NL1038146C2

NL1038146C2 - CASH, FIELD, CROP, METHOD, WATERING SYSTEM AND CONTROL SYSTEM FOR ADMINISTRATION OF MOISTURE TO A CROP.

Info

Publication number: NL1038146C2
Application number: NL1038146A
Authority: NL
Inventors: Petrus Gerardus Hendrikus Kamp
Original assignee: Priva B V
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2012-02-06

Description

KAS, VELD, GEWAS, WERKWIJZE, WATERGEEFSYSTEEM EN REGELSYSTEEM VOOR TOEDIENING VAN VOCHT AAN EEN GEWAS 5CASH, FIELD, CROP, METHOD, WATERING SYSTEM AND CONTROL SYSTEM FOR DELIVERY OF MOISTURE TO A CROP 5

De onderhavige uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op een kas en veld voor zogenaamde vollegrondsteelt van een gewas, daarin, c.q. daarop opgenomen gewas en op een watergeefsysteem voor een gewas, zoals weergegeven in de aanhef van de navolgende conclusie 1, en voorts op een regelsysteem en werkwijze voor het 10 beheer van een gewas, althans voor het regelen van de vochttoediening daarvan, zoals weergegeven in verdere onderconclusies.The present invention relates in particular to a greenhouse and field for so-called open ground cultivation of a crop, crop included therein and / or to a watering system for a crop, as shown in the preamble of the following claim 1, and furthermore to a control system and a method for managing a crop, at least for controlling the moisture administration thereof, as shown in further sub-claims.

Meetsystemen voor het bepalen van de gezondheid, althans conditie van een gewas zijn in beperkte veelal rudimentaire vorm bekend. Veelal zijn dergelijke opstellingen bedoeld voor wetenschappelijke bestudering van plant, gewas en plant 15 en/of gewasgroei. Bij de commerciële teelt van gewassen, hetzij geconditioneerd zoals in een kas, hetzij in vollegrondsteelt ligt traditioneel het accent op het bepalen van de toestand van de omgeving van een gewas, daaronder begrepen vochttoestand en voedingstoestand in de bodem, zonnestraling, temperatuur en relatieve vochtigheid van de omgevende lucht. De achterliggende gedachte bij deze bekende opzet is dat 20 de plant, c.q. het gewas goed gedijt als de omstandigheden maar goed zijn.Measuring systems for determining the health, or at least condition, of a crop are known in limited, mostly rudimentary form. Such arrangements are often intended for scientific study of plants, crops and plants and / or crop growth. In the commercial cultivation of crops, either conditioned as in a greenhouse or in open ground cultivation, the emphasis is traditionally on determining the condition of the environment of a crop, including moisture status and nutritional status in the soil, solar radiation, temperature and relative humidity of the surrounding air. The underlying idea with this known design is that the plant or the crop thrives as long as the circumstances are good.

De onderhavige uitvinding daarentegen, gaat er van uit dat het voor optimale commercialisatie, althans optimale beheersing van de groei en de conditie van plant en gewas, bij uitstek van belang is dat de verzorging van de plant en het gewas uit gaat van de conditie van de plant, c.q. het gewas zelf. Een ontwikkeling van deze aan 25 de huidige uitvinding ten grondslag liggende gedachte betrekt de traditionele omgevingsparameters bij parameters die een conditie van het gewas aangeven en concludeert daaruit de aard en mate van aanpassing van een of meer beïnvloedbare omgevingsparameters.The present invention, on the other hand, assumes that for optimum commercialization, or at least optimum control of the growth and the condition of the plant and crop, it is eminently important that the care of the plant and the crop is based on the condition of the plant or the crop itself. A development of this idea underlying the present invention involves the traditional environmental parameters in parameters that indicate a condition of the crop and therefrom concludes the nature and extent of adaptation of one or more influenceable environmental parameters.

De uitvinding omvat dan ook het verbeteren van het gebruik van een kas, veld 30 en/of gewas met behulp van een meetsysteem in het bijzonder voor het bovengronds bepalen van een vochttoestand van het gewas, zoals is weergegeven in het kenmerk van de navolgende conclusie 1. Een dergelijk meetsysteem omvat bij voorkeur ten minste twee stellen sensoren welke op onderscheidenlijke hoogten, in het bijzonder althans vrijwel boven elkaar, in het gewas zijn opgenomen, waarbij een stel sensoren 35 een op een plant gerichte, contactloze temperatuursensor zoals infraroodcamera 1 03 8 1 46 2 omvat alsmede een in het bijzonder nabij genoemde plant, op corresponderende hoogte in het gewas opgenomen paar sensoren voor het bepalen van de temperatuur en de relatieve luchtvochtigheid van de lucht in het gewas. Niettemin deze voorkeur omvat een vereenvoudigde uitvoering een meetsysteem waar op meer dan een niveau 5 metingen worden verricht, maar waarbij een sensorstel niet op alle niveaus uit drie sensoren bestaat. Een dergelijke vereenvoudiging kan bijvoorbeeld bestaan uit het weglaten van een sensor voor meting van de relatieve vochtigheid van de lucht op een of meer niveaus van metingen aan het gewas of referentie plant of planten.The invention therefore also comprises the improvement of the use of a greenhouse, field 30 and / or crop with the aid of a measuring system, in particular for the above-ground determination of a moisture condition of the crop, as is shown in the feature of the following claim 1 Such a measuring system preferably comprises at least two sets of sensors which are included in the crop at different heights, in particular at least substantially above each other, wherein a set of sensors is a contact-free temperature sensor such as infrared camera directed at a plant. 46 and also a pair of sensors included at corresponding height in the crop, in particular near said plant, for determining the temperature and the relative humidity of the air in the crop. Nevertheless, a simplified embodiment comprises a measuring system where measurements are taken at more than one level, but where a sensor set does not consist of three sensors at all levels. Such a simplification may, for example, consist of omitting a sensor for measuring the relative humidity of the air at one or more levels of measurements on the crop or reference plant or plants.

Conform een voorkeursuitvoering van een verdere uitwerking van de 10 uitvinding betreft het beïnvloeden van een omgevingsparameter de beschikbaarheidstelling van water, althans vocht aan het gewas. Ingezien is dat aan de hand van een bekende conditie van de plant. c.q. het gewas, met een uitgekiende waterdosering de conditie en zelfs de ontwikkeling van een plant c.q. een gewas beïnvloed en zelfs gestuurd kan worden. Op deze wijze is de plant, c.q. het gewas een 15 onderdeel geworden van een regelconcept en daarop gebaseerd regelsysteem, dan wel van een monitoring en adviessysteem, via welke zeer geavanceerde land- en tuinbouw bedreven kan worden, en waarmee hoge opbrengsten bereikt worden, dan wel waarmee de ontwikkeling van een gewas gestuurd kan worden op een wijze die voor optimale benutting van een kas of veld momentaan vereist kan zijn, en/of op een 20 wijze die afgestemd is op een gewenst tijdstip van levering. De uitvinding maakt hierbij gebruik van een verder ten grondslag liggend inzicht, volgens welke vocht, althans watertransport in de plant vrijwel momentaan kan plaatsvinden ten gevolge van onderlinge vereffening van osmotische drukverschillen in cellen van de plant. De onderhavige uitvinding heeft in de basis dan ook tot doel het ontwikkelen van een 25 meetconcept en meetsysteem voor het bepalen van de conditie en gezondheid van een plant c.q. gewas, een en ander ten einde tot een regeling en regelsysteem voor verbeterde wijze van watergift te komen. Waar in het vervolg gewas genoemd zal worden zal de plant mede verondersteld zijn. Evenzeer omvat de uitvinding een werkwijze voor het besturen van de groei van een gewas, waarbij bovengronds een 30 vochttoestand van het gewas wordt bepaald en waarbij vochttoediening aan het gewas wordt afgestemd op de vochttoestand van het gewas. In het bijzonder wordt de mate van toediening afgemeten aan het verloop in de bepaalde vochttoestand.In accordance with a preferred embodiment of a further elaboration of the invention, influencing an environmental parameter relates to the availability of water, at least moisture, to the crop. This is recognized on the basis of a known condition of the plant. the crop, with a sophisticated water dosage, the condition and even the development of a plant, or a crop can be influenced and even controlled. In this way the plant or crop has become part of a control concept and control system based on it, or of a monitoring and advice system, through which very advanced agriculture and horticulture can be conducted, and with which high yields are achieved, then with which the development of a crop can be controlled in a manner that may be required for optimum utilization of a greenhouse or field at the moment, and / or in a manner that is adjusted to a desired time of delivery. The invention here uses a further underlying insight, according to which moisture, at least water transport in the plant, can take place virtually instantaneously as a result of mutual equalization of osmotic pressure differences in cells of the plant. The present invention therefore has the basic object of developing a measuring concept and measuring system for determining the condition and health of a plant or crop, all in order to arrive at a control and control system for improved watering method. . Where in the future crop will be mentioned, the plant will also be assumed. The invention also comprises a method for controlling the growth of a crop, wherein above ground a moisture condition of the crop is determined and wherein moisture application to the crop is adjusted to the moisture condition of the crop. In particular, the degree of administration is measured by the course in the determined moisture state.

Met behulp van een meetsysteem volgens de uitvinding kan de conditie van het gewas worden gerelateerd aan de wateropname. Met een regelconcept volgens 35 de uitvinding kan eveneens door het op het juiste tijdstip toedienen van de juiste 3 hoeveelheid water, gewasgroei en gewasontwikkeling worden geoptimaliseerd. Door het geven van juiste hoeveelheid water treedt geen groeiremming door waterovermaat of watertekort op, en kan bespaard worden op de watergift, verlies aan meststoffen en het optreden van verzilting. Opgemerkt wordt dat verzilting optreedt bij watertekort, 5 maar ook kan voorkomen bij waterovermaat. Deze omstandigheid wordt aangetroffen in aride gebieden wanneer uitspoelend water zouter grondwater naar boven drukt.With the aid of a measuring system according to the invention, the condition of the crop can be related to the water absorption. With a control concept according to the invention it is also possible to optimize the correct amount of water, crop growth and crop development at the right time. By giving the right amount of water, there is no growth inhibition due to excess water or water shortage, and water saving, fertilizer loss and the occurrence of salinization can be saved. It is noted that salinisation occurs in the case of water shortage, but can also occur in the case of excess water. This condition is found in arid areas when leaching water presses salt groundwater upwards.

Het nieuwe meet- en regelconcept voor watergeefsystemen is toepasbaar in buitenteelten zoals akkerbouwgewassen, vollegrondsgroenten, boomkwekerijgewas-sen, knol- en bolgewassen, fruitbomen, heesters en sierteeltgewassen. Daarnaast is 10 het nieuwe meet- en regelsysteem bruikbaar voor de teelt van gewassen in glasopstanden, geconditioneerde teeltruimtes, plastic tunnels en schermhallen. Typerend voor het nieuwe watergeefsysteem is dat de plant als feedback wordt gebruikt voor de toediening van water in de breedste zin van het woord. De conditie van de plant is niet alleen leidend voor de toediening van water, maar ook voor de 15 toepassingen waarbij water als drager wordt gebruikt voor de toediening van bijvoorbeeld meststoffen, gewasbeschermingsmiddelen en groeiregulatorenThe new measuring and control concept for watering systems can be used in outdoor crops such as arable crops, outdoor vegetables, tree nursery crops, root and bulb crops, fruit trees, shrubs and ornamental crops. In addition, the new measuring and control system can be used for the cultivation of crops in glass curbs, conditioned cultivation areas, plastic tunnels and screen halls. Typical for the new watering system is that the plant is used as feedback for the administration of water in the broadest sense of the word. The condition of the plant is not only leading for the administration of water, but also for the applications in which water is used as a carrier for the administration of, for example, fertilizers, crop protection agents and growth regulators

Opgemerkt wordt dat de onderhavige uitvinding deels uitgaat van, althans gebruik maakt van recente wetenschappelijke gegevens en/of modellen zoals weergegeven in de navolgende literatuurplaatsen. Voor wat betreft dissimilatie en 20 groei betreft dit A.N.M. de Koning: “Development and dry matter distribution in glasshouse tomato: a quantitative approach”. Voor wat betreft impact van effecten van luchtvochtigheid op een gewas betreft dit J.C. Bakker: “Analysis of humidity effects on growth and production of glasshouse fruit vegetables”, en voor wat betreft watergift en verdamping betreft dit C. Stanghelinni: “Transpiration of greenhouse crops. An aid to 25 climate management”.It is noted that the present invention is based in part on, or at least makes use of, recent scientific data and / or models as shown in the following references. With regard to dissimilation and growth, this concerns A.N.M. de Koning: "Development and dry matter distribution in glasshouse tomato: a quantitative approach". With regard to the impact of the effects of humidity on a crop, this concerns J.C. Bakker: "Analysis of humidity effects on growth and production of glasshouse fruit vegetables", and with regard to watering and evaporation, this concerns C. Stanghelinni: "Transpiration of greenhouse crops. An aid to 25 climate management ”.

De watergift voor gewassen, zowel voor buitengewassen, dat wil zeggen in open veld situaties, als voor beschermde teelten, is in de praktijk gebaseerd op visuele gewaskenmerken, en dan met name verdrogingverschijnselen, klimaatomstandigheden, in het bijzonder omgevingstemperatuur, luchtvochtigheid, 30 straling, en vochttoestand van de bodem of het bewortelingssubstraat. Bij de nieuwe regeling van de watergift, en voor de toediening van stoffen waarbij water als drager wordt gebruikt, wordt direct uitgegaan van de toestand van het gewas. De plant wordt als ‘feed-back’ in de regelkring geplaatst. Hierdoor optimaliseert de regeling de vochttoestand van het gewas zowel op effectiviteit als op efficiëntie van de watergift.The watering for crops, both for exceptional crops, ie in open field situations, and for protected crops, is in practice based on visual crop characteristics, in particular drying out phenomena, climatic conditions, in particular ambient temperature, humidity, radiation, and moisture status of the soil or rooting substrate. The new regulation of irrigation, and for the administration of substances in which water is used as a carrier, is based directly on the condition of the crop. The plant is placed in the control loop as a "feed-back". As a result, the control optimizes the moisture condition of the crop for both effectiveness and efficiency of irrigation.

44

In een bijzondere uitwerking is de nieuwe regeling voor toediening van water aan een gewas modulair opgezet. De nieuwe regeling omvat hierbij als modules Beveiligingen en alarmering, kortweg ‘Begrenzingen’; Basisregelingen watergift en bemestingsmiddelen, kortweg ‘Basisregelingen’; Gewasregeling watergift, kortweg 5 'Watergift gewas’; Dosering bemesting, kortweg ‘Bemesting gewas’; Toediening middelen gewasbescherming;, kortweg ‘Gewas & bescherming’; Toediening groeiregulatoren;, kortweg ‘Groeiregulatie’; en Controle uitgroei plantdelen, kortweg ‘Uitgroei gewas’.In a special elaboration, the new regulation for applying water to a crop is set up in a modular fashion. The new regulation includes as security and alarm modules, in short "Limits"; Basic schemes watering and fertilizers, in short "Basic schemes"; Crop regulation watering, in short 5 'Watering crop'; Dosage fertilization, in short "Fertilization crop"; Administration of crop protection products ;, simply "Crop &protection"; Administration of growth regulators ;, in short "Growth regulation"; and Control outgrowth of plant parts, in short "Outgrowth of crop".

Als begrenzingen zijn in het regelprogramma instelbare alarmgrenzen 10 opgenomen ter beveiliging van apparatuur en proces. Voorbeelden van de alarmgrenzen zijn instelbare grenswaarden voor verdamping, watergift en instelbare minimum en maximum waarden voor de temperatuur van plantdelen. De software geeft alarmsignalen - hier toestand ‘rood’ - af wanneer de apparatuur de plant dan wel het gewas niet van water kan voorzien. Daarnaast worden waarschuwingsignalen en 15 alarmsignalen afgegeven, wanneer de vochttoestand van het gewas in de gevarenzone komt. Na onderlinge afweging van temperatuur en vochtbalansen van de plant en directe omgeving van de plant, duidt de nieuwe regeling of de vochttoestand van het gewas alarmerend is voor het voortbestaan van het gewas.Adjustable limits of alarms 10 are included in the control program to protect equipment and process. Examples of the alarm limits are adjustable limit values for evaporation, watering and adjustable minimum and maximum values for the temperature of plant parts. The software gives alarms - here the status is "red" - when the equipment cannot supply the plant or the crop with water. In addition, warning signals and alarm signals are issued when the moisture condition of the crop enters the danger zone. After mutual consideration of the temperature and moisture balances of the plant and the immediate environment of the plant, the new regulation indicates whether the moisture condition of the crop is alarming for the survival of the crop.

Met betrekking tot de basisregelingen watergift zijn voor het regelprogramma 20 modules ontwikkeld met een standaardregeling voor de watervoorziening, gebaseerd op klimaatomstandigheden zoals temperatuur, luchtvochtigheid, windsnelheid, en instraling, en op de vochttoestand van de bodem en/of een bewortelingssubstraat voor het gewas. De basisregeling gaat uit van een energiebalans en vochtbalans van bodem, plant en lucht. Uit de energiebalansen en vochtbalansen wordt de benodigde 25 hoeveelheid water berekend om een evenwichtsituatie te bereiken. Op basis van vochtverlies door verdamping en uitspoeling, uitgedrukt als percentage drain, wordt indicatief de gewenste watergift berekend. Deze berekening van de watergift wordt gecorrigeerd op basis van de vochttoestand van het wortelmilieu. Als voorbeeld wordt gesteld dat bij een volgroeid gewas alle inkomende straling wordt omgezet in latente 30 warmte, op te vatten als warmte opgesloten in waterdamp. Uit onderzoek komt naar voren dat een plant circa 60% van de stralingswarmte gebruikt voor de verdamping van water. Om te voorkomen dat een plant uitdroogt, is in derhalve een watergift gewenst van 0,24 liter per kJ/m2. Dit komt overeen met 2,4 cc per J/cm2. De watergift wordt gecorrigeerd op uitspoeling van water. Het gewenste drainpercentage is 35 instelbaar en hangt af van de vochtvasthoudendheid van het medium. De watergift is 5 derhalve te berekenen als een functie van een draincijfer ter bepaling van een overmaat aan water ten opzichte van de berekende gewasbehoefte, een gewasfactor welke het verdampingsrendement van plantvocht bepaald, een stralingssom in KJ/m2 en de verdampingswarmte van water in KJ/kg. Om verzadiging van de bovenlaag te 5 voorkomen, en daarmee verstikking van wortels, wordt in de praktijk de watergift over gietbeurten. De gewenste intervaltijd tussen gietbeurten is instelbaar en is gekoppeld aan watervoorraad en gewichtsafname van plant en medium.Regarding the basic watering controls, 20 modules have been developed for the control program with a standard water supply control, based on climatic conditions such as temperature, humidity, wind speed, and irradiation, and on the moisture condition of the soil and / or a rooting substrate for the crop. The basic regulation assumes an energy balance and moisture balance of soil, plant and air. From the energy balances and moisture balances, the required amount of water is calculated to achieve an equilibrium situation. Based on moisture loss due to evaporation and leaching, expressed as a percentage of drain, the desired watering amount is indicatively calculated. This calculation of watering is corrected based on the moisture status of the root environment. As an example it is stated that with a mature crop all incoming radiation is converted into latent heat, to be understood as heat trapped in water vapor. Research shows that a plant uses around 60% of the radiant heat for the evaporation of water. To prevent a plant from drying out, a watering rate of 0.24 liters per kJ / m2 is therefore desirable. This corresponds to 2.4 cc per J / cm2. The irrigation is corrected for water leaching. The desired drainage percentage is adjustable and depends on the moisture retention of the medium. The irrigation rate can therefore be calculated as a function of a drain figure for determining an excess of water relative to the calculated crop requirement, a crop factor that determines the evaporation efficiency of plant moisture, a radiation sum in KJ / m2 and the evaporation heat of water in KJ / kg. In order to prevent saturation of the upper layer, and hence the suffocation of roots, the watering over irrigation cycles is made in practice. The desired interval time between irrigation cycles is adjustable and is linked to water supply and weight reduction of plant and medium.

De module gewasregeling watergift omvat een aantal functies waaronder het beperken van de basisregeling watergift. Het is in principe mogelijk om op basis van 10 een warmtebalans de watergift te bepalen. Het vaststellen van intervaltijd tussen gietbeurten en het vaststellen van de uitspoeling, uitgedrukt in het “drainpercentage” wordt empirisch bepaald. In praktijk blijkt het precies vaststellen van de gewenste intervaltijd en gewenste waterovermaat niet optimaal. Afhankelijk van klimaatomstandigheden en gewastoestand, kunnen situaties van tekort of overmaat 15 aan water ontstaan.The crop control watering module comprises a number of functions, including limiting the basic watering control. In principle, it is possible to determine the water yield on the basis of a heat balance. The determination of the interval time between irrigation cycles and the determination of the leaching, expressed as the "drain percentage" is determined empirically. In practice, the precise determination of the desired interval time and desired water excess is not optimal. Depending on climate conditions and crop condition, situations of water shortage or excess may arise.

Gevolgen van een watertekort laten zich als volgt begrijpen. Als het plantdeel niet kan beschikken over voldoende water, droogt de plant uit. De temperatuur van het plantdeel stijgt. Bij een oplopende bladtemperatuur daalt de efficiency van tal van plantprocessen. Deze efficiency daling wordt vooral veroorzaakt door verstoring van 20 plantprocessen zoals fotosynthese en opbouw van cellen, en een toename van de dissimilatie ofwel verbranding van suikers. Daar komt bij dat door het relatieve watertekort de mate van celstrekking, en daar mee de gewasgroei, afneemt. De hogere planttemperatuur die met watertekort gepaard gaat leidt tot kleinere bladeren en verkorting van de stengel en een lager vruchtgewicht.The consequences of a water shortage can be understood as follows. If the plant part cannot have sufficient water, the plant will dry out. The temperature of the plant part rises. With an increasing leaf temperature, the efficiency of many plant processes drops. This efficiency decrease is mainly caused by disruption of plant processes such as photosynthesis and cell building, and an increase in dissimilation or burning of sugars. In addition, due to the relative water shortage, the degree of cell stretch, and with it crop growth, decreases. The higher plant temperature associated with water shortage leads to smaller leaves and shortening of the stem and a lower fruit weight.

25 Gevolgen van waterovermaat laten zich erdoor begrijpen dat wortels hebben voor wateropname zuurstof nodig. Bij een te grote waterovermaat verzuipt de plant, en stagneert de verdamping en koeling van het gewas. Er is dan geen zuurstof aanwezig voor wateropname. Evenals bij een watertekort in het wortelmilieu, stagneert de groei en verdamping. De planttemperatuur stijgt. Ondanks de overmaat van water in het 30 wortelmilieu, droogt de plant uit, door stagnatie van het watertransport in de plant.The consequences of excess water make it clear that roots need oxygen for water absorption. If the water quantity is too large, the plant will drown and the evaporation and cooling of the crop will stagnate. There is then no oxygen present for water absorption. As with a water shortage in the root environment, growth and evaporation stagnate. The plant temperature rises. Despite the excess of water in the root environment, the plant dries out, due to the water transport in the plant stagnating.

De module gewasregeling watergift kenmerkt de nieuwe regeling voor watergist aan een gewas. Hierbij wordt de intervaltijd tussen gietbeurten met behulp van verdampingsmetingen aan het gewas, geoptimaliseerd. De regeling anticipeert op water tekort in de verdampende delen, dat wil zeggen de bladeren van de plant. De 6 nieuwe regeling voorkomt groeistagnatie, doordat er voor de plant voldoende water beschikbaar is voor koeling van de bladeren en uitstrekking van cellen.The water crop crop control module features the new water yeast control for a crop. The interval time between irrigation cycles is hereby optimized with the aid of evaporation measurements on the crop. The regulation anticipates water shortage in the evaporating parts, ie the leaves of the plant. The 6 new regulation prevents growth stagnation, because there is sufficient water available for the plant to cool the leaves and extend cells.

Ten einde de vochttoestand van het gewas te meten, worden de verdamping en vochttoestand van een verdampend orgaan bepaald door het meten van de 5 temperatuur van doorgaans verdampende plantdelen. Door verdamping daalt de temperatuur van het verdampend object. De mate van afkoeling van het verdampende plantdeel wordt gerelateerd aan de toestand van de omgevingslucht het koelend vermogen door verdamping is groter, naarmate de temperatuur van het verdampend plantdeel lager is.In order to measure the moisture condition of the crop, the evaporation and moisture condition of an evaporating member are determined by measuring the temperature of generally evaporating plant parts. Evaporation lowers the temperature of the evaporating object. The degree of cooling of the evaporating plant part is related to the state of the ambient air, the cooling capacity due to evaporation is greater, the lower the temperature of the evaporating plant part.

10 Ten aanzien van de relatie tussen straling en verdamping stelt de onderhavige uitvinding dat de temperatuur van het verdampend plantdeel lager is dan de temperatuur van de omgevingslucht als het blad niet direct wordt beschenen door zonlicht. De temperatuur van het plantdeel stijgt, naarmate de directe straling op het gewas toeneemt. Bij hogere stralingsniveaus, groter dan 200W/m2, kan de 15 temperatuur van het verdampend plantdeel hoger zijn dan de temperatuur van de omringende lucht. Maar ook in dat geval heeft een vrij, verdampend blad relatief een lagere temperatuur blad met een lager vochtgehalte.With regard to the relationship between radiation and evaporation, the present invention states that the temperature of the evaporating plant part is lower than the temperature of the ambient air if the leaf is not directly illuminated by sunlight. The temperature of the plant part rises as the direct radiation on the crop increases. At higher radiation levels, greater than 200 W / m2, the temperature of the evaporating plant part can be higher than the temperature of the surrounding air. But also in that case, a free, evaporating leaf has a relatively lower temperature leaf with a lower moisture content.

Ten aanzien van verdamping onder in het gewas wordt opgemerkt dat de temperatuur van een onbeschenen blad vrijwel gelijk is aan de 20 omgevingstemperatuur. Door geringe verdamping onderin het gewas, zijn hier vrijwel geen temperatuursverschillen en vochtverschillen tussen plant en omgevingslucht. Er is geen luchtstroming omdat de drijvende kracht voor luchtstroming ontbreekt. Door het gebrek aan vochtafvoer bij het blad stagneert de uitgroei van plantdelen onderin het gewas.With regard to evaporation at the bottom of the crop, it is noted that the temperature of an unsheded leaf is almost equal to the ambient temperature. Due to slight evaporation at the bottom of the crop, there are virtually no temperature differences and moisture differences between the plant and ambient air. There is no air flow because the driving force for air flow is missing. Due to the lack of moisture drainage at the leaf, the growth of plant parts at the bottom of the crop stagnates.

25 Ten aanzien van verdamping middenin het gewas wordt opgemerkt dat de bladeren conform aan de uitvinding ten grondslag liggend inzicht, adiabatisch worden gekoeld door verdamping. Door gewasverdamping neemt het vochtgehalte van lucht toe. Vochtige lucht is lichter dan droge lucht. De waterdamp wordt vervolgens afgevoerd, door het opstijgen van vochtige lucht. Uit empirisch onderzoek komt naar 30 voren dat de temperatuur van verdampende plantdelen tenminste een halve graad Celcius lager is, dan de temperatuur van de omringende lucht. Naarmate er meer vocht wordt afgevoerd bij de verdampende plantdelen, daalt de temperatuur van de omgevingslucht. Uit empirisch onderzoek komt naar voren dat een temperatuursverschil tussen blad en omgevingslucht van 1 tot 1,50 optimaal is.With regard to evaporation in the middle of the crop, it is noted that the leaves are adiabatically cooled by evaporation in accordance with the insight underlying the invention. The moisture content of air increases due to crop evaporation. Humid air is lighter than dry air. The water vapor is then drained off by taking off moist air. Empirical research has shown that the temperature of evaporating plant parts is at least half a degree Celsius lower than the temperature of the surrounding air. As more moisture is removed from the evaporating plant parts, the temperature of the ambient air falls. Empirical research has shown that a temperature difference between leaf and ambient air of 1 to 1.50 is optimal.

77

Ten aanzien van verdamping boven in het gewas wordt opgemerkt dat de bladeren boven in het gewas de hemel ‘zien’. Als de zon schijnt, neemt de temperatuur van verdampende plantdelen toe. Naarmate de straling toeneemt, stijgt de temperatuur van de beschenen plantdelen. Bij een optimale verdamping, wordt de 5 temperatuursstijging van het verdampende plantdeel getemperd. In de praktijk zal de het temperatuursverschil oplopen, maar bij een optimale verdamping is de temperatuursstijging door het (stralings-) warmteoverschot beperkt. In de praktijk zal onder optimale omstandigheden, het verschil in temperatuur, tussen beschenen plantdelen en omgevingslucht, niet meer bedragen dan 3 °C.With regard to evaporation at the top of the crop, it is noted that the leaves at the top of the crop "see" the sky. When the sun shines, the temperature of evaporating plant parts increases. As the radiation increases, the temperature of the affected plant parts rises. With optimum evaporation, the temperature rise of the evaporating plant part is tempered. In practice, the temperature difference will increase, but with an optimal evaporation, the temperature rise due to the (radiation) heat surplus is limited. In practice, under optimum conditions, the difference in temperature between lit plant parts and ambient air will not exceed 3 ° C.

10 De verdamping van een plant of gewas kan om twee redenen stagneren. Het verdampend plantdeel, het blad, kan geen vocht kan afgeven aan de omringende lucht, of er is minder vocht beschikbaar is voor verdamping, doordat de aanvoer van vocht naar het plantdeel stagneert.The evaporation of a plant or crop can stagnate for two reasons. The evaporating plant part, the leaf, cannot release moisture to the surrounding air, or there is less moisture available for evaporation, because the supply of moisture to the plant part stagnates.

Met betrekking tot de Regeling voor watergift volgens de uitvinding wordt 15 voorts nog opgemerkt dat de bij de bekende systemen het tijdstip van watergift is gebaseerd op weersverwachting en instraling, al dan niet aangevuld met het vochtgehalte van het medium. De regeling volgens de uitvinding gaat voor het bepalen van de totale watergift over een etmaal uit van een energiebalans. Het warmteoverschot, circa 60 % van de inkomende straling, wordt afgevoerd door het 20 omzetten van warmte in latente warmte, ofwel in verdamping.With regard to the Regulation for irrigation according to the invention, it is furthermore noted that the timing of irrigation in the known systems is based on weather forecast and irradiation, whether or not supplemented by the moisture content of the medium. The regulation according to the invention assumes an energy balance for determining the total watering over a 24-hour period. The surplus heat, approximately 60% of the incoming radiation, is removed by converting heat into latent heat, or into evaporation.

Het nieuwe watergeefsysteem regelt het tijdstip van de watergift, en de grootte van een gietbeurt, niet door het meten van omgevingsfactoren maar door het meten van de vochttoestand van de plant. Hierbij is verandering van de vochttoestand van het verdampende plantdeel leidend voor de aansturing van een watergeefinstallatie.The new watering system controls the time of watering and the size of a watering cycle, not by measuring environmental factors but by measuring the moisture condition of the plant. Here, a change in the moisture condition of the evaporating plant part is leading for the control of a watering installation.

25 Wanneer in dit opzicht de temperatuur van de verschillende verdampende organen ten op zichte van elkaar en ten opzichte van de omgevingslucht afwijken, althans relatief snel afwijken dan geeft het geeft het geautomatiseerde watergeefsysteem per relatie een waarschuwing. Hierbij wordt met relatie bedoeld de verhouding tussen toestand van een plant en toestand van omgevende lucht op een 30 corresponderend niveau. Vrijgave van een watergeef beurt is alleen mogelijk als bij meerdere relaties een consistente afwijking wordt geregistreerd. Als er door de regeling, in de praktijk veelal uitgevoerd met een automatische besturingseenheid, een watergeefsignaal wordt gegeven, wordt de benodigde hoeveelheid water berekend met behulp van een formule op basis van de in het voorgaande genoemde factoren, 35 daarbij rekening houdend met gewas en bodemeigenschappen.In this respect, if the temperature of the various evaporating members deviate from each other and relative to the ambient air, or at least deviate relatively quickly, it gives the automated watering system a warning for each relation. Here, the relationship is understood to mean the ratio between the state of a plant and the state of surrounding air at a corresponding level. Release of a watering turn is only possible if a consistent deviation is registered for several relationships. If a watering signal is given as a result of the control, in practice often carried out with an automatic control unit, the required amount of water is calculated using a formula on the basis of the aforementioned factors, taking into account crop and soil properties. .

88

Bij de regeling wordt vervolgens de hoeveelheid verdampt water aangevuld. Na een instelbare wachttijd, die afhankelijk van teeltsituatie en installatie, wordt pas een volgende gietbeurt gegeven, als opnieuw de vochttoestand van de plant afwijkt. Telkens wordt de grootte van de gift berekend op basis van de vochtenergiebalans. Bij 5 de installatie kan een extra terugkoppeling zijn opgenomen, door het meten van de waterovermaat ten behoeve van de drain. Als het daarmee bepaalde draincijfer afwijkt, dan wordt de gewasfactor adaptief aangepast.The amount of evaporated water is then supplemented with the control. After an adjustable waiting time, which depends on the cultivation situation and installation, a subsequent watering cycle is only given if the moisture condition of the plant deviates again. Each time the size of the gift is calculated based on the moisture energy balance. An additional feedback may be included in the installation by measuring the excess water for the drain. If the drain figure determined thereby deviates, the crop factor will be adjusted adaptively.

Samenvattend geldt dat in de bekende praktijk wordt watergegeven op basis van ervaring. Bij geautomatiseerde regelingen wordt de watergift geregeld op basis 10 van omgevingsfactoren van de plant. De basis van deze regelingen is een tijdstart, waarbij de grootte van de watergeefbeurt direct wordt gerelateerd aan de instraling, al dan niet aangevuld met gewichtsmetingen van de plant en vochtmetingen van het wortelmedium.In summary, it applies that in known practice watering is based on experience. With automated controls, watering is regulated on the basis of environmental factors of the plant. The basis of these controls is a time start, in which the size of the watering is directly related to the irradiation, whether or not supplemented with weight measurements of the plant and moisture measurements of the root medium.

Bij de regeling volgens de huidige uitvinding bepaalt de vochttoestand van 15 plant, en de verdampende plantdelen, de hoeveelheid en het tijdstip van de watergift. De vochttoestand van het gewas wordt hierbij volgens een bevoorkeurde uitvoering bepaald door het meten planttemperaturen in het gewas en de daaraan gekoppelde temperatuur van de omgevingslucht.With the control according to the present invention, the moisture condition of the plant, and the evaporating plant parts, determines the amount and the time of watering. The moisture state of the crop is hereby determined according to a preferred embodiment by measuring plant temperatures in the crop and the temperature of the ambient air coupled thereto.

Door het beoordelen en waarderen van de verschillende vochtrelaties, op 20 verschillende hoogtes in het gewas, kunnen waarschuwingssignalen en stuursignalen worden gegenereerd voor het regelen van de watergift.By assessing and evaluating the different moisture relationships at different heights in the crop, warning signals and control signals can be generated for controlling watering.

Als de nieuwe regeling een signaal voor het geven van een watergeefbeurt verstrekt, dan wordt de grootte van de beurt berekend met behulp van een vochtenergie balans. De grootte van de watergift wordt gelijk gesteld aan de in die 25 periode hoeveelheid verdampt water.If the new control provides a signal for giving a watering turn, the magnitude of the turn is calculated using a moisture energy balance. The magnitude of the watering is set equal to the amount of water evaporated during that period.

De regeling voorziet op deze manier te allen tijde de plant van voldoende water, om zich zelf door verdamping te koelen. De regeling optimaliseert de watergift, waarbij situaties van watertekort ofwel droogte en waterovermaat worden vermeden. De regeling kan worden toegepast op alle (geautomatiseerde) watergeefsystemen.In this way, the regulation provides the plant with sufficient water at all times to cool itself by evaporation. The control optimizes the watering, whereby situations of water shortage or drought and water excess are avoided. The regulation can be applied to all (automated) watering systems.

30 Gegeven een bepaalde teeltsituatie en technische randvoorwaarden, optimaliseert de nieuwe regeling de watergift voor alle gewassen, zowel in een beschermde omgeving zoals kassen en teeltruimtes, als buiten, en zowel voor planten in de volle grond, als voor planten in substraat.Given a certain growing situation and technical preconditions, the new regulation optimizes watering for all crops, both in a protected environment such as greenhouses and growing areas, as well as outside, and for both open ground plants and for plants in substrate.

Optimalisatie van de watergift, leidt tot groeiwinst - op grond van voorlopige 35 beproeving in het bereik van 10 tot 30 % - en tot vermindering van de watergift, en wel 9 naar voorlopig resultaat in het bereik van 20 tot 40%. Door de watergift in overeenstemming te brengen met de vochtbehoefte van de plant, worden ongewenste teeltsituaties door respectievelijk water tekort of waterovermaat vermeden.Optimization of irrigation leads to growth gain - based on preliminary testing in the range of 10 to 30% - and to reduction of irrigation, namely 9 to provisional result in the range of 20 to 40%. By bringing the watering in accordance with the moisture requirement of the plant, undesired cultivation situations due to water shortage or excess water are avoided.

Per gewas en teeltsituatie, daaronder begrepen de technische installatie zijn 5 grenswaarden en randvoorwaarden voor watergift instelbaar en regelbaar.For each crop and cultivation situation, including the technical installation, 5 limit values and limiting conditions for watering are adjustable and adjustable.

De uitvinding zal thans bij wijze van voorbeeld nader worden toegelicht aan de hand van een tekening waarin:The invention will now be further explained by way of example with reference to a drawing in which:

Figuur 1 is een schematische weergave van een model van een gebruikelijke kas, meetsysteem, klimaatregeling en watergeefsysteem; 10 Figuur 2 is een weergave conform figuur 1 van een kas met een meetsysteem en gewasmodel volgens de onderhavige uitvinding;Figure 1 is a schematic representation of a model of a conventional greenhouse, measuring system, climate control and watering system; Figure 2 is a representation in accordance with Figure 1 of a greenhouse with a measuring system and crop model according to the present invention;

Figuur 3A is een schematisch overzicht van de hoeveelheid en soort metingen dat in een conventionele kas wordt uitgevoerd; terwijlFigure 3A is a schematic overview of the amount and type of measurements performed in a conventional greenhouse; while

Figuur 3B geeft in een opzet overeenkomstig figuur 3A meetpunten conform het 15 model van de uitvinding weer.Figure 3B shows measuring points in accordance with the model of the invention in an arrangement according to Figure 3A.

Figuren 4A en 4B representeren de meetpunten volgens de figuren 3A en 3B voor een vollegrondsituatie;Figures 4A and 4B represent the measuring points according to figures 3A and 3B for a field-based situation;

Figuur 5 is een voorbeeld van een gecomputeriseerd bedieningspaneel voor een werkwijze en regelsysteem volgens de uitvinding; 20 Figuur 6 geeft een conventioneel model voor gewas besturing en bemeting weer;Figure 5 is an example of a computerized control panel for a method and control system according to the invention; Figure 6 shows a conventional model for crop control and measurement;

Figuur 7A geeft een voorbeeld van toepassing van een gewasmodel, meetsysteem en vochttoedieningsregeling volgens de onderhavige uitvinding;Figure 7A gives an example of application of a crop model, measuring system, and moisture administration control according to the present invention;

Figuur 7B geeft een voorbeeld van toepassing van het gewasmodel aan de hand 25 van een referentieplant.Figure 7B gives an example of application of the crop model on the basis of a reference plant.

In de figuren zijn overeenkomstige constructieve delen met gelijke verwijzingstekens aangeduid.Corresponding structural parts are designated in the figures with the same reference numerals.

Figuur 1 illustreert bij wijze van voorbeeld, aan de hand van een schematische weergave een algemeen gangbaar model voor een regeling van een 30 klimaat in een gebouw voor het onderbrengen en behuizen van een gewas. In dit model is een meetsysteem opgenomen voor het bepalen van de conditie van het gewas. In het onderhavige voorbeeld wordt een dergelijk gebouw weergegeven aan de hand van een traditionele kas 35. Deze is voorzien van een in deze figuur overigens niet nader weergegeven regeleenheid. Deze eenheid is verantwoordelijk 35 voor het automatisch regelen van het klimaat in het gebouw, in casu de kas. Een 10 dergelijke regeling is doorgaans gericht op een doeiklimaat, en gaat daarbij uit van waarnemingen, dat wil zeggen automatische opname van voor het gebouw interne en externe klimaatgegevens, en aansturing van gebouwcomponenten. In dit voorbeeld zijn dit kascomponenten zoals verwarmingsbuizen 4 van een verwarmingsinrichting 5 voor het gebouw, beluchtingsopeningen 5 van een beluchtingsinrichting ten behoeve van beluchting van het gebouw, C02-toedieningsbuizen 6 van een eventuele C02 toedieningsinrichting, scherming 7 van een schermingsinrichting voor het gebouw, belichting 8 van een belichtingsinrichting, en benevelingspunt 9 van een eventuele benevelingsinrichting.Figure 1 illustrates by way of example, on the basis of a schematic representation, a generally accepted model for controlling a climate in a building for accommodating and housing a crop. This model includes a measuring system for determining the condition of the crop. In the present example, such a building is represented on the basis of a traditional greenhouse 35. It is provided with a control unit, which is otherwise not shown in this figure. This unit is responsible for automatically controlling the climate in the building, in this case the greenhouse. Such a regulation is generally focused on a target climate, based on observations, that is to say automatic recording of internal and external climate data for the building, and control of building components. In this example, these are greenhouse components such as heating pipes 4 of a building heating device 5, aeration openings 5 of an aeration device for building aeration, CO2 application pipes 6 of an optional CO2 application device, screening 7 of a building screening device, lighting 8 of an exposure device, and point of view 9 of a possible misting device.

10 Bij de automatische regeling wordt gebruik gemaakt van interne en externe klimaatgegevens zoals opgenomen via bijvoorbeeld een extern weerstation 3 en via interne sensoren met klimaatsensorsets 1 en temperatuursensoren 2 voor de opname van de temperatuur van het gewas. De sensorsets voor het opnemen van waarden voor het interne klimaat omvatten sensoren voor het meten van de luchttemperatuur 15 Ti, de relatieve luchtvochtigheid Mi en met name in kassen, tevens het C02-gehalte Q in de lucht. Hiernaast kan veelal tevens beschikt worden over een opneeminrichting voor het opnemen van waarden voor de temperatuur van het gewas, voorzien van gewastemperatuursensoren 2. De door een in de figuur niet weergegeven automatische regeleenheid verwerkte waarden voor externe klimaatgegevens 20 omvatten in een bekende regelinrichting behalve die voor zonnestraling W en temperatuur To doorgaans ook die voor relatieve luchtvochtigheid Mo, windsnelheid en windrichting.With automatic control, use is made of internal and external climate data as recorded, for example, via an external weather station 3 and via internal sensors with climate sensor sets 1 and temperature sensors 2 for recording the temperature of the crop. The sensor sets for recording values for the internal climate include sensors for measuring the air temperature Ti, the relative humidity Mi and in particular in greenhouses, also the CO2 content Q in the air. In addition, it is often also possible to have a pick-up device for recording values for the temperature of the crop, provided with crop temperature sensors 2. The values for external climate data processed by an automatic control unit (not shown in the figure) include in a known control device except those for solar radiation W and temperature To usually also those for relative humidity Mo, wind speed and wind direction.

De bekende kas omvat klimaatbeinvloedende elementen met nabij de onderzijde van de kas verwarmingsbuizen 4, daardoorheen stromend meer of minder verwarmd 25 water, en één of meer C02-aanvoerkanalen 6 voor het aanvoeren van C02, bijvoorbeeld ter bevordering van gewasgroei. De verwarmingsbuizen 4 en C02-aanvoerkanalen 6 zijn veelal opgenomen in de nabijheid van, althans onder het hoogte-niveau van een susbstraatgoot 12, dan wel goot of houder 12 voor een anderssoortige bewortelingsbasis 11 voor een gewas. Het gewas is in de figuren 30 weergegeven door een exemplarische plant 10 uit een tuinbouwgewas zoals tomaat, waarbij de plant is weergegeven vanuit het aanzicht van een dwarsdoorsnede van een plantenrij, en waarbij slechts de uitgroei daarvan naar de rechterhelft van de plant is weergegeven. De substraatgoot 12 bevindt zich in dit voorbeeld op een gewichtsmeetinrichting voor het bepalen van toename en/of verbruik van het gewas in 35 gewicht.The known greenhouse comprises climate-influencing elements with heating pipes 4 near the underside of the greenhouse, water flowing therethrough or less, and one or more CO 2 supply channels 6 for supplying CO 2, for example for promoting crop growth. The heating pipes 4 and CO 2 supply channels 6 are usually included in the vicinity of, at least below, the height level of a suspend gutter 12, or gutter or holder 12 for a different rooting base 11 for a crop. The crop is shown in Figs. 30 by an exemplary plant 10 from a horticultural crop such as tomato, wherein the plant is shown from the cross-sectional view of a row of plants, and where only its growth to the right half of the plant is shown. In this example, the substrate gutter 12 is located on a weight measuring device for determining the increase and / or consumption of the crop in weight.

1111

Nabij de bovenzijde omvat de bekende kas een bekende vernevelinginrichting 9, in de figuur gerepresenteerd door een enkele verneveldop daarvan, een bekende belichtingsinstallatie 8 voor het gewas, hier gerepresenteerd door een enkele lamp daarvan, en een bekende scherm- dan wel verduisteringsinstallatie 7, voor het 5 gedeeltelijk respectievelijk geheel verduisteren van het gewas. In de nok omvat de kas een beluchtingopening met een automatisch bedienbaar dekdeel ofwel raam 5, bediend onder aansturing van een voorts bij de kas horende, genoemde, in de figuur niet nader aangegeven regeleenheid, veelal een computersysteem.Near the top, the known greenhouse comprises a known spraying device 9, represented in the figure by a single spraying cap thereof, a known lighting installation 8 for the crop, here represented by a single lamp thereof, and a known screening or darkening installation 7, for the 5 partially or completely obscuring the crop. In the ridge the greenhouse comprises an aeration opening with an automatically operable cover part or window 5, operated under the control of a control unit which is furthermore associated with the greenhouse, said control unit, not further specified in the figure, often a computer system.

De in de bekende kasconstructie veelal gehanteerde werkwijze en de daarvan 10 uitgaande regelsystemen zijn gericht op het afregelen van als ideaal voor een groeiklimaat vastgestelde waarden voor temperatuur Tid, luchtvochtigheid Mid en C02-gehalte Qid in de kas, dat wil zeggen in het geheel van de kas, dan wel in de directe omgeving van het gewas. De bekende systemen corrigeren voor afwijkingen daarop zoals ten gevolge van veranderende inval van licht of buitentemperatuur door 15 het aansturen van genoemde beïnvloedingsmiddelen zoals ramen 5, verwarmingsbuizen 4 en scherminrichtingen 7. De luchtaanvoerkanalen 6 worden in de bekende klimaatregeling, althans in het bekende teeltsysteem voor tuinbouwgewassen ingezet voor het toedienen C02. Het gewas wordt in dit bekende model veelal op gezette, dat wil zeggen vaste, al dan niet ervaringsgewijs bepaalde 20 tijden en regelmaat dan wel interval bevloeid ten behoeve van vochtopname.The method often used in the known greenhouse construction and the control systems based on it are aimed at adjusting values determined as ideal for a growth climate for temperature Tid, atmospheric humidity Mid and CO2 content Qid in the greenhouse, that is to say in the whole of the greenhouse, or in the immediate vicinity of the crop. The known systems correct for deviations therefrom such as as a result of changing incidence of light or outside temperature by controlling said influencing means such as windows 5, heating pipes 4 and screen devices 7. The air supply ducts 6 are provided in the known climate control, at least in the known cultivation system for horticultural crops used for administering CO2. In this known model, the crop is often irrigated, that is to say fixed times, whether or not determined by experience, and regularity or interval, for irrigation purposes.

Figuur 2 illustreert een kas voorzien van een meetsysteem ten behoeve van een regelsysteem voor althans de vochttoediening aan het gewas, volgens de huidige uitvinding. Hierbij worden zowel de temperatuur Ti en relatieve luchtvochtigheid Mi van de het gewas omgevende lucht, als de planttemperatuur Tp op tenminste twee 25 onderscheidenlijke hoogten A, en B of C zoals in figuur 2, geregistreerd. Dit nieuwe model voor meting en voor besturing van gewasgroei, gaat er onder meer van uit dat het kasklimaat op adiabatische wijze door het gewas kan worden gekoeld, en wel door opname van vocht uit de planten 10. Het model gaat er op grond van natuurkundige principes van uit dat hierdoor in de nabijheid van de plant op natuurlijke wijze een 30 opwaartse luchtstroom 21 langs de plant 10, ofwel door het gewas ontstaat. Hierbij wordt gebruik gemaakt van het in de meteorologie bekende en natuurkundig verklaarde principe dat vochtige lucht lichter is dan droge lucht, en daardoor tot opstijging komt, ofwel voor een natuurlijke, ongeforceerde circulatie, in feite passage van lucht langs de plant 10 komt, in de figuur weergegeven met pijl 21. Het gewas, 35 althans de plant is hierdoor in staat zichzelf door verdamping te blijven koelen. Het 12 fenomeen van door vochtopname opstijgende lucht is tot noch toe voor de in de bekende kas optredende klimatologische processen althans kennelijk als van een verwaarloosbare orde beschouwd, zodat de opname hiervan in een klimaatmodel en daarop gebaseerde regeling geheel nieuw is. Met een op deze wijze geregelde koeling 5 van de planten uit het gewas, ofwel van het gewas, kan tot voor de plant optimale temperatuurswaarden voor fysiologische ontwikkeling worden gekomen en is adequate toediening van vocht van groot belang.Figure 2 illustrates a greenhouse provided with a measuring system for a control system for at least the moisture supply to the crop, according to the present invention. Hereby both the temperature Ti and relative humidity Mi of the air surrounding the crop, and the plant temperature Tp are recorded at at least two respective heights A, and B or C as in figure 2. This new model for measuring and controlling crop growth assumes, among other things, that the greenhouse climate can be cooled adiabatically by the crop, namely by absorbing moisture from the plants 10. The model assumes physical principles it is assumed that in this way in the vicinity of the plant an upward air flow 21 along the plant 10, or through the crop, occurs naturally. Use is made here of the principle known in meteorology and explained physically that moist air is lighter than dry air, and therefore rises, or for a natural, forced circulation, in fact passage of air along the plant 10 enters the figure is shown with arrow 21. The crop, at least the plant, is hereby able to continue to cool itself by evaporation. The 12 phenomenon of air rising due to moisture uptake has until now not been considered at least apparently of negligible order for the climatic processes occurring in the known greenhouse, so that its incorporation into a climate model and control based thereon is entirely new. With cooling of the plants from the crop, or of the crop, regulated in this way, optimum temperature values for physiological development can be achieved for the plant and adequate administration of moisture is of great importance.

Zoals in Figuur 2 weergegeven kan een aanvoerbuis 19 voor geconditioneerde lucht zijn opgenomen in de onmiddellijke nabijheid van het gewas, in het bijzonder met 10 uitstroomopeningen 20 direct onder de zijkant van het gewas, gezien in aanzicht van een dwarsdoorsnede van een gewasrij. Hierbij monden uitstroomopeningen uit in een gebied dat de verticale projectie van plant 10 omvat maar niet die van de gewasgoot 12. De aanvoer is zodanig ingesteld dat de verse lucht onder overwinning van enige uittreedtweerstand van de opening in het aanvoerkanaal, althans nagenoeg vrij, dat wil 15 zeggen ongeforceerd de kasruimte binnen komt. Een vervolgende opname van deze lucht in een beoogde luchtstroom 21 wordt gerealiseerd door trek ten gevolge van in de nabijheid van het blad, dat wil zeggen in de nabijheid van een bladerdek opstijgende lucht.As shown in Figure 2, a supply pipe 19 for conditioned air may be included in the immediate vicinity of the crop, in particular with outflow openings 20 directly below the side of the crop, viewed in cross-sectional view of a crop row. Outflow openings hereby result in an area comprising the vertical projection of plant 10 but not that of the crop gutter 12. The supply is set such that the fresh air, at least practically free, wants to escape from any exit resistance from the opening in the supply channel. 15 say that the greenhouse room is unforced. A subsequent incorporation of this air in an intended air flow 21 is achieved by draft due to air rising in the vicinity of the leaf, i.e. in the vicinity of a foliage.

Figuur 3A is een schematisch overzicht van de hoeveelheid en soort metingen 20 dat in een conventionele kas van figuur 1 wordt uitgevoerd. Deze bestaat in feite uit een op voorgeschreven hoogte, veelal gewashoogte opgenomen sensorkast 1 voor het bepalen van de toestand van de lucht in de kas, en een sensor 2 voor het opnemen van de gewastemperatuur. Voor het meten van de luchttoestand zijn drie sensoren a, b en c opgenomen voor respectievelijk de temperatuur, de relatieve 25 vochtigheid en het C02 gehalte van de lucht in de kas. Voor het bepalen van de gewastemperatuur is de sensor 2 veelal gericht op de groeipunt van het gewas, althans een plant daaruit.Figure 3A is a schematic overview of the amount and type of measurements that are performed in a conventional greenhouse of Figure 1. This actually consists of a sensor box 1, which is included at a prescribed height, often crop height, for determining the condition of the air in the greenhouse, and a sensor 2 for recording the crop temperature. For measuring the air condition, three sensors a, b and c are included for respectively the temperature, the relative humidity and the CO2 content of the air in the greenhouse. For determining the crop temperature, the sensor 2 is usually directed at the growing point of the crop, at least one plant therefrom.

Figuur 3B geeft in een opzet overeenkomstig figuur 3A meetpunten conform het model van de uitvinding weer. Hierbij worden de toestand van lucht, dat wil zeggen ten 30 minste relatieve luchtvochtigheid en temperatuur daarvan, en van gewas steeds op corresponderende hoogte bepaald en wel op ten minste twee onderscheidenlijke hoogten in het gewas. In dit voorbeeld wordt het C02 gehalte bepaald op een enkel niveau tussen het gewas. De toestand van de lucht wordt derhalve tussen het gewas in bepaald. De temperatuur van het gewas wordt op beide, dan wel alle hoogten 35 althans bij voorkeur bepaald aan de hand van een enkele plant uit het gewas. Voor de 13 bepaling van de toestand van gewas en lucht is een enkele verzameling van de weergegeven meetpunten in principe voldoende. Het verdient de voorkeur deze meting aan te vullen met een zogenaamde “over gewas” meting van de gewastemperatuur. Hiertoe is een in de figuur niet weergegeven sensor in de vorm 5 van een infraroodcamera in het meetsysteem volgens de uitvinding opgenomen. Deze bestrijkt een groep van planten, dat wil zeggen een oppervlak met groeipunten van veelal ten minste 10 m2. Bij voorkeur is dit een groep waarin de op ten minste twee niveaus opgenomen sensorstellen voor bemeting van lucht en gewas aanwezig zijn. Een dergelijk meetsysteem is bij voorkeur ten minste 10 meter van een althans 10 voorbestemde rand van een gewas opgenomen.Figure 3B shows measuring points in accordance with the model of the invention in an arrangement according to Figure 3A. The condition of air, that is to say at least relative air humidity and temperature thereof, and of crop is hereby always determined at a corresponding height, namely at least two respective heights in the crop. In this example, the CO2 content is determined at a single level between the crop. The condition of the air is therefore determined between the crops. The temperature of the crop is determined at both, or all heights, at least preferably on the basis of a single plant from the crop. For the determination of the state of crop and air, a single set of the displayed measuring points is in principle sufficient. It is preferable to supplement this measurement with a so-called "over crop" measurement of the crop temperature. For this purpose, a sensor in the form of an infrared camera, not shown in the figure, is included in the measuring system according to the invention. This covers a group of plants, that is to say a surface with growth points, often at least 10 m2. This is preferably a group in which the sensor sets for measuring air and crop are included on at least two levels. Such a measuring system is preferably included at least 10 meters from an at least 10 predetermined edge of a crop.

De figuren 4a en 4b illustreren dat het conventionele en het meetsysteem volgens de uitvinding zoals hiervoor is weergegeven evenzeer en op overeenkomstige wijze toegepast, c.q. toepasbaar is in een volleveldsituatie, zij het dat de C02 meting doorgaans niet wordt toegepast.Figures 4a and 4b illustrate that the conventional and the measuring system according to the invention as described above is equally and similarly applied, or can be used in a full-field situation, although the CO2 measurement is generally not used.

15 Figuur 5 illustreert op schematische wijze een regelsysteem 27 volgens de uitvinding, omvattende een kas dan wel veld 35, althans een daarin c.q. daarop aanwezig gewas, een meetsysteem 36 zoals in het voorgaande beschreven, een vochttoedieningssysteem 34 en een automatische regeleenheid 33.Figure 5 illustrates schematically a control system 27 according to the invention, comprising a greenhouse or field 35, at least a crop present therein, a measuring system 36 as described above, a moisture administration system 34 and an automatic control unit 33.

Het vochttoedieningsysteem 34 omvat een op zichzelf bekende, regelbare 20 watertoedieningseenheid. Bij voorkeur zijn voorafgaand aan een regelbare toevoerklep voor water en volgend op een eventueel opgenomen, bij voorkeur regelbare klep, toedieningspoorten opgenomen voor het regelbaar in het water opnemen van aanvullende middelen zoals zuurgraadreguleringsmiddelen, en voedings- en of bestrijdingsmiddelen. Het aldus gevormde vocht wordt via een op zich 25 bekend vocht toedieningssysteem aan het gewas aangeboden.The moisture delivery system 34 comprises a per se known, controllable water delivery unit. Preferably, prior to a controllable water supply valve and following an optionally included, preferably controllable valve, application ports are included for controllably incorporating additional agents such as acidity control agents, and nutrient and / or control agents into the water. The moisture thus formed is offered to the crop via a moisture-application system known per se.

Figuur 6 illustreert een conventioneel meetsysteem voor vollegrondsteelt in nader detail, waarbij behalve een weerstation 3, een gewassensor 2 en een luchtsensorkast 1, veelal tevens een sensor Ms voor bemeting van de vochtigheidsgraad van de teelaarde is opgenomen.Figure 6 illustrates a conventional measuring system for open ground cultivation in further detail, in which apart from a weather station 3, a crop sensor 2 and an air sensor box 1, often also a sensor Ms for measuring the degree of humidity of the soil is included.

30 Figuur 7A illustreert grotendeels analoog aan de weergave volgens figuur 6, een meetsysteem en regeling, althans watergeefsysteem volgens de uitvinding zoals toegepast in vollegrondsteelt, en illustreert de opname van sensorstellen op twee niveaus tussen planten van het gewas in. Conform voorkeur omvat het meetsysteem in dit voorbeeld niet meer dan twee sensorstellen, dat wil zeggen een stel sensoren 35 voor lucht en plant. Deze zijn respectievelijk opgenomen nabij een onderste, 14 volgroeide en groene bladlaag van het gewas, en nabij een overeenkomstige bladlaag onder een groeipunt van het gewas. De figuur illustreert ten opzichte van figuur 6 dat een regeling voor watergift volgens de uitvinding afziet van een sensor voor het bepalen van de vochtigheid van de teelaarde, welke conventioneel een maat kan zijn 5 voor het toedienen van vocht aan het gewas. De vochttoedieningseenheid kan in principe gevormd zijn door elke bekende water of vochttoedieningssysteem, zoals druppel en bevloeiingssystemen, welke voorzien is van een regelbare toedieningsklep. Sensor 2c vormt in dit voorbeeld de zogenaamde overgewas temperatuurssensor.Figure 7A largely illustrates, analogous to the representation according to Figure 6, a measuring system and control, at least watering system according to the invention as applied in open ground cultivation, and illustrates the inclusion of sensor sets at two levels between plants of the crop. In accordance with preference, the measuring system in this example comprises no more than two sensor sets, i.e. a set of sensors 35 for air and plants. These are included respectively near a lower, 14 full-grown and green leaf layer of the crop, and near a corresponding leaf layer below a growing point of the crop. The figure illustrates with respect to figure 6 that a control for watering according to the invention waives a sensor for determining the moisture of the soil, which can conventionally be a measure for applying moisture to the crop. The moisture delivery unit can in principle be formed by any known water or moisture delivery system, such as droplet and irrigation systems, which is provided with an adjustable delivery valve. Sensor 2c in this example forms the so-called over-washed temperature sensor.

Figuur 7B illustreert conform figuur 7A een gewassituatie waarbij de regeling 10 voor water of vochttoediening aan een relatief laag gewas zoals een gewas met een enkele bladlaag, althans een minder goed op de beschreven wijze te bemeten gewas, gebruikt maakt van een zogenoemde referentieplant waarbij het meetsysteem volgens de uitvinding op eerder beschreven wijze, maatgevend voor vochttoediening aan het lagere gewas toegepast wordt. Toepassing van het gewasmodel en meetsysteem en 15 regeling dan wel monitoringsysteem volgens de uitvinding op deze wijze is zowel bij vollegrondsteelt als in beschermde omgeving zoals kas mogelijk.Figure 7B illustrates, in accordance with Figure 7A, a crop situation in which the control 10 for water or moisture administration to a relatively low crop, such as a crop with a single leaf layer, or at least a crop that cannot be measured properly in the manner described, uses a so-called reference plant in which the measuring system according to the invention, in a previously described manner, normative for the application of moisture to the lower crop. Application of the crop model and measuring system and control or monitoring system according to the invention in this way is possible both in open ground cultivation and in a protected environment such as greenhouse.

Ter verdere verduidelijking van de uitvinding, dan wel als achtergrond daarbij, wordt het volgende opgemerkt. De onderhavige uitvinding maakt gebruik van het gegeven dat de plant water opneemt voor de warmtehuishouding, transport van 20 voedingsstoffen en assimilaten en groei. De uitvinding maakt ook gebruik van het uit wetenschappelijk onderzoek bekende gegeven dat de plant het merendeel van de wateropname gebruikt voor temperatuurs-regulatie door verdamping. Door verdamping kan de plant de temperatuur van plantorganen reguleren. Deze warmteregulatie heeft grote invloed op plantprocessen als aanmaak van drogestof 25 ofwel fotosynthese, omzettingen van droge stof, bijvoorbeeld suikers, koolhydraten en zetmeel, verbranding ofwel dissimilatie en plantontwikkeling, waaronder begrepen groei, bloei, vruchtzetting en afsterving. Naast het reguleren, dat wil zeggen het meer of minder koelen, van de gewastemperatuur is verdamping onder meer een belangrijke drijvende kracht voor de opname voedingstoffen en transport van 30 oplosbare fotosyntheseproducten.For further clarification of the invention, or as a background thereto, the following is noted. The present invention makes use of the fact that the plant absorbs water for heat management, transport of nutrients and assimilates and growth. The invention also makes use of the fact known from scientific research that the plant uses most of the water intake for temperature regulation by evaporation. Evaporation allows the plant to regulate the temperature of plant organs. This heat regulation has a major influence on plant processes such as the production of dry matter or photosynthesis, conversions of dry matter, for example sugars, carbohydrates and starch, combustion or dissimilation and plant development, including growth, flowering, fruiting and dying. In addition to regulating, that is to say more or less cooling, the crop temperature, evaporation is, among other things, an important driving force for the uptake of nutrients and the transport of soluble photosynthesis products.

De plant gebruikt een relatief klein deel, 5 tot 15 % van het opgenomen water, voor groei van plantdelen. Deze groei realiseert de plant vooral door het strekken van cellen. Drijvende kracht voor de opname van water is de verdamping van het gewas. Het onderhavige regelsysteem is er dan ook op gericht door het afstemmen van de 35 wateropname op de verdamping, 10 tot 30 procent groeiwinst te realiseren.The plant uses a relatively small part, 5 to 15% of the absorbed water, for the growth of plant parts. The plant realizes this growth mainly by stretching cells. The evaporation of the crop is the driving force for the absorption of water. The present control system is therefore aimed at realizing a 10 to 30 percent growth profit by matching the water intake to the evaporation.

1515

Ingezien is voorts dat de plant uit oogpunt van gewasfysica als een adiabatische koeler met specifieke eigenschappen gezien kan worden. Al naar gelang de opnamecapaciteit van langsstrijkende lucht, daalt de temperatuur van het verdampend object, dat wil zeggen het blad. Naarmate het plantdeel meer verdampt, 5 zal het blad warmte afvoeren totdat een evenwichtstemperatuur is bereikt.It has further been recognized that from the point of view of crop physics the plant can be seen as an adiabatic cooler with specific properties. Depending on the absorption capacity of passing air, the temperature of the evaporating object, that is, the blade, drops. As the plant part evaporates more, the leaf will dissipate heat until an equilibrium temperature is reached.

De warmte afvoer door verdamping is aanzienlijk; voor de verdamping van 1 liter water is circa 2500 kJ vereist. De evenwichtstemperatuur van een blad ligt onder de temperatuur van de lucht rondom het blad. Alleen door direct opvallend licht kan de temperatuur van het blad stijgen boven de omgevingstemperatuur. Ook dan zal de 10 temperatuur van een verdampend blad lager zijn dan van een niet verdampend object, dan wel niet verdampend blad.The heat dissipation by evaporation is considerable; approximately 2500 kJ is required for the evaporation of 1 liter of water. The equilibrium temperature of a leaf is below the temperature of the air around the leaf. Only through direct incident light can the temperature of the leaf rise above the ambient temperature. Even then the temperature of an evaporating sheet will be lower than that of a non-evaporating object, or non-evaporating sheet.

Het is bekend dat de plant haar temperatuur reguleert en verlaagt door verdamping, en wel omdat tal van processen in de plant, waaronder fotosynthese, dissimilatie, en omzettingen van assimilaten, efficiënter verlopen bij een relatief lage 15 temperatuur. Het resultaat hiervan is een hogere netto aanmaak van droge stof. Voorwaarde voor een goede temperatuursregulatie is een onbelemmerende aanvoer van water. De wortels nemen water met voedingsstoffen op, en de plant transporteert dit water door de vaatbundels naar het verdampende organen (bladeren). Opgemerkt wordt dat het uit het proefschrift van A. de Koning bekend is dat de dissimilatie, ofwel 20 de verbranding van suikers van een levend organisme, sterk toeneemt bij een hogere temperatuur. Het proefschrift gaat uit van een kwadratische toename van de verbranding. Stel bij wijze van voorbeeld dat toename dissimilatie van 25 °C naar 26 °C 1 is, dan neemt het verschil in dissimilatie bij temperatuursstijging van 25 naar 27 °C toe met een factor 4.It is known that the plant regulates and lowers its temperature through evaporation, because many processes in the plant, including photosynthesis, dissimilation, and assimilate conversions, run more efficiently at a relatively low temperature. The result is a higher net production of dry matter. A prerequisite for good temperature regulation is an unimpeded supply of water. The roots absorb water with nutrients, and the plant transports this water through the vascular bundles to the evaporating organs (leaves). It is noted that it is known from A. de Koning's dissertation that the dissimilation, or the burning of sugars from a living organism, increases sharply at a higher temperature. The dissertation assumes a quadratic increase in combustion. For example, if the increase in dissimilation from 25 ° C to 26 ° C is 1, then the difference in dissimilation with temperature rise from 25 to 27 ° C increases by a factor of 4.

25 Opgemerkt wordt voorts dat water relatief snel bij de watervragende, verdampende, plantdelen komt. Door verdamping neemt het watergehalte van het plantdeel af; de osmotische waarde van de cellen in het verdampend orgaan (blad) neemt toe. In de plant worden drukverschillen tussen plantcellen vereffend door opname van water van naastliggende cellen. Hierdoor neemt vervolgens ook in deze 30 cellen de osmotische waarde toe. Door vereffening van de osmotische druk in de cellen, gaat de plant uitdroging van verdampende plantdelen tegen.It is further noted that water reaches the water-bearing, evaporating, plant parts relatively quickly. The water content of the plant part decreases due to evaporation; the osmotic value of the cells in the evaporating organ (leaf) increases. In the plant, pressure differences between plant cells are compensated by the absorption of water from adjacent cells. As a result, the osmotic value also subsequently increases in these cells. By balancing the osmotic pressure in the cells, the plant prevents the evaporation of evaporating parts of the plant.

Het vereffenen van drukverschillen verloopt veel sneller dan het transporteren van water door de plant. Bij een hoog opgaand gewas als tomaat, bedraagt de transporttijd van water met voedingsstoffen, afhankelijk van de afstand tussen wortel 35 en topblad, 15 tot 20 minuten. Zonder breuken, althans lucht in de vatenbundels 16 verloopt de drukvereffening tussen wortels en bladeren vrijwel momentaan; de afstand tussen verdampend orgaan, doorgaans het blad, en het wateropnemend orgaan, doorgaans de wortels, is dan veel minder van belang.Clearing pressure differences is much faster than transporting water through the plant. With a high rising crop like tomato, the transport time of water with nutrients, depending on the distance between root 35 and top leaf, is 15 to 20 minutes. Without fractures, or at least air in the vessel bundles 16, the pressure equalization between roots and leaves proceeds almost instantaneously; the distance between the evaporating organ, usually the leaf, and the water-absorbing organ, usually the roots, is then much less important.

Een goede watervoorziening kan daarom direct drukfluctuaties door 5 watertekort opvangen. Door overheveling van water in de plant, wordt een tekort aan water in de cel voor verdamping, direct aangevuld, hetgeen volgens onderliggend inzicht de verklaring is van het mechanisme voor verdamping.A good water supply can therefore immediately compensate for pressure fluctuations due to a water shortage. By transferring water to the plant, a shortage of water in the cell for evaporation is immediately replenished, which, according to the underlying understanding, explains the mechanism for evaporation.

De plant reguleert derhalve de temperatuur van een plantdeel door verdamping. Als bij warmteoverschot het betreffende plantdeel zichzelf niet kan koelen 10 door verdamping, resulteert dit direct in een hogere temperatuur van het plantdeel. Door vochtverlies neemt de celspanning, ook wel celturgor genoemd, af. Bij een toenemend warmteoverschot droogt het plantdeel uit. Zowel celstrekking ofwel groei, als de hoeveelheid water in cel, is bij toestand van vochtverlies minder waardoor het plantgewicht daalt. Hierbij komt dat bij een hogere planttemperatuur ten gevolge van 15 uitdroging, plantprocessen minder efficiënt verlopen. Gegeven een bepaald lichtniveau, daalt in deze toestand de netto-fotosynthese door een hogere dissimilatie.The plant therefore regulates the temperature of a plant part by evaporation. If, in the event of a heat surplus, the relevant plant part cannot cool itself due to evaporation, this immediately results in a higher temperature of the plant part. Due to moisture loss, the cell voltage, also called cell turgor, decreases. The plant part dries out with an increasing heat surplus. Both cell stretching or growth, as well as the amount of water in the cell, are less in the case of a fluid loss, so that the plant weight drops. In addition, at a higher plant temperature as a result of dehydration, plant processes run less efficiently. Given a certain light level, the net photosynthesis decreases in this state due to a higher dissimilation.

Een hogere temperatuur van het plantdeel door opwarming van de zon, vergeleken met de temperatuur van andere plantdelen en kaslucht, duidt dus op een ontoereikende verdamping voor de koeling van het plantdeel. Feitelijk is er dan 20 onvoldoende water beschikbaar om het plantdeel af te koelen. De daling van het koelend vermogen van de plant, wordt veroorzaakt door stagnatie van wateropname bij de wortels, of door stagnatie van watertransport in de plant door breuken of lucht in de vaatbundels of doordat de plant geen vocht kan afgeven aan de omgeving.A higher temperature of the plant part due to heating of the sun, compared to the temperature of other plant parts and greenhouse air, therefore indicates insufficient evaporation for the cooling of the plant part. In fact, there is then insufficient water available to cool the plant part. The decrease in the cooling capacity of the plant is caused by stagnation of water uptake at the roots, or stagnation of water transport in the plant due to fractures or air in the vascular bundles or because the plant cannot release moisture to the environment.

Al naar gelang het onderlinge verloop en de relatie tussen temperatuur en 25 vochtafgifte van plantdelen, kan conform verder aan de huidige uitvinding ten grondslag liggend inzicht, het kasklimaat en de watervoorziening worden geoptimaliseerd. In een regeling volgens de onderhavige uitvinding worden dan ook de watergift, de dosering van meststoffen, de toediening gewasbeschermingsmiddelen en/of groeiregulatoren direct gekoppeld aan de vochttoestand van het 30 gewas. Naast een toename van de groei, en het althans sterk beperken van overschot in hoeveelheid bij watergift, omvat het resultaat van de nieuwe regeling een evenwichtige, gelijkmatige uitgroei van plantdelen. Ten einde tot een dergelijke nieuwe manier van watergeven te komen, omvat een ander aspect van de onderhavige uitvinding een meetsysteem dat op praktische wijze doeltreffend op het 35 watergeefsysteem volgens de uitvinding aansluit.Depending on the mutual course and the relationship between temperature and moisture release of plant parts, the greenhouse climate and water supply can be optimized in accordance with further insight underlying the present invention. In a control according to the present invention the watering, the dosage of fertilizers, the application of crop protection agents and / or growth regulators are therefore directly linked to the moisture condition of the crop. In addition to an increase in growth, and at least a strong limitation of surplus in quantity with irrigation, the result of the new regulation includes a balanced, even growth of plant parts. In order to arrive at such a new method of watering, another aspect of the present invention comprises a measuring system that connects effectively to the watering system according to the invention in a practical manner.

1717

Een doel van een dergelijk meetsysteem ofwel meetopstelling volgens de uitvinding is dan ook het genereren van meetgegevens over de opname van water en het meten van een vochttoestand van de plantdelen door het meten van de gewasverdamping De meetopstelling volgens de uitvinding omvat hiertoe ten minste 5 twee plantcamera’s in de vorm van infrarood meters en twee meetboxen met sensoren voor luchttemperatuur en luchtvochtigheid. Het watergeefsysteem en het meetsysteem volgens de huidige uitvinding maken geen onderscheid tussen vollegrondsteelt en kasteelt. De systemen zijn universeel toepasbaar.An aim of such a measuring system or measuring arrangement according to the invention is therefore to generate measuring data about the absorption of water and to measure a moisture condition of the plant parts by measuring crop evaporation. The measuring arrangement according to the invention comprises for this purpose at least 5 plant cameras. in the form of infrared meters and two measuring boxes with sensors for air temperature and humidity. The watering system and the measuring system according to the present invention make no distinction between open ground cultivation and castles. The systems are universally applicable.

Naast meetgegevens van het plantklimaat, worden ter controle gebruik gemaakt 10 van meetgegevens van het buitenklimaat, zoals instraling, uitstraling, buitentemperatuur, windsnelheid, windrichting, regen en groeilichtmeters zoals zogenaamde PAR-sensoren.In addition to measurement data from the plant climate, use is also made of measurement data from the outside climate, such as radiation, radiation, outside temperature, wind speed, wind direction, rain and growth light meters such as so-called PAR sensors.

Een uitgangspunt voor de regeling van de watergift wordt gevormd door verschilmetingen in temperatuur en vochttoestand van het blad en omgevingslucht. 15 Met behulp van meetwaarden uit deze verschilmeting worden in de regeling volgens de uitvinding op automatische wijze, dat wil zeggen met behulp van een regeleenheid, kengetallen gegenereerd voor de toediening van water, al dan niet als drager voor meststoffen, gewasbeschermingsmiddelen en groeiregulatoren. Bij de bepaling van de vochttoestand van het blad gaat het systeem volgens de onderhavige vinding er van 20 uit dat deze samenhangt met de bladtemperatuur. Indien het blad verzadigd is, komt de temperatuur van de dampspanning daaromheen overeen met de bladtemperatuur. Voor de genoemde samenhang, wordt gebruik gemaakt van de beschrijving daarvan in het op zichzelf bekende Mollier-diagram.A starting point for the regulation of watering is formed by difference measurements in temperature and moisture condition of the leaf and ambient air. With the aid of measured values from this difference measurement, in the control according to the invention, key figures are generated in an automatic manner, that is to say with the aid of a control unit, for the administration of water, whether or not as a carrier for fertilizers, crop protection agents and growth regulators. In determining the moisture condition of the leaf, the system according to the present invention assumes that it is related to the leaf temperature. If the leaf is saturated, the temperature of the vapor pressure around it corresponds to the leaf temperature. For the cohesion mentioned, use is made of the description thereof in the per se known Mollier diagram.

De verdamping, en het bepalen van de consequenties voor de wateropname, 25 worden bepaald door het meten van de temperatuur van verdampende plantdelen en de temperatuur en luchtvochtigheid van de direct omringende lucht, ofwel de toestand daarvan. Door het langstrijken van warme, onverzadigde lucht koelt de plant via het blad. Naarmate het blad hoger zit, zal althans door een eenparig versnelde, niet geforceerde luchtstroming, zoals bij door het vochtiger worden opstijgende lucht, de 30 verdamping toenemen en daarmee het blad meer afkoelen. Bij een verdampend gewas, is de temperatuur van het blad midden in het gewas, lager dan de temperatuur van het onderste blad. Als het topblad van het groeipunt niet, althans niet in bepaalde, onder omstandigheden minimale waarde, wordt beschenen door de zon, dan is ook deze temperatuur weer lager dan die van het middelste en het onderste blad.The evaporation, and the determination of the consequences for the water uptake, are determined by measuring the temperature of evaporating plant parts and the temperature and air humidity of the immediately surrounding air, or the condition thereof. The plant cools through the leaves by passing warm, unsaturated air. The higher the blade, at least due to a uniformly accelerated, non-forced air flow, such as with air rising through the damp, the evaporation will increase and thus the blade will cool down more. With an evaporating crop, the temperature of the leaf in the middle of the crop is lower than the temperature of the lower leaf. If the top leaf of the growing point is not illuminated by the sun, at least not in certain, minimum circumstances, then this temperature is again lower than that of the middle and bottom leaf.

1818

Uit eerder infrarood temperatuuronderzoek bij Chrysant door auteur en onderzoeker A. Langton, komt naar voren dat bij een verdampend gewas, de temperatuur van het middelste blad 0,5 °C tot 1,0 °C lager is dan de temperatuur van het onderste blad.From earlier infrared temperature research at Chrysanthemum by author and researcher A. Langton, it appears that with an evaporating crop, the temperature of the middle leaf is 0.5 ° C to 1.0 ° C lower than the temperature of the lower leaf.

5 De bladtemperatuur van het onderste blad kan door relatief geringe verdamping, 0,3 °C tot 0,5 °C lager zijn dan de directe omgevingstemperatuur. Het verschil tussen het onderste en een gezond verdampend blad midden in het gewas, is door toenemende verdamping groter. Bij een volgroeid en optimaal verdampend gewas, kan het verschil tussen het onderste en het verdampend blad midden in het 10 gewas, oplopen tot 1,3 °C. Daar staat tegenover dat de bladtemperatuur van een zonbeschenen blad hoog kan oplopen. Uit infraroodbeelden van chrysantenblad zijn temperatuursverschillen waargenomen van meer dan 20 °C.The leaf temperature of the lower leaf may be 0.3 ° C to 0.5 ° C lower than the immediate ambient temperature due to relatively low evaporation. The difference between the lower and a healthy evaporating leaf in the middle of the crop is greater due to increasing evaporation. With a fully grown and optimally evaporating crop, the difference between the lower and the evaporating leaf in the middle of the crop can increase to 1.3 ° C. On the other hand, the leaf temperature of a sunlit leaf can rise high. Temperature differences of more than 20 ° C have been observed from infrared images of chrysanthemum leaf.

De temperatuur van de bovenste bladeren, ofwel van de groeipunt van een plant, kan sterk variëren met fluctuaties in zoninstraling. De temperatuur van het 15 groeipunt heeft waarde voor het vastleggen van schadedrempels, ofwel de temperatuur waarbij definitieve schade aan het gewas ontstaat, bijvoorbeeld verbrande bladpunten, gele bladranden, bladafwijkingen, ook wel onder de noemer verbrandingsschade aan te duiden. De bladtemperatuur van het groeipunt kan snel oplopen door vochtgebrek. Indien uitdroging van een plant gepaard gaat met veel 20 zonnestraling, dan kan de koptemperatuur in een half uur oplopen van 20 °C tot 45 °C.The temperature of the upper leaves, or the growing point of a plant, can vary greatly with fluctuations in solar radiation. The temperature of the growing point has value for determining damage thresholds, or the temperature at which definitive damage to the crop occurs, for example burnt leaf tips, yellow leaf edges, leaf deviations, also referred to as burn damage. The leaf temperature of the growing point can quickly rise due to lack of moisture. If the drying out of a plant is accompanied by a lot of solar radiation, then the head temperature can rise from 20 ° C to 45 ° C in half an hour.

Daar staat tegenover dat een groeipunt ook kan uitdrogen door onderkoeling ten gevolge van uitstraling. De koptemperatuur kan tijdens heldere nachten en vroeg in de ochtend, twee tot vier graden liggen onder de omgevingstemperatuur. Door het grote dampspanningsverschil kunnen bladranden indrogen en ontstaan er bruine 25 bladpunten.On the other hand, a growth point can also dry out due to hypothermia due to radiation. The head temperature can be two to four degrees below ambient during clear nights and early in the morning. Due to the large vapor pressure difference, leaf edges can dry up and brown leaf tips arise.

Het meetsysteem volgens de uitvinding omvat ten minste twee infraroodmeters, die langs een opgaand gewas, op twee hoogtes staan opgesteld. De onderlinge afstand tussen de camera's bedraagt minimaal 0,3 meter. De infraroodmeters meten de bladtemperatuur van het onderste volgroeide blad, en een hoger gelegen blad, 30 midden tussen de planten in het gewas. De tweede sensor is halverwege de gewashoogte opgenomen, dat wil zeggen onder de groeipunt, recht boven de sensor onder in het gewas.The measuring system according to the invention comprises at least two infrared meters, which are arranged along an ascending crop at two heights. The mutual distance between the cameras is at least 0.3 meters. The infrared meters measure the leaf temperature of the lower mature leaf, and a higher leaf, midway between the plants in the crop. The second sensor is included halfway through the crop height, ie below the growing point, directly above the sensor at the bottom of the crop.

Zonnestraling in de atmosfeer verwarmt alleen vaste delen. Het direct opwarmend effect van lucht door straling van de atmosfeer is gering. Het kan alleen 35 verklaard worden door de opwarming van vaste (stof) deeltjes in lucht. Wanneer de 19 straling toeneemt, wordt lucht opgewarmd door de beschenen vaste objecten (grond, planten). Wanneer het object water verdampt, daalt de temperatuur van het object. Voor de verdamping onttrekt het object warmte aan zich zelf of neemt de benodigde warmte op uit de omgevinglucht. De temperatuur van het verdampend object is 5 daarom altijd lager dan dat van een niet verdampend object.Solar radiation in the atmosphere only heats solid parts. The direct warming effect of air due to radiation from the atmosphere is small. It can only be explained by the heating of solid (dust) particles in air. When the radiation increases, air is heated by the illuminated objects (soil, plants). When the object evaporates water, the temperature of the object drops. For evaporation, the object extracts heat from itself or absorbs the required heat from the ambient air. The temperature of the evaporating object is therefore always lower than that of a non-evaporating object.

In een kasteelt is de planttemperatuur van het onderste blad, door de relatief geringe verdamping, bijna gelijk aan de kastemperatuur. Het verschil tussen het onderste en middelste blad is door toenemende verdamping groter. Bij een volgroeid en optimaal verdampend gewas bedraagt het verschil tussen kastemperatuur en 10 bladtemperatuur ongeveer 0,6 °C tot 1,1 °C. Voorwaarde is dat de kastemperatuur en bladtemperatuur op ongeveer gelijke hoogte en dicht bij het plantdeel wordt gemeten.In a Kasteelt, due to the relatively low evaporation, the plant temperature of the lower leaf is almost the same as the greenhouse temperature. The difference between the lower and middle leaves is greater due to increasing evaporation. With a fully grown and optimally evaporating crop, the difference between greenhouse temperature and leaf temperature is approximately 0.6 ° C to 1.1 ° C. The condition is that the greenhouse temperature and leaf temperature are measured at approximately the same height and close to the plant part.

Uit gewasberekeningen en modelonderzoek komt naar voren dat bij een straling van circa 150 W/m2, het opwarmend effect van een verdampend plantdeel (blad), ongeveer gelijk is aan het afkoelend effect door verdamping. In dat geval is de 15 gemiddelde bladtemperatuur gelijk aan de kastemperatuur. Als de zoninstraling toe neemt, dan neemt de bladtemperatuur direct toe. Tot een instraling van 400 Watt per vierkante meter ligt de bladtemperatuur circa 2 °C hoger dan de kastemperatuur. Naar mate de straling toeneemt, stijgt ook de temperatuur van het blad. Maar bij een goed verdampend gewas, op voorwaarde dat de lucht het door het gewas verdampte water 20 kan opnemen, overstijgt de bladtemperatuur zelden de kastemperatuur met meer dan 4 °C. Een groter verschil tussen plantkop temperatuur en kastemperatuur pakt voor de plant bijzonder nadelig uit; de kop van de plant droogt uit.Crop calculations and model research show that with a radiation of around 150 W / m2, the warming effect of an evaporating plant part (leaf) is approximately the same as the cooling effect due to evaporation. In that case the average leaf temperature is equal to the greenhouse temperature. As the solar radiation increases, the leaf temperature immediately increases. Up to an irradiation of 400 watts per square meter, the leaf temperature is approximately 2 ° C higher than the greenhouse temperature. As the radiation increases, so does the temperature of the leaf. But with a properly evaporating crop, provided that the air can absorb the water evaporated by the crop, the leaf temperature rarely exceeds the greenhouse temperature by more than 4 ° C. A greater difference between plant head temperature and greenhouse temperature turns out to be particularly disadvantageous for the plant; the head of the plant dries out.

Door de metingen van plantcamera’s en meetboxen aan elkaar te relateren kan een temperatuurbalans en vochtbalans worden opgesteld voor plantdelen (bladeren) 25 kaslucht. Op basis van deze onderlinge relaties tussen kastemperaturen en bladtemperaturen kan worden vastgesteld hoe het verdampingsproces bij een plant, en daarmee de potentiële wateropname en de verdamping van een gewas verloopt. In een toepassing volgens de uitvinding zorgt een geautomatiseerd besturingssysteem er dan ook voor dat de watergift is afgestemd op de verdamping. Met de in het 30 voorgaande genoemde meetsysteem en toepassing van de genoemde inzichten in een geautomatiseerd besturingssysteem omvat de uitvinding tevens een regeling waarmee de groei en ontwikkeling van een gewas kan worden geoptimaliseerd.By relating the measurements of plant cameras and measuring boxes to each other, a temperature balance and moisture balance can be drawn up for plant parts (leaves) of greenhouse air. Based on these mutual relationships between greenhouse temperatures and leaf temperatures, it can be determined how the evaporation process at a plant, and thus the potential water absorption and the evaporation of a crop, proceeds. In an application according to the invention, an automated control system therefore ensures that the irrigation is adjusted to the evaporation. With the aforementioned measuring system and application of the aforementioned insights in an automated control system, the invention also comprises a control with which the growth and development of a crop can be optimized.

Het meetsysteem bestaat uit ten minste twee meetboxen, die langs een opgaand gewas, op twee hoogtes opgesteld staan. De hoogte van iedere meetbox 35 komt overeen met de hoogte van een gewascamera. De onderlinge afstand tussen 20 meetboxen bedraagt evenals bij de plantcamera's, minimaal 0,3 meter. De meetboxen meten de luchttemperatuur en luchtvochtigheid van het onderste volgroeide blad, en een hoger gelegen blad, midden in het gewas. Bij deze teelt, binnen een afstand van 500 m, wordt een weerstation geplaatst, met meetapparatuur voor buitentemperatuur, 5 instraling, windsnelheid, windrichting, regen, luchtvochtigheid en uitstraling. Het weerstation is vrij opgesteld van obstakels in de omgeving. De meethoogte van de meters is zodanig, dat de metingen een representatief beeld geven van het buitenklimaat voor het gewas.The measuring system consists of at least two measuring boxes, which are arranged at two heights along an ascending crop. The height of each measuring box 35 corresponds to the height of a crop camera. The distance between 20 measuring boxes is, as with the plant cameras, a minimum of 0.3 meters. The measuring boxes measure the air temperature and humidity of the lower mature leaf and a higher leaf in the middle of the crop. During this cultivation, within a distance of 500 m, a weather station is installed, with measuring equipment for outside temperature, irradiation, wind speed, wind direction, rain, humidity and radiation. The weather station is free from obstacles in the area. The measuring height of the meters is such that the measurements provide a representative picture of the outside climate for the crop.

De uitvinding heeft behalve op het in het voorgaande beschrevene eveneens 10 betrekking op alle details in de figuren, althans voor zover deze onmiddellijk en eenduidig voor een vakman herleidbaar zijn, en op al hetgeen is beschreven in het navolgende stel conclusies.In addition to the above described, the invention also relates to all details in the figures, at least insofar as they are immediately and unambiguously traceable to a person skilled in the art, and to all that is described in the following set of claims.

1 03 8 1 461 03 8 1 46

Claims

1. Greenhouse, or open field, at least intended to be provided with a crop, as well as crop, provided with a watering system in which the time and the amount of water supplied to the crop is based on a determination of a condition of the crop , based on processing by an automatic processing unit of measurement data from sensors directed at one or more plants from or for the benefit of the crop.

2. Greenhouse, field or crop according to claim 1, wherein the condition comprises the moisture condition of the crop.

Greenhouse, field or crop as claimed in claim 2, wherein the moisture condition is at least partly determined by a determination of the moisture loss by the crop, at least a reference plant therefor on the basis of at least the sensors directed to the crop.

Greenhouse, field or crop according to claim 1, 2 or 3, wherein the irrigation is a function of a determination of the risk of the crop surviving.

5. Greenhouse, field or crop according to any one of the preceding claims, wherein the determination of the risk of survival comprises a mutual consideration of temperature and moisture balances for crop and immediate environment.

Greenhouse, field or crop as claimed in any of the foregoing claims, wherein the watering system comprises a control or monitoring system which is adapted to record adjustable limit values for crop evaporation and / or watering.

7. Greenhouse, field or crop as claimed in any of the foregoing claims, wherein the watering system comprises a control or monitoring system which is arranged for receiving adjustable minimum and maximum values for the temperature of plant parts, or which is arranged for receiving of an institution of crop type.

8. Greenhouse, field or crop as claimed in any of the foregoing claims, wherein the extent of a watering is at least partly determined on the basis of a determination of evaporation by the crop and a determination or adjustment of leaching into soil or substrate . 1 03 8 1 46

Greenhouse, field or crop according to the preceding claim, wherein the irrigation is corrected on the basis of a specific moisture condition of the root environment.

10. Greenhouse, field or crop as claimed in any of the foregoing claims, wherein the watering system is adapted to anticipate a water shortage in evaporating parts of a crop or plant.

11. Greenhouse, field or crop as claimed in any of the foregoing claims, wherein the watering system is also adapted to administer with water other substances influencing water-soluble condition, including fertilizers, crop protection agents, and / or growth regulators.

12. Greenhouse, field or crop according to any one of the preceding claims, wherein the sensors are included for this within the height range of the crop or reference plant.

13. Greenhouse, field or crop as claimed in any of the foregoing claims, wherein the watering system comprises a contactless "over-crop" temperature sensor such as infrared camera, which is intended, at least suitable for recording the temperature of the upper end of a group of plants .

A greenhouse, field or crop according to the preceding claim, wherein the over-crop sensor covers an area of at least 10 m2.

Greenhouse, field or crop according to any of the preceding claims, wherein the watering system is adapted to receive data from a weather station, including that the weather station is arranged outside the height range of the crop.

16. Greenhouse, field or crop as claimed in any of the foregoing claims, wherein a change in time of a certain moisture condition of the crop is leading for watering, in particular for controlling a watering installation.

A greenhouse, field or crop according to any one of the preceding claims, wherein the magnitude of the irrigation is determined by equating it with an amount of water evaporated by the crop in a certain period.

A greenhouse, field or crop according to the preceding claim, wherein the period is determined by the interval between a signal to water supply determined in the system, and a signal to water supply previously determined by the system.

19. Greenhouse, field or crop as claimed in any of the foregoing claims, wherein the time of watering in the system is determined by determining a water shortage of the crop, in particular on the basis of a determination of the moisture condition of the crop or a reference plant therefor.

20. Greenhouse, field or crop as claimed in any of the foregoing claims, wherein the watering system comprises a control unit for regulating the supply of moisture adapted to the moisture condition of the crop, or a monitoring unit, whether or not arranged for explicitly indicating of a time and extent of fluid administration.

A watering system as shown in any one of the preceding claims.

22. Control system for humidifying a crop, provided with a measuring system with within the height range of a crop, or one or more reference plants therefor, sensors for temperature of moisture and crop, and with relative humidity of ambient air , and of an automatic control or monitoring unit adapted to adjust or indicate about the application of time and extent of application of moisture to a crop, which application is at least partly a function of an above-ground determination of the moisture status of the crop. crop.

A method for controlling the growth of a crop, wherein above-ground a moisture condition of the crop is determined and wherein moisture application to the crop is adjusted to the moisture condition of the crop.

24. Method according to claim 23, wherein the degree of administration is measured by the course in the determined moisture condition. 1 03 8 1 46