Aparatura

Dysponujemy szeregiem zestawem nowoczesnych przenośnych aparatów pomiarowych do wykonania bezinwazyjnych pomiarów  dotyczących m.in wpływu  abiotycznych i biotycznych czynników stresowych wywierających wpływ na stan fizjologiczny i witalności roślin. 

Urządzenia dostępne w naszym laboratorium to m.in. Miernik AccuPAR LP-80, TARGAS-1, Handy Pea, FMS-2, Dualex, Sekonic C-700.

Ponadto dysponujemy szeregiem urządzeń do pomiaru i analizy parametrów środowiskowych ( wilgotność, temperatura, pH itp. ).  Spis dostępnej aparatury oraz jej dokładniejszy opis znajduje się poniżej.

Analiza wzrostu roślin oraz analiza architektury łanu:

Urządzenie : Miernik AccuPAR LP-80

System AccuPAR LP-80 jest lekkim, przenośnym przyrządem do pomiaru liniowego promieniowania PAR oraz obliczania współczynnika powierzchni liści LAI. Przyrząd ten pozwala na pomiar promieniowania PAR i obliczanie współczynnika powierzchni liści LAI w dowolnym miejscu porośniętym przez rośliny niskie, krzewy i drzewa. Dane dotyczące współczynnika powierzchni liści LAI wraz z innymi danymi klimatycznymi pozwalają oszacować produkcję biomasy w sposób nieniszczący dla roślin. Promieniowania PAR jest również istotne dla procesów zachodzących w koronie roślin, jak np. przechwytywanie promieniowania, przemiana energii, wzrost, stopień wymiany gazowej (fotosynteza), przechwytywanie opadów i ewapotranspiracja.

System AccuPAR LP-80 wykorzystuje pomiary promieniowania PAR do obliczana bezpośrednio w terenie współczynnika powierzchni liści LAI. Pomiar jest bezinwazyjny a wyniki dostępne są natychmiast po jego wykonaniu.

Mierzone parametry: Pomiar promieniowania PAR docierającego poniżej korony roślin i obliczanie współczynnika LAI

System dostarczany jest w zestawie z zewnętrznym czujnikiem promieniowania PAR, dzięki któremu pomiary powyżej i poniżej korony roślin mogą być wykonywane w tym samym czasie. Używanie czujnika zewnętrznego jednocześnie z czujnikiem AccuPAR LP-80 pozwala wykonać dokładne pomiary niemal w każdych warunkach (przy czystym, częściowo zachmurzonym lub zachmurzonym niebie).

Specyfikacja techniczna:

Pomiar produktywności fotosyntetycznej roślin:

Urządzenie : TARGAS-1

TARGAS-1 doskonale nadaje się do użycia wymagającego mobilności, wysokiego stopnia dokładności i oraz prostej kontroli przy minimalnej konserwacji. Konstrukcja przyrządu zapewnia stabilność kalibracji, potwierdzoną wieloletnim doświadczeniem w technologii analizy gazów

TARGAS-1 nie wymaga częstej re-kalibracji, a jedynie okresowej kontroli. Oba analizatory gazu wykorzystują pomiar nierozproszonej podczerwieni, co pozwala osiągnąć doskonałą stabilność pomiaru i specyficzność w stosunku do CO₂ i H₂O. Innowacyjna technologia „Auto-Zero” zapewnia szybkie rozgrzewanie urządzenia, stabilność pomiaru, dokładność i kalibracje urządzenia. Minimalizuje wpływ na czułość gazu wzorcowego, zanieczyszczenie próbki, źródło promieniowania podczerwonego oraz zmiany czułości detektora i elektroniki.

Wyposażenie 1: Kuweta liściowa PLC 5

Kuweta liściowa PLC5 jest bardzo poręczna i lekka (0,7 kg), co czyni ją idealną do pomiarów w zróżnicowanych zbiorowiskach roślinnych, włączając w to szerokie liście, wąskie liście, trawy oraz igły drzew. Kuweta zawiera czujniki do pomiaru temperatury i PAR.

Wyposażenie 2: Jednostka światła

Opcjonalna jednostka światła, z diodami LED jest dostępna, jeśli wymagana jest kontrola światła.  Jest to przydatna opcja do mierzenia krzywych odpowiedzi świetlnej oraz w pochmurne dni. Jednostka światła jest łatwo montowana do kuwety liściowej. Rodzaj: LED (białe). Zakres pomiarowy: 0-2500 µmol m^-2 s^-1

Wyposażenie 3: Komora do pomiaru asymilacji łanu

Komora do pomiaru asymilacji łanu CPY-5 może być używana z TARGAS-1 w celu łatwego i szybkiego pomiaru przepływu CO₂ całych niskich, niewielkich roślin. Komora jest przezroczysta i zawiera wbudowany wentylator do wypłukiwania i mieszania powietrza oraz czujnik temperatury powietrza i PAR. Wymiary: 145 mm (wysokość) x 146 mm (średnica). Obszar pomiarowy: 167 cm2

Wyposażenie 4: STP-2 Czujnik temperatury gleby, zakres pomiarowy 0-50°Cv

Mierzone parametry: 

Ci – Wewnętrzne stężenie CO2 w liściu (μmol mol-1), A – Asymilacja (μmol (CO2) m-2 S-1), Tcuv – Temperatura powietrza w kuwecie (°C), gs – Przewodność szparkowa (mmol (H2O) m-2 S-1), E – Transpiracja, (mmol (H2O) m-2 S-1), Tleaf – Temperatura powierzchni liścia (°C), VPD – Deficyt ciśnienia pary, WUE – Efektywność wykorzystania wody (A / E), Area – Odsłonięty obszar liścia (cm2), PARe – PAR zewnętrzny (μmol m-2 s-1), PARi  PAR wewnętrzny  (μmol m-2 s-1), ten parametr jest regulowany przez użytkownika do 2500 μmol m-2 s-1, jeśli używana jest jednostka światła,  temperatura gleby, zakres pomiarowy 0-50°Cv

Pomiar wydajności aparatu fotosyntetycznego roślin:

Urządzenie : Handy Pea

Fluorymetr jest przeznaczany do :
1) Określania stanów stresowych u roślin spowodowanych czynnikami:

chemicznymi w warunkach laboratoryjnych np. nawozami, gazami: CO2, O2, O3,

fizycznymi: intensywność i jakość promieniowania, temperatura itp.

chemiczno- fizycznymi,

2) Badania stopnia aklimatyzacji rośliny do nowych warunków środowiskowych pod względem:
witalności,
produktywności,
wrażliwości i odporności na stres,

3) Badania zależności miedzy struktura, a funkcjonowaniem roślin transgenicznych,
4) Badania ekodynamizmu całych systemów takich jak drzewa, lasy itd.

Zastosowanie w :
1) w rolnictwie gdzie pomaga w ustaleniu wpływu warunków stresowych oraz dokonywania na tej podstawie wyboru:
systemu produkcji rolniczej (zintegrowany, rolnictwo ekologiczne itp.),
środków produkcji (herbicydy, fungicydy, hormony itp.),
odmian (transgeniczne, odporne na stres itp.),

2) w przetwórstwie gdzie jest pomocny przy ustalaniu świeżości, stopnia dojrzałości owoców, warzyw i kwiatów i na tej podstawie określenie właściwego momentu do wprowadzenia ich do sprzedaży,

3) w badaniach pod osłonami (np. w szklarniach) gdzie służy do ustalenia ekonomicznie efektywnych warunków,

4) w badaniach z zakresu ochrony środowiska gdzie pomiary fluorescencji chlorofilu u roślin są w stanie pomóc w określeniu stopienia skażenia środowiska przez różne czynniki takie jak zasolenie, zawartość metali ciężkich, a także odzwierciedlić zachowanie całych ekosystemów pod wpływem takich czynników, jak CO2, O2, O3, temperatura, promieniowanie UV.

Mierzone parametry: 

Parametr jest wyznaczany po adaptacji ciemniowej. Charakteryzuje on efektywność reakcji rozkładu wody (wydzielania tlenu) w PSII. Kompleks ten jest uważany jako bardzo wrażliwy element w łańcuchu fotosyntetycznym transportu elektronów

Fo – fluorescencji minimalna lub zerowa -Poziom fluorescencji, gdy pole akceptora elektronu plastochinonowego (Qa) jest w pełni utlenione,
Fm – fluorescencji maksymalna- poziom fluorescencji przy przelotnej pełnej redukcji Qa,
Fv – zmienna fluorescencji (Fm – Fo),
Fv/Fm – maksymalna wydajność kwantowa fotosystemu II,
Tfm – czas przy wystąpieniu Fm,
Area – powierzchnia nad krzywa pomiędzy Fo i Fm, odpowiadający wielkości pola akceptorów transportu elektronów fotosystemu II.
PI- wskaźnik funkcjonowania PSII
FV/Fo – maksymalna efektywność reakcji rozkładu wody po donorowej stronie PSII.

• wydajność pułapkowania energii świetlnej w centrach reakcji fotosyntetycznej fotosystemu II (PSII);
• wydajność, z która energia świetlna pułapkowana w PSII napędza dalsze etapy łańcucha transportu elektronów, czyli wydajność łańcucha transportu elektronów;
• wydajność kwantowa fazy jasnej fotosyntezy;
• ogólny indeks sprawności wyliczany dla jednakowej ilości aktywnych centrów reakcji PSII w stanie zrelaksowanym i wzbudzonym oraz ilości energii świetlnej
• absorbowanej pojedyncze centrum reakcji PSII (PIABS);
• fenomenologiczny strumień energii absorbowanej przez anteny PSII, gdzie CS to wzbudzony, czynny przekrój liścia;
• ilość aktywnych centrów reakcji w stosunku do ogólnej ilości absorbowanej energii świetlnej;
• fenomenologiczny strumień energii pułapkowanej w centrach reakcji PSII;
• ilość energii pułapkowanej w pojedynczym, aktywnym centrum reakcji PSII;
• fenomenologiczny strumień energii używanej do napędzania transportu elektronów;
• ilość energii używanej do napędzania transportu elektronów w przeliczeniu na pojedyncze, aktywne centrum reakcji PSII;
• fenomenologiczny strumień energii rozpraszanej w centrach reakcji PSII;
• ilość energii rozpraszanej w pojedynczym, aktywnym centrum reakcji PSII;
• ilość aktywnych centrów reakcji we wzbudzonym fragmencie liścia;
• ilość aktywnych centrów reakcji w stanie relaksacji fragmentu liścia;
• sprawność kompleksu rozkładającego wodę.

Specyfikacja techniczna:
Naświetlanie światłem aktynicznym o natężeniu nie mniejszym niż 2900 μmol m-2 s-1 z rozdzielczością czasowa minimum 100 kHz Możliwość preiluminacji próbki bezpośrednio przed pomiarem światłem aktynicznym akumulatory wewnętrzne zapewniające możliwosc wykonania bez ładowania minimum 1000 pomiarów.

Urządzenie : FMS-2

FMS 2 jest modułowo – pulsowym, uniwersalnym polowym systemem do monitoringu fluorescencji, zaprojektowanym, aby mierzyć emisję fluorescencji chlorofilu z fotosyntetyzujących próbek w warunkach naturalnego oświetlenia.

W systemie tym źródło promieniowania świetlnego użytego do wzbudzenia FL chlorofilu, jest modulowane, tzn. włączane i wyłączane z określoną częstotliwością, a detektor rejestruje tylko składową zmienną wzbudzonej fluorescencji w badanej próbce. W taki sposób FL chlorofilu może być mierzona w obecności dodatkowego źródła promieniowania aktynicznego o dowolnym składzie widmowym, np.: promieniowania słonecznego. Pomiary przeprowadza się na całych liściach lub jego fragmentach albo w zawiesinie chloroplastów adaptowanych do warunków ciemniowych, jak i świetlnych.

W tym układzie światło pomiarowe jest włączane na krótki czas (1-3 μs) z interwałem czasowym, wystarczającym na detekcje impulsów FL chlorofilu. Detektor tego typu aparatów mierzy trzy rodzaje sygnałów świetlnych:
1. Światło otoczenia (działające jak aktyniczne).
2. Sygnał fluorescencji indukowany przez światło aktyniczne (sygnał niepulsowany).
3. Pulsowy sygnał fluorescencji indukowany przez światło modulowane.

Ten sygnał fluorescencji jest wzmacniany elektronicznie z pominięciem wszystkich pozostałych nie pulsowanych sygnałów. Pomiary FL chlorofilu przy użyciu fluorymetrów typu PAM pozwalają na szybka ocenę wydajności przetwarzania energii fotonów PAR na energie chemiczna w badanych obiektach fotosyntetyzujących oraz wyznaczać szereg ważnych parametrów.

Mierzone parametry: 

Fo – fluorescencja zerowa, wskaźnik strat energii wzbudzenia podczas jej przekazywania z anten energetycznych do centrum reakcji PSII,
Fm – fluorescencja maksymalna wyznaczona po adaptacji ciemniowej,
F V =Fm-F0 – fluorescencja zmienna (wyznaczona po adaptacji ciemniowej),
FV/Fm = ( Fm- Fo ) / Fm = PSII / qP – maksymalna ilościowa wydajność PSII. Zmiany
Fv/Fm sa spowodowane zmianami w wydajności wygaszania niefotochemicznego,
FT lub Fs – fluorescencja stacjonarna (w stacjonarnej fazie fotosyntezy). Mówi o losach zaabsorbowanej przez rośliny energii, która została skierowana na przeprowadzenie procesów biochemicznych,
Fo’ – fluorescencja początkowa na świetle,
FM’ – fluorescencja maksymalna na swietle,
FV’/FM’ – wydajność anteny PSII,
Yield = (FM’- FT’)/FM’ – wydajność reakcji fotochemicznych w PSII w warunkach świetlnych,
qP = (FM’- FT’)/(FM’- Fo’) – wygaszanie fotochemiczne,
qN = (FM – FM’)/(FM – Fo) – wygaszanie niefotochemiczne,
ETR = efektywność transportu elektronów.

Pomiaru zawartość barwników asymilacyjnych roślin:

Urządzenie : DUALEX®SCIENTIFIC+

Urządzenie jest wynikiem pracy zespołów badawczych z CNRS (National Center for Scientific Research) i Uniwersytetu Paris-Sud w Orsay. Dzięki specjalnemu klipsowi liściowemu pozwala na dokładny i jednoczesny pomiar zawartości chlorofilu w liściach oraz zawartości flawonoli i antocjanin w epidermie. Urządzenie jest wszechstronne, dedykowane do celów nauk o roślinach i agronomii. Może być stosowane zarówno do jednoliściennych, dwuliściennych oraz bylin. Jest to narzędzie bardzo proste w użyciu. Pomiary wykonuje się w bardzo krótkim czasie i w sposób nieinwazyjny. Nie wymagają wcześniejszej kalibracji i przygotowania próbki. Pomiary mogą być wykonywane zarówno w laboratorium jak i w warunkach polowych, przy dowolnej temperaturze i w świetle naturalnym.

Wiele lat badań wykazało, że polifenole, szczególnie flawonole, są wskaźnikami statusu azotu w roślinie. Istotnie, kiedy roślina znajduje się w optymalnych warunkach (1) dominuje w niej metabolizm pierwotny i synteza białek (cząsteczki zawierające azot) w tym chlorofilu i jedynie niewielkiej ilości flawonoli (związki wtórne oparte na węglu). Z drugiej strony, w przypadku niedoboru azotu (2) rośliny przekierowują metabolizm na zwiększanie zawartości flawonoli, tak jak pokazano poniżej: 

Przez użycie nowego wskaźnika, zwanego NBI® (Nitrogen Balance Index), który stanowi stosunek chlorofil/flawonole (powiązany z metabolizmem azot/węgiel), możliwe jest uzyskanie wcześniejszej informacji o odżywieniu upraw azotem.

Mierzone parametry: 
Chl: indeks chlorofilu
Flav: indeks flawonoli
NBI®: wskaźnik statusu odżywienia azotem, stosunek chl/flav
Anth: wskaźnik antocjanów

SPECYFIKACJA TECHNICZNA DUALEX® SCIENTIFIC+
Mierzony materiał : Liść
Proces pomiaru : Naciśnięcie głównego przycisku lub przez zamknięcie klipsa
Mierzona powierzchnia : 5 mm średnicy
Grubość próbki : Maksymalnie 1 mm
Dostępna powierzchnia pomiaru : Maksymalnie 8,5 cm
Czas rejestracji : < 500 ms
Pojemność pamięci : > 10,000 wieloparametrycznych pomiarów
Klasyfikacja danych : 3 poziomy (plik, grupa i numer pomiaru)
Zakres temperatury : od 5 do 40 °C (zmienność absorbancji < 2%)
Źródło światła : 5 LED: 1 UV-A, 1 zielone, 1 czerwone i 2 NIR
Czujnik : 1 silikonowa fotodioda
Interfejs : Ekran LCD
Ostrzeżenie dźwiękowe
Pobieranie danych USB, format zgodny z większością dostępnego oprogramowania
Bateria : Ładowalna bateria Li-ion
Czas pracy baterii : 10 godzin
Czas ładowania : 4 godziny
Całkowita waga : 220 g (z baterią)
Wymiary : 205 mm x 65 mm x 55 mm
Pozycjonowanie : Wbudowany GPS
Dokładność : < 2,5 m
Języki : Angielski, francuski i hiszpański
Bezpieczeństwo : Uchwyt do zawieszenia na smyczy
Aktualizacja : Online

Pomiar spectrum i barwy  światła, pomiar natężenia światła:

Urządzenie: Sekonic SpectroMaster C-700

Profesjonalny spektro-kolorymetr służący do pomiaru temperatury barwowej różnych źródeł światła. Pomiar oparty na sensorze CMOS o wysokiej rozdzielczości i filtrze liniowym, zapewnia precyzyjne wyniki.

​

Sekonic C-700 SpectroMaster w precyzyjny sposób odwzorowuje pełne spektrum barwne danego źródła światła. Może być użyty do pomiaru światła naturalnego, LED, HMI, fluorescencyjnego oraz lampy błyskowej, plazmowej nowego typu i wolframowej. 

Mierzone parametry: 

• kolorowy wykres widma, 
• współczynnik oddawania barw CRI (Ra oraz R1 do R15), 
• temperaturę barwową (w jednostkach Kelwina), 
• natężenie oświetlenia (candle lub Lux) z uwzględnieniem wartości źródłowych filtrów w Miredach,
• indeks CC 
• wartości korekcji dla głównych marek filtrów źródła światła i filtrów obiektywu.

 

 

Użytkownik ma dostęp do pełnych danych po naciśnięciu palcem funkcji szybkiego podglądu. Tryb umożliwia wyświetlenie i porównanie wykresów spektralnych 3 źródeł światła. Intuicyjny interfejs zawiera szeroki zakres danych pomiarowych.

Oprogramowanie pozwala dodatkowo na analizę i archiwizację danych np. w celu określenia zmian źródeł światła. Dane mogą być przeglądane również na komputerze, po podłączeniu kabla USB. Użytkownik może w łatwy sposób dostosować menu do swoich potrzeb.

Pomiar temperatury roślin (obrazy termowizyjne):

Urządzenie: CAT S60

Pomiar parametrów środowiskowych:

Urządzenie: Wilgotnościomierz do gleby, drewna i innych materiałów LB-796

Dwie  metody pomiarowe: pojemnościowa i rezystancyjna.

Mierzone parametry: 

• wilgotność drewna,
• betonu,
• muru i innych materiałów 
• pomiar temperatury,
• charakterystyki pomiarowe dla wielu materiałów.

Urządzenie: Wilgotnościomierz materiałów LB-797

Mierzone parametry: 

• wilgotność gleby,
• piasku,
• gliny
• oraz innych materiałów sypkich o średnicy ziarna do kilku mm,
• temperatura materiałów.

Wilgotnościomierz mierzy cztery parametry gleby (materiału):

• wilgotność,
• temperaturę,
• konduktywność,
• stałą dielektryczną.

Zasada działania wilgotnościomierza opiera się na pomiarze stałej dielektrycznej materiału. Sonda wyposażona jest w dwie elektrody igłowe o długości 60mm, które należy umieścić w badanym materiale. Stała dielektryczna materiału suchego np. piasku wynosi około 4, natomiast stała dielektryczna wody wynosi 80. Wilgotny piasek ma pośrednie wartości stałej dielektrycznej – na tej podstawie obliczana jest jego wilgotność.