Udviklings Center Aarslev

Transkript

1 Udviklings Center Aarslev Projekt titel: Styring af vanding og gødskning Projekt periode: Maj 2002 til 30 December 2003 Projekt Leder: Ingeniør, Lars Bo Dziegiel, DJF Projekt deltagere: Lektor, Jørgen Fly Hansen,Odense Teknikum Konsulent, Anne Krog Larsen, DEG, Tilst/Århus Konsulent, Kirsten Starky, DEG, Odense Gartner, Kaj Ole Didriksen, DJF Seniorforsker, Karen Kofoed Petersen, DJF Seniorforsker; Niels Erik Andersson, DJF Seniorforsker;Conny Wang Hansen, DJF Indledning:

2 Projektets formål var at løfte forskningsprojekter op af skuffen. Tidligere forskning viser hvorledes pesticid forbruget kan reduceres op til 80% ved prydplanteproduktion. Den ene del af denne metode bygger på periodevis ændrede næringssubstrat koncentrationer og den anden del er dyrkning ved tørkestress. For at give erhvervsgartnerne mulighed for afprøvning af disse anderledes metoder til implementation har der manglet fornødent udstyr. Produktion i gartnerier foregår på borde opbygget af plastbakker understøttet af strøer der atter er sammenholdt af en aluminiumsramme. Der har også manglet mulighed for at kunne udføre gødningsforsøg på enkeltbordniveau da gartneriborde er forbundet i vandingssektioner med flere borde sammen. Der eksisterer forskellige sensorer til styring af vanding ved konventionel dyrkning. Det specielle ved tørkestress dykning er at vandindholdet i spagnum sænkes til ned under grænsen hvor det skrumper. Når spagnumen skrumper, mistes kontakten mellem spagnum og sensor. Herved kan konventionelle sensorer ikke anvendes til styring af vanding ved tørkestress. Der har gennem hele projektet været arbejdet med løsningsmodeller der både skulle være billige/økonomiske og nemme at arbejde med for gartnere. De anvendte teknikker og løsningsmodeller skulle også være mulige både praktisk og økonomisk at implementere i eksisterende væksthusudstyr. Projektets operative start i maj blev udsat grundet koordination med Odense Teknikums semester start i september. Det blev tidligt opdelt i de to grundlæggende emner. Den ene omhandlende konstruktion af en gødningsblander beregnet for forsøg på enkelt bords niveau. Den anden del har omhandlet kvantitativ vand måling i vækstsubstrat for potteplanter og derved styring af vanding ved dyrkning ved tørkestress. Gødningsblander på bordniveau Kravs specifikationerne til en gødningsblander lå i de ønsker konsulenterne havde for at kunne lave demonstrationsforsøg sammen med de enkelte gartnere. Skal kunne transporteres i almindelig personbil og kunne stå på en CC container til intern transport i gartneriet Docere blandinger fra to forskellige stamopløsninger for at undgå udfældninger Skal være manuelt betjent dog forsynet med afspærringshane. Være forsynet med timer for styring af vandingstiden Skal kunne funktionere uden strømtilførsel Arbejdsgruppen har designet og fremstillet en gødningsblander opbygget på en buk med fornødne regulatorer og filtre. Selve hoveddelen i blanderen består af en vandstyret hydraulisk motor af Fransk fabrikat, PROMIX. Den fungerer som en tvangs blander med to separate stempler der injicerer den indstillede mængde i hoved flowet. Efter første forsøg hos en gartner blev det tilbagemeldt at blandingsforholdet ikke svarede til kemiske målinger. Efter nøje gennemgang og afprøvninger blev det konstateret at modtrykket i flowet til bordet kunne have betydning for blandings præscionen. Problemet blev udbedret med montering af en drossel hane og nye tilfredsstillende afprøvninger foretaget. En ny og mere udførlig brugsmanual blev udfærdiget.

3 Figur 1.Gødningsblanderen set fra siden med de to injectorer Gødningsblanderen har været afprøvet hos tre værtsgartnere. På det andet gartneri var en meget svingende vandforsyning og kvalitet. Derfor var det ikke her muligt at lave en tilfredsstillende afprøvning da blandingsforholdet krævede løbende undersøgelser og justeringer. Med de nuværende erfaringer kan vi konkludere at der skal en meget nøje instruktion og demonstration ved ibrugtagningen og daglige drift. En udførlig brugsvejledning er ikke tilstrækkelig da teknikken adskiller sig fra den vante. Gennem udlånsperioden af gødningsblanderen har der været nogle telefoniske henvendelser omhandlende selve injektorblanderen. Efterfølgende har et dansk firma markedsført en blandeenhed for to blandinger. Denne er opbygget af to dosatron er i seriekobling. Denne løsning var da blevet overvejet, men frarådet af den Franske producent af Dosatron da holdbarhed og præscionen ikke kunne garanteres ved denne anvendelse. Styring af vanding Krav til kvantitativ vand måling for styring af tørkestress: Skal lave kontinuerlige målinger i en plantebestand til styringsformål. Måle med stor opløsning i området 1 6 % vol vand, med kendt nøjagtighed Være ufølsomt overfor skrumpning af spagnum og derved manglende fysisk kontakt. Kunne måle repræsentativt i potten uden påvirkning af væksten Nem at indlejre i potten Implementeres i eksisterende vandingsautomatik Økonomisk forsvarlig Den valget målemetode skal sikre at målingerne vil være repræsentative for plantemassen på det enkelte bord. Dette fordrer målemetoden ikke medfører ændrede fysiske eller biologiske vilkår for planten. Første interesse fokuseredes omkrig elektroniske målinger.

4 Forskellige metoder for elektroniske kvantitative vand målinger blev undersøgt. Elektroniske kvantitative vandmålinger bygger på måling af vandmolekylets permativitet eller den komplexe part, i et elektromagnetisk felt. Når et vandmolekyle påtrykkes et elektromagnetisk felt vil der ske en polarisering eller opstå et tab. Afhængigt af feltes frekvens vil egenskaberne variere. Saltindholdet fra gødningen vil influere på målingen, afhængigt af frekvensområdet. Elektronisk vandmåling Permativitetsmålingen fordrer ikke fysisk kontakt med mediet men skal blot være omsluttet. I efteråret 2003 har et hold Ingeniører studerende ved Odense Teknikum lavet afgangsprojekt med formål om udvikling og nærmere beskrivelse af problematikkerne ved elektronisk fugtighedsmåling i førnævnte område. Under titlen Måling af vandindhold i spagnum Konklusionen af afgangsprojektet peger på at der kræves yderligere udvikling af elektronikkredsløb til montering direkte ved proben for at kunne lave en måling med den begrænsede længde på 6 cm, som potterne tillader. Det har været muligt på eksperimentel basis at lave nogle målinger med probelængder på 30 cm, men disse er uanvendelige i potter. Med kostbare ( ca. Kr ,-) laboratorium generator elektronik er det muligt at fortage målinger med korte prober. En anden mulighed er udformning af en probe som en wave guide der eksiteres med et signal i størrelses orden 1 Ghz og der måles på amplituden af den reflekterede bølge. Det vil sige der måles kvantitativt frem for i tidsdomænet som anvendes ved TDR måling. Denne metode kaldes stående bølge Permativitetsmålingen fordrer ikke fysisk kontakt med mediet men skal blot være omsluttet. Derfor er denne metode meget interessant og rummer store fremtidige muligheder men kræver yderligere udvikling for at opnå økonomiske sensorer. Vejning En anden løsning til kvantestiv vandbestemmelse i potter er vejning af hele planten. Her skal kravet om ikke at ændre plantens fysike forhold stadig overholdes. For at opfylde kravet om stor nøjagtighed / opløsning indenfor et lille vægtområde samt ufølsomhed overfor ydre påvirkninger er følgende løsning fremkommet. Der er udviklet en løsning der omdanner en del af bordarealet til vejefølsomt område. Målingerne bliver en gennemsnitsmåling når antallet af planter indenfor det vejefølsomme område kendes. Implementationen af systemet kræver ingen modifikation af bordet. Der anvendes kendt teknik. Signalgiverne kan umiddelbart tilkobles anvendt vandingsautomatik i gartnerierne. Vejeceller Løsningen bygger på to strøer i bordet udskiftes med et par nye sandwich strøer opbygget som konstruktion med indbyggede elektriske vejeceller. Vejecellerne detekterer den belastning bakken udøver på understøtningen. Denne løsning minimerer fejl gener fra tilkoblede slanger samt andet udstyr og berøring af bordets sider.

5 Figur 2. Snittegning af almindelig anvendt væksthusbord Strøen der støtter plastbakken hviler på to ruller. Strøen bliver direkte udsat for belastningen udøvet fra plastbakken. En strø er et firkantet profilrør fremstillet af alm. Jern. Figur 3. To strøer udskiftes i et bord Der er i tæt samarbejde med Odense Teknikum og DJF, Årslev fremstillet et forsøgs eksemplarer til funktionsafprøvning. Vejecelle systemet har først været afprøvet eksperimentelt på DJF, Årslev og efterfølgende hos 2 værtsgartnere. Der har været udtalt stor tilfredshed hos gartnerne med systemet. Det har givet Dem et væsentligt bedre mål for kontrol og styringen af vandingen. Ved afprøvningen hos Gartneri Lars Rosborg, Bellinge, blev systemet efter meget langvarige forhandlinger med vandingsteknikfirmaet Danvan endelig tilkoblet den direkte vandingsstyring. Funktionen var tilfredsstillende. Efterfølgende har Gartneri Lars Rosborg, besluttet at lave egen installation af systemet. Ved hver præsentation af systemet overfor gartnere har der været udvist meget stor interesse. De 4 enkelte vejeceller der er indbygget i de to strøer tilsluttes en elektronikboks med direkte udlæsning af den aktuelle vægt. De enkelte elektronikbokse kobles op i et datanetværk der giver adgang til udlæsning og programmering af alarmer via. PC. Hver elektronikboks giver signal til den respektive vandingsautomat. Net opkoblingen af boksene giver mulighed at logge værdier med valgfri tidsopløsning således at systemet også kan bruges til fjernovervågning evt. via. Internettet af vandingstilstanden i gartneriet. Dette vil lette overvågningen i weekender og andre tidspunkter udenfor normal arbejdstid.

6 I samarbejde med Odense Tekniske Skole er udarbejdet idegrundlag for udvikling af fornødent programmel til datalogning og overvågning som elevopgave i foråret Nærmere programmering og udvikling af selve programmet er nødvendig. Med sådant programmel vil gartneren få et nyt stykke værktøj der kan give et ikke tidligere kendt øjeblikligt overblik af vandingssituationen uanset væksthusenhedernes størrelse. Ved undersøgelse af markedet og forhandlinger med potentielle leverandører af vejecelleudstyr er der kommet frem til rå udgifterne pr. bord ligger i området (År 2003) Kr. 8000,- for udstyr der kan håndtere 256 stk. vejecelleborde enheder pr. PC. Der har været kontakt og invitationer til væksthusteknik firmaer med informationer og tilbud om deltagelse i projektet. Det har for nærværende ikke affødt positiv tilbagemelding. Informationsspredning - Publicering Præsenteret i Årslev på åbent hus arrangement for gartnere, omhandlende vækstmedier, foråret 2003 Præsenteret på workshop i Årslev omhandlende ny teknik. For forskning og uddannelsinstitutioner Samlet demonstration af gødningsblander og vandstyring ved åbent hus arrangement hos gartneriet: Gammelgård, Odense. For gartnere og gartneri Teknik Firmaer. Artikel i temanummer i Fagtidsskriftet Gartnertidne Nr. 39, år 2003 Præsenteret af seniorforsker Conny Wang Hansen, både som poster og indlæg på The 8 International Symposium on ost Harvest Physiology of ornamental Plants. The Netherlands, August Præsenteret ved Producent Foreningen af Prydplanter s generalforsamling i Nyborg, oktober 2003