Контрола на системите за наводнување во стаклена градина со помош на фитомониторинг

Контрола на системите за наводнување во пластеници со помош на фитомониторинг Дисертација за да се добие академска диплома доктор rerum horticulturarum (д-р ре. Хорт.) Доставен на Земјоделскиот и хортикултурниот факултет на Универзитетот Хумболт во Берлин од страна на Дипл-Агр. Евантија Егзарчу родена на 25 декември 1971 година во Солун, претседател на Универзитетот Хумболт во Берлин, проф. Јирген Млинек декан на Земјоделскиот и хортикултурниот факултет проф. Рецензент на Уве Јенс Нагел: 1. Проф. Уве Шмит 2. Проф. Зигфрид Клајсингер 3. Проф. Матијас Лангенсипен Ден на усно испитување: 23.03.2006 г.

стаклена

5 5. ДИСКУСИЈА - ЗАКЛУЧОЦИ. 135 5.1. ТЕХНОЛОГИЈА ЗА ФИТОМОНИТОРИНГ ВО ПРОЦЕСОТ ЗА ОПТИМИЗАЦИЈА НА ПРОИЗВОДСТВО. 135 5.2. ЕВАЛУАЦИЈА НА ИЗБРАНАТА ТЕХНОЛОГИЈА ЗА МЕРЕЕ. 136 5.2.1. Контрола на наводнување со употреба на тензиометар. 136 5.2.2. Одредување на прометот на вода во зеленчук преку брзината на проток на сок. 138 5.2.3. Директно мерење на транспирација со користење на методот на размена на гасови. 140 5.2.3.а репрезентативност и точност на измерените вредности. 140 5.2.3.б Долгорочна проверка на точноста на процесот на мерење. 142 5.3. КОНТРОЛА НА ИРИГРАЦИЈА СПОРЕД МЕРЕН РАЗВОЈ 147 5.3.1. Контрола при високо зрачење под услови на стаклена градина во Северна Европа. 144 5.3.2. Контрола при високо зрачење под услови на стаклена градина во Јужна Европа. 147 5.3.3. Наводнување засновано на потреба без акумулација на сол во подлогата. 148 5.4. ОПТИМИЗАЦИСКИ ПРИСТАПИ НА КОНТРОЛА НА ИРГИГАЦИЈА ЗАСНОВАНА НА ПОТРЕБИ. 151 РЕЗИМЕ. 156 РЕЗИМЕ. ЛИСТА ЗА ЛИТЕРАТУРА 159. 162 ПРИЛОГ А: СПИСОК НА СЛИКИ. 176 ПРИЛОГ Б: СПИСОК НА ТАБЕЛИ. 182 ПРИЛОГ Ц: Табели и слики за поставување на експериментот. 185 ПРИЛОГ Д: СПИСОК НА КОРИСТЕНИ ГОЛЕМИНИ И КРАТКИ. 193 ДЕКЛАРАЦИЈА. 198 БЛАГОДАРАМ. 200

8 ВОВЕД, физиолошките процеси и големини на растението можат директно да се запишат и да се користат за оптимизирање на животната средина на растението. Како дел од проектот за дисертација, се бараат можни методи за контрола на системите за наводнување, според измерените реакции на растенијата. Следниве фокусни точки се дефинирани за работа на оваа тема: Евалуација на постојните методи за мерење кои служат за контрола на наводнувањето во стаклена градина. Претставување на моделните пристапи за утврдување на прометот на вода во залихите на растенијата. Можности за стекнување на податоци за постројката за евидентирање на прометот на вода. Употреба на нов инструмент за мерење за мерење на транспирацијата. Истражувања на новиот метод за мерење на транспирација кај различни зеленчукови култури со големи конверзии на вода во различни подлоги. Развој на контрола за наводнување врз основа на принципот на фитоконтрола. Истражувања за применливоста на новиот метод за украсни растенија во региони со голем промет на вода. Студии за динамика на хранливи материи со наводнување засновано на потреби. Студии за ефикасноста на користењето на водата во новиот метод на контрола.

БАРАА за наводнување 21 1.4.1. Интеграција на WUE Вредностите на WUE на различните култури на одредена локација значително се разликуваат и во текот на денот и во текот на годината. Во текот на денот, моменталната вредност на WUE се определува од содржината на водена пареа помеѓу листот и околниот воздух и од фотосинтетички активното зрачење. Сезонските варијации со текот на годините се поврзани со онтогенетскиот развој на соодветната култура (време на цветање, развој на овошје) и сезонската варијација на климата (ЛАРЧЕР, 1994). Сл. 2: Дневен тек на тековниот WUE Ph, нето-фотосинтеза и потење кај Cucumis sativus Сл. 3: Кумулативен дневен тек на WUE Ph, фотосинтезата (Ph) и потењето (T) за осум дена во Cucumis sativus

28 ВОДА ВО ВЕЛЕНОСТ на почвата се кривините на напнатост на вода или pf криви, кои ја покажуваат врската помеѓу напнатоста на водата и содржината на вода како кумулативна крива на пропорциите на водата со зголемување на потенцијалот на водата. Максималната содржина на вода се постигнува кога целиот дел од порите е исполнет со вода (BECK, 2000). Водата достапна на растенијата во почвата не зависи толку од апсолутната количина на вода во почвата, туку од енергетскиот напор потребен за ослободување на водата од матрицата на почвата. Сл. 5: Зависност на водниот потенцијал на песочна и глинеста почва од содржината на вода во почвата (LÖSCH, 2001) Карактеризирана локација. 2.2. Проток на вода во растението Вкупниот воден потенцијал Ψ W на растителна ќелија произлегува од следната равенка на воден потенцијал: (-) Ψ W = (-) Ψ π + (+) Ψ P (6) Со негативен воден потенцијал Ψ W на растителна ќелија, во споредба со неговата

34 ВОДА ВОДА ВО ПРОСТОРОТ Сл. 8: Модел на електрична аналогија на протокот на маса на транспирација во внатрешноста на листот (ШМИДТ, 2002) 2.2.2. Стоматско регулирање на интензитетот на транспирација Промените во климатските услови во областа на макроклимата (надворешен воздух) го менуваат градиентот на водниот потенцијал во областа на микроклимата на растението или штандот (пасивни реакции на растението). Ендогени, како и егзогени фактори кои влијаат на процесите на осморегулација во внатрешноста на растението, ги активираат активните реакции на растението. Фотоактивните и хидроактивните стомални движења се поврзани со осмотски поместувања (LÖSCH, 2001). Фактори како што се глобалното зрачење, содржината на СО 2, влажноста на воздухот и температурата влијаат врз однесувањето на отворот на стомаците, со ефект врз транспирацијата и асимилацијата на СО 2 (БАККЕР, 1991). Што се однесува до стоматските движења, модифицирани од VCD l-b, станува збор за хидропасивни движења (Слика 9). Големината на овие стомални реакции се разликуваат меѓу растителните видови и се различни во зависност од локацијата. Стомалното затворање се јавува кога има висок CO 2 парцијален притисок, воден стрес и присуство на апсцизична киселина и поливалентни катјони (SCHMIDT, 1989).

СЕНЗОРИ И МОДЕЛИ 59 се одвива по достигнување на претходно избрано вкупно зрачење и за предодреден временски период. Предноста е во тоа што не се потребни сигнални линии во земјоделските култури што го отежнуваат работењето во стаклена градина. Иако утврдувањето на побарувањата за вода е лесно, овој метод не секогаш покажува високо-процентна корелација помеѓу вредностите на зрачењето и потребите за вода. Во зимските месеци, влијанието на глобалното зрачење е ограничено, а побарувањата за вода главно се одредуваат од други фактори како што се влажноста, фазата на растење на растението итн. (Слика 12). Дури и во лето, корелацијата помеѓу зрачењето и потребите за вода е најмногу 90%. Ова отстапување од 10% може да се додаде за три дена и да доведе до неправилно наводнување (МАКРОТ, 1993). Сл. 12: Зависност на побарувачката на вода на растението од вкупно зрачење (ШУЛТЕ, 1986 во: ФОН БАМБАХ, 1993) Друг мерен уред е т.н. мерач на испарување. Сад е исполнет со песок и вода. Откако ќе се испари предодредената количина на вода од површината на песок, започнува наводнување. Во исто време, садот се полни повторно (МАКРОТ, 1993).

СЕНЗОРИ И МОДЕЛИ 65 Евалуацијата на сензорите следи во Табела 4. Бројот на точки дава информации за тоа како критериумот се изведува при проценката (? = Нема информации во литературата): Сигурност: висока точност и никакво влијание (од фактори на животната средина, итн.), висока точност, но влијание, доволна точност и влијание Инсталација: лесна (за одгледувачот), умерена, тешка Дефект/одржување: ниска, умерена, висока преносливост: кај сите подлоги, почви и сите методи на одгледување, но не во сите подлоги почви сите методи на култура, во неколку подлоги, почви и методи на култура Таб.4: Евалуација на сензорите за влага во почвата Мерење на методот/напон на вшмукување на сензорот Сигурност Напор за инсталација (неправилно работење/одржување) Преносливост Тензиометар Тензиостат Анален тензиометар Електричен капацитет Гипсен блок Диелектрична константа TDR FD Топлинска спроводливост? Други сензори хигрометар неутронска сонда? Гама зраци? НМР?

СЕНЗОРИ И МОДЕЛИ 71 сензорите бараат помалку одржување и се помалку склони кон откажување. Пресметката на прометот на водата под одредени климатски услови се заснова на емпириски добиени модели. Прометот на вода може подобро да се пресмета со комбинирање на неколку варијабли на нарушувања. Од овие емпириски модели не е можно да се извлече врска што генерално важи за сите култури. Параметрите на моделот се специфични за растенијата и мора да бидат прилагодени на соодветните услови (BECK, 2000). Процесот на фитомониторинг нуди нови можности за добивање директни информации од централата за моменталната стапка на метаболизам на материјата и енергијата. Физиолошките реакции на растенијата се визуелизираат со употреба на податоци за мерење. Методот на фитомониторинг не бара познавање на сите фактори кои влијаат на процесите на растенијата. Аквизицијата на сегашните вредности на реакциите на растенијата овозможува пресметување на количината на обрт на материјал или енергија за кратки и долги временски периоди. Оваа техника има за цел рано и објективно откривање на функционалните нарушувања кај растенијата и навремено откривање на реакции на растенијата (TON et al., 1997 во: KOPYT et al., 2001).

80 ОДРЕДУВАЕ НА ВРЕМЕТОТ НА ВОДА И КОНТРОЛА НА НАВИДУВАЕ благодарение на помалку кивети и ограничена површина на лисјата). Ако стапката на испорака на пумпата остане постојана, бројот на поврзани кивети е важен за пресметување на мерната површина (SCHMIDT, 1998). Со цел да се исклучи формирањето на кондензација на капацитивниот сензор за влажност при висока релативна влажност (над 95%), протоците на примероци на гас во уредот се загреваат. Воздушните струи се загреваат пред да се вовлечат или на патот кон комората за роса. Внатрешна температура Д сегмент: 22 C Внатрешна температура Е сегмент: 37 C Температура на воздухот: 20 C Во Dewar: t 2 = 25 C RH 2 = 70% влез на воздух: t 1 = 20 C RH 1 = 95% греење на воздух: 30 C Сл. 17: Истекување на формацијата на кондензација во уредот за мерење на размена на гасови поради загревање на референтниот воздух на патот до комората Девар - графичко објаснување во h, x дијаграм Молиер (SCHMIDT, 1998) Како што се загрева протокот на воздух, релативната влажност на протокот на мерен гас се намалува без промена на апсолутната влажност. Ако апсолутната влажност остане иста, релативната влажност се намалува. За