Os criptogams não-culares são cruciais para várias funções ecossistêmicas. Por exemplo, eles são responsáveis por quase 50% do nitrogênio biologicamente fixo. Projetamos um datalogger para responder a questões no campo da ecologia criptogêmica.
Os métodos estão medindo in situ o período em que esses organismos permanecem hidratados, relacionando a atividade de bryophyte com condições ambientais. A principal vantagem dessa técnica é que ela é um datalogger de baixo custo, de código aberto e fácil de montar, que pode ser construído sem conhecimento técnico. O método pode ser aplicado a uma ampla gama de ecossistemas e organismos modelo, desde biocrust em terras secas até pântanos de turfa em regiões boreais.
Prepare um ferro de solda e um carretel de arame. Espere o ferro de soldar para aquecer, e umedeça a esponja de limpeza. Corte as tiras de cabeçalho do pino ao comprimento desejado para o sensor de temperatura e umidade, microcontrolador e módulos de fuga rtc e microSD.
Para soldar as tiras de cabeçalho do pino nas tomadas, pré-aqueça a junta desejada com a ponta do ferro de solda. Em seguida, aplique uma pequena quantidade de material do fio da solda, o suficiente para encher a junção. Por fim, retire o ferro de solda e espere a junção esfriar.
Usando a mesma técnica, comece a montar os componentes na placa de circuito impresso. Primeiro, solde os resistores. Em seguida, solde as tomadas para os amplificadores operacionais, o sensor SHT7x e os módulos de saída do relógio RTC e microSD.
Em seguida, solde os dois transistores. A placa também precisa ser soldada agora, usando cabeçalhos de pinos. Finalmente, solde os conectores para a placa.
Agora, solde o sensor de temperatura de umidade SHT7x em um cabeçalho de pino ou cabo de extensão para reforçar os cabos. Prepare um multimímetro no modo de teste de continuidade ou condutividade. Use o multimetro para verificar se não há curtos-circuitos entre nenhum dos pinos ou conexões.
Verifique novamente os terminais positivos e negativos da fonte de alimentação. Além disso, verifique se cada junta de solda cria uma conexão estável entre os pinos componentes e as faixas de cobre do circuito. Para conectar os terminais da bateria e os clipes de cabo à placa, use qualquer ferramenta de corte para retirar aproximadamente quatro milímetros de cada extremidade do fio, expondo o núcleo condutor.
Em seguida, introduza cada cabo no terminal apropriado e aperte o parafuso com a chave de fenda. Certifique-se e verifique duas vezes a polaridade correta dos cabos, especialmente os da fonte de alimentação. Teste a força da conexão puxando ligeiramente os cabos, verificando se tudo está firmemente conectado.
Para reduzir ainda mais o consumo de energia, remova o LED de alimentação da placa de microcontrolador, dessolderando ou cortando o diodo LED da placa. Por fim, monte a placa BtM em um gabinete à prova de tempo para manter a umidade longe dos eletrônicos. Monte o sensor de temperatura de umidade fora da caixa, deixando-o conectado à placa BtM.
Encaminhe os oito pares de clipes de crocodilo necessários para medições de condução para o exterior do gabinete à prova de intemperidade. Por último, corte cada fio de musgo com os clipes de crocodilo. Para garantir que as amostras estejam secas, realize a calibração ao meio-dia, em um dia com baixa umidade do ar e precedido por pelo menos um, e preferencialmente dois dias secos.
Selecione uma comunidade de musgo ou líquen saudável e bem estruturada. Conecte o datalogger ao musgo ou líquen colocando os clipes de crocodilo em uma posição central das comunidades nos casos de bryophytes, líquens fruticose e líquens foliose. Para líquens fruticose, conecte os clipes no thallus.
Para musgos, conecte os clipes diretamente na haste de um indivíduo. No caso de líquens foliose, coloque os clipes na borda do thallus. Mantenha uma distância mínima de aproximadamente cinco milímetros entre os eletrodos.
Certifique-se de que os clipes não são facilmente separados antes de iniciar as medições. Inicie as medições ligando o datalogger e deixe a placa BtM funcionando por aproximadamente três minutos para estabilizar os valores registrados. Realize um teste de pré-calibração para estimar a quantidade de água necessária em cada evento de rega.
Conecte os clipes à amostra. Em seguida, adicione água até que a conduance atinja um valor que não aumente com a adição de mais água. Este é o valor máximo de condução dessa amostra e será usado para estabelecer as etapas de rega da calibração.
Aguarde até que as medidas de condução retornem aos valores iniciais. Use um pequeno spray para umedecer as amostras com uma quantidade de água equivalente a 1/10 da quantidade predeterminada de água necessária para alcançar a máxima condução da amostra. Aguarde até que o musgo ou líquen absorva totalmente a água e as medidas de condução estejam estáveis antes de regar novamente.
Repita até que a conduance atinja o valor máximo e o musgo ou líquen esteja totalmente hidratado. Cada teste de calibração deve levar cerca de 15 minutos, dependendo do intervalo entre as regas, que deve ser de um a dois minutos. Depois de terminar a calibração, pegue o cartão microSD da placa BtM e copie o arquivo de dados para um computador.
Mostrado aqui, é uma figura que retrata a evolução das medidas de condução durante a fase de calibração. As curvas de dessecação do aureum homalothecium e do cóparium dicranum revelam variabilidade entre as amostras da mesma espécie. A variabilidade intra e interespécie encontrada foi bastante grande e pode ser atribuída a diferenças na biomassa e morfologia de cada caule.
Devido à sua facilidade de montagem, este dispositivo supera as restrições técnicas de projetar e construir um datalogger, possibilitando o estabelecimento de redes de monitoramento de médio e longo prazo. Essa técnica abre caminho para pesquisadores de biogeografia e ecofisiologia explorarem quando, como e por que criptogams vasculares conhecidos, como líquens ou musgos, estão crescendo em diferentes regiões e em diferentes gradientes ambientais. Além disso, essa técnica pode ajudar a entender os fatores de sucesso de uma espécie ou indivíduos dentro de comunidades ecológicas ou estabelecer o que determina a prestação de serviços ecossistêmicos por esses organismos-chave.
