Search

In greenhouse horticulture, evaporative demand varies between seasons. For instance, plants are typically exposed to low relative air humidity (RH) during summer, whereas elevated RH prevails in winter. Since high RH during cultivation impairs stomatal functioning, some opposite changes might be expected, when plants are subjected to long-term low RH. To investigate this, Rosa hybrida ‘Pasadena’ was cultivated at 40, 60 or 90% RH. Plant performance, transpiration, stomatal closing ability and anatomy were recorded. As RH increased from 40 to 60% as well as from 60 to 90%, plants showed larger leaf area and thinner leaves. Plant water loss was mainly determined by ambient RH in the growing environment, with stomatal conductance (gs) being of secondary importance. With increasing RH, plant transpiration declined at growth environment. Larger stomata were found at 90% RH, as compared to 40 or 60%. Stomatal physiology was considerably affected by 90% RH, including reduced gs oscillations within the photoperiod, attenuated opening response following dark/light transition, as well as reduced closing response upon darkening. The plants cultivated at 90% RH had a reduced ability to control water loss upon water deprivation, compared to those grown at 60%. In contrast, cultivation at 40% RH resulted in stomata, which were much more responsive to water stress, compared to 60% RH-grown plants. This superiority was dual: lower transpiration rate combined with less severe leaf drying to induce stomatal closure. In conclusion, low RH during cultivation, which is typical during summer, leads to thicker leaves with very responsive stomata.

Greenhouse and crop models are largely developed within scientific or semi-scientific working groups, with only little commercial interest. The usage of many different modelling tools and the creation of personal models for research and analyses, as well as the protective state of mind of many developers, have led to a large number of simulation models and models coded in software that is not available to public. Although researchers openly present model structures, simulation scenarios and sometimes even printed code, the existence of a common development platform for model IT development is still lacking. The solution is a module-based system, where simulation models are decomposed into coherent functional parts, in order to achieve a flexible modelling system with opportunity for re-use and joint development of model modules. We propose an accessible, module-based, open-source model platform for sharing, application and further development of greenhouse horticultural models. A prototype of a decision-support system with selectable model options in an online toolbox for the greenhouse horticultural sector was created within the Universal Simulator, a software package for collaborative ecological modelling. The code within the Universal Simulator-created toolbox based on C++ code is accessible via XML scripts and can be used as the basis for the creation of greenhouse climate and crop cultivation modelling. The toolbox, which is a further development of the earlier published Virtual Greenhouse, contains detailed model scripts of all major physical greenhouse processes and some crop growth models, and it was created with independent, freely selectable models. This enables the building of simulation models composed of existing model components, e.g., a tomato crop growth model with given inputs and a combination of selected greenhouse set-ups. Using the tomato crop growth simulator as an example, we show the strength of the modular open-source structure for scientific use, education and commercial applications in evaluation study.

Samenvatting Dit rapport beschrijft de methoden en resultaten van deelproject 6 van het Parapluplan “Botrytis in relatie tot energie bij gerbera”. Dit deelproject behelsde het integreren van kennis over botrytis en gerberagroei uit de overige deelprojecten in een voorspellend computermodel. Het Parapluplan was een 3-jarig onderzoeksprogramma waarin onderzoekers, gerberatelers en andere belanghebbenden uit de sector samenwerkten om het botrytisprobleem onder de knie te krijgen. Het Parapluplan verkreeg daarvoor financiering van het ministerie van LNV en het Productschap Tuinbouw, en viel deels onder het PT/LNV-onderzoeksprogramma energie. De kennis ten behoeve van de bouw en toetsing van het voorspellend rekenmodel is betrokkken uit bestaande literatuurdata en door in dit project additioneel uitgevoerd onderzoek. Uit andere deelprojecten van het Parapluplan is met name kennis over de botrytisontwikkeling betrokken, terwijl in dit deelproject een proef over bloemkwaliteit extra informatie opleverde over groei en kwaliteit van de gerberabloem. Het opgeleverde model bestaat uit 3 onderdelen: (1) gerbera groeimodel , (2) botrytismodel, (3) energiemodel. Het groeimodel is gebouwd door onderdelen van bestaande modellen van WUR glastuinbouw te integreren met een in dit project ontwikkeld, nieuw onderdeel dat de bloemproductie en –kwaliteit berekent. Het gehele model is geijkt voor 2 gerbera rassen (Heatwave en Dino) m.b.v. in het project uitgevoerde teeltproeven, en voor het ras Kimsey m.b.v. registratiedata van enkele telers. Het groeimodel is vervolgens getest met behulp van productiegegevens van enkele gerberabedrijven. Daarbij bleken de voorspellingen goede overeenkomst te vertonen met de metingen. Bij de bouw van het botrytismodel is gebruik gemaakt van de ruime kennis die vanuit eerder botrytisonderzoek wereldwijd al bekend was. Onder de vele ingebouwde mechanismen behoren kieming, penetratie en groei van de schimmelspore, de invloed van licht en droogte, de voortplanting en het transport door de lucht. Reeds bekende invloeden van het klimaat zijn hierbij ingebracht. Het model is geijkt door de op enkele praktijkbedrijven gemeten botrytisdruk en infectie na te rekenen, hetgeen goede voorspellingen opleverde. Het botrytismodel werd vervolgens getest door zeer verschillende kasklimaten na te rekenen, waarna een goed te verklaren respons t.a.v. botrytisrisico werd voorspeld. Bij praktijkgebruik moet de modelvoorspelling vooral als een indicatie van infectierisico gezien worden, gelet op de beperkte metingen in het lokale microklimaat. Aldus zijn lokale metingen een zinvolle aanvulling op het model, met name als er minder gangbare klimaatstrategieën (zoals Het Nieuwe Telen) worden gebruikt. Het ontwikkelde model, genaamd “BotrytisVoorspeller”, is via de website www.glastuinbouw.wur.nl als download beschikbaar gesteld aan belangstellenden uit de gerberapraktijk. De gerberakweker of adviseur kan hiermee zelf het risico op botrytis berekenen. Kern van het model is voorspelling van het schimmelrisico voor de komende nacht, op basis van de gebruikte klimaatinstellingen. Naast het botrytismodel bevat het model een berekening van de groei en enkele bloemkenmerken van de gerbera’s.

Door op twaalf bedrijven in drie meetronden van zes weken wekelijks te oogsten en de gerealiseerde klimaatdata te analyseren bleek dat het microklimaat rond de plant van grote invloed was op het ontstaan van pokken in de naoogstfase. Hoe vochtiger het is, hoe groter de snelheid van Botrytisontwikkeling. Overdag moeten de omstandigheden rond de bloem zodanig zijn dat sporen òf doodgaan (lage vochtigheid, hoge temperatuur), òf niet kunnen hechten (lage vochtigheid) of verspreid worden. ‘s Nachts moet de vochtigheid tussen de bladeren niet te hoog oplopen om groei en ontwikkeling van de schimmel te remmen.

Schade aan kasgewassen door Botrytisaantasting (smet) is één van de belangrijkste knelpunten in de kasteelt. Te hoge luchtvochtigheid en lokale koude plekken met condensvorming zijn de belangrijkste oorzaken van smet. Het instellen van een droog kasklimaat kost veel energie, maar door het gebruik van een waarschuwings- of sturingsmodel is het mogelijk om naast het vermijden van besmetting straks ook energiewinst te behalen ten opzichte van telen zonder model. Met verklarende computermodellen kunnen plantengroei, -kwaliteit en schimmelinfectie berekend worden. De modellen kunnen Botrytis helpen voorkomen door de juiste klimaatinstellingen en de inrichting van de kas.

Botrytis heeft een grote invloed op de kwaliteit van de geoogste gerbera. Veelal worden partijen bloemen afgekeurd op de veiling met flinke nadelige gevolgen voor de aanleverende tuinder. In het vervolg van het handelskanaal is de schade eveneens groot. Gerbera vormt vaak onderdeel van een boeket en de marktwaarde van het gehele product daalt wanneer een deel ervan besmet is. Deze besmette partijen leveren behalve materiële schade ook schade aan het imago van de gerbera waardoor de prijsvorming slechter is. De oorzaak van aantasting door botrytis kan gezocht worden bij verschillende onderdelen van de productieketen. In dit project wordt onderzocht of er een relatie is tussen het optreden van botrytis in het handelskanaal en teelt- en klimaatomstandigheden in de kas bij de tuinder en of er energie kan worden bespaard op het moment dat de oorzaak bekend is en gericht aan een regeltechnische oplossing kan worden gewerkt die energie bespaart

Detailed measurements of crop photosynthesis at supra-optimal temperatures and high CO2 levels, to validate models for use in model-based greenhouse climate control, are still lacking. We performed CO2 gas exchange measurements to estimate gross crop photosynthesis (Pgc) from measured net crop gas exchange in the daytime, and at night, with temperature and CO2 conditions higher than the normal temperature range, and with two crops of different architecture: tomato, and cut chrysanthemum. From these measurements, Pgc was predicted at photosynthetic photon flux densities (IPPFD) of 300, 600, 900 and 1,200 ¿mol m-2 s-1 for different temperatures (from 20°C to 33°C) and CO2 concentrations (400, 700, and 1,000 ¿mol mol-1). From these predictions, the optimum temperature that maximised Pgc was determined. CO2 concentration had a strong and similar effect on Pgc in both crops, and this effect decreased with increasing CO2 level. For example, at 32°C, there was a 55% or 49% increase in Pgc between 400 and 1,000 ¿mol mol-1 CO2 in chrysanthemum and tomato, respectively. A clear shift to higher optimum temperatures at elevated CO2 levels was observed, and was different for the two crops. Chrysanthemum had a lower temperature optimum than tomato for a maximum Pgc (e.g., at 1,000 ¿mol mol-1 CO2 and 600 ¿mol m-2 s-1 IPPFD, the difference was 3.1°C). Compared to leaf photosynthesis, crop photosynthesis had a lower temperature optimum (the difference could be several °C), and the shift in optimum temperature from a low to a high CO2 level was lower for a canopy compared to a leaf. Therefore, optimising the leaf photosynthetic rate in model-based greenhouse climate control would not result in optimum crop photosynthesis

greenhouses are the only feasible option for developing agriculture in many areas of the world. They are needed in cold countries in order to have produce during the winter and it is also extremely urgent in many marginal lands in Mediterranean and hot countries in the world where maximizing the use of resources and obtaining more crop per drop or per unit of energy is a must. But how can we do this in a sustainable way?

Deense onderzoekers hebben een project afgerond dat de naoogstkwaliteit van potplanten voorspelt. Met modellen worden de gewasmonitoring en de kwaliteit aan elkaar gekoppeld. Daarmee is te bepalen hoe lang de plant in een gemiddelde huiskamer meegaat. Door deze manier van werken zijn meer potplanten te verkopen. Op een label zou de minimale houdbaarheidsdatum van de plant en de CO2-uitstoot bij de productie kunnen staan