Sensoren: intelligent sturen van planten

Sensoren:
intelligent sturen van planten
Prof. dr. ir. Kathy Steppe
Laboratorium voor Plantecologie
Universiteit Gent
[email protected]
http://www.plantecology.ugent.be/
Energiebewust telen ▪ Sensoren: intelligent sturen van planten ▪ Kathy Steppe ▪ 8 juni 2011
Warme kasplanten… feit 1
Inspanningen om energieverbruik te reduceren
Re
ac
tie
pla
nt?
Gewijzigde klimaatscondities
Energiebewust telen ▪ Sensoren: intelligent sturen van planten ▪ Kathy Steppe ▪ 8 juni 2011
Warme kasplanten… feit 2
CO2
H 2O
Water relaties zijn van cruciaal belang…
Transpiratie (koeling)
Fotosynthese
Wateropname (transport)
Groei stengel (turgor)
Groei vrucht (turgor)
Energiebewust telen ▪ Sensoren: intelligent sturen van planten ▪ Kathy Steppe ▪ 8 juni 2011
Warme kasplanten… feit 2
CO2
H 2O
en zijn continu te meten met plantsensoren
Infrarood thermokoppels
LVDT-sensoren
(Linear Variable Displacement Transducers)
Sapstroomsensoren
LVDT-sensoren
Energiebewust telen ▪ Sensoren: intelligent sturen van planten ▪ Kathy Steppe ▪ 8 juni 2011
Een voorbeeld
Sap flow (mg s-1)
Sapstroom
8
6
Transpiration E
Sap flow F(stem)
4
2
0
3
2
1
0
-1
-2
-3
120
f(storage) (mg s-1)
Intern watergebruik
10
D (µm)
Diametervariaties
Groei
90
Zwel
Krimp
60
30
0
0
4
8
12 16 20
0
4
8
12 16 20
Time (h)
Energiebewust telen ▪ Sensoren: intelligent sturen van planten ▪ Kathy Steppe ▪ 8 juni 2011
Warme kasplanten… feit 3
Plantsensoren laten niet alleen continue registratie toe, maar ook snelle stressdetectie
Sapstroomsensor
Controle plant
20.0
Stem diameter variation (mm)
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
19.5
Controle plant
19.0
18.5
18.0
Stress plant
Time (days)
Time (days)
Energiebewust telen ▪ Sensoren: intelligent sturen van planten ▪ Kathy Steppe ▪ 8 juni 2011
229
227
225
223
221
219
217
215
213
229
227
225
223
221
219
217
215
17.5
213
Daily water use (L day-1)
LVDT-sensor
Onze strategie
Combinatie plantsensoren + mathematische modellen = ontwikkeling van
plantgebaseerde stressdetectie en controlealgoritmes
Drie voorbeelden:
• STACI:
Software Tool for Automatic Control of Irrigation
• SmartKas: Rendabel ecofysiologisch-energetisch telen in een intelligent
gecontroleerde kasomgeving
• LeafTemp: Stressdetectie op basis van bladtemperatuur
Energiebewust telen ▪ Sensoren: intelligent sturen van planten ▪ Kathy Steppe ▪ 8 juni 2011
Voorbeeld 1: STACI
MODEL
INPUT
Plantgebaseerde
irrigatie
Sensoren | model
MODEL
KALIBRATIE
en stressdetectie
PhytoSim
http://www.phyto-it.com
Met financiële steun van IWT
Energiebewust telen ▪ Sensoren: intelligent sturen van planten ▪ Kathy Steppe ▪ 8 juni 2011
Voorbeeld 2: SmartKas
Re
ac
tie
pla
nt!
Link plant ecofysiologie | energie
Met financiële steun van IWT
Energiebewust telen ▪ Sensoren: intelligent sturen van planten ▪ Kathy Steppe ▪ 8 juni 2011
Voorbeeld 3: LeafTemp
Vroegtijdige detectie van
ongunstige groeiomstandigheden
Energiebewust telen ▪ Sensoren: intelligent sturen van planten ▪ Kathy Steppe ▪ 8 juni 2011