PARbars: billig, lätt att bygga Ceptometrar för kontinuerlig mätning av ljus avlyssning i Plant skärmtak

Environment
 

Summary

Här presenterar vi detaljerade instruktioner om hur man bygger och kalibrerar forskning kvalitet ceptometrar (ljus sensorer som integrerar ljusintensitet över många sensorer klädd linjärt längs en horisontell bar).

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

Ceptometri är en teknik som används för att mäta transmissionen av fotosyntetitisk aktiv strålning genom en anläggning kapell med hjälp av flera ljus sensorer anslutna parallellt på en lång bar. Ceptometri används ofta för att härleda egenskaper hos träd kronorna struktur och ljus avlyssning, särskilt Leaf Area index (LAI) och effektivt växt område index (PAIEFF). På grund av de höga kostnaderna för kommersiellt tillgängliga ceptometrar är antalet mätningar som kan tas ofta begränsade i tid och rum. Detta begränsar nyttan av ceptometri för att studera genetisk variation i ljus avlyssning, och utesluter noggrann analys av, och korrigering för, fördomar som kan skeva mätningar beroende på tid på dagen. Vi utvecklade kontinuerligt loggning av ceptometrar (s.k. PARbars) som kan produceras för USD $75 vardera och ger högkvalitativa data jämförbara med kommersiellt tillgängliga alternativ. Här ger vi detaljerade instruktioner om hur man bygger och kalibrerar PARbars, hur man distribuerar dem på fältet och hur man beräknar PAI från insamlade överförings data. Vi ger representativa resultat från vete Skärmtak och diskutera ytterligare överväganden som bör göras när du använder PARbars.

Introduction

Ceptometrar (linjära arrayer med ljus sensorer) används för att mäta andelen fotosyntetitisk aktiv strålning (PAR) som fångas upp av växternas skärmtak. Ceptometrar används i stor utsträckning för jordbruks grödor forskning på grund av den relativt enkla karaktären av mätningar och enkelhet tolkning av data. Den grundläggande principen för ceptometri är att transmittans av ljus till basen av en anläggning kapell (τ) är beroende av det projicerade området av ljusabsorberande material ovan. Mätningar av par över och under träd kronorna kan därför användas för att uppskatta Canopy egenskaper såsom Leaf Area index (Lai) och effektiva växt områdes index (PaiEFF) (som omfattar stammar, letandet och reproduktiva strukturer utöver blad)1 ,2,3. Tillförlitligheten hos de uppskattningar av PAIEFF som härletts från τ förbättras genom modellering av effekterna av det inkommande parivärdet (fb), bladabsorptionen (a) och den effektiva kronans utdömande koefficient (K ); K, i sin tur, beror på både Solar Zenith vinkel (θ) och blad vinkel fördelning (χ)1,4,5,6. Det är en vanlig metod för att korrigera för dessa effekter. Men det finns andra fördomar som inte har fått vederbörlig hänsyn i det förflutna på grund av metodologiska och kostnads begränsningar.

Vi identifierade nyligen betydande tids beroende bias i moment Ana ceptometri mätningar av rad grödor, såsom vete och korn7. Denna bias orsakas av en interaktion mellan rad plantering orientering och sol Zenit vinkel. För att övervinna denna bias, kontinuerligt loggning ceptometrar kan monteras i fältet för att övervaka dygns cykler av kapell ljus avlyssning och sedan dagliga medelvärden av τ och PaiEFF kan beräknas. Men kontinuerliga mätningar är ofta omöjligt på grund av de oöverkomligt höga kostnaderna för kommersiellt tillgängliga ceptometrar – ofta flera tusen US-dollar för ett enda instrument – och kravet på mätningar av många fält tomter. Det sistnämnda är särskilt tydligt i den-Omics era där många hundra genotyper krävs för genomiska analyser, såsom genom omfattande Associations studier (GWAS) och genomisk selektion (GS) (för granskning se Huang & han, 20148). Vi insåg att det fanns ett behov av kostnads effektiva ceptometrar som kunde produceras i stora mängder och användas för kontinuerliga mätningar över många genotyper.

Som en lösning utformade vi enkla att bygga, hög noggrannhet ceptometers (PARbars) till en kostnad av USD $75 per enhet och kräver cirka en timmes arbete för att konstruera. PARbars byggs med hjälp av 50 fotodioder som endast är känsliga i PAR-vågbandet (våg längder 390 – 700 nm), med mycket liten känslighet utanför detta område, vilket undanröjer användningen av kostsamma filter. Fotodioderna ansluts parallellt över en längd på 1 m för att producera en integrerad differential spännings signal som kan spelas in med en datalogger. Kretsen är inkapslad i epoxi för tätskikt och sensorerna fungerar över ett stort temperatur område (-40 till + 80 ° c), vilket gör att PARbars kan sättas in i fältet under längre tids perioder. Med undantag för fotodioder och en låg temperatur-koefficienten resistor, alla delar som krävs för att bygga en PARbar kan köpas från en järn affär. En fullständig lista över nödvändiga delar och verktyg finns i material tabellen. Här presenterar vi detaljerade instruktioner om hur man bygger och använder PARbars för uppskattning av PAIEFF och nuvarande representativa resultat från vete skärmtak.

Protocol

1. Bygg och kalibrera PARbars

  1. Samla alla delar och verktyg som krävs för monteringen i en ren arbets yta.
  2. Borra ett hål med 4 mm diameter 20 mm från vardera änden av en vit akryl diffuser bar (1 200 mm längd x 30 mm bredd x 4,5 mm tjocklek). Borra och knacka gängade hål 20 mm från varje ände av en sektion av aluminium U-bar för att säkra diffusor. Borra och knacka gängade hål för att passa monterings beslag (t. ex. en stativ monterings platta).
  3. Få en 1,25 m längd av kal koppar tråd (1,25 mm diameter). Om tråden kom på en rulle, sedan räta ut den genom att säkra ena änden i en vice eller klämma och den andra änden i handtagen på en hand borr, och sedan vrida på borren med en låg hastighet (100-200 rpm). Upprepa med en andra 1,25 m längd av nakna koppar tråd.
  4. Markera de avsedda platserna för fotodioder längs kanten av spridaren med hjälp av en fin-tip permanent markör, börjar med den första photodioden position på 13,5 cm från ena änden av spridaren och de andra positionerna ligger varje 2 cm mellan den första dioden och den bortre änden av spridaren.
    1. Markera positionen för den första koppar tråden på spridaren genom att centrera en fotodiod på Spridarens bar med dess elektriska anslutningsflikar som pekar mot sidorna av stapeln, placera tråden under en av flikarna och markera tråden plats.
    2. Upprepa föregående steg för att markera kabelns position i mitten och den motsatta änden av stapeln.
  5. Använd cyanoakrylat lim för att limma den första rätade koppar tråd till spridaren, med hjälp av de platser som marker ATS i föregående steg för att justera tråden.
    1. Använd cyanoakrylat lim för att limma 50 fotodioder med fram sidan nedåt längs spridaren med 20 mm mellanrum (som markerat i föregående steg), så att de är i mitten av spridaren och att alla är ordnade i samma riktning så att den stora fliken sitter på Co och den lilla fliken sitter mittemot.
    2. Placera den andra koppar tråd så att den sitter under var och en av de mindre flikarna i fotodioder, och sedan limma tråden till spridaren med cyanoakrylat lim.
  6. Fukta båda flikarna av en fotodiod, liksom intilliggande och underliggande ledningar, med Flux med hjälp av en lödtenn Flux penna. Löd varje flik av dioden till de underliggande koppar ledningar med hjälp av en fin tippad lödkolv vid en temperatur på cirka 350-400 oC. testa löda anslutningar genom att lysa ett ljus på fotodioden och kontrol lera om en spännings signal över ledningarna med hjälp av en multimeter. Upprepa detta steg för alla 50 fotodioder.
    Anmärkning: steg 1,7 är valfritt (om motståndet inte är lödda i PARbar, kan det i stället senare anslutas parallellt med PARbar signal ingångar på datalogger).
  7. Löda en 1,5 Ω låg temperatur koefficient precisions motstånd parallellt över koppar ledningar.
  8. Löda den manliga änden av en vatten tät DC-kontakt till ändarna av koppar ledningar (samma ändar som motståndet var lödda, om du följde valfria steg 1,7) och sedan täta anslutningarna med hjälp av lim fodrad krympslang.
  9. Skapa en kontinuerlig silikon barriär runt kretsen på spridaren för att bilda en vätske tät brunn, genom att tillämpa en pärla av silikon tätnings medel till ytan av spridaren, nära kanten. Inspektera pärlan noga för att säkerställa att inga luft luckor kvar mellan silikon och spridaren bar, eftersom luckor kommer att tillåta epoxi att läcka ut. När tätnings medlet har härdat, fyll brunnen med epoxiharts.
  10. När epoxiharts har härdat (över natten), ta bort silikon tätnings medlet med hjälp av ett rakblad. Skruva spridaren till förgängad aluminium U-bar med M4 bultar.
  11. Använd maskeringstejp för att säkra spridaren till aluminium längs hela dess längd, och sedan fylla Tom rummet inuti ceptometern med polyuretanskum filler. När skummet filler har satt (över natten), ta bort maskeringstejp.
  12. Löd den kvinnliga änden av DC-kontakten till en längd av två ledare kabel och täta anslutningarna med lim fodrad krympning.
  13. För att kalibrera PARbar mot en kvantsensor,
    1. Anslut båda sensorerna till en datalogger eller voltmeter som kan mäta en differential spännings utgång (Anslut en 1,5 Ω låg temperatur-koefficienten precisions motstånd parallellt med parbar om ett motstånd inte var integrerat i konstruktionen i steg 1,7),
    2. Ställ dem utanför i full sol på ett plant plan (nivå med en vatten-eller sprit bubbla), spela in resultaten av båda sensorerna över en period under vilken Sols trålningen varierar kraftigt, till exempel en hel dygns cykel, och bestämma kalibrerings faktorn för PARbar som lutningen på en linjär regression av PAR som rapporteras från kvantsensorn (som den beroende variabeln) kontra rå spännings utgång (som den oberoende variabeln).

2. installera i fältet

  1. För att härleda ett effektivt växt områdes index (PAIEFF), installera en parbar ovanför träd kronorna (se till att den inte skuggas av några ljusabsorberande element inom träd kronorna) och en annan under alla ljusabsorberande element vars absorpance du vill mäta ( typiskt, under de lägsta bladen), med båda PARbars justerade i en 45 ° vinkel till plantering rader. Se till att den övre PARbar är placerad för att inte skugga den undre PARbar. Jämna ut PARbars med en vatten nivå eller Bubbelnivå.
  2. Anslut PARbars till en datalogger eller voltmeter med kablar som gjorts i steg 1,11. Om en 1,5 Ω låg temperatur-koefficienten precision motstånd inte var integrerat i parbar kretsen under byggandet (steg 1,7), sedan ansluta ett sådant motstånd parallellt med varje parbar i detta skede.
  3. Konvertera differential spännings utgång till PAR med hjälp av kalibrerings faktorn som bestämts för varje PARbar i steg 1,13.

3. beräkna det effektiva växt områdes indexet (PAIEFF)

  1. Beräkna PAIEFF för varje par av ovan-och under-Canopy par mätningar med hjälp av följande ekvationer6:
    (1) Equation 1 ,
    där a = 0,283 + 0,0785a – 0,159a2 (där a är blad absorptans), är τ förhållandet mellan under-till ovan-kapell par, och K och fb modelleras genom ekvation 24 och Ekvation 39, respektive:
    (2) Equation 2 ,
    där χ är en dimensions lös parameter som beskriver blad vinkel fördelning, θ är sol Zenit vinkeln, och
    (3) Equation 3 ,
    där r är par över träd kronorna (parovan) som en bråkdel av dess högsta möjliga värde (paröver, Max = 2550 ∙ cosθ); dvs r = paröver/parovan, Max. Konsultera litteraturen för värden av a och c som är lämpliga för din studie art (vi antog en = 0,9 och c = 0,9610 för vete Skärmtak som används för prov mätningar som presenteras här).
    Anmärkning: ett exempel R-skript tillhandahålls som en kompletterande fil för att hjälpa användare att utveckla kod för automatiserad bearbetning av stora data uppsättningar.

Representative Results

En schematisk för PARbar build visas i figur 1. En representativ kalibrerings kurva för en PARbar visas i figur 2. Differential spännings utgången hos en PARbar är linjärt proportionell mot PAR-utgången från en kvantsensor, med R2 = 0,9998. PARbars sattes in i vete Skärmtak och loggade var 20 s över utvecklingen av växterna. En typisk dygns tid i kapellet ljus miljö samlas in med en PARbar på en klar solig dag visas i figur 3 (rå transmittans data och korrigerade PaiEFF visas för jämförelse). Figurerna 3b och 3c visar den bias som skulle kunna införas genom att ta omedelbara ceptomometrimätningar vid olika tidpunkter på dagen (enligt salter et al. 20187). De vete tomter som används för insamling av dessa uppgifter hade en rad plantering orientering på grund Nord-syd med överföring av ljus till den nedre kapell topp på 12:30 (figur 3b). Om en momentan mätning skulle tas vid denna punkt, skulle PAIEFF unders Kattas, medan om det togs på morgonen eller eftermiddagen kan det vara överskattat. Den vattenskyddad PARbars kan också användas i fältet för långa tids perioder; Figur 4 visar hur parbars kan användas för att övervaka hur tak ljus miljön förändras när växterna utvecklas.

Figure 1
I figur 1. Scheman för PARbar Build. a placering och placering av den vatten täta kontakten och det inre shuntmotståndet. b fotodioderna, placering och mellanrum. c) borrnings platser på akrylspridarens stång. d borr platser på U-bar i aluminium. och (e) elektroniskt krets schema för en PARbar. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
I figur 2. Representativ PARbar kalibrerings kurva. Förhållandet mellan differential spännings utgången hos en PARbar (mV) och foto syntetisk fotons flödes täthet eller PAR (mmol m-2 s-1) från en kvantsensor. Varje punkt representerar ett enda par mätningar från PARbar och Quantum sensor, inspelade en gång var 20 sekunder under en period av 4 timmar för en dag. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
I figur 3. Representativa dagliga Timecourse av PARbar utdata. Uppgifter som samlats in på en klar dag med hjälp av Parbarer i vete Skärmtak på anthesis i Canberra, Australien (-35 ° 12 ' 00.1008 ", 149 ° 05" 17.0988 "). (a) PAR mätt ovanför träd kronorna (mmol m-2 s-1), (b) Okorrigerad transmission (förhållandet mellan paröver/parnedan) (unitless) och (c) det effektiva växt områdes indexet (PaiEFF, m2 m-2), beräknas från ekvation 1. Data punkter som visas i (b) och (c) är medel (n = 30), heldragna linjer är Loess lokala regressioner monterade i R (a = 0,5), skuggade områden är standard fel av pass formen och de streckade horisontella linjerna representerar det dagliga hjälpmedlet. Det skuggade området mellan de streckade linjerna är tidsfönstret (1100 – 1400h) som rekommenderas för moment Ana ceptometermätningar i vete med CIMMYT11. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
I figur 4. Representativa uppgifter som samlats in under vegetations perioden. Parbar data samlas in från tidig rot skotts stadiet till anthesis i vete skärmtak i Canberra, Australien (-35 ° 12 ' 00.1008 ", 149 ° 05" 17.0988 "). a) icke korrigerad transmittans data (unitless) och b) effektivt växt områdes index (PAIEFF, m2 m-2) beräknat från ekvation 1. Data punkter som visas representerar dagliga medel för perioden 1 000 – 1, 400h (n = 30). Heldragna linjer är LOESS lokala regressioner monterade i R (a = 0,75), skuggade områden är standard fel i pass form. Rå data ingick inte i vidare analys om PARöver var < 1 500 μmol m-2 s-1 och om parunder/parovan var > 1. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Discussion

Framgångs rikt genomförande av protokollet som beskrivs här för att bygga ceptometrar (PARbars) beror mest känsligt på två steg: 1,5 (limning fotodioder på plats) och 1,6 (lödfotodioder till koppar tråd). Steg 1,5 är benägna att fel genom att justera fotodioder felaktigt med avseende på deras inneboende polaritet. För de fotodioder som vi använde, och som vi rekommenderar som väsentliga specifika objekt, polariteten identifieras genom de två elektriska kontakten flikar på dioden har klart olika storlekar. Således, innan du applicerar cyanoakrylat lim och lödning fotodioder på plats, rekommenderas det starkt att dubbelkolla att alla dioder är placerade med den stora kontakten flikar mot i en riktning och de små flikarna som vetter åt andra hållet. Steg 1,6 är benägna att Miss lyckas på grund av dålig lödning teknik och bildandet av en kall lödda korsning. Detta kan undvikas genom att applicera tunn lödtenn med en flusspenna omedelbart före lödning och se till att både tråden och fotodioden fliken värms upp med lödspetsen (vid ungefär 350-400 oC) innan lödning själv appliceras på Korsningen. Problem med elektriska kopplingar i en PARbar manifesteras vanligt vis i form av en kalibrerings lutning som skiljer sig markant från andra PARbars. Sådana problem kan fångas tidigt genom att testa varje elektrisk anslutning under byggandet (som beskrivs i steg 1,6), och igen efter alla anslutningar har lödda, men innan de har inneslutna i epoxi (steg 1,9). En tredje potentiell fel källa uppstår vid underlåtenhet att använda precisions motstånd med låg temperatur, vars motstånd är okänsligt för temperaturen. med hjälp av en vanlig motstånd kommer att orsaka felet som motståndet, och därmed spänningen ut per ljus enhet absorberas av dioder, förändringar med omgivnings temperatur. Den sista stora fel källan är inte unik för PARbars, men gäller för alla ceptometri mätningar: nämligen, satsen av effektiva växt områdes index eller löv områdes index från ljus fångst beror på dragen av träd kronans struktur (särskilt medelvärdet blad absorptance och blad vinkel fördelning; a och c i eqns 1 och 2) som kan variera under växters utveckling och mellan genotyper.

Det finns två huvud områden där det protokoll som beskrivs här kan ändras eller anpassas. För det första har de PARbars som vi presenterar här utformats speciellt för användning i rad grödor, såsom vete och korn, men designen kan lätt modifieras för andra tillämpningar. Till exempel kan en shunt motstånd med större motstånd användas för att öka förstärkningen (MV-utgång per enhet par) vid lägre par-intervall. För mångsidighet, en låg temperatur koefficienten precision potentiometer (variabel resistor) kan användas för att ändra PARbar känslighet intervall som behövs eller göra små justeringar för att få så att var och en av många PARbars har identiska kalibrering sluttningar. För det andra kan fotodioderna också användas individuellt som kvantsensorer, så att användaren kan fånga rumsliga såväl som temporal variation inom enskilda Skärmtak för en mycket lägre kostnad än möjligt med hjälp av kommersiellt tillgängliga kvantsensorer. Detta kan vara särskilt värdefullt med tanke på det växande intresset för dynamisk foto syntes under fluktuerande ljus förhållanden12. För det tredje, även om vi använde en konventionell (och dyr) datalogger för de uppgifter som presenteras i denna studie, finns det utrymme för DATALOGGRAR att istället byggas med hjälp av off-the-shelf componentry, vilket möjliggör skapandet av en kombinerad ceptometry och datalogger system på en begränsad budget. Populariteten av så kallade Maker plattformar, såsom Arduino och Raspberry pi, erbjuder stora löften i detta område; Vi föreslår öppen källkod Arduino-baserade Cave Pearl projekt13 som en förrätt för vidare utveckling. Cave Pearl DATALOGGRAR utformades för miljö övervakning av grottans eko system, så robusthet och låg effekt efter frågan var viktiga överväganden i sin design. Liknande överväganden är relevanta för genomförandet att plantera fenotypning arbete. Cave Pearl datalogger komponenter är billiga (mindre än USD $50 per enhet) och små, vilket skulle kunna göra det möjligt att direkt införlivas i PARbars.

Tillämpningen av PARbars beskrivs här står inför tre huvudsakliga begränsningar. För det första hämmas satsen av växt områdes index eller löv områdes index från uppmätt ljus fångst av starka tids beroende biaser, särskilt i rad grödor7. Detta kan övervinnas genom att göra upprepade eller kontinuerliga mätningar över en dag. För det andra, billig fotodioder inte har en spektralproduktion som är exakt proportionell mot fotonen Flux (variabeln av störst intresse för foto syntes forskning). Detta kan orsaka bias när ljus kvaliteten ändras kraftigt genom ett kapell, även om tidigare uppskattningar av det resulterande felet visar att det är på order av några procent7. För det tredje kan PARbars inte skilja mellan direkt stråle och diffusa komponenter i inkommande PAR ovanför träd kronorna. Eftersom diffus strålning tränger djupare in i träd kronorna än direkt solljus14, kommer transmittans att ÖKAS och PaiEFF unders Kattas eftersom den diffusa fraktionen av total irradians ökar. När all strålning är diffus är PAIEFF direkt proportionell mot logaritmen av 1/τ snarare än det förhållande som visas i ekvation 115. Cruse et al. (2015) 16 noterade att för närvarande tillgängliga kommersiella instrument som kan mäta direkta och DIFFUSA par är dyra och kräver regelbundet underhåll, så de konstruerade en enkel och billig apparat för att lösa detta problem. Deras system består av en kvantsensor som rutinmässigt skuggas av en motoriserad, rörliga shadowband och möjliggör kontinuerlig mätning av total, direkt och diffus PAR. Sensorn som används i Cruse et al. 16 system kan ersättas med samma fotodiod som används i parbars att ytterligare minska kostnaderna och kan enkelt införlivas i den befintliga parbar setup. Dessa mätningar skulle kunna integreras i data behandlings ledningen och ytterligare öka tillförlitligheten i uppskattningarna av PAIEFF.

Den stora fördelen med PARbars i förhållande till befintliga kommersiella ceptometrar är deras låga kostnader, vilket gör det möjligt att producera dem i stora mängder. Nyligen har det funnits ett växande intresse för nya hög genom strömning växt fenotypning teknik för uppskattning av kapell egenskaper (för granskning se Yang et al., 201717). Även om dessa metoder är lovande i att de producerar stora mängder data som de är typiskt mycket indirekta och kräver validering mot konventionella tekniker. PARbars skulle kunna fungera som ett kostnads effektivt, markbaserat validerings verktyg för dessa nya tekniker.

Den låga produktionskostnaden för PARbars gör dem också till ett hållbart alternativ för kontinuerliga mätningar i fält. Detta kan vara användbart av flera anledningar. Till exempel kan kontinuerliga mätningar användas för att karakterisera radorienteringsbiaser för att utveckla tidsspecifika korrektions funktioner för moment Ana mätningar (för mer information se salter et al. 20187). Kontinuerlig ceptometri kan också fånga korta fluktuationer i Canopy ljus fånga över tiden (sunflecks och shadeflecks) orsakas av moln passerar overhead, förflyttning av kapellet, etc. Foto syntesen är känd för att vara mycket känslig för små förändringar i miljö förhållanden och "dynamiska" förändringar i foto syntesen är nu tros vara viktiga för att driva skörde avkastning (för granskning se Murchie et al., 201812). PARbars som installerats i fältet med ett lämpligt kort loggnings intervall kan användas för att fånga upp dessa korta svängningar och ge bättre förståelse för växternas dynamiska karaktär.

Disclosures

Författarna bekräftar att de inte har några intresse konflikter och inget att avslöja.

Acknowledgments

Författarna vill tacka Dr Richard Richards och Dr shek Hossain på CSIRO, jordbruk, och livsmedel för till gång till och förvaltning av fält tomter som används för denna forskning. Denna forskning stöddes av internationella vete Yield partnerskapet, genom ett bidrag från spannmål forskning och utveckling Corporation (US00082). TNB stöddes av det australiska forsknings rådet (DP150103863 och LP130100183) och National Science Foundation (Award #1557906). Detta arbete stöddes av USDA nationella institutet för livsmedel och jordbruk, Hatch projekt 1016439 och 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