LAI

Medida de la Radiación PAR

Para la medida precisa de la Radiación PAR. Sensores Cuánticos de Apogee Instruments

La radiación fotosintéticamente activa o radiación PAR es la fracción de luz solar comprendida en el intervalo de radiación de 400 a 700 nm que impulsa la fotosíntesis. La radiación PAR se expresa cómo Densidad de Flujo de Fotones Fotosintéticos (PPFD), número total de fotones entre 400 – 700 nm por superficie y tiempo. Por lo que sus unidades son flujo de fotones en µmol m-2 s-1, o bien como microEinsteins m-2 s-1 (son unidades equivalentes). Los sensores que miden el flujo fotosintético se denominan cuánticos debido a la naturaleza cuantizada de la radiación. Un cuanto se refiere a la cantidad mínima de radiación, como puede ser un fotón, involucrado en interacciones físicas (por ejemplo, absorción por pigmentos fotosintéticos). O lo que es lo mismo, un fotón es un cuanto único de radiación.

También es frecuente encontrar el acrónimo PPF, que también se refiere al flujo de fotones fotosintéticos. Se puede decir que PPF y PPFD se refieren al mismo parámetro. Apogee Instruments ha decidido emplear PPFD.

Modelos de sensores para medir la Radiación PAR con Apogee Instruments

Apogee Instruments fabrica dos tipos de Sensores Cuánticos para medir PAR:

  • Serie Original (serie SQ-110). Los sensores de esta serie tienen un intervalo espectral de 410 a 655 nm.
  • Espectro completo (serie SQ-500). Los sensores cuánticos de espectro completo tienen un intervalo espectral de 389 a 692 nm ± 5 nm. Esta respuesta espectral mejorada aumenta la precisión de las medidas con todas las fuentes de luz, incluidos los LED.

Todos los modelos y especificaciones técnicas de los sensores cuánticos de Apogee Instruments están disponibles en este catálogo en pdf.

Aplicaciones de las medidas de PAR

Las aplicaciones típicas de los sensores cuánticos incluyen la medida de la PPFD incidente en las cubiertas vegetales, tanto en ambientes al aire libre, como en invernaderos, cámaras de crecimiento, … También se puede medir la PPFD reflejada o transmitida en los mismos entornos. Balance energético en ecosistemas ambientales. Cálculo del LAI (Leaf area index) y desarrollo de cubiertas vegetales. Caracterización de las propiedades estructurales de cubiertas y uso de la radiación PAR en comunidades vegetales.

MEDIDAS DE RADIACIÓN PAR EN EL TELÉFONO MÓVIL

Microdatalogger Bluetooth microCache de Apogee Instruments

El microdatalogger microCache AT-100 es un logger unitario, robusto (está alojado en una caja IP67) que se alimenta con baterías AA. Y que además dispone de una conexión inalámbrica Bluetooth para la descarga de datos. Este micrologger es compatible con casi la totalidad de los sensores fabricados por Apogee Instruments. Si se usa como un dispositivo inalámbrico de registro en campo, la unidad puede almacenar datos con un intérvalo de lectura de 1 minuto durante 9 meses. Y con la ayuda de la aplicación (gratuita) Apogee Connect para dispositivos iOS y Android, los datos se pueden ver en el teléfono móvil. Apogee Connect funciona como un medidor en tiempo real, hace gráficos en tiempo real y puede enviar grupos de datos al ordenador.

Registra y visualiza en el móvil medidas de radiación PAR

La pantalla del teléfono puede mostrar por ejemplo la radiación PAR instantánea (PPFD) y la Integral Diaria de luz PAR (Daily Light Integral) de los ensayos de campo, medidas en  invernaderos, acuarios o cámaras de cultivo. La aplicación Apogee Connect puede proporcionar lecturas DLI diarias, semanales y mensuales.

Y lo mismo con los piranómetros para medir la radiación solar global.

El logger microCahe AT-100 se conecta a múltiples sensores Apogee: SQ-110, SQ-120, SQ-500, con el SQ-620, SQ-640, albedómetro, S2-141 y más (en breve). Y realiza medidas de los sensores a alta resolución (convertidor analógico-digital de 24 bit).

El µCache cuenta con una garantía de 4 años y un excelente servicio al cliente.

La aplicación Apogee Connect es gratuita y está disponible para descargar en App Store o Google Play.

Seminario virtual COMBINACIÓN DE DATOS DE TELEDETECCIÓN, MEDIDAS DE SENSORES Y SIMULACIONES PARA LA MEJORA DEL RIEGO

El próximo 5 DE ABRIL A LAS 12:00, LabFerrer organiza un nuevo seminario virtual. Este seminario virtual se titula «Combinación de datos de teledetección, medidas de sensores y simulaciones para la mejora del riego».

Actualmente existen distintas metodologías para monitorizar el continuo Suelo – Planta – Atmósfera para mejorar el manejo del riego. Unos ejemplos son la teledetección, la instalación de sensores en campo y las simulaciones. A veces el uso solamente de una de ellas y no la combinación de todas ellas hace que obviamos mucha información de interés.

Por tal de exponer algunos problemas que estos métodos pueden tener y de resaltar en qué puntos nos pueden ayudar, en el siguiente seminario se tratará de responder las siguientes preguntas:

¿Cómo podemos usar estas metodologías de una forma correcta?
¿Qué ventajas y desventajas tienen? 
¿Cualquier de ellas, siempre poden proporcionar datos representativos? 
¿Son complementarias? 

El seminario virtual será en castellano y gratuito. Si es de vuestro interés, podéis inscribiros mediante este enlace.

Medidas de NDVI; Sensores vs Sentinel-2

El Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) es un parámetro biofísico. Nos ayuda a evaluar como se está desarrollando el cultivo. El NDVI permite calcular el Índice de Area Foliar (IAF), la fracción de radiación fostosintética absorbida por la cubierta (fAPAR), la fracción de cobertura vegetal verde (Fc) y el Coeficiente de cultivo (Kc) entre otros.

Sentinel-2 calcula el NDVI con una resolución espacial de 10 m cada 5 días. La ventaja de medir el NDVI con Sentinel-2 es que se puede obtener información del conjunto de la parcela. De este modo, se puede evaluar la posible variabilidad espacial.

Dada la importancia de medir correctamente el NDVI, las medidas de Sentinel-2 hay que validarlas in situ con sensores. En nuestro ensayo utilizamos los radiómetros SRS-NDVI de METER Group Inc., que con la programación del datalogger, proporcionan datos con una elevada resolución temporal.

A continuación mostramos medidas de dos píxeles de Sentinel-2 comparadas con los datos de los sensores de NDVI instalados en dos puntos distintos de la misma parcela. El cultivo de la parcela es maíz, con riego por aspersión.

Los resultados indican que Sentinel-2 proporciona datos representativos de NDVI. Al mismo tiempo, los datos de los sensores también lo son. La comparación de los datos de NDVI procedentes de las dos metodologías, y en los dos puntos, muestran la misma tendencia. Y además ambas metodologías permiten medir la evolución de NDVI, estimar la variabilidad espacial y calcular otros índices de cultivo.

Si se observan las medidas de NDVI de Sentinel-2, se puede apreciar que existe variabilidad espacial en la parcela. Esta aumenta después de la siembra, diferenciando el lado derecho del izquierdo de la parcela.

El NDVI no nos permite conocer el origen de la variabilidad, por lo que es recomendable ampliar el ensayo instalando, por, ejemplo sensores de humedad y potencial del suelo. Por otro lado, en base a esta variabilidad se puede establecer una zonificación de la parcela.

Para más información, podéis contactar con nosotros escribiendo en info@lab-ferrer.com

Un saludo!

Características del sensor cuántico de PAR SQ-500

¿Qué es un sensor cuántico para medir PAR?

La radiación fotosintéticamente activa (PAR) se define como la densidad del flujo fotónico fotosintético (PPFD). Es decir, la suma de fotones en el intervalo 400 y 700 nm expresado en unidades de μmol / m2 / s (micromoles de fotones por metro cuadrado por segundo). Los sensores cuánticos, más concidos como sensores PAR, se utilizan para medir el PPFD.

En este informe se comparan dos de los sensores cuánticos de grado de investigación para medir PAR más comercializados del mundo, el Apogee SQ-500 y el LI-COR LI-190R. Estos datos forman parte de una estudio mayor en el que se compararon ocho tipos diferentes de sensores cuánticos de PAR (Blonquist y Johns, 2018).

Características del sensor cuántico de PAR SQ-500

A continuación se muestran algunas características diferenciadoras de los sensores cuánticos. Las especificaciones del Apogee SQ-500 para medir PAR aparecen en este enlace

Respuesta Direccional del sensor cuántico de PAR

La respuesta coseno se determinó bajo luz solar (del amanecer al anochecer) con seis repeticiones del modelo de Apogee y tres del sensor de LI-COR (ver gráficos). Que a su vez se compararon con la PPFD calculada a partir de medidas de irradiancia de onda corta. En el gráfico las líneas azules son respuestas medias antes del mediodía. Mienstras que las rojas son respuestas medias después del mediodía. Los dos sensores tienen <2% de error hasta un ángulo de incidencia de 60 °.

Estas medidas coincidían estrechamente con la respuesta direccional medida en laboratorio con los Apogee (línea negra) y la respuesta direccional del manual de los LI-COR (línea negra). Los errores direccionales fueron < 2% hasta ángulos de incidencia cercanos a 60 ° y < 5% hasta ángulos de 75 °. Los sensores cuánticos de otros fabricantes tenían errores direccionales mayores (Blonquist y Johns. Mayo, 2018).

Respuesta espectral del sensor cuántico de PAR

Los errores espectrales para la luz solar y las luces eléctricas normales se calcularon a partir de las respuestas espectrales. En ambos casos, y para todas las luces ensayadas, los errores espectrales fueron < 4%. Mientras que con sensores cuánticos de otros fabricantes no se lograron errores espectrales tan pequeños (Blonquist y Johns, 2018).

Los números entre paréntesis hacen referencia a errores espectrales publicados en una nota técnica (LI-COR Biosciences, 2018). Con el fin de conseguir una comparación relativa, los números de la nota técnica de LI-COR se escalaron para que los errores fueran cero bajo la luz solar. Los datos de Apogee para el SQ-500 corresponden a la última versión, que se lanzó en octubre de 2017. La última versión incluye un límite de 700 nm más exacto.

Sensores PAR de Apogee Instruments

 

Sensores QSO / PAR – Medida de la Radiación Fotosintéticamente Activa (PAR, PPF, PPFD)

La radiación que impulsa la fotosíntesis se llama radiación fotosintéticamente activa (PAR) y corresponde al espectro de 400 a 700 nm. El PAR se puede expresar cómo Flujo de Fotones Fotosintéticos (PPF). Es decir, el número total de fotones de 400 a 700 nm en mol m-2 s-1.

Los sensores que miden el PPF también acostumbran a denominarse sensores cuánticos debido a la naturaleza cuantificada de la radiación. Las aplicaciones de los sensores PAR incluyen: medir la entrada del PPF sobre el dosel al aire libre, o en invernaderos, o en cámaras de crecimiento; y medir el PPF reflejado o transmitido en los mbientes comentados; y por supuesto para el cálculo del Índice de área foliar (Leaf area index, LAI).

Sensores PAR Serie Original

Los Sensores PAR de la serie Original de Apogee están formados por un difusor acrílico (filtro), un fotodiodo (detector) y componentes electrónicos. Estos se alojan en una carcasa de aluminio anodizado y disponen de un cable para alimentación y comunicación. Los sensores están encapsulados sin espacio de aire interno. 

La salida es un voltaje analógico que es directamente proporcional al PPF bajo la radiación solar incidente (también hay sensores para medir bajo luz eléctrica) sobre una superficie plana (no tiene que ser horizontal), donde la radiación emana desde todos los ángulos del hemisferio. Se pueden instalar en ambientes interiores o al aire libre.

Sensores PAR Serie Espectro completo

El sensor PAR de espectro completo tiene un rango espectral de 389 a 692 nm ± 5 nm. Esta respuesta espectral mejorada aumenta la precisión de las medidas bajo luz LED. Estos sensores PAR constan de un fotodiodo y un circuito de procesamiento encapsulados en una carcasa de aluminio anodizado impermeable con un difusor de acrílico (filtro).
Los sensores cuánticos de esta serie están diseñados para la medir de forma continua el PPFD entornos interiores y exteriores. La salida de la serie es una señal analógica directamente proporcional a PPFD.

Más información y carácteristicas técnicas de los Sensores PAR de Apogee Instruments en este enlace.

Invitación al Seminario “ENVIRONMENTAL SENSORS & MEASUREMENTS IN THE SOIL-PLANT-ATMOSPHERE CONTINUUM”

soil-plant-atmosphere-continuum labFerrerEl próximo lunes 26 de septiembre de 2016 organizamos junto con el Prof. Dr. Fernando Valladares del Museo Nacional de Ciencias Naturales – CSIC, Apogee Instruments y Decagon Devices Inc. el seminario “Environmental Sensors & Measurements in the Soil-Plant-Atmosphere Continuum”

All environmental conditions are fluctuating in the field, with timescales ranging from minutes to days affecting plant characters such as photosynthesis, water potential … and generating a mixed or a confusion of effects. The scaling up to canopy level will be also affected as well, disturbing the spatiotemporal variations in ecosystem-atmosphere fluxes of mass and energy.

To ensure that our canopy and plant measures, indicators and calculated indexes are correct, improved approaches to environment characteristics are needed and these will likely involve direct or indirect measurements of plant and canopy and their interpretation. In addition, when trying to quantify plant response to different cultivars and environmental & management conditions, it is necessary to measure soil moisture status. That is why is important to know how soil moisture and water potential sensors work and the how to get meaningful measurements in the field

In this seminar, Mr. Leo Rivera MSc from Decagon Devices and Mr. Mark Blonquist MSc from Apogee Instruments will discuss how to measure and calculate environmental parameters to be used to study energy & water balances and plant response in the soil-plant-atmosphere continuum.

Nuestras keywords: Energy & water balance – ecology – forestry- agronomy – hydrology – plant breeding – pollution – remote sensing

El seminario es gratuito y en inglés. Aunque solo disponemos de 60 plazas!!!

Se celebrará en el Museo Nacional de Ciencias Naturales – CSIC c/Serrano, 115-bis 28006 Madrid

El programa y toda la información en este pdf

Ofertas en Instrumentación Científica para Ecofisiología hasta final de 2014

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Instalar Sondas de Humedad del Suelo en los árboles

sondas de humedad del suelo en arbolesSteve Garrity, del Área de Cubiertas Vegetales de Decagon Devices Inc., tuvo la idea de poner sensores de humedad del suelo en los árboles durante una presentación en un congreso sobre Flujo de Savia.

Se preguntaba ¿Por qué no se puede usar un sensor de humedad del suelo en vez de un sensor de flujo de savia, dendrómetro, o cámara de presión?. Así, decidió coger un sensor de humedad del suelo y probar.

Y parece ser que no ha sido una idea tan mala

Medir el transporte de agua a través de los árboles es difícil. Los sensores de flujo de savia son caros y complicados de usar. Y ninguno de los métodos mide el almacenamiento de agua en los árboles.

Las Sondas de Humedad del Suelo dan un sentido al flujo de agua que atraviesa los árboles, del suelo a la atmosfera, y también proporcionan nuevos datos sobre el almacenamiento de agua que pueden resultar útiles para entender las relaciones hídricas de los árboles.

Podeis ver los datos y leer más acerca de estas nuevas posibilidades en su Blog

El Índice de Área Foliar: Teoría y Práctica

El Índice de Área Foliar (Leaf Area Index, LAI) es una de las medidas más utilizadas para describir la estructura del dosel vegetal. El LAI también es útil para comprender la función del dosel porque muchas de los intercambios de masa y energía en la biosfera-atmósfera se producen en la superficie de la hoja. Por estas razones, el LAI es con frecuencia una variable biofísica clave que se emplea en modelos biogeoquímicos, hidrológicos, y ecológicos. El LAI también se utiliza habitualmente como una medida del crecimiento de cultivos y bosques; y de la productividad en escalas espaciales que van desde la parcela al mundo.

En el pasado, la medida del LAI era difícil y necesitaba mucho tiempo. Sin embargo, las teorías y tecnologías desarrolladas en los últimos años han hecho la medida de LAI mucho más simple y factible para una amplia gama de cubiertas. A modo de resumen la tabla de la imagen muestra las diferentes maneras de calcular el LAI con sus ventajas e inconvenientes

En la web de Decagon y de LabFerrer encontareis más información relaciona con el LAI

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