Issue
Agronomie
Volume 21, Number 4, May-June 2001
Greenhouses, environment and product quality
Page(s) 311 - 321
DOI http://dx.doi.org/10.1051/agro:2001126
DOI: 10.1051/agro:2001126

Agronomie 21 (2001) 311-321

Strategies to control water and nutrient supplies to greenhouse crops. A review

Hans-Peter Kläring

Institute of Vegetable and Ornamental Crops Großbeeren/Erfurt e.V., Theodor-Echtermeyer-Weg 1, 14979 Großbeeren, Germany

(Received 28 August 2000; revised 20 January 2001; accepted 14 February 2001))

Abstract
This paper introduces the approaches to automatic control of water and nutrient supplies to greenhouse crops. The traditional concepts of surplus irrigation and fertilization conflict with the environmental aspect. Therefore, water and nutrient demands of the plants must be met by the supplies. The generally used strategy is based on the application of standard nutrient solutions and frequent analyses of the nutrient solution concentration in the root environment. An improvement to this strategy is expected by using a feedback control, which takes ion sensitive measurements of the drainage water concentration or a feedforward control, where nutrient and water uptake are predicted using growth and transpiration models. Most of these approaches are still on a theoretical level and are far from being practical applications. Current strategies are directed towards the synchronization of uptake and supply, but future strategies should control plant functioning.

Résumé
Mise au point : stratégies pour contrôler les apports d'eau et d'éléments nutritifs aux cultures sous serre. Cet article introduit les approches pour un contrôle automatique des alimentations en eau et en éléments nutritifs pour les cultures sous serre. Le concept traditionnel d'irrigation et de fertilisation excédentaires entre en conflit avec les aspects environnementaux. Cependant, les demandes d'eau et d'éléments nutritifs des plantes doivent être satisfaits par les apports. La stratégie utilisée généralement est basée sur l'emploi de solutions nutritives standard et de fréquentes analyses de la concentration de la solution nutritive dans l'environnement des racines. Une amélioration de cette stratégie est espérée en utilisant un système de rétroaction, qui prend en compte des mesures sensibles de la concentration ionique de l'eau de drainage, ou un système de réaction anticipée dans lequel les besoins en eau en éléments nutritifs sont prévus à parti de modèles de croissance et de transpiration. Ces approches sont pour la plupart d'entre elles, développées sur un plant théorique et sont encore loin des applications pratiques. Les stratégies actuelles sont dirigées vers la synchronisation des prélèvements et des apports, mais les stratégies futures devront contrôler le fonctionnement des plantes.


Key words: control / greenhouse / nutrient solution / nutrient supply / water supply

Mots clés : contrôle / serre / solution nutritive / apport de substances nutritives / apport d'eau

Correspondence and reprints: Hans-Peter Kläring
    e-mail: Klaring@IGZeV.de

Communicated by Christian Gary (Avignon, France)



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