| Autor(en): |
Michael Beck |
Titel: |
Strategien zur Steuerung der Bewässerung im Gewächshaus und Konsequenzen für die Strukturierung von Leitrechnersystemen |
| Gutachter: |
M. Böhme; S. Kleisinger; U. Schmidt |
| Erscheinungsdatum: |
04.07.2000 |
| Volltext: |
html
(urn:nbn:de:kobv:11-10015610)
pdf
(urn:nbn:de:kobv:11-10015627)
|
| Fachgebiet(e): |
Landwirtschaft, Veterinärmedizin |
| Schlagwörter (ger): |
Transpiration, Bewässerung, Prozessautomatisierung, Modellierung |
| Schlagwörter (eng): |
transpiration, irrigation, processcontroling, models |
| Einrichtung: |
Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät |
| Zitationshinweis: |
Beck, Michael:
Strategien zur Steuerung der Bewässerung im Gewächshaus und Konsequenzen für die Strukturierung von Leitrechnersystemen;
Dissertation,
Humboldt-Universität zu Berlin, Landwirtschaftlich-Gärtnerische Fakultät , publiziert am 04.07.2000, urn:nbn:de:kobv:11-10015636
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| Abstract (ger): |
| Die wesentlichen Einflussgrößen auf den Wasserverbrauch von Pflanzen sind klimatischer Art, die
Pflanze selbst und der Wasserhaushalt des Bodens. Als wichtige klimatische Einflussgrößen sind das
Sättigungsdefizit der Luft bzw. die Dampfdruckdifferenz zwischen Blatt und Luft und die Einstrahlung
zu nennen. Die Einstrahlung beeinflusst das Gewächshausklima und hat eine direkte Wirkung auf die
Öffnungs- und Schließbewegung der Stomata. Die Bodenfeuchte ist sowohl im Hinblick auf die
Wasseraufnahme der Pflanzen als auch bei einem Anbau im gewachsenem Boden auf eine mögliche
Sickerwasserbildung und damit eine Nährstoffauswaschung von Bedeutung. Die im
Gewächshausanbau eingesetzten Prozessleitsysteme berücksichtigen die Wechselwirkungen der
Einflussfaktoren auf den Wasserumsatz eines Pflanzenbestandes nur bedingt. Einzelne Parameter
wie z.B. die Einstrahlungssumme oder das Matrixpotential des Bodens werden zwar zur Steuerung
der Bewässerung verwendet, eine Kombination der Einflussfaktoren wie z.B. die Anpassung der
Einstrahlungssumme an das Pflanzenwachstum muss bisher vom Anwender vorgenommen werden.
Zur Darstellung der Zusammenhänge des Wasserumsatzes eines Pflanzenbestandes im
Gewächshausanbau wurde in den experimentellen Untersuchungen der Wasserumsatz in
Abhängigkeit der Bodenfeuchte (Matrixpotential), der klimatischen Größen (Einstrahlungssumme,
Sättigungsdefizitsumme und Dampfdruckdifferenzsumme) an Lactuca sativa, Brassica oleracea var.
gongylodes und Cucumis sativus untersucht.
Aufgrund des hohen Bestimmtheitsmaß und niedrigen Variationskoeffizienten sowie der
Übertragbarkeit auf verschiedene Bodenarten und Kulturen ist die Matrixpotentialmessung als
Führungsgröße für die Bewässerungssteuerung zu verwenden. Da die häufig eingesetzten
Tensiometer bzw. Tensioschalter, bauartbedingt Schwächen aufweisen sind diese Sensoren durch
übergeordnete Modellrechnungen zu kontrollieren. Dazu ist die Einstrahlungssumme,
Sättigungsdefizitsumme und der Gießabstand zu verwenden. Die klimatischen Parameter müssen
über entsprechende Modellrechnungen und der Analyse bereits ausgeführter Gießtakte dem
Pflanzenwachstum angepasst werden.
Nachdem bereits einige Prozessleitsysteme die für die Bewässerung- und Klimasteuerung
notwendigen Hardwarekomponenten in ein System integriert haben, muss die Verknüpfung auf
Softwareebene realisiert werden. Hierzu müssen die Kontrollstrategien d.h. die Softwareroutinen
entsprechend schnell angepasst werden können. Aufgrund der in den letzten Jahren gesteigerten
Leistungsfähigkeit bieten sich hierzu Prozessleitsysteme auf PC-Basis an. |
| Abstract (eng): |
| The fundamental parameters determining the water consumption of plants are the climate, the plant
itself and the soil water supply. The important climatic parameters are the water saturation deficit of
the air or more correctly the water vapour pressure difference between leave surface and air, and the
solar irradiation. The solar irradiation influences the greenhouse climate and has therefore an
immediate effect on the opening and closing of the stomata. The soil humidity is important for both the
water absorbtion of a plant and - when cultivating in soil - the possible losses of water and nitrogen
into deeper soil layers causing environmental pollution of the ground water. The computer systems
used for controlling the irrigation in greenhouses do not take the interactions of the influence
coefficients on the water exchange of plants sufficiently into account. Single parameters like the
irradiaton sum or the water tension are used for controlling irriagaton, but the combination of different
influence factors like the adaption of the irradiation sum to the plant growth must be done by the user
so far.
Several scientific trials were carried out to describe the water consumption of plants in greenhouses.
The water consumption is defined by the water tension of the soil, the irradtiotion sum, the water
vapour pressure deficit sum and water vapour pressure difference sum. For the trials the plants
Lactuca sativa, Brassica oleracea var. gongylodes and Cucumis sativus were used.
The soil water tension measured by tensiometers proved to be the best parameter for controlling
irrigation because of the highest stability index and the lowest variation coefficient as well as the
transferability of this parameter to different soil types and plants. Because the construction of
tensiometers and tensioswitches can cause problems, a superordinated model calculation has to
control the sensors. This calculation is based on the parameters irradiation sum, water pressure deficit
sum and irrigation intervals. The climatical control parameters must be adapted to the plant growth by
using adequate model calculations and the analysis of previous irrigation events After a lot of
computer systems for greenhouse process controlling integrated the hardware components necessary
for irrigation and climatic control, this has to happen with the software basis as well. A quick update of
the Software must be possible. Personal computers can be used because of the improved capacity. |
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