Automatisk vanding af planter i drivhus, program

Et program til automatisk vanding af planter i et drivhus skal baseres på måling af jordfugt, og være skrevet til at håndtere de store skift i planters vandforbrug, når vejret skifter.

Der er 3 forhold, der især påvirker planters vandforbrug, og dermed vandingen i et drivhus:

  • Solindstrålingen stiger kraftigt om foråret, er høj om sommeren og aftager igen om efteråret.
  • Vandforbruget er stort på solskinsdage, og meget lille på gråversdage.
  • Planterne vokser fra små til store, og deres vandforbrug stiger tilsvarende.

Hvert drivhus er forskelligt, der dyrkes i spagnum eller jord og forskellige planter. Det betyder, at samme vanding vil give forskellige resultater, og det skal programmet også tage hensyn til.

 

Et vandingsprogram skal baseres på målinger af jordfugt, men selve vandingen skal ske under hensyn til de 3 forhold. Det kræver, at programmet også måler resultatet af en vanding og bruger det til at tilpasse næste vanding.

Programmet skal vide måleværdier for tør og fugtig jord, og vil derefter holde jordfugten inden for disse. Den store udfordring ligger i skiftet fra en periode med sol til gråvejr og omvendt.

Programmet skrives på en PC og overføres til vandingscomputeren, en Arduino,  men de basale værdier i programmet skal kunne tilpasses uden at have fat i PC’en igen.

Hvis det lyder indviklet kan jeg trøste med, at i gartnerier er det gartneren, der bestemmer vanding. Det er endnu ikke lykkedes at skrive et vandingsprogram til gartnerier, selv om der måles hvert andet minut.

 

PS.: Det er meget tørt at sidde og programmere, så ind imellem går jeg en tur ned i drivhuset:

 

img_8126

Nogle tanker omkring måling af jordfugt og automatisk vanding

Alle ved, at vanding er meget vigtigt, både for meget og for lidt skader planterne, så jeg springer en lang indledning over og går direkte til det:

Måling af jordfugt

Jordfugt, jordens indhold af vand, kan måles på mange måder, for amatører (det er også mig) er der egentlig kun 2, jordens kapacitans og dens elektriske modstand.

En kondensator er 2 plader, der er forbundet til henholdsvis plus og minus, der lagres så lidt strøm i pladerne. Hvor meget afhænger af afstanden mellem pladerne, og hvad der er imellem pladerne. Stikker man de 2 plader i jorden vil jordfugten bestemme, hvor meget strøm, der lagres i pladerne, og det kan man så måle. En lidt grov forklaring, og jeg har eksperimenteret med det, men at måle kapacitansen, som det hedder, i en jordkondensator, er meget svært, så det har jeg opgivet.

Nå jo, så er der lige det med at fugtig jord afkøler et varmelegeme hurtigere end tør jord, det har jeg også opgivet – det var nu ellers sjovt at lege med.

Tilbage er jordens elektriske modstand, der varierer meget med indholdet af vand. Principielt stikker man 2 stykker uisoleret ledning i jorden og måler den elektriske modstand. Det kræver lidt elektronik, men det kan findes på nettet – der er dog stor forskel på hvor gode de er.
For at måle den elektriske modstand skal der sættes strøm til ledningerne, 5 volt jævnstrøm er passende. Det betyder, at der dannes ilt og brint omkring ledningerne, og at de går i opløsning, såkaldt elektrolyse. Det problem kan løses ved at bruge rustfri stål og kun måle et kvart sekund en gang i timen.

Automatisk vanding

Den nemmeste måde at få automatisk vanding er at købe en vandingsautomat, der vander nogle minutter en gang imellem. For små planter er det for lidt, og for store for meget, og lige sådan i gråvejr og sol, så der skal hele tiden stilles på automaten, og så er man vel lige vidt?

Måler man jordens fugtighed og vander, når der er for lidt, så er man egentlig ikke kommet videre. Små planter bruger ikke meget vand, og der er stor forskel på gråvejr og sol.

Løsningen er en mikroprocessor, f eks Arduino, og et program. Mit program er en model for planters vandforbrug, og justerer sig selv hen over vækstsæsonen og vejret, så jorden altid er jævn fugtig.
Nogle dyrker i jord, andre i spagnum, begge dele kan være meget forskellige, efterhånden dannes der mange rødder, så hver dyrkning er speciel – det tager mit program netop højde for.

Elektronik-delen er færdig, og også programmet i store træk, nu skal det afprøves hen over vinteren, så det er klar til foråret. Mere herom senere.

Hvornår skal man rydde tomaterne

Der er stor forskel på sorterne, men generelt skal man vente med at rydde tomaterne til de selv siger til.

Jeg har 3 sorter: Blomme, cherry og Sungold, de 2 første modner ikke mere medens den sidste stadig giver et væld af tomater, som man kan se.

Jeg topper ikke planterne, men sænker dem i snoren. Det giver så noget roderi med stænglerne, der slår rod, men det bliver planterne bare bedre af.

Omkring begyndelsen af august lader jeg et sideskud fra bunden af planten vokse, så det efterhånden erstatter planten, det giver en god portion tomater i disse uger.

Døren til drivhuset står åben døgnet rundt, og der er hverken kartoffelskimmel eller gråskimmel.

img_8083

Til næste år skal jeg kun have Sungold. De smager fantastisk, men revner let. Det med revningen kræver en meget jævn vanding, og det er på beddingen.

img_8090

Jeg køber frø af Sungold hos Thompson & Morgan.

Nu skal der sås vintersalat til drivhuset

De 2 sidste vintre har jeg haft stor succes med salat i drivhuset. Når tomater og agurker er ryddet planter jeg salat, både almindelig salat og Iceberg. Det undrer mig stadig, at de kan tåle at fryse, og så bare gro videre.

Salat er lysspirende, dvs at frøet behøver lys for at spire. Det passer med at smuldre spagnum i hvad man nu vil så i, drysse frøet meget tyndt og vande let med en bruser. Nogle af frøene ligger oven på spagnum’en, og nogle lidt i, og resultatet taget en lille uge, og er ret overvældende.

Der er lidt gambling i foretagenet, men det koster kun et par kroner til frø, og ordet Julesalat kan få en ny betydning.

img_8077

Der er frø af Portulak på vej fra Bjarnes Frø, og jeg er spændt på at prøve dem.

Jeg har købt smådele til elektrisk varme i drivhuset, uden at det koster en formue, det er et spørgsmål om styring, og det skal bl a afprøves på salaten.

Vanding i drivhus: tilgængeligt vand i jord og spagnum

At vande rigtigt i et drivhus er meget vigtigt, ud over det selvfølgelige med at holde planterne levende så betyder uens vanding dårlig vækst og udbytte.

For at kunne vande rigtigt er det nødvendigt at se lidt på jordens vandegenskaber, og med jord menes både jord og spagnum, eller hvad man nu dyrker i. Porerne i jord kan være mere eller mindre fyldt med vand, resten er luft, og det er vigtigt, for rødder skal have ilt, ellers bliver de kvalt og rådner.

Mætning
Ved mætning er alle porer i jorden fyldt med vand. Rødder kan klare dette i kortere tid. Når man vander er jorden vandmættet lige der, hvor der vandes.

Markkapacitet
Vandmættet jord efter naturlig dræning, noget af vandet i porerne er erstattet af luft. Efter vanding, når vandet er sunket ned i jorden.

Visnepunktet
Når jorden er blevet så tør, at planter visner.

 

Hvor meget vand er der i jorden

Der område, hvor planter kan gro, ligger mellem markkapacitet og visnegrænse, og helst ikke for tæt på dem.  Hvor god en jord er til at dyrke i afhænger af porernes størrelse: små porer er gode til at holde vand og store porer giver luft i jorden.  Små porer betyder også, at jorden er god til at fordele vandet, f eks fra der, hvor der drypvandes.

Tilgængeligt vand er den mængde vand, der findes mellem markkapacitet og visnegrænse.

Fint sand har 1,5 deciliter tilgængeligt vand pr. liter sand.

Muldjord har 3 deciliter tilgængeligt vand pr. liter muldjord.

Spagnum har 5 deciliter tilgængeligt vand pr. liter spagnum.

Hertil kommer så jordens vandfordelende evne. I fint sand flytter jordvandet sig ikke, det gør det i jord og spagnum, så når en rod har suget vand kommer der nyt til.

Kan man se på en plante, om den behøver vand

NEJ!

Jo, man kan selvfølgelig se om den er ved at visne, men så er der allerede sket stor skade. En plante kan se saftspændt ud, men alligevel mangle vand – det ses, når der senere mangler et par tomater i klasen, eller agurken bliver misdannet.

Hvad gør man så? Man bruger de grønne fingre og erfaring, den rette vanding er forskellig fra drivhus til drivhus.

Den optimale vanding er et system, der måler hvor meget vand, der er i jorden, og vander, så det holdes inden for et snævert område ca. midt mellem markkapacitet og visnegrænse.

I den næste blog vil jeg skrive lidt mere om måling af vand i jord.

 

Rodtemperaturens betydning for tidlige og sene tomater

Når vi taler om temperaturen i drivhuset mener vi lufttemperaturen, men jordtemperaturen er faktisk mere vigtig. I hovedtræk reagerer tomater sådan på temperaturen:

Temperatur og rodvækst hos tomat

Hos unge tomatplanter er rodvæksten optimal ved 25-30 grader, når de er ældre end 4 uger er det 20-25 grader. Ved en jordtemperatur på 15 grader hæmmes røddernes vækst.

Temperaturer og vegetativ vækst hos tomat

Væksten af planten tiltager når rodtemperaturen stiger fra 10 til 25 grader. Hvis rodtemperaturen er 10 grader stopper plantevæksten selv om lufttemperaturen er optimal.

Temperatur og frugtsætning hos tomat

Tomater bryder sig ikke om temperaturer over 35 grader og giver dårlig frugtsætning, mellem 18 og 25 er optimalt, under 13 giver færre og misdannede frugter.

Hvad betyder det

Ved rodtemperaturer under ca. 15 grader vokser og fungerer rødderne meget dårligt, og det viser sig ved at hele planten går i stå, danner store blomsterklaser, men ingen frugter.

Husk, at tomater er startet som blomsterdannelse 4-5 uger tidligere end modning, og det er temperaturen i denne periode, der giver det færdige resultat.

Hvad kan man gøre

I et “normalt” drivhus – ikke ret meget. Elektrisk opvarmning af jorden kan bruges til tidlige tomater, men varmelegemet må altså ikke komme over 35 grader, så det kræver god styring.

I mit drivhus er der solfanger, der lagrer overskudsvarmen om dagen i gulvet. Lufttemperaturen om natten er ikke højere en udenfor pga det meget store varmetab gennem glas. Alligevel er der en tydelig effekt på tidlige tomater og stangbønner, og det skyldes den højere jordtemperatur.

Her i begyndelsen af august nærmer jordtemperaturen sig de 15 grader i drivhuse, og i perioder med gråvejr går den under. Det ses på planterne, og det er synd, for der er jo stadig lys nok til en god efterårsproduktion.

Måling af jordfugt, termisk sensor

Jordfugt kan måles på flere måder: elektrisk modstand, dielektrisk kapacitans, højfrekvent ledningsevne og enkelte andre. Jordens varmekapacitet og varmeledningsevne er stærkt korreleret med vandindholdet og kan bruges til at måle vandindholdet, men så vidt jeg har kunnet finde ud af er der kun eet fabrikat, der bruger metoden med termisk sensor, og det er hundedyrt.

Så derfor skulle jeg selvfølgelig prøve selv at lave noget.

Sensoren

Sensoren består af en stump vandrør med et 5 Watt varmelegeme i den ene ende og 2 stk. DS18B20 digitale varmesensorer i midten og den anden ende af røret. Komponenterne er støbt på plads med Plasticpadding, det er røret også lukket med og det hele er dyppet 2 gange i maling.

Resultatet ser alvorligt ud, men er altså helt uskyldigt.

 

IMG_7838

 

Afprøvning

En 5 liter plasturtepotte blev fyldt med lufttør spagnum og røret blev placeret midt i – alle dele blev vejet hver for sig. Der blev lavet en måling, se næste afsnit, og potten blev stillet i en spand, der i løbet af dagen blev fyldt med vand, så der ikke blev indeklemt luft i spagnum’en. Derefter blev der lavet en måling i vandmættet spagnum og herefter hver dag efterhånden som spagnum’en tørrede – ved hver måling blev potten vejet, så vandindholdet kunne beregnes.

Målinger blev lavet med en Seeduino Mega mikroprocessor, der blev programmeret til at måle med 30 sekunders mellemrum. Målinger blev overført til en bærbar via seriel kommunikation. Efter indledende målinger blev varmelegemet tændt i 2 minutter med 12 volt.

Resultater

På kurven ses en af målingerne, ved 65% vandindhold. Temperaturstigningen nær varmelegemet med rødt, temperaturstigningen i den anden ende af røret med blåt og tænding af varmen med grønt. Jeg har snydt med kommaet, temperaturstigningen er altså ikke 850 grader, men 8,50.

Man kan gøre meget med sådanne data, hvor stor er temperaturstigningen, forskellen mellem de 2 temperaturer og faldet i temperatur. Det bedste resultat ligger i hældningskoefficienten i den første, lineære del af afkølingen.


Termisk graf 2

Den korte historie er, at det er ikke følsomt nok til at man kan måle jordfugt, ikke i denne udformning.

En løsning kunne være at kombinere varmelegeme og temperaturmåler – altså finde et metal, der har en stor elektrisk modstand, men også en stor temperaturkoefficient. Her kunne jern være en løsning, en meget tynd, isoleret jerntråd på 1-2 meter, hvor der først varmes og bagefter måles afkøling. Det ville også være en billig løsning, men det jerntråd, jeg har målt på, er alt for tykt til at kunne bruges.

Så efter at have tørret øjnene kan jeg se, at jeg har fået lavet en rigtig god føler til at måle jordtemperatur………

 

 

Svampesygdom, gråskimmel i drivhus selv om der er udluftet

Døren i drivhuset står åben døgnet rundt, alt er beskåret, og der kommer lys og luft til planterne, så der skulle ikke kunne udvikles gråskimmel og andre svampesygdomme. Alligevel er der gråskimmel i enkelte klaser, og måske også på stænglerne af tomater.

Hvordan kan det gå til? Forklaringen er såmænd enkel nok, men det kræver et indgående kendskab til hvad der sker i er drivhus, og hvordan man måler og udtrykker luftfugtighed.

IMG_78261

Sådan ser gråskimmel ud i en klase druer. Klasen er for tæt, den ene side skulle have været klippet af, da den blomstrede – men alligevel, der er tilsyneladende altid tørt i drivhuset.

Luftfugtighed

Luftfugtighed er luftens indhold af vanddamp, ved højere temperatur kan der være mere vanddamp end ved lavere. RH, relativ luftfugtighed, er hvor meget vanddamp, der er i forhold til hvor meget der kan være, dugpunktet er den temperatur, hvor der vil dannes dug, og specifik luftfugtighed er gram vanddamp pr. kg luft – derved kommer man uden om at luften udvider sig med temperaturen.

RH bruges meget, og er meget temperaturafhængig, dugpunktet er en bedre måde at angive luftfugtighed på.

Nattens gang i et drivhus

I tabellen nedenunder stammer temperaturer og RH fra DMI, Årslev, indtil klokken 7, hvor de stammer fra mit eget drivhus. Dugpunkt og specifik luftfugtighed er beregnet ud fra temperatur og RH.

Når noget er varmere end dugpunktet er det tørt, er det koldere dannes der kondens – som når noget tages ud af køleskabet.

Klokken Temperatur Dugpunkt g/kg RH
17:00 25 16,7 11,9 60
19:00 23,5 14 10 55
21:00 21 13,6 9,7 62
23:00 19 14,6 12,3 75
01:00 17,5 15,4 13,1 88
03:00 16,8 15 12,8 90
05:00 15,9 14,4 12,3 90
07:00 20 16,5 13,9 80
09:00 28 22,2 19,4 70
11:00 28 20,9 17,9 65

 

I løbet af natten falder temperaturen til ca. 16 grader, RH stiger til 90 men dugpunktet er højere end temperaturen, så alt er godt.

Når solen kommer på stiger temperaturen hurtigt, og RH falder, og så skulle alt jo være godt? Dugpunktet stiger til 21-22 grader, men store ting som vindruesklaser, tomater og agurker, har stadig nattens kølige temperatur, og derfor vil der dannes kondens på dem og svampesporer kan spire.

Hvad kan man gøre

Problemet skyldes temperaturforskelle, og i gartnerier er der mange blæsere i hvert drivhus. Det ændrer ikke luftfugtigheden, men giver mere ensartede temperaturer.

Så en lille bordventilator og et kontaktur, så den kører fra midnat til 8-9 om morgenen, vil hjælpe på problemet, og døren til drivhuset skal stadig holdes åben døgnet rundt.

 

 

Test af drypvanding fra Planterogteknik

Mange drivhuse vandes ikke rigtigt, de får for meget eller for lidt, ofte det sidste. Vandes der med slange eller vandkande slemmer jorden sammen så der ikke kommer luft ned til rødderne. Problemer er, at det er svært at se om jorden/spagnum’en er tør, og når planterne hænger mister man tomater og agurker.

Drypvanding har været brugt i erhvervet i ca. 50 år, det er en god måde at vande på da vandet ikke kommer hurtigere end jorden kan suge, og jordstrukturen dermed ikke ødelægges. Drypvanding er et sårbart system over for urenheder og kalkudfældning, det klares i erhvervet med salpetersyre – private kan ikke gå til værks.

Princippet i drypvanding er en stor hovedledning og meget mindre vandingsledninger, der har så stor modstand at trykket er det samme i hele hovedledningen. Modstanden kan være meget tynde vandingsslanger eller en form for labyrint.

Mit vandingsanlæg duede ikke, så jeg var på udkig efter noget andet, og valget faldt på Planterogteknik.

Drypvanding fra Planterogteknik

Planterogteknik drives af Freddy Wisler, vi har mailet meget sammen i nogle måneder, så jeg er måske ikke den rette til at teste hans udstyr – omvendt er jeg professional på området, så han får en hård, men uretfærdig kritik.

Planterogteknik tilbyder modstandsventiler til at sætte i en vandslange, både faste modstande og en variabel. Især den variable vakte min interesse, da jeg dyrker i forskellige højder.

Priser og porto hører til det billigste på nettet, men det kan man jo selv efterprøve.

Test af drypvandingsventiler

IMG_77012

Øverst til højre ses en af de faste ventiler, man borer et 3-mm hul i en slange og stikker den spidse ende gennem hullet. Forneden er den skilt ad så den kan renses, og labyrinten kan ses. Foroven til venstre ses den variable ventil, en kegle skrues ned i et lille rør og regulerer vandstrømmen.

Ventilerne blev sat på en lille fødeslange, vandingsanlægget blev tændt, og når der ikke var mere luft i systemet blev der opsamlet vand fra ventilerne i 30 sekunder og vejet.

1 gram vand er 1 ml, 100 ml er en deciliter og 1000 ml en liter.

Mit vandingsanlæg er 2 palletanke og en pumpe til drikkevand i campingvogne, vandtryk ca. 3 m.

Resultater, faste ventiler

Ventil mærket “8” gav hurtige dryp, 7 gram vand pr. 30 sekunder.

Ventil mærket “15” gav lille stråle, 26 gram pr. 30 sekunder.

Ventil mærket “4/H” gav stor stråle, 70 gram pr 30 sekunder.

 

Resultater, variabel ventil

Som ved de faste, men ventilen blev først lukket helt og derefter åbnet en kvart omdrejning ad gangen, resultaterne ses på kurven herunder.

 

drypvan

 

Konklusion

Med disse ventiler kan man tilpasse et drypvandingsanlæg, så store planter får mere vand end små.
De variable ventiler er forbløffende nøjagtige.

Bruger man vandværksvand, og dermed betydeligt højere tryk, vil ventilerne naturligvis give mere vand, men det kan der kompenseres for med de variable ventiler.

 

 

 

 

 

 

 

Hjælp til drivhuset

Tænker du på at få et drivhus, har du et drivhus, du ikke bruger eller har du bare fået et? Der er mange spørgsmål, og det kan være svært at få det praktisk stillet an.

Et drivhus kan næsten passe sig selv og alligevel give tomater, agurker og vindruer.

Jeg har længe haft lyst til at hjælpe, men det er også et vist ansvar at påtage sig, da jeg jo ikke kan springe fra halvvejs. Nu prøver jeg, men med et begrænset antal.

Jeg forestiller mig, at vi mailer sammen, du kan sende billeder af dit drivhus og planter og få svar og vejledning efter bedste evne.

Det sker på frivillig, venskabelig basis….