Subirrigation automated by capacitance sensors for salvia production

English. Subirrigation is typically controlled using timers to periodically irrigate plants based on a pre-determined schedule. The objective of this study was to evaluate the usefulness of capacitance-type sensors to monitor substrate water content and to control subirrigation automatically for salvia production in greenhouse. Additionally, we quantified the effect of different substrate volumetric water content (VWC) on growth of plants cultivated in 15-cm diameter × 13.75-cm height pots. Automation was performed using three EC-5 capacitance soil moisture sensors per experimental unit, connected to a system with a CR10X data logger, AM16/32 multiplexer, SDM-CD16AC relay driver and NK-2 submersible pumps. Substrate moisture readings were taken every 15 minutes, and plants were irrigated only if the readings dropped below pre-set VWC thresholds. We evaluated five levels of substrate VWC (0.1, 0.2, 0.3, 0.4 and 0.5 m3 m-3), with two replications, in a completely randomized design. The system effectively monitored and recorded VWC, and controlled irrigation accordingly. Substrate VWC ranged from 0.1 to 0.41, 0.2 to 0.39, 0.3 to 0.41, 0.4 to 0.43 and 0.5 to 0.53 m3 m-3, in ascending order of the treatments, with the highest values recorded after irrigation events. The number of irrigation events, total volume of nutrient solution applied, net photosynthesis, dry weight, number of branches and leaves, shoot height, leaf area, canopy light interception, and leaf chlorophyll content all increased significantly with the increase in VWC (p<0.0001). The VWC of 0.5 m3m-3 provided the highest plant growth (p<0.0001). Capacitance sensors can be used to both monitor soil moisture and control subirrigation for salvia production in soilless substrate, reducing the possibility of water stress caused by daily irrigation schedule using timers.

Portuguese. RESUMOAtualmente o controle da subirrigação é realizado por meio de temporizadores, usando calendário fixo para acionamento periódico da irrigação. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de sensores capacitivos no monitoramento da umidade do substrato e no controle automatizado da subirrigação para a produção de sálvia em ambiente protegido. Adicionalmente, quantificou-se o efeito de diferentes conteúdos volumétricos de água (CVA) do substrato no crescimento de plantas cultivadas em vasos com 15 cm de diâmetro × 13,75 cm de altura. A automação foi realizada por três sensores de umidade EC-5 por unidade experimental, conectados a um sistema constituído por sistema de aquisição de dados CR10X, multiplexador AM16/32, controlador de saídas SDM-CD16AC e bombas submersas NK-2. As determinações da umidade eram realizadas a cada 15 minutos, com acionamento da irrigação somente quando as leituras eram inferiores aos valores estabelecidos como tratamentos. Foram utilizados cinco CVA do substrato (0,1; 0,2; 0,3; 0,4 e 0,5 m3 m-3), com duas repetições e em delineamento inteiramente casualizado. O sistema monitorou a umidade do substrato e controlou a subirrigação adequadamente ao longo do tempo. A umidade do substrato variou de 0,1 a 0,41; 0,2 a 0,39; 0,3 a 0,41; 0,4 a 0,43 e 0,5 a 0,53 m3 m-3, na ordem crescente dos tratamentos, com os resultados mais altos registrados imediatamente após as irrigações. O número de irrigações, volume total de solução nutritiva aplicado, fotossíntese líquida, massa seca, número de ramos e de folhas, altura da parte aérea, área foliar, interceptação luminosa pelo dossel e teor relativo de clorofila aumentaram significativamente com o aumento do CVA (p<0,0001). O CVA de 0,5 m3 m-3 proporcionou maior crescimento das plantas (p<0,0001). Sensores capacitivos podem ser utilizados no monitoramento da umidade e controle da subirrigação na produção de sálvia, reduzindo a possibilidade de estresse hídrico causado por irrigações diárias usando temporizadores.