DE3909525A1 - Verfahren und geraet zur vorhersage der entwicklung von pflanzen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Gerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Gerät zum einfachen und genauen Vorhersagen des Wachstums oder der Entwicklung von Pflanzen, wie des Blühens, des Treibens, des Fruchtansatzes (heading, earing) und des Reifens.

Die Vorhersage der Entwicklung von Pflanzen, wie bis zum Blühen, zum Fruchtansatz und zur Reife ist insbesondere für den Anbau von Obst, wie Äpfeln, Birnen und Pfirsichen, die einer Bestäubung bedürfen, und von Trauben, die beim Blühen einer Hormonbehandlung unterworfen werden, von großer Bedeutung, um die anfallenden Arbeiten vorbereiten und Arbeitskräfte bereitstellen zu können sowie um die Erntezeit und die Versandzeit der Pflanzen bzw. Pflanzenprodukte vorhersagen zu können.

Bisher hat man die Vorhersage der Entwicklung von Pflanzen im allgemeinen in jeder Region auf der Basis von über lange Zeiten in der betreffenden Region gesammelten meteorologischen Daten und Aufzeichnungen über die Entwicklung der Pflanzen in der betreffenden Region getrennt durchgeführt, indem man sich das Wissen und die Erfahrung von Experten und Spezialisten auf diesem Gebiet zu Nutze gemacht hat. Beispielsweise wird die Blütezeit von Kirschbäumen vorausgesagt, indem man die meteorologischen Daten des betreffenden Jahres für die jeweilige Region untersucht und diese Daten mit früheren Entwicklungsdaten für die betreffende Region vergleicht, wobei man beispielsweise mit einer Mehrfach-Regressionsanalyse und einer einfachen Regressionsanalyse gearbeitet hat.

Diese Vorhersagen wurde jedoch auf der Basis von Vorhersageformeln und Vorhersagekoeffizienten, die der betreffenden Region eigen sind, durchgeführt. Man kann daher die Formeln und Koeffizienten für eine warme Region nicht für die Vorhersage in einer kühlen Region verwenden. Außerdem können größere Änderungen der meteorologischen Bedingungen während des Jahres die Voraussage selbst unmöglich machen, da die konventionellen Voraussagen keine große Genauigkeit haben.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zum einfachen und genauen Vorhersagen des Wachstums oder der Entwicklung von Pflanzen anzugeben, wobei universelle Voraussageformeln, die ortsunabhängig sind, und außerdem Koeffizienten für den jeweils bestimmten Bereich verwendet werden können.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält ein Gerät zum Vorhersagen der Entwicklung von Pflanzen eine Sensoranordnung zum Erzeugen meteorologischer Daten in einem vorgegebenen Zyklus und ist gekennzeichnet durch Einstellvorrichtungen zum Einstellen einer Zahl für Tage, transformiert bzw. normiert auf eine Standardtemperatur, ferner von Temperaturkoeffizienten, und eines Berechnungs- Anfangsdatums für eine vorgegebene Pflanze, und eine Vorhersageeinrichtung zum Errechnen einer mittleren Tages- Temperatur und von Tages-Temperaturbereichen aus Temperaturdaten, die von der Sensoranordnung geliefert werden, sowie der Anzahl von Tagen die für eine Standardtemperatur auf diese transformiert bzw. normiert sind, ferner zum Errechnen der Anzahl bis zum gegenwärtigen Tag angesammelten auf die Standardtemperatur normierten Tage ("Standardtemperaturtage" DTS) durch Akkumulierung der Anzahl der auf die Standardtemperatur normierten Tage vom eingestellten Rechnungs-Anfangsdatum, und zur Voraussage der Anzahl von vorausgesagten Tagen, normiert auf Standardtemperatur, die die Pflanze bei der Standardtemperatur zur Entwicklung braucht, und zwar auf der Basis der weiter errechneten Anzahl der angesammelten, auf Standardtemperatur normierten Tage und der Zahl der auf Standardtemperatur normierten Tage, sowie der Entwicklungsperiode der Pflanzen unter Verwendung des erwähnten Temperaturkoeffizienten.

Ein erfindungsgemäßen Gerät zum Vorhersagen des Wachstums von Pflanzen sammelt Zucht- oder Entwicklungsdaten für mindestens die letzten zehn Jahre bezüglich der Blüteperiode (Knospzeit, Fruchtansatzzeit oder Reifezeit) derselben Pflanzenart an dem betreffenden Ort, und sammelt Temperaturen (die Maximaltemperatur, die Minimaltemperatur und die mittlere Temperatur eines Tages) während einer Entwicklungsperiode. Aus den oben erwähnten gesammelten Daten werden drei temperaturabhängige spezifische Werte, die jeder Pflanzensorte und Pflanzenart eigen sind, errechnet und als Datei gespeichert. Diese Werte sind die folgenden:

• I) die Anzahl von auf eine Standardtemperatur normierten Tagen (DTS), das heißt der Tage, die eine Pflanze bei einer geeignet gewählten Standardtemperatur bis zum Erreichen eines bestimmten Entwicklungszustandes, z. B. bis zum Blühen, braucht.
• II) Ein Temperaturkoeffizient einer Wachstums- oder Entwicklungsrate: Dieser Koeffizient gibt die Stärke des Einflusses einer Temperaturänderung von 1°C auf die Wachstums- oder Entwicklungsgeschwindigkeit an (Bezeichnung K oder Ea). Beispielsweise bedeutet ein Temperaturkoeffizient K = 0,137 für Kirschbäume, daß eine Temperaturerhöhung von 1°C das Blühen um 13,7% beschleunigt.
• III) Ein Anfangsdatum für die Rechnung (d. h. das Datum für den Beginn der Rechnung, an dem eine Ruheperiode endet und das Wachstum oder die Entwicklung der Pflanze beginnt, was ein Parameter der Sorte einer Pflanze ist).

Die Pflanzen, für die eine Vorhersage gemacht werden soll, müssen die Bedingung erfüllen, daß das Arrhenius'sche Gesetz, z. B. bezüglich der Beziehung zwischen der Anzahl der Blütetage oder der Tage bis zum Blühen und einer Temperatur, anwendbar ist. Dann werden eine mittlere Tagestemperatur und Tages-Temperaturbereich aus den Temperaturdaten errechnet, die mittels des Sensors in einem bestimmten Zyklus (z. B. im Abstand von jeweils drei Stunden) gesammelt werden. Entsprechend den oben erwähnten Temperaturdaten wird die Anzahl der Standardtemperaturtage DTS für den Tag in Relation zu der erwähnten Standardtemperatur unter Verwendung des Temperaturkoeffizienten errechnet. Die Anzahl der bis zum jeweiligen Tag angesammelten Standardtemperaturtage wird durch Akkumulation der Anzahl der Standardtemperaturtage ab dem Anfangsdatum errechnet. Als nächstes wird die Anzahl der vorhergesagten Standardtemperaturtage, die eine Pflanze für die Entwicklung braucht, aus der Anzahl der wie erwähnt angesammelten Standardtemperaturtage und der ebenfalls erwähnten Anzahl der Standardtemperaturtage, insbesondere der Standardtemperaturtage die die Pflanze im Mittel für die Entwicklung benötigt, errechnet. Schließlich wird die Wachstums- oder Entwicklungsperiode oder -dauer der Pflanze aus der Anzahl der Standardtemperaturtage DTS und der für die Zukunft vorausgesagten Temperatur unter Verwendung des Temperaturkoeffizienten vorausbestimmt.

Ein erfindungsgemäßes Gerät zur Vorhersage der Entwicklung von Pflanzen wertet die Anzahl der Wachstums- oder Entwicklungstage einer Pflanze als Anzahl von Standardtemperaturtagen DTS bei einer vorgegebenen Standardtemperatur aus und transformiert bzw. normiert die Anzahl der tatsächlichen Entwicklungstage in die Anzahl der Standardtemperaturtage unter Verwendung eines Temperaturkoeffizienten auf der Basis der Tagestemperatur für die Vorhersage.

Die Anzahl der vom Anfangsdatum an akkumluierten Standard­ temperaturtage DTS wird auf der Basis der Temperaturdaten errechnet, die in Realzeit gesammelt werden, und die augenblicklich Wachstumsbedingungen werden auf der Basis der Anzahl der akkumulierten DTS und der Anzahl der DTS genau erfaßt. Die Wachstums- oder Entwicklungszeit kann mit Hilfe des Temperaturkoeffizienten vorhergesagt werden, nachdem die späteren Temperaturen einmal vorhergesagt worden sind, während bei Vorgabe eines bestimmten Entwicklungstermins eine Temperatur zur Steuerung der Entwicklungsrate einer Pflanze unter Verwendung eines Temperaturkoeffizienten abgeschätzt werden kann.

Da die Anzahl der tatsächlichen Tage für die Entwicklung, die sich in Abhängigkeit von der Temperatur ändern kann, durch Verwendung der Anzahl der DTS bei einer Standardtemperatur abgeschätzt werden kann, können universelle Vorhersageformeln verwendet werden, die sich für verschiedene Orte nicht ändern. Außerdem ist eine Vorhersage mit hoher Genauigkeit bezüglich der Entwicklungsperiode von Pflanzen innerhalb eines bestimmten Bereiches möglich, wobei die Vorhersage beispielsweise unabhängig von den Temperaturdifferenzen zwischen einem warmen Jahr und einem kühleren Jahr und zwischen einem geschützten Grundstück am Fuße eines Berges und einem offenen Feld ist. Da die Vorhersage für die Entwicklungszeit von Pflanzen gleichzeitig mit der Erfassung von Temperaturdaten erfolgt, können die vorhergesagten Werte einfach und genau in Realzeit erhalten und effektiv für die Terminplanung einer Pflanzenkultur verwendet werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, dabei werden noch weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung zur Sprache kommen. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gerätes zum Vorhersagen des Wachstums von Pflanzen;

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Gerätes gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Arrhenius-Diagramm für die Entwicklung von Birnen;

Fig. 4 ein Flußdiagramm für das Verfahren zur Erzeugung einer DTS-Kurve für das Verfahren gemäß Fig. 2;

Fig. 5 ein Beispiel für die Anzeige von Ergebnissen der Vorhersage der Entwicklung einer Pflanze, wie sie das Gerät gemäß Fig. 1 liefern kann und

Fig. 6 ein Beispiel einer DTS-Kurve, die auf der Basis der Anzahl der akkumulierten DTS erzeugt wurde.

Fig. 1 zeigt das Äußere eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gerätes (1) für die Vorhersage der Entwicklung von Pflanzen. Das Gerät (1) weist einen Fühler oder Sensor (3), einen Drucker (5), eine Anzeige (7) und eine Tastatur (9) auf. Das Gerät (1) enthält eine Batterie und hat einen Anschluß (11) für einen Wechsel­ spannungsadapter, so daß es mit Wechselspannung betrieben werden kann, und eine mehrpolige RS-232C Anschlußbuchse (13), so daß das Gerät unmittelbar an einen Hauptrechner angeschlossen werden kann. Das Gerät weist ferner einen Schlitz (15) zur Aufnahme einer ROM-Karte (17) auf, in der die Anzahl der auf eine Standardtemperatur normierten Tage ("Standardtemperaturtage") DTS, die Temperaturkoeffizienten und das Rechnungs-Anfangsdatum für eine spezielle Pflanze, d. h. eine spezielle Art, gespeichert sind.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, das den inneren Aufbau des Gerätes gemäß Fig. 1 zum Vorhersagen der Entwicklung von Pflanzen zeigt. Der Sensor (3) mißt beispielsweise jede Stunde eine Temperatur Ti. Die gemessenen Temperaturwerte werden nacheinander in einem Temperaturspeicher (19) gespeichert und gleichzeitig einem Mikroprozessor (21) zugeführt. Der Mikroprozessor (21) errechnet täglich die höchste Temperatur, die niedrigste Temperatur und die mittlere Temperatur des Tages auf der Basis der ihm vom Sensor (3) zugeführten Temperaturwerte. Die mittlere Tagestemperatur wird entsprechend der folgenden Formel (1) errechnet:

Der tägliche Temperaturbereich wird aus der höchsten Temperatur (Maximaltemperatur) und der niedrigsten Temperatur (Minimaltemperatur) errechnet:

Temperaturbereich = Maximaltemperatur-Minimaltemperatur

Die Maximaltemperatur und die Minimaltemperatur werden durch ein im Programmspeicher (25) gespeichertes Programm ermittelt.

Der Mikroprozessor ist außerdem mit der Tastatur (9), einer ROM- oder Festwertspeicherkarte (7), einem Programmspeicher (25), einem Datenbasis- oder Dateispeicher (23), der Anzeige (7) und dem Drucker (5) gekoppelt. Die Tastatur (9) dient zur Eingabe von Parametern, die erforderlich sind, um den Namen bzw. die Sorte und die Art der Pflanze, z. B. im Dateispeicher (23) zu ermitteln und von Daten, die im Speicher (23) als Datei gespeichert werden. Die ROM-Karte (17) speichert temperaturempfindliche Werte bezüglich einer Sorte oder Art von Pflanzen und mindestens zwei Karten können eine Datei bilden, in der die Pflanzen, für die die Vorhersage gemacht werden soll, jeweils durch eine ROM-Karte, spezifiziert sind. Wenn eine Datei aus ROM-Karten (17) vorgesehen ist, ist der Dateispeicher (23) nicht notwendig. Der Dateispeicher (23) speichert alle temperaturabhängigen spezifischen Werte bezüglich verschiedener Pflanzensorten als Datei. Der Aufbau des Dateispeichers (23) mit EEPROM's gewährleistet, daß der Inhalt des Speichers auch bei Unterbrechung der Stromversorgung erhalten bleibt. Alternativ kann der Speicher (23) auch aus einem üblichen RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff) bestehen, bei dem eine Sicherungsbatterieeinheit für die Erhaltung des Speicherinhaltes sorgt.

Der Programmspeicher (25) steuert zum Beispiel Programme zur Steuerung des in Fig. 2 dargestellten Gesamtsystems sowie Programme zum Errechnen der mittleren Temperatur, der Temperaturbereiche und der Anzahl der angesammelten DTS. Daten, die aus dem Dateispeicher (23) (oder der ROM-Karte (17)) herausgelesen und Daten, die durch den Mikroprozessor (21) erzeugt worden sind, werden durch die Anzeige (7) und den Drucker (5) ausgegeben.

Der Mikroprozessor (21) führt die die Voraussageoperation durch in Ansprache auf Kommandos für die Voraussage und einen Pflanzennamen und einen Artnahmen, die mittels der Tastatur (9) eingegeben wurden; temperaturabhängige Werte für den Namen und die Art der Pflanze, die eingegeben wurden, werden aus dem Dateispeicher (23) herausgelesen und die Wachstums- oder Entwicklungszeit der betreffenden Pflanze, für die die Vorhersage gemacht werden soll, zum Beispiel bis zur Blüte oder Reife, wird vorausgesagt durch Errechnung der Anzahl der akkumulierten DTS bei der Standardtemperatur mittels einer mittleren Tagestemperatur und eines Tagestemperaturbereiches.

Die Prinzipien für die Vorhersage der Entwicklung von Pflanzen sind folgende:
Die Vorhersage wird auf der Basis des Prinzips durchgeführt, daß quantitative Beziehungen zwischen den Reaktionsraten und Reaktionstemperaturen von biologischen Reaktionen sowie von chemischen Reaktionen und enzymatischen Reaktionen bestehen und daß die Entwicklungsgeschwindigkeiten von Pflanzen das Arrhenius'sche Gesetz befolgen. Das Arrhenius'sche Gesetz lautet wie folgt:

k = A exp(-Ea/RT) (2)

Durch Logarithmieren der Gleichung (2) erhält man:

ln k = -Ea/RT + ln A (3)

Die Formel (2) wird nach der absoluten Temperatur (T) wie folgt differenziert:

dk/dT = k · Ea/RT ² = k · K (4)

K = Ea/RT ² (5)

In den obigen Gleichungen bedeuten:
Ea: Scheinbare Aktivierungsenergie [cal mol^-1]
R: Gaskonstante [1,984 cal Grad^-1 mol^-1]
K: Temperaturkoeffizient der Ratenkonstante [Grad^-1]
k: Ratenkonstante [Tag^-1]
T: Absolute Temperatur [Kelvin]
A: Konstante.

Wenn beispielsweise die Tage für die Entwicklung vom Knospen bis zum Blühen für Birnbäume ermittelt werden sollen, werden die Logarithmen der relativen Entwicklungsrate (relative Entwicklungsrate pro Tag) über den Kehrwert der absoluten Temperatur aufgetragen, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Fig. 3 zeigt ein Arrhenius-Diagramm für das Blühen der japanischen Birne. Hier bedeutet G die Anzahl der Tage vom Beginn der Temperaturbehandlung bis zum Blühen und T ist die Temperatur in °C. Die Neigung der Geraden ist -Ea/R, wobei Ea und R die scheinbare Aktivierungsenergie bzw. die Gaskonstante sind. r ist der Korrelationskoeffizient. Die Werte (○) gelten für einen eingetopften Baum.

Aus dem linearen Abfall des Arrhenius-Diagramms kann die der betreffenden Pflanze (hier der Birne) eigene Aktivierungsenergie Ea errechnet werden.

Das erfindungsgemäße Gerät zum Vorhersagen des Wachstums bzw. des Ablaufens der Entwicklung von Pflanzen errechnet drei spezielle, temperaturabhängige Werte, d. h. die Anzahl der Standardtemperaturtage DTS, den Temperaturkoeffizienten der Wachstums- oder Entwicklungsrate und das Anfangsdatum für die Rechnung aus früheren Entwicklungsdaten unter der Annhame, daß das Arrhenius'sche Gesetz auf die Beziehung zwischen der Anzahl der Entwicklungstage, zum Beispiel die Anzahl der Tage bis zum Austreiben (heading) oder bis zur Blüte, und der Temperatur angewendet werden kann und sagt die Entwicklungsdauer unter Verwendung der erhaltenen speziellen temperaturabhängigen Werte voraus.

Die Anzahl der Standardtemperaturtage DTS wird errechnet, indem die Anzahl der Wachstumns- oder Entwicklungstage der Pflanze unter natürlichen Temperaturverhältnissen in die bei der Standardtemperatur umgewandelt wird. Bei der Errechnung der DTS wird beispielsweise angenommen, daß Orangen in 67,2 Tagen blühen, wenn sie auf einer Standardtemperatur von 20°C gehalten werden, während beispielsweise Kirschen in 36,7 Tagen blühen, wenn sie auf einer Standardtemperatur von 10°C gehalten werden. Diese Werte können dadurch erhalten werden, daß man die Anzahl der Standardtemperaturtage für jedes Jahr aus den Entwicklungsdaten für die betreffenden Pflanzen (beispielsweise hinsichtlich der Knospenbildung, des Blühens, des Fruchtansatzes und des Reifens) für mehrere vorangegangene Jahre (mindestens 10 Jahre) errechnet und außerdem ein Mittel für die Standardtemperaturtage errechnet, um ein Beispiel zu geben.

Das Anfangsdatum für die Errechnung ist das einer Pflanze eigene Datum, bei dem die Ruheperiode der Pflanze aufhört und die Pflanze zu wachsen bzw. sich zu entwickeln beginnt. Dieses Anfangsdatum zeigt manchmal, bei welchen Temperaturbedingungen die Ruhezeit aufhört und die Pflanze sich entsprechend dem Arrhenius'schen Gesetzt zu entwickeln beginnt.

Der Temperaturkoeffizient der Wachstumsrate K (oder der spezielle temperaturabhängige Wert Ea), die oben erwähnt wurden, geben die Stärke der Wirkung einer Temperaturänderung von 1°C und den Einfluß auf die Entwicklung an. Für Kirschen beträgt dieser Wert beispielsweise 0,137 und für Orangen 0,087. Der temperaturabhängige Wert Ea zeigt, daß ein Anstieg der natürlichen Temperatur von 1°C die Entwicklungsrate von Kirschen um 13,7% (bei Orangen um 8,7%) beschleunigt. Zur Errechnung dieses Temperaturkoeffizienten werden die Differenzen zwischen der oben erwähnten mittleren Anzahl der Standardtemperaturtage und der Anzahl der tatsächlichen Wachstums- oder Entwicklungstage unter Verwendung mehrerer Anfangsdaten errechnet, und es werden der temperaturabhängige spezielle Wert Ea sowie der Temperaturkoeffizient K genommen, wenn die Differenz am kleinsten ist.

Im folgenden wird die Wachstums- oder Entwicklungsvorhersage unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in Fig. 4 genauer erläutert.

Zuerst werden im Schritt (31) der Name und die Sorte einer Pflanze mittels der Tastatur (9) eingegeben. Der Mikroprozessor (21) fragt dann im Schritt (33) den Dateispeicher (23) ab und liest ein Anfangsdatum, eine Standardtemperatur und temperaturabhängige spezielle Werte für den Pflanzen- oder Sortennamen und den Sortennamen, die eingegeben wurde, ab. Als nächstes wird im Schritt (35) eine mittlere Temperatur auf der Grundlage der vom Sensor (3) eingegebenen Temperaturdaten errechnet; die mittlere Temperatur kann aus der höchsten Temperatur und der niedrigsten Temperatur des betreffenden Tages oder durch Messen der Temperaturen in Abständen von jeweils ein paar Stunden und Errechnung des Mittels errechnet werden. Im nächsten Schritt (37) wird der Temperaturbereich für den betreffenden Tag durch Abziehen der niedrigsten Temperatur von der höchsten Temperatur errechnet. Im Schritt (39) wird der Standardtemperaturtag-Wert für den Tag, in dem die Temperatur jede Stunde gemessen wird, entsprechend dem Arrhenius'schen Gesetz unter Verwendung der folgenden Formel errechnet:

Hierin sind Ea der Temperaturkoeffizeint, Ti die jede Stunde gemessenen Temperaturwerte und Ts die Standardtemperatur. Im Schritt (43) wird die Anzahl der bisherigen Standardtemperaturtage bei der Standardtemperatur errechnet, indem die Standardtemperaturtage DTS, wie oben erwähnt, von dem ebenfalls erwähnten Anfangsdatum an akkumuliert werden. Beispielsweise beträgt die Anzahl der Standardtemperaturtage für das Blühen bei einer Standardtemperatur von 20°C für KOUSUI (Sortenname) Birnen (Pflanzenname) 21 Tage, was aus früher gemessenen Daten errechnet und im Dateispeicher (23) gespeichert wurde. Der Mikroprozessor (21) liest diese Standardtemperaturtage aus dem Speicher (23) heraus und sagt die Anzahl der Tage voraus, die derzeit noch bis zum Blühen benötigt werden; sie beträgt 21,0-10,5 Tage, wenn die Anzahl der, wie oben beschrieben, akkumulierten Standardtemperaturtage DTS = 10,5 Tage ist.

Im nächsten Schritt (45) gibt der Mikroprozessor (21) den Pflanzennamen, den Sortennamen, das Anfangsdatum, die Standardtemperatur, die temperaturabhängigen speziellen Werte, die Standardtemperaturtage DTS für das Blühen und die bisher verflossenen Standardtemperaturtage auf der Anzeige (7) aus und druckt sich durch den Drucker (5) aus.

Die in Fig. 4 dargestellten Verfahrensschritte werden immer dann durchgeführt, wenn der Sensor (3) Temperaturdaten mißt; wenn die Temperaturdaten alle drei Stunden gemessen werden, wird die Anzahl der akkumulierten Standardtemperaturtage ebenfalls alle drei Stunden errechnet. Als Ergebnis wird eine DTS-Kurve erzeugt, wie es in Fig. 6 beispielsweise dargestellt ist. Das Diagramm in Fig. 6 ist eine DTS-Diagramm für Äpfel (Sorte FUJI) bis zum Blühen für die 15 Jahre von 1971 bis 1984. Das Anfangsdatum ist der 15. Februar. Es braucht 5 bis 6 Tage bis zur Knospenbildung und 3 Tage von der Knospenbildung (heading) bis zum Blühen bei einer Standardtemperatur von 20°C, also insgesamt 18,9 Tage. Die scharzen Punkte zeigen eine DTS-Kurve für 1985; die DTS-Kurve nach dem Tag der Schätzung (15. April) wird dadurch erzeugt, daß man die zukünftigen Temperaturen auf der Basis eines verflossenen Jahres mit ähnlichen Temperaturverhältnissen, also z. B. eines warmen Jahres bzw. eines kalten Jahres, abschätzt.

Durch Vergleichen der Anzahl der bis zum gegenwärtigen Tage angesammelten Normtemperaturtage DTS mit dem oben erwähnten DTS-Diagramm kann im Ergebnis also der gegenwärtige Entwicklungszustand unabhängig von den tatsächlichen natürlichen Umgebungsbedingungen genau ermittelt werden. Beispielsweise kann man die Entwicklungsbedingungen, wie die Anzahl der Standardtemperaturtage bis zum Blühen, feststellen. Ferner kann man, wenn das vorgegebene Entwicklungsdatum angegeben wird, vorausgesagt werden, bei welcher Temperatur die Pflanze sich bis zu dem vorgegebenen Datum entwickeln kann.

Da die oben beschriebene Vorhersage mittels der Anzahl von Standardtemperaturtagen DTS durchgeführt wird, ist eine genaue Vorhersage durch einen universellen Vorhersage­ algorithmus möglich, der sich für verschiedene Orte, z. B. in einer warmen oder in einer kühlen Zone, nicht ändert.

Durch die genaue Voraussage der Zeit des Blühens von Pflanzen können Bestäubungsarbeiten und Hormonbehandlungen erfolgreich vorbereitet werden und die Arbeitskräfte für die Plantage können bereitgestellt werden. Ferner ermöglicht die Voraussage der Reifezeit die Erntezeit und Versandzeit genau abzuschätzen.

Wenn die Temperaturverhältnisse für die Pflanzen durch Luftkühlung oder Heizung gesteuert werden können, lassen sich die Temperaturen errechnen, die für eine Entwicklung der Pflanze zu einem vorgegebenen Datum erforderlich sind, und die Entwicklung der Pflanze kann durch die errechnete Temperatur gesteuert werden. Man kann also Plantagen mit Vorhersage und Steuerung betreiben.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.

Beispielsweise kann der Dateispeicher anstatt in das Gerät eingebaut zu sein auch zu einer Haupteinheit gehören, die mit dem Gerät verbunden ist. Die DTS-Kurve gemäß Fig. 6 kann auch durch den Drucker (5) ausgedruckt werden.

Die oben beschriebene Ausführungsform des vorliegenden Geräts hat etwa die gleiche Größe wie ein Taschenrechner; und man kann das Gerät auch als IC-Karte realisieren, welche einen Mikroprozessor, eine Tastatur, einen Speicher und einen Sensor enthält.

Das erfindungsgemäße Gerät kann andererseits auch in Form eines Stockes, einer Karte oder einer Scheibe gebaut werden und in einen Blumentopf einsetzbar sein, so daß ein vorhergesagtes Blühdatum der Pflanzen in den Blumentöpfen angezeigt werden kann.

Ein geeigneter Platz für die Messung der metereologischen Daten, wie der Temperatur, kann mittels einer Karte mit Rastereinteilung (Raster- oder Netzkarte) für das Blühdatum der betreffenden Pflanze ausgewählt werden.

Claims (11)

1. Gerät zur Vorhersage der Entwicklung von Pflanzen mit einer Sensoranordnung (3) zum Messen meteorologischer Daten in einem vorgegebenen Zyklus, gekennzeichnet durch

• - eine Einrichtung (23, 17) zum Einstellen einer Zahl von für eine Standardtemperatur auf diese Standardtemperatur normierten Tagen, eines Temperaturkoeffizienten und eines Berechnungs-Anfangsdatums für eine interessierende Pflanze, für die die Vorhersage zu machen ist, und
• - eine Vorhersageeinrichtung (19, 21, 25) zum Errechnen einer mittleren Tagestemperatur sowie eines Tagestemperaturbereiches aus den von der Sensoranordnung gewonnen Daten, und der Anzahl der für eine Standardtemperatur auf diese Standardtemperatur normierten Tage unter Verwendung des Temperaturkoeffizienten; sowie der Anzahl der seit dem Rechnungsanfangsdaum bis zum gegenwärtigen Tag angesammelten, für die Standardtemperatur auf diese Standardtemperatur normierten Tage, und zum Vorhersagen der Anzahl der auf die Standardtemperatur normierten zukünftigen vorhergesagten Tage, die die betreffende Pflanze bei der Standardtemperatur für ihre Entwicklung benötigt, auf der Basis der Anzahl der errechneten, akkumulierten, auf die Standardtemperatur normierten Tage und der Zahl der eingestellten, auf die Standardtemperatur normierten Tage, und der Entwicklungszeit der Pflanzen unter Verwendung des erwähnten Temperaturkoeffizienten aus für später vorhergesagten Temperaturdaten.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem eine Einrichtung (21, 23, 25) zum Abschätzen einer Temperatur zur Steuerung der Entwicklungsrate der Pflanze mittels des Temperaturkoeffizienten aus der Anzahl der auf die Standardtemperatur normierten Tage und eines Entwicklungstermins der Pflanze auf der Basis früherer Daten.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstell-Einrichtung eine Speicheranordnung (23) zum Speichern eines Pflanzennamens, eines Sortennamens, eines Anfangsdatums, einer Standardtemperatur, eines Temperaturkoeffizienten und der Zahl der auf die Standardtemperatur normierten Tage für gewisse verflossene Jahre als Datei enthält.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstell-Einrichtung eine Speicherkarte (17) enthält, in der die Anzahl der auf die Standardtemperatur normierten Tage, ein Temperaturkoeffizient und das Rechnungs-Anfangsdatum für eine Pflanzenart oder die Art und Sorte einer Pflanze gespeichert sind.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der auf die Standardtemperatur normierten Tage ein normierter Wert für die Anzahl der Tage ist, die die Pflanze für das Erreichen eines bestimmten Entwicklungsstadiums, zum Beispiel der Blüte, bei der Standardtemperatur benötigt.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturkoeffizient die Stärke des Einflusses angibt, den eine Temperaturänderung von 1°C auf die Entwicklungs- oder Wachstumsrate hat.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoranordnung jeden vorgegebenen Tag oder jede vorgegebene Stunde Temperaturdaten mißt.

8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein geeigneter Platz bezüglich der Temperatur durch Bildung einer Netzkarte für das Blühdatum für eine spezielle Pflanze ermittelt wird.

9. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorhersageeinrichtung die auf eine Standardtemperatur normierte Anzahl der Tage bei der Standardtemperatur des Tages unter Verwendung des Arrhenius'schen Gesetzes errechnet.

10. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin eine Ausgabeeinrichtung (5, 7) zur Anzeige und/oder zum Druck einer mittleren Temperatur eines beliebigen Tages nach dem Anfangsdatum, von täglichen Temperaturbereichen und der auf die Standardtemperatur normierten Anzahl der akkumulierten Tage enthält.

11. Verfahren zur Vorhersage der Entwicklungszeit von Pflanzen, dadurch gekennzeichnet, daß

• - eine Zahl von auf eine Standardtemperatur normierten Tagen, ein Temperaturkoeffizient und ein Anfangsdatum für die Berechnung für eine bestimmte Pflanze, für die eine Vorhersage zu machen ist, festgesetzt werden;
• - Temperaturdaten in einem vorgegebenen Zyklus gemessen werden;
• - eine mittlere Tagestemperatur und Tagestemperaturbereich aus den Temperaturdaten errechnet werden;
• - die Anzahl der Tage an dem betreffenden Datum bei der Standardtemperatur unter Verwendung des festgesetzten Temperaturkoeffizienten errechnet wird;
• - die Anzahl der auf die Standardtemperatur normierten Tage, die bis zum vorliegenden Tag verstrichen sind durch Summierung der auf die Standardtemperatur normierten Tage vom Anfangsdatum an errechnet wird und
• - die Anzahl der zukünftigen, auf die Standardtemperatur normierten Tage, die die Pflanze noch für ihre Entwicklung braucht, aus der Anzahl der auf die Standardtemperatur normierten Tage und der erwähnten Anzahl von auf die Standardtemperatur normierten Tage und Entwicklungsperioden von Pflanzen aus Temperaturen, die für die Zukunft vorausgesagt werden, unter Verwendung des erwähnten Temperaturkoeffizienten vorausgesagt wird.