膨圧センサー(Yara Water Sensor)

膨圧センサー(葉用):Yara Water Sensor

注意:動画内のYARAデータロガーは電波法の関係で提供は不可
代わりにケーブルアダプターをしようします。

Yara Water Sensorは養分と水の使用効率を向上させる為にドイツのYARA社で開発した葉の膨圧測定器です。基本的にはワイヤレスでのデータ収集を行うシステムの一部なのですが、日本では電波法の制約からフルシステムの状態では使用することは難しい状況です。しかしながら専用のケーブルアダプターを使って、汎用のデータロガーに接続すれば日本でも容易に使用することが可能になるため、弊社では葉の膨圧測定センサー単体として取り扱いします。現状では葉の膨圧の測定例(研究例)は極めて少なく、そのデータを得るだけでも新しい試みとカウントできますので、研究用途としても使用頂けるセンサーです。

膨圧は植物の成長と果実の生産の原動力の指標の一つで、それは葉の現在の状態を知りえる一つのパラメーターです。例えば、植物が十分な水にアクセスできないときに膨圧が低下し、しおれ始めます。膨圧は植物細胞の細胞壁を押す流体によって引き起こされる圧力で、植物の硬度を健全に維持する駆動力です。

センサーの構造として、葉の上下に配置する2つの磁石を使って圧力センサーを密着させます。このとき検出できる圧力は磁石が発生する圧力と膨圧の和になります。このうち磁石の圧力
を差し引いた圧力が膨圧になります。膨圧の基本的な動きは、日中の蒸散によって水分が失われることで膨圧が低下、低下した膨圧は夜間に回復します。この繰り返しです。
もし、十分な水が得られないときは、植物は原形質分離(Plasmolysis)を引き起こし、ストレスが増加し続けます。
水の流れる方向は、土壌水分→根→茎→枝→葉→大気となります。この動きに関連するパラメーターを考慮したとき、以下のセンサーが該当します。

土壌水分:土壌水分センサー 根:現在のところ検出不可 茎:デンドロメーター 枝:デンドロメーター 葉:Yara Water Senso

Yara 膨圧センサー+ MIJ-12

Yara Water Sensorはディファレンシャル接続仕様です。
MIJ-12で使用しているLR5042はシングルエンド仕様の為プレヒート機能によるYaraの駆動が使用できません。
そこで電力を連続供給して使用する方法になり、電池の消耗が激しくなります。
MIJ-12とYaraの組み合わせ時は、最大9日間ごとにPR-01の電池交換をお願いします。

MIJ-12との組み合わせで最大9日間連続計測が可能。
(2.5V仕様のPR01基盤を使用)

Yara 膨圧センサー+ MIJ-01

上記のMIJ-12との組み合わせでは事足りない方はMIJ-01との組み合わせをお勧めいたします。
MIJ-01はディファレンシャル接続に対応している為、Yaraでも通常の使い方が可能です。
Yaraを8個、30分インターバルで720日、10分インターバルで240日の計測が可能です。

MIJ-01と膨圧センサーを組み合わせるメリットとしては他のパラメーターも同時に計測できるというところです。
例えばデンドロメータ、土壌水分計などを併用するのも面白いと思います。

 

センサー仕様

供給電圧  2.5 ~ 5.5 V DC
ブリッジ抵抗 3.0 ~ 3.8 KΩ (at 25℃)
測定範囲 0 ~ 3000 kPa
出力電圧  40mV/V (at 300kPa, plus offset) 
offset  -8 ~ +8mV/V (at no pressure) 
ワイヤーピンアサイン 白:プレヒート(パワー)
茶:シグナル(信号)+
青:シグナル(信号)ー
シールド:GND
黒:GND

Yara Water Sensor (膨圧センサー)参考文献

Effects of environmental parameters and irrigation on the turgor pressure of banana plants measured using the non-invasive, online monitoring leaf patch clamp pressure probe
Leaf patch clamp pressure probe measurements on olive leaves in a nearly turgorless state

薄い葉への取り付け

樫若葉(0.2mm)

紅葉(葉脈丸ごと)
*取付け例として掲載しており本来は葉脈を挟むのは避けてください