интерпретации данных. Основной принцип цетометрии состоит в том, что передача света на основание растительного купола (Песнь) зависит от проектируемой области световых поглощающих материалов выше. Измерения НОМИНАЛЬНОЙ выше и ниже полога может, таким образом, могут быть использованы для оценки пологом черты, такие как индекс площади листьев (Лай) и эффективный индекс площадирастений (пай ефф) (который включает в себя стебли, culms и репродуктивных структур в дополнение к листьев)1 ,2,3. Надежность ПАЙефф оценки, выведенных из Песнь улучшается путем моделирования эффекты пучка фракции входящего номинальной (fb), поглощающая листьев (а) и эффективный коэффициент вымирания купола (K ); K, в свою очередь, зависит как от солнечного угла зенита), так и от распределения угла листа (χ)1,4,5,6. Это обычная практика, чтобы исправить эти эффекты. Однако существуют и другие предубеждения, которые в прошлом не получили должного рассмотрения из-за методологических и бюджетных ограничений.

Недавно мы определили значительную зависимую от времени предвзятость в моментальные цептометричные измерения посевов ряда, таких как пшеница и ячмень7. Этот уклон вызван взаимодействием между ориентацией посадки ряда и углом солнечного Зенита. Чтобы преодолеть эту предвзятость, непрерывно лесозаготовительные цетометры могут быть смонтированы в поле, чтобы контролировать суточные циклы перехвата света купола, а затем ежедневные средние значения Песнь и Пай могут быть рассчитаны. Тем не менее, непрерывные измерения часто неосуществимы из-за непомерно высокой стоимости коммерчески доступных цетометров-часто несколько тысяч долларов США для одного инструмента-и требования для измерений многих участков поля. Последнее особенно заметно в эпоху-омике, где для геномных анализов требуются многие сотни генотипов, таких как широкое изучение ассоциаций генома (GWAS) и геномный отбор (GS) (для обзора см. Хуан & Han, 20148). Мы признали необходимость использования экономически эффективных цетометров, которые могут производиться в больших количествах и использоваться для непрерывных измерений по многим генотипам.

В качестве решения, мы разработали простой в построении, высокой точностью цетометры (Парбары) по цене USD $75 за единицу и требует примерно один час труда построить. Парбары строятся с использованием 50 фотодиодов, чувствительных только к диапазоновой полосе (длины волн 390 – 700 Нм), с очень небольшой чувствительностью за пределами этого диапазона, что устраняет использование дорогостоящих фильтров. Фотодиоды соединены параллельно через длину 1 м для получения комплексного сигнала дифференциального напряжения, который может быть записан с помощью данных. Схема упаковано в эпоксидной для гидроизоляции и датчики работают на большой диапазон температур (-40 до + 80 ° с), что позволяет Парбары быть развернуты в области в течение длительных периодов времени. За исключением фотодиодов и коэффициента низкой температуры, все детали, необходимые для построения Парбара, можно приобрести в хозяйственном магазине. Полный список необходимых частей и инструментов предоставлен в таблице материалов. Здесь мы представляем подробные инструкции о том, как строить и использовать Парбары для оценки ПАЙефф и представить репрезентативные результаты от навесов пшеницы.

Protocol

1. сборка и калибровка Парбаров

  1. Соберите все части и инструменты, необходимые для сборки в чистом рабочем пространстве.
  2. Просверлите отверстие диаметром 4 мм на 20 мм от каждого конца белого акрилового диффузор-бара (длина 1 200 мм х 30 мм шириной x 4,5 мм). Дрель и кран резьбовые отверстия 20 мм от каждого конца раздела алюминия U-Bar для обеспечения диффузора. Дрель и кран резьбовые отверстия, чтобы удовлетворить монтажа оборудования (например, штатив монтажные пластины).
  3. Получить 1,25 м длины голой медной проволоки (диаметр 1,25 мм). Если провод пришел на рулон, затем выпрямите его, закрепив один конец в порок или зажим, а другой конец в ручки ручной дрель, а затем Включение дрель на низкой скорости (100-200 оборотов в минуту). Повторите со второй 1,25 м длины голой медной проволоки.
  4. Отметьте предназначенные расположения фотодиодов вдоль края диффузора, используя маркер с тонкой наконечник, начиная с первого положения на 13,5 см от одного конца диффузора и других позиций, расположенных каждые 2 см между первым диод и дальнем конце диффузора.
    1. Отметьте положение первого медного провода на диффузоре, центрируя один фотодиод на панели диффузора с его электрическими вкладками подключения, указывающий к сторонам бара, размещая провод под одной из вкладок, и отмечая расположение провода.
    2. Повторите предыдущий шаг, чтобы отметить положение провода в центре и противоположном конце бара.
  5. Используйте цианоакрилный клей, чтобы приклеить первый выпрямленные медные провода к диффузора, используя места, отмеченные в предыдущем шаге, чтобы выровнять провод.
    1. Используйте цианоакрилевой клей для клея 50 фотодиодов лицевой вниз по диффузора на 20 мм интервалы (как отмечено в предыдущем шаге), гарантируя, что они находятся в центре диффузора и что все расположены все в той же ориентации, что большая вкладка сидит на CO пер провод, и небольшая вкладка сидит напротив.
    2. Поместите второй медный провод, чтобы он сидел под каждой из меньших вкладок фотодиодов, а затем приклейте провод к диффузоре с клеем цианоакрилом.
  6. Влажные обе вкладки одного фотодиода, а также прилегающие и лежащие провода, с потоком с помощью пера потока припой. Припой каждую вкладку диода в основных медных проводов с помощью тонкой наконечником паяльника при температуре около 350-400 oC. Test соединения припой, освещая свет на фотодиод и проверка на сигнал напряжения через провода с помощью мультиметра. Повторите этот шаг для всех 50 фотодиодов.
    Примечание: шаг 1,7 не является обязательным (если сопротивление не припаяны в Парбар, он может вместо этого быть подключен параллельно с входными сигнала PARbar на даталоггер).
  7. Припой 1,5 МОМ низкотемпературный коэффициент точности сопротивления параллельно через медные провода.
  8. Припой мужской конец водонепроницаемый разъем DC на концах медных проводов (те же концы, к которым сопротивление было припаяны, если вы следовали факультативный шаг 1,7), а затем печать соединений с помощью клея выстроились термоусадочная труб.
  9. Создайте непрерывный силиконовый барьер вокруг замкнутости на диффузор, чтобы сформировать герметичность хорошо, применяя шарик силиконового герметика на поверхность диффузора, недалеко от края. Осмотрите шарик близко, чтобы убедиться, что нет никаких пробелов воздуха между силиконовым и диффузор бар, как пробелы позволят эпоксидной просачиваться. Как только герметик вылечил, заполните хорошо с эпоксидной смолы.
  10. Когда смолы эпоксидной затвердеет (на ночь), удалите силиконовый герметик с помощью лезвия бритвы. Болт диффузор на предварительно резьбовой алюминия U-бар с использованием M4 болты.
  11. Используйте маскировочную ленту, чтобы закрепить диффузор с алюминием вдоль всей его длины, а затем заполнить пустоту внутри цептометер с наполнителем пенополиуретана. После того, как пена наполнителя установлен (на ночь), удалите маскировочную ленту.
  12. Припой женский конец DC разъем для длины двух-проводник кабеля и уплотнения соединений с клеем облицованная термоусадочная.
  13. Для калибровки PARbar с квантовым датчиком,
    1. Подключите оба датчика к датчику или волтметру, способному измерить выход дифференциального напряжения (подключите 1,5-коэффициент точности с пониженного температурного коэффициента в параллельном режиме с PARbar, если сопротивление не было интегрировано в конструкцию в шаге 1,7),
    2. Установите их снаружи в полном солнце на плоскости уровня (уровне с уровнем духа или пузыря духа), запишите выходы обоих датчиков через период в течение которого солнечное излучение меняет широко, как полный суточный цикл, и определите коэффициент тарировки для PARbar как наклон линейной регрессии пар, сообщаемой из квантового датчика (как зависимая переменная) против вывода сырого напряжения (в качестве независимой переменной).

2. Установите в поле

  1. Чтобы вывести эффективный индекс площади растений (ПАЙефф), установите один parbar над навесом (гарантируя, что он не затенен любыми светопоглощающими элементами внутри купола), а другой ниже всех светопоглощающих элементов, чье поглощение вы хотите измерить ( как правило, ниже низких листьев), как Парбары выровнены под углом 45 ° для посадки строк. Убедитесь, что верхний Парбар позиционируется так, чтобы не затенять нижний Парбар. Уровень Парбаров, используя уровень духа или пузырь уровне.
  2. Подключите Parбатончики к датчику или волтметру с помощью кабелей, сделанных в шаге 1,11. Если в 1,5 МОМ низкая температура-коэффициент точности сопротивления не был интегрирован в цепи PARbar во время строительства (шаг 1,7), а затем подключить такой сопротивления параллельно с каждой PARbar на данном этапе.
  3. Преобразование вывода дифференциального напряжения в пар с использованием калибровочного фактора, определяющего для каждого PARbar в шаге 1,13.

3. рассчитать эффективный индекс площади растений (ПАЙефф)

  1. Расчет ПАЙ Еф для каждой пары выше-и ниже ПОЛОГОМ номинальной измерения с использованием следующих уравнений6:
    (1) Equation 1 ,
    где a = 0,283 + 0,0785а – 0,159a2 (в котором является абсорбтивность листа), Песнь является соотношением ниже к выше пологом номинальной, и K и fb моделируются уравнением 24 и Уравнение 39, соответственно:
    (2) Equation 2 ,
    где χ является параметром безразмерным, описывающим распределение угла листа, θ является солнечным углом Зенита, и
    (3) Equation 3 ,
    где r является номинальной выше пологом (номинальнойвыше), как часть его максимальной возможной стоимости (парвыше, Max = 2550 • COSθ); т.е. r = парвыше/номинальнойвыше, Max. Обратитесь к литературе для значений а и с соответствующими для вашего исследования видов (мы предполагали, = 0,9 и c = 0,9610 для пшеницы навесы используются для пробных измерений, представленных здесь).
    Примечание: образец R скрипт предоставляется в качестве дополнительного файла, чтобы помочь пользователям в разработке кода для автоматизированной обработки больших наборов данных.

Representative Results

Схема сборки PARbar показана на рисунке 1. Репрезентативная Кривая калибровки для PARbar показана на рисунке 2. Выход дифференциального напряжения PARbar линейно пропорционален к выходу пар от квантового датчика, с R2 = 0,9998. Парбары были развернуты в навесы пшеницы и вошли каждые 20 s через развитие растений. Типичный дневной курс дневного света, собранный с помощью PARbar в ясный солнечный день, показан на рисунке 3 (данные о передаточных данных и исправленной паи, показаны для сравнения). Рисунки 3b и 3b демонстрируют смещение, которое может быть введено путем моментального цептометрии измерений в разное время суток (в соответствии с Salter et al. 20187). Участки пшеницы используемые для сбора этих данных имели ориентацию посадки рядка должные Север-Юг с передачей света к более низкой сенью достигая пика на 12:30 (рисунке 3b). Если мгновенные измерения должны были быть приняты в этой точке, ПАЙефф будет недооценена, в то время как если бы он был взят утром или днем она может быть переоценена. Атмосферно-Парбары могут быть развернуты в полевых условиях в течение длительных периодов времени; На рисунке 4 показано, как парбары могут использоваться для наблюдения за изменениями среды сенью, когда развиваются растения.

Figure 1
На рисунке 1. Схемы для сборки PARbar. (a) расположение и расположение водонепроницаемого разъема и внутренний шунтирование; b) расположение и интервал фотодиодов; (c) места бурения на акриловой диффузор бар; d) места бурения на алюминиевом U-баре; и e) схема электронного замыкания PARbar. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенном варианте этой фигуры.

Figure 2
Рисунке 2. Репрезентивная кривая Парбара. Взаимосвязь между выходом дифференциального напряжения из Парбара (МВ) и плотностью фотосинтетического флюса или пар (ммоль м-2 с-1) от квантового датчика. Каждая точка представляет собой одну пару измерений из PARbar и квантового датчика, записанные один раз каждые 20 секунд в течение 4 часов в течение одного дня. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенном варианте этой фигуры.

Figure 3
Рисунке 3. Репрезентативный ежедневный таймкурс вывода PARbar. Данные, собранные в ясный день с использованием парбаров в пшеничных навесы на цветения в Канберре, Австралия (-35 ° 12 ' 00.1008 ", 149 ° 05 ' 17.0988"). (a) пар, измеряемый выше полога (ммоль м-2 с-1), (б) неисправленная передача (соотношение парвыше/пар ниже) (без юнита), и (с) эффективный индекс растительного покрова (Пай Еф, м2 м-2), рассчитывается из уравнения 1. Точки данных, показанные в (b) и (с) являются средствами (n = 30), сплошные линии-локальные регрессии Loess, установленные в R (a = 0,5), затененные области являются стандартными ошибками подгонки и пунктирные горизонтальные линии представляют ежедневные средства. Затененная область между пунктирными линиями – окно времени (1100 – 1400 ч), рекомендованное для моментального измерения цептометер в пшенице СИММИТ11. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенном варианте этой фигуры.

Figure 4
На рисунке 4. Репрезентативные данные, собранные во время вегетационного периода. PARbar данные, собранные с раннего тилеинга к anдиссертация в пшеничных навесы в Канберре, Австралия (-35 ° 12 ' 00.1008 ", 149 ° 05 ' 17.0988"). a) неисправленные данные о передав (ЮНИДО) и (б) эффективный индекс площади растений (ПАЙЕф, м2 м-2), рассчитанные из уравнения 1. Показанные точки данных представляют собой ежедневные средства за период 1 000-1, 400h (n = 30). Сплошными линиями являются локальные регрессии LOESS, установленные в R (a = 0,75), затененные области являются стандартными ошибками подгонки. Необработанные данные не были включены в дальнейший анализ, если номинальнаявыше была < 1 500 мкмоль м-2 с-1 и, если парниже/парвыше , был > 1. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенном варианте этой фигуры.

Discussion

Успешная реализация протокола, изложенной здесь для построения цептометров (Парбары), наиболее чутко зависит от двух этапов: 1,5 (склеивание фотодиодов на месте) и 1,6 (паяльных фотодиодов к медному проводу). Шаг 1,5 подвержен ошибке, выравнивая фотодиоды неправильно по отношению к их внутренней полярности. Для фотодиодов, которые мы использовали, и которые мы рекомендуем в качестве основных конкретных элементов, полярность определяется в силу двух электрических разъемов вкладки на светодиод, имеющих четко различных размеров. Таким образом, прежде чем применять цианоакрилевой клей и пайки фотодиоды на месте, настоятельно рекомендуется, чтобы дважды проверить, что все диоды помещаются с большими вкладок разъема, стоящих в одном направлении и небольшие вкладки, стоящие в другом направлении. Шаг 1,6 подвержен неудаче из-за плохой техники пайки и образования холодного припаивания соединения. Этого можно избежать путем применения тонкого потока припой с помощью флюса непосредственно перед пайки и обеспечения того, чтобы и провод и вкладка фотодиода нагреваются с припой наконечник (примерно 350-400 oC) прежде, чем паяльник применяется к Соединения. Проблемы с электрическими соединениями в PARbar обычно проявляются в виде калибровочного склона, отчетливо отличающиеся от других Парбаров. Такие проблемы могут быть пойманы рано тестирования каждого электрического соединения во время строительства (как описано в шаге 1,6), и снова после того, как все соединения были припаяны, но прежде, чем они были помещены в эпоксидной (шаг 1,9). Третий потенциальный источник ошибки возникает из-за неспособности использовать низкотемпературный коэффициент точности сопротивления, чье сопротивление нечувствительно к температуре; Использование обычного сопротивления вызовет ошибку как сопротивление, и, следовательно, выход напряжения на единицу света, поглощенного диоды, изменяется с температурой окружающей среды. Окончательный основной источник ошибки не является уникальным для PARbars, но применяется ко всем цептомометрии измерений: а именно, вывод эффективного индекса площади растений или индекса листьев области от света захвата зависит от особенностей структуры купола (в частности, означает, что абсорбтивность листа и распределение угла листа; a и c в eqns 1 и 2), которые могут варьироваться в зависимости от развития растений и между генотипами.

Существуют две основные области, в которых описанный здесь протокол может быть изменен или адаптирован. Во-первых, Парбары, которые мы представляем здесь были разработаны специально для использования в рядных культур, таких как пшеница и ячмень, но конструкция может быть легко изменен для других применений. Например, шунт сопротивления с большим сопротивлением может быть использован для повышения усиления (МВ производства на единицу НОМИНАЛЬНОЙ) при более низких диапазонах пар. Для универсальности, низкотемпературный коэффициент прецизионного потенциометра (переменная сопротивления) может быть использован для изменения диапазона чувствительности PARbar по мере необходимости или сделать небольшие корректировки, чтобы получить так, что каждый из многих Парбаров имеют одинаковые склоны калибровки. Во-вторых, фотодиоды могут также использоваться индивидуально в качестве квантовых датчиков, позволяя пользователю захватывать пространственные, а также временные вариации в пределах отдельных навесов для гораздо более низкой стоимости, чем это возможно с использованием коммерчески доступных квантовых датчиков. Это смогло быть определенно ценно дано растущий интерес в динамическом фотосинтезе под колеблющимся светом условиями12. В-третьих, хотя мы использовали обычный (и дорогостоящий) регистратора для данных, представленных в этом исследовании, есть возможности для datalotin вместо быть построен с использованием готовых комплектующих, что позволяет создание комбинированной цетометрии и дагалеггер системы на ограниченным бюджетом. Популярность так называемых мейкера платформ, таких как Ари и Малина Pi, предлагают большие перспективы в этой области; Мы предлагаем с открытым исходным кодом, основанные на Ардо "Пещера Перл" проект13 как стартер для дальнейшего развития. Пещерные «пещеры жемчуга» были предназначены для экологического мониторинга пещерных экосистем, поэтому прочность и низкий спрос на энергию были ключевыми факторами в их проектировании. Аналогичные соображения актуальны для внедрения в работу по производству фенотипирования. Компоненты пещерного жемчуга dataloггера недороги (менее $50 USD за единицу) и небольшие, которые могли бы позволить им быть непосредственно включены в Парбары.

Применение PARbars описано здесь сталкивается с тремя основными ограничениями. Во-первых, вывод индекса площади растений или индекса листовой площади от измеренной световой улавливания затруднен сильными зависящими от времени предубеждениями, особенно в рядных культурах7. Это можно преодолеть, совершая повторные или непрерывные измерения в течение дня. Во-вторых, Недорогие фотодиоды не имеют спектрального вывода, который в точности пропорционален потоку фотонов (переменная наибольшего интереса к исследованиям фотосинтеза). Это может привести к предвзятости, когда качество света сильно изменяется через навес, хотя предыдущие оценки результирующей ошибки указывают на то, что она находится на заказе нескольких процентов7. В-третьих, Парбары не могут отличить прямой луч от диффузных компонентов входящего НОМИНАЛЬНОЙ стоимости над навесом. Как диффузное излучение проникает глубже в купол, чем прямой солнечный свет14, передача будет УВЕЛИЧЕНА и Пайефф будет недооценена, как диффузные фракции общего излучения увеличивается. Когда все излучение диффузного, ПАЙефф прямо пропорциональна логарифм 1/Песнь , а не отношения, показанные в уравнении 115. Cruse и др. (2015) 16 отметил, что в настоящее время имеющиеся коммерческие инструменты, которые могут измерять прямые и ДИФФУЗНЫЕ пар являются дорогостоящими и требуют регулярного обслуживания, поэтому они разработали простой и недорогой аппарат для решения этой проблемы. Их система состоит из квантового датчика, который обычно затенен моторизованным, движущим тенью и допускает непрерывное измерение общего, прямого и диффузного НОМИНАЛА. Датчик, используемый в Cruse и др. 16 система может быть заменена на тот же фотодиод, используемый в parbars для дальнейшего снижения затрат и может быть легко включен в существующую установку parbars. Эти измерения можно было бы интегрировать в трубопровод обработки данных и еще больше повысить надежность оценок паи.

Основным преимуществом Парбаров относительно существующих коммерческих цетометров является их низкая стоимость, что делает возможным их производство в больших количествах. В последнее время наблюдается растущий интерес к новым технологиям высокой пропускной способности завода фенотипирования для оценки пологом черты (для обзора см. Yang et al., 201717). Хотя эти методы являются перспективными в том, что они производят огромные объемы данных, они, как правило, очень косвенные и требуют проверки в отношении обычных методов. Парбары могли бы послужить эффективным с точки зрения затрат инструментом проверки подлинности на основе этих новых методов.

Низкая себестоимость Parбатончиков также делает их жизнеспособным вариантом для непрерывных измерений в полевых условиях. Это может быть полезно по нескольким причинам. Например, непрерывные измерения могут использоваться для характеристики смещения строки-ориентации для разработки функций коррекции времени для моментального измерения (для получения дополнительной информации см. Salter et al. 20187). Непрерывная цептометрия может также фиксировать короткие колебания в улавливания света купола с течением времени (солнечные пятна и шамота), вызванные облаками, проходными над головой, движением купола и т.д. Фотосинтез, как известно, очень чувствительны к малым изменениям в условиях окружающей среды и "динамические" изменения в фотосинтезе в настоящее время считается важным в движущей урожай урожая (для обзора см. Мурчи et al., 201812). Парбары, установленные в поле с соответствующим коротким интервалом, могут использоваться для улавливания этих коротких колебаний и обеспечения лучшего понимания динамичного характера навесов растений.

Disclosures

Авторы подтверждают, что они не имеют конфликта интересов и ничего не раскрывать.

Acknowledgments

Авторы хотели бы поблагодарить д-р Ричард Ричардс и д-р шек Хоссейн в КСИРО, сельское хозяйство, и продовольствия для доступа и управления полевых участков, используемых для этого исследования. Это исследование было поддержано международным партнерством урожайности пшеницы, через Грант, предоставляемый корпорацией исследований и разработок зерна (US00082). ТНК поддержали Австралийский исследовательский совет (DP150103863 и LP130100183) и Национальный научный фонд (премия #1557906). Эта работа была поддержана Национальным институтом сельского хозяйства США по продовольствию и сельскому хозяйству, проекты Хэтч 1016439 и 1001480.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
1.5 Ω low temperature coefficient precision resistor TE Connectivity Ltd., Schaffhausen, Switzerland. UPW25 series Could be made using multiple larger resistors in parallel but they need to have low temperature coefficient (i.e. ± 3 ppm/°C).
URL for commercial source: https://bit.ly/2DFuPpm
Acrylic diffuser Plastix Australia Pty. Ltd., Arncliffe, NSW, Australia. 445 - Opal White 1200 mm length x 30 mm width x 4.5 mm thick.
URL for commercial source: https://bit.ly/2Bq0fyc
Aluminum U-bar Capral Ltd., Bundamba, QLD, Australia. EK9160 1220 mm length x 35 mm width x 25 mm depth.
URL for commercial source: https://bit.ly/2PPfJou
Bare solid core copper wire Non-specific part
Bolts Non-specific part
Clamps Non-specific part
Clear epoxy potting resin Solid Solutions, East Bentleigh, VIC, Australia. 651 - Universal Epoxy Potting Resin Clear epoxy resin for electrical applications.
URL for commercial source: https://bit.ly/2qY0pHa
Cyanoacrylate glue Non-specific part
Datalogger Campbell Scientific, Logan, Utah, USA. CR5000 Other dataloggers that record differential voltages could be used.
URL for commercial source: https://bit.ly/2U7Io5H
Drill or drill press Non-specific part
Glue lined heat shrink Non-specific part
Heat gun Non-specific part
LED torch Non-specific part
Masking tape Non-specific part
Photodiodes (50) Everlight Americas Inc., Carrollton, Texas, USA. EAALSDSY6444A It is important that this specific component is used due to spectral response.
URL for commercial source: https://bit.ly/2FzVnuH
Polyurethane foam filler Non-specific part
Quantum sensor LI-COR, Lincoln, Nebraska, USA. LI-190R For calibration of PARbars only.
URL for commercial source: https://bit.ly/2HEfKbh
Screwdrivers Non-specific part
Silicone sealant Non-specific part
Solder Non-specific part
Solder flux pen Non-specific part
Soldering iron Non-specific part
Spirit/bubble level Non-specific part
Tap and die set Non-specific part
Two-core cable Non-specific part
Voltmeter Non-specific part
Waterproof connectors Core Electronics, Adamstown, NSW, Australia. ADA743 2 core waterproof connector. DC power connectors work well.
URL for commercial source: https://bit.ly/2Brcrik

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Armbrust, D. V. Rapid measurement of crop canopy cover. Agronomy Journal. 82, (6), 1170-1171 (1990).
  2. Breda, N. J. J. Ground-based measurements of leaf area index: a review of methods, instruments and current controversies. Journal of Experimental Botany. 54, (392), 2403-2417 (2003).
  3. Francone, C., Pagani, V., Foi, M., Cappelli, G., Confalonieri, R. Comparison of leaf area index estimates by ceptometer and PocketLAI smart app in canopies with different structures. Field Crops Research. 155, 38-41 (2014).
  4. Campbell, G. S. Extinction coefficients for radiation in plant canopies calculated using an ellipsoidal inclination angle distribution. Agricultural and Forest Meteorology. 36, (4), 317-321 (1986).
  5. Cohen, S., Rao, R. S., Cohen, Y. Canopy transmittance inversion using a line quantum probe for a row crop. Agricultural and Forest Meteorology. 86, (3-4), 225-234 (1997).
  6. AccuPAR PAR/LAI Ceptometer Model LP-80 Operator's Manual. Decagon Devices, Inc.. (2017).
  7. Salter, W. T., Gilbert, M. E., Buckley, T. N. Time-dependent bias in instantaneous ceptometry caused by row orientation. The Plant Phenome Journal. (2018).
  8. Huang, X. H., Han, B. Annual Review of Plant Biology. Merchant, S. S. 65, Annual Reviews. 531-551 (2014).
  9. Application Note: Beam fraction calculation in the LP80. Decagon Devices, Inc. (2009).
  10. Campbell, G. S., Van Evert, F. K. Light interception by plant canopies - efficiency and architecture. Nottingham University Press. (1994).
  11. Pask, A., Pietragalla, J., Mullan, D., Reynolds, M. Physiological breeding II: a field guide to wheat phenotyping. CIMMYT. (2012).
  12. Murchie, E. H., et al. Measuring the dynamic photosynthome. Annals of Botany. 122, (2), 207-220 (2018).
  13. Beddows, P. A., Mallon, E. K. Cave Pearl Data Logger: a flexible Arduino-based logging platform for long-term monitoring in harsh environments. Sensors. 18, (2), 26 (2018).
  14. Li, T., et al. Enhancement of crop photosynthesis by diffuse light: quantifying the contributing factors. Annals of Botany. 114, (1), 145-156 (2014).
  15. Lang, A. R. G., Yueqin, X. Estimation of leaf-area index from transmission of direct sunlight in discontinuous canopies. Agricultural and Forest Meteorology. 37, (3), 229-243 (1986).
  16. Cruse, M. J., Kucharik, C. J., Norman, J. M. Using a simple apparatus to measure direct and diffuse photosynthetically active radiation at remote locations. Plos One. 10, (2), 19 (2015).
  17. Yang, G. J., et al. Unmanned aerial vehicle remote sensing for field-based crop phenotyping: current status and perspectives. Frontiers in Plant Science. 8, 26 (2017).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics