Produkční biologie Bi8030
podzimní semestr 2011
1.Sluneční záření jako energetický zdroj produkce
2.
2.Struktura vegetačního krytu, intercepce radiace, absorpce, LAI
M. Barták
OFAR ÚEB PřF MU Brno

Image3
Viditelné záření (světlo) je jen malá část spektra záření


Sluneční záření
•Solární konstanta  = 1.36 kW/m2 [kJ/m2.s]


Modifikace záření rostlinou
~AUT0097 ~AUT0098 ~AUT0134 ~AUT0011 LightSpectrumChlorophyl_low


*
photos7


Absorpce PAR chloroplasty
*
chloroplast-sf-c

*
12-Interaction-of-Light
Interakce dopadajícího záření s fotosyntetizujícím objektem (listem):
• odraz,   absorpce,  průnik
•

*
photosynthesis


Modifikace záření porostem
~AUT0100 ~AUT0101 ~AUT0103
•relativní ozářenost (relativní světelný požitek) - intenzita ozáření uvnitř rostlinného porostu
v procentech plného ozáření dosaženého na volné ploše
•Iz = I0.e-k.LAI          k - exktinkční koeficient, LAI - leaf area index

Modifikace záření porostem
•relativní ozářenost (relativní světelný požitek) - intenzita ozáření uvnitř rostlinného porostu
v procentech plného ozáření dosaženého na volné ploše
•
•Iz = I0.e-k.LAI          k - exktinkční koeficient, LAI - leaf area index
k - extinkční koeficient:
louky, rákosiny k = 0.3-0.5
společenstva bylin k = 0.7

Monteith (1977)
* http://www.decagon.com/education/light-interception-and-biomass-production/
Light-Interception-and-Biomass-Production-Graph-600-x-445
Light-Interception-and-Biomass-Production-formula

Intercepce záření v porostu
* http://www.nrri.umn.edu/ecophys/shading.html
* http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/virtualplants/ipi_ic14.html
* http://www.worldagroforestrycentre.org/sea/Products/AFModels/Slim/images/3d_view.jpg
*
light%20interception Side and top views of light interception visualisation (19k) 3d_view

Metody měření indexu listové plochy (LAI)
* Destruktivní (stanovení projekční plochy)
– fotoplanimetry, scannery
* S využitím Lambert-Beerové zákona
– LAI metr, interceptometr, přímým měřením záření
* Metodou hemisférické fotografie
* Matematickou simulací sturuktury porostu
*
–
–
–

Přístroje měřící LAI, PAR
*
http://www.wagtechprojects.com/products/agronomics/crop-science/light-measurement/plant-canopy-meas
urement
*  www.zealquest.cn
*
*
plant-canopy-meter_product_page_lightbox
ANd9GcQJxpSjxxLc9H8yslVvBixi8byeutfSKa3nHSKqczYdAHwrHmCeQXpD2Dqu

Leaf area index
nepřímé metody stanovení/měření
* Source of photo: http://www.sylva.org.uk/blog/category/oneoak-project/science/
LAI_analysis1-1024x768
Hemisférická fotografie
plus vyhodnocovací
software

* http://www.duke.edu/~jspippen/work/face.htm
face-aerial070207-6043z par-sensor-above070910-0586facez


Fotoplanimetry
* http://www.uky.edu/Ag/Agronomy/Department
* /sbr/images/updates/ky/0709/crewRemoving
* Leaflets.jpg
crewRemovingLeaflets leafAreaMeter

Cumulative LAI
* A.M. Massignam1, 2, S.C. Chapman3, G.L Hammer4,and S Fukai1 (2001)
* H. Rahimian Mashhadi1 and E. Zand2
massignam-2 341_mashhadi-4

Leaf area index
* Source: http://ldas.gsfc.nasa.gov/gldas/GLDASlaigreen.php
jantextlai jultextlai

Pojmy
*  LAI Leaf area index
*  LAD Leaf area density
*
* Light interception, Light attenuation
* Canopy profile
* LAI / LAD, LA distribution

Optical Extinction Coefficient for Oriented Leaves
*
*
–
>
Dr. Lewis
http://www2.geog.ucl.ac.uk/~plewis/rnr/lecture2.
ppt#271,10,Optical Extinction Coefficient
for Oriented Leaves
* range of G-functions small (0.3-0.8) and smoother than leaf inclination distributions;
* planophile canopies, G-function is high (>0.5) for low zenith and low (<0.5) for high zenith;
* converse true for erectophile canopies;
* G-function always close to 0.5 between 50o and 60o
* essentially invariant at 0.5 over different leaf angle distributions at 57.5o.
*
–

* http://www.duke.edu/~jspippen/work/face.htm
face-aerial070207-6043z par-sensor-above070910-0586facez


Fotoplanimetry
* http://www.uky.edu/Ag/Agronomy/Department
* /sbr/images/updates/ky/0709/crewRemoving
* Leaflets.jpg
crewRemovingLeaflets leafAreaMeter

LED jako zářivé zdroje
* R   G   B
f_ap_powerpoint ANd9GcQ8eDw0qT5QhYHFH4S7UxI6ye3o6wDgTPC_xE-kwtLQl99jGs2OQQ
ANd9GcST-A1J2BXCoZ1oUxIlGf3dheND0vjcSzbX0ohpfSIJQx-coSO7

Light sources
* http://www.jsjtek.com/eng/bichury.php
* http://www.growthtechnology.com/lightwave-T5.asp
* http://intiridesigns.com/articles/color.php
bichury-light LightWave-T5-4ft-8-tube-croppedright Light source chart
ANd9GcQ8eDw0qT5QhYHFH4S7UxI6ye3o6wDgTPC_xE-kwtLQl99jGs2OQQ
ANd9GcST-A1J2BXCoZ1oUxIlGf3dheND0vjcSzbX0ohpfSIJQx-coSO7

Sluneční záření
•Solární konstanta  = 1.36 kW/m2 [kJ/m2.s]
~AUT0043

*