Balanço Térmico de Estufas - Texto de apoio às aulas de Condicionamento Ambiental e de Projectos de Engenharia Agronómica

O microclima de uma estufa está directamente dependente das condições climáticas do meio exterior e das técnicas de condicionamento ambiental utilizadas. Do ponto de vista do engenheiro o controlo ambiental de estufas é complexo devido ao tempo de resposta do sistema. Os materiais de cobertura são normalmente muito finos, permitindo elevada transmissão da radiação solar, mas apresentam o inconveniente de possibilitarem que alterações na temperatura exterior e nas características do vento rapidamente influenciem as condições interiores. Ao efectuar os cálculos do balanço térmico numa estufa três situações podem ocorrer: 1. a temperatura interior é inferior ao valor pretendido, e nesse caso é necessário recorrer à utilização de técnicas de aquecimento; 2. a temperatura é superior ao desejado, sendo necessário recorrer a técnicas de arrefecimento, como a ventilação natural ou forçada associada a arrefecimento evaporativo ou a redução dos ganhos de calor devido à radiação solar (sombreamento); 3. o balanço está equilibrado e não é necessário actuar ao nível do condicionamento ambiental

Improving Greenhouse Heating in Portugal

Although several new solutions for greenhouse heating and environmental control are being investigated all over the world; to reduce energy consumption and environmental impacts, to increase the efficiency of energy use for plant production in protected cultivation or to take advantage of the new renewable energy sources, in Portugal the great majority of producers still rely on more conventional heating systems for an economical year round production of vegetables and flowers. The objective of this work is to review some guidelines to help the grower when choosing the best heating solutions for different crops and cultivation systems. First, the level of heating required is defined and the correspondent heating power is analysed. Secondly, the main heating systems are mentioned including their components, characteristics, effects on greenhouse climate, soil and plant temperature. Relative costs of equipment and energy consumption are analyzed and some examples of practical solutions are presented from vegetable and flower production growers. Finally, several strategies to reduce the energy required for greenhouse heating are given and studied, including greenhouse structures, covering materials, thermal screens, air temperature and humidity control

Diversidade de fungos endofíticos em diferentes estados fenológicos da cultivar Madural em locais de alta e baixa incidência de gafa

A gafa da oliveira é uma das doenças mais importantes do olival, podendo causar elevadas perdas ao nível da produção. A incidência desta doença varia de acordo com a suscetibilidade da cultivar, condições ambientais e virulência do patogénico. Neste trabalho avaliou-se a diversidade de fungos endófitos na cultivar Madurai em olivais localizados em zonas de alta e baixa incidência de gafa, de forma a avaliar a existência de diferenças ao nível da composição da comunidade endofítica. Para tal, procedeu-se ao isolamento de fungos endofíticos a partir de gomos florais, inflorescências e frutos, de árvores saudáveis, de forma a acompanhar diferentes estádios fenológicos desce o D (formação da corola) até ao G (vingamento). Os isolados obtidos foram identificados por sequenciação do rDNA. A frequência de colonização e abundância de fungos endofíticos foi superior na zona geográfica de baixa incidência de gafa (6,4%; 268) face a de alta incidência (5,0%; 211), considerando todos os órgãos analisados. Os géneros com maior abundância relativa, em ambas as zonas, foram Biscogniauxía (43, 8% do total isolados), Cladosporium (19, 8%) e Alternaria (15, 8%). No entanto, as duas comunidades apresentaram uma reduzida similaridade ao nível da composição de espécies, com um índice de Sórensen de 0,47. A composição da comunidade fúngica endofítica variou ao longo dos diferentes estados fenológicos. Fungos dos géneros Venturia e PenicNJ.ium, que surgiam nos estados D e F, desapareceram nos estados G, e D dando lugar a novos géneros como Rosellinia, Epicoccum, Chaetomium, Eudarluca e Coniolariella. Os géneros Trametes, Chalastospora e Stemphylium surgiram em todos os estados fenológicos. De entre os estados fenológicos analisados os que apresentaram maior número de espécies foram os estados E e F. Os resultados indicam que tanto o habitat (zona de alta e baixa incidência de gafa) como os estados fenológicos são importantes na determinação da composição da comunidade fúngica endofítica da oliveira. A existência de uma comunidade endofítica especifica a cada uma das zonas analisadas poderá ter um efeito benéfico ao conferir um aumento de resistência da planta hospedeira contra stresses bióticos, tais como a ataques de gafa.Os autores agradecem à Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT, Portugal) e ao FEDER no âmbito do programa PT2020 pelo apoio financeiro ao CIMO (UID/AGR/00690/2013). O primeiro autor agradece ainda a atribuição de uma Bolsa de Doutoramento (refa SFRH/BD/112234/2015) pela FCTinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Efeito do modo de vida e da forma de reprodução de Colletotrichum acutatum na interação com fungos endófitos da oliveira

A gafa da oliveira, causada por diferentes espécies do género Colletotrichum, é uma das doenças que mais prejuízo causa a nível mundial. Num estudo anterior foi verificado a presença do principal agente causal desta doença (i.e. C. acutatum) na comunidade fúngica endofítica da filosfera de oliveiras assintomáticas. Estes fungos têm despertado muito interesse ao nível da luta biológica por aumentarem a resistência da planta hospedeira contra doenças/pragas. Assim sendo, neste trabalho estudou-se a interação entre fungos endofíticos da oliveira e C. acutatum na forma endófita ou patogénica (na fase assexuada e sexuada - Glomerella acutata). Os fungos endofíticos testados foram isolados das cultivares Galega e Cobrançosa, conhecidas como sendo muito suscetível e moderadamente resistente à gafa, respetivamente. A interação foi avaliada pelo método da cultura dupla em meio de batata dextrose e agar. O modo de vida (endófito vs. fitopatogénico) e a forma de reprodução (assexuada vs. sexuada) de C. acutatum influenciaram significativamente o resultado da interaçao com os fungos endófitos, em especial dos isolados da cv. Galega. Os oito endófitos testados foram capazes de inibir o crescimento de C. acutatum na forma endófita (coeficiente de inibição entre 19,6-66,8) e patogénica (coeficiente de inibição entre 54, 7-86,9 para a forma sexuada e entre 34, 6-74,3 para a assexuada). Alguns fungos endófitos ainda inibiram significativamente a esporulação e germinação de C. acutatum na forma endófíta e patogénica. Os fungos isolados da cv. moderadamente resistente à gafa (cv. Cobrançosa) e, em particular, a espécie Trichoderma gamsii, foram os que tiveram um maior efeito inibitório no crescimento de C. acutatum; enquanto que as espécies isoladas da cv. Galega tiveram um maior efeito inibitório na germinaçao e esporulaçâo de C. acutatum. Os resultados contribuíram para um melhor conhecimento das interações plantamicrorganismo- microrganismo, e evidenciam o potencial uso destes fungos endófitos como antagonistas na luta biológica da gafa da oliveira.Os autores agradecem à Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT, Portugal) e ao FEDER no âmbito do programa PT2020 pelo apoio financeiro ao CIMO (UID/AGR/00690/2013). O primeiro autor agradece ainda a atribuição de uma Bolsa de Doutoramento (refa SFRH/BD/112234/2015)pela FCTinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio

Modelling the Climate in Unheated Tomato Greenhouses and predicting Botrytis cinerea infection

Abstract Botrytis cinerea Pers.: Fr. is the causal agent of grey mould disease and is one of the most important diseases affecting tomato crops in unheated greenhouses. Ventilation is the technique used for environmental control in Mediterranean unheated greenhouses. Many growers tend to restrict nocturnal ventilation in order to increase air temperature, forgetting that humidity is a very important factor affecting plant development and most of all that high humidity is favourable to fungal disease development. Growers usually apply large quantities of chemical fungicides with disadvantages such as commercialization problems due to chemical residues on tomato fruits, high production costs, risk of fungicide resistance and negative environmental impacts. Nocturnal (or permanent) ventilation is an effective way to reduce high relative humidity inside greenhouses and could be a useful tool to minimise chemical use in unheated greenhouses. The main purpose of this research was to study the effect of nocturnal ventilation on B. cinerea occurrence in unheated tomato greenhouses and to develop a disease predictive model. Experiments were carried out at the Instituto Superior de Agronomia in Lisbon in two identical adjacent double-span greenhouses. The structural material was galvanized steel and the covering material was a three layer co-extruded film. Each greenhouse had a floor area of 182 m2, eaves height of 2.8 m and ridge height of 4.1 m; the orientation was north-south. The climate was controlled by natural ventilation, using continuous apertures located on the roof and side walls over the entire length of the greenhouses. Two different natural ventilation treatments were randomly assigned to the greenhouses. One treatment was permanent ventilation (PV), with the vents open during the day and night, while the other was classical ventilation (CV), in which the vents were open during the day and closed during the night. A spring tomato crop (Lycopersicon esculentum Miller), cultivar Zapata was grown directly in the soil between the end of February and the end of July in both 1998 and 2000. The growing technique was the usual for greenhouse tomatoes in Portugal. Trickle ferti-irrigation tubes were located between each two rows of plants. Climatic data were measured with three meteorological stations, one located in the centre of each greenhouse and one outside. Air dry and wet bulb temperatures were measured using a ventilated psychrometer. Soil temperatures were recorded using thermistors, the leaf temperature was measured using infrared temperature thermometers and the cover temperature was measured using a thermocouple attached directly to the inner film surface. Global and photosynthetically active (PAR) radiations, wind speed, soil moisture content and water draining from the lysimeter were also recorded. All data were averaged and recorded on an hourly basis using two data logger systems from Delta - T Devices. Data on the evolution of the crop, such as plant growth, leaf area, flower production, fruit production, fruit weight and yield were also recorded. The number of leaflets with lesions caused by B. cinerea were counted and removed from the greenhouse from the randomly selected groups of plants, five times in 1998 and 10 times in 2000. Experimental microclimate parameters recorded over the two years in the two greenhouses with different ventilation management are presented and analysed. It was shown that greenhouse air temperature was not significantly influenced by the night ventilation management. On the contrary, a significant reduction of air humidity occurred in the nocturnally ventilated greenhouse, even with unfavourable outside conditions that occurred during the spring of 2000. A dynamic climate model was tested, modified step by step, parameterised and validated for the conditions which occurred during this research. The modifications were mainly related with the crop and the soil characteristics, the heat transfer coefficients and the ventilation sub-models. The good agreement between the predicted and measured data showed that the revised model can be used to estimate the greenhouse climate conditions, based on the weather conditions and on the greenhouse-crop system characteristics. Also, it was shown that the modifications to the original model improved its performance. Nocturnal or permanent ventilation was shown to have a great contribution to reducing disease severity on tomato leaves caused by B. cinerea, in both years of the experiments. It was shown that nocturnal ventilation management is an environmental control technique which can be used as a prophylactic control measure, since it reduces the severity of B. cinerea on tomato crops grown in unheated greenhouses. This is a very important result since it permits a reduction in chemical use lowering both production costs and environmental impacts. A model that predicts grey mould severity caused by B. cinerea on tomatoes grown in unheated greenhouses was developed as a function of the time duration with air temperature and relative humidity within certain ranges. This model was validated, and comparison between predicted and observed disease data showed good agreement. Integration of the climate and the Botrytis models was tested and reasonable results were obtained, showing that integration of both models is possible. This combination permits the prediction of when the climate conditions would be favourable for disease development and what would be the expected grey mould severity. A warning system, defining disease risk levels based on disease severity was developed and could be a useful tool for technicians, advisors and growers, helping them to decide what are the adequate actions and the correct timing to avoid favourable conditions for disease development. A more practical and immediately implementable application was presented, defining disease risk levels based on the number of hours per day with relative humidity higher than 90%, which is a useful tool for growers, helping them to identify the risk of disease occurrence and making it possible to act in order to reverse or to avoid disease favourable conditions

Monitorização do ambiente térmico tendo em vista o bem estar animal de suínos em fase de crescimento e engorda

Os constantes desenvolvimentos tecnológicos podem facilitar a gestão de sistemas produtivos que se baseiem no controlo contínuo e em tempo real da produção, do bem-estar e da saúde dos animais, bem como das condições ambientais. Estes sistemas permitem aos produtores detetar, instantaneamente, problemas e ativar medidas de resposta imediata. O ambiente das instalações pecuárias apresenta-se como um dos principais fatores limitantes da produção. Situações de stress térmico podem causar uma diminuição nas performances dos animais, morbidade e até mesmo mortalidade, conduzindo a perdas económicas significativas e preocupações de bem-estar animal. O controlo ambiental das instalações pecuárias é tipicamente baseado nas taxas de produção de calor e humidade a níveis de temperatura ambiente predeterminados. Este método de controlo tradicional não satisfaz as verdadeiras necessidades térmicas dos animais, uma vez que não contabiliza alguns fatores ambientais, fisiológicos e comportamentais, atualmente conhecidos como influentes nas respostas produtivas do animal mediante as condições circundantes. Além disso, os avanços na genética animal, nutrição e práticas de gestão levaram a alterações consideráveis nas cargas de calor sensível e latente das instalações pecuárias modernas. Neste contexto, a zootecnia de precisão poderá ser o conceito básico para o desenvolvimento de um sistema de controlo avançado baseado em monitorização automática, numa frequência adequada de variáveis ambientais, fisiológicas e comportamentais. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de perceber como se monitorizam os parâmetros ambientais e analisar a sua importância na produção e bem-estar de suínos em fase de engorda e acabamento

Greenhouse ventilation rate: theory and measurement with tracer gas techniques

Leakage and ventilation rates were measured in a four span glasshouse at Silsoe Research Institute. Two tracer gas techniques were used, a decay rate method with different positions of the leeward ventilator (0, 10 and 20% of the maximum opening) and a continuous injection method with the leeward ventilators open 10%. The influences of wind speed, wind direction and temperature difference between inside and outside were analysed for each ventilator position. It was found that wind speed had a strong influence on leakage and ventilation rates. Some influence of wind direction occurred with northeast and southeast winds but no significant conclusions can be drawn because of insufficient data. Temperature difference affected ventilation rates under low wind speeds. For each ventilator position, the air exchange rate was linearly related to wind speed. A dimensionless function was calculated to express the ventilation flux per unit ventilator area and unit wind speed as a function of the angle of ventilator opening. With a 10% opening, the results obtained with the decay and continuous methods were compared and showed good agreement for wind speeds greater than 1 m/s. The results for 10 and 20% ventilator openings obtained by using the decay method were compared with those obtained by applying the theory of convection, using pressure differences generated by wind forces and temperature differences. It was found that the combined effect of wind and temperature difference gave satisfactory predictions of ventilation rates. Also, the values obtained by measurement and prediction based on pressure difference were in close agreement, with a global wind effect coefficient similar to that found in the literature

Endophytic fungal community structure in olive orchards with high and low incidence of olive anthracnose

Fungal endophytes have been increasingly recognized to promote host plant protection to pathogens, but knowledge of the multiple effects that they could have in crop diseases is still scarce. This work attempts to understand the role of fungal endophytes in crop diseases, specifically in reducing disease development and interfering on lifestyle transition of the pathogen. To accomplish this, the endophytic fungal community of reproductive organs of olive tree from two orchards showing different levels of anthracnose incidence, a major disease of olive fruits, was characterized and compared between them. The two orchards showed distinct endophytic communities, differing in species richness, abundance and composition, with highest isolation rates and richness of endophytes in the orchard with low anthracnose incidence. These differences among orchards were greater on fruits than on flowers, suggesting that these changes in endophytic fungal composition may influence the lifestyle shifts in pathogen (from latent to pathogen). A number of fungal taxa were found to be positively associated to one of the two orchards. The fungal endophytes best correlated with high incidence of anthracnose are pathogens, while endophytes-associated to low anthracnose incidence are described to protect plants. Altogether, the results suggest varying pathogen-endophyte interactions among the two orchards.This work is supported by FEDER funds through the COMPETE (Operational Programme for Competitiveness Factors) and by the Foundation for Science and Technology (FCT, Portugal) within the POCI-01-0145- FEDER-031133 Project (MicOlives—Exploiting plant induced resistance by beneficial fungi as a new sustainable approach to olive crop protection), and FCT/MCTES to CIMO (UIDB/00690/2020). F. Martins thanks the award of a PhD scholarship (ref. SFRH/BD/112234/2015) by FCT.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

A ventilação em instalações de bovinos leiteiros

Podemos definir a ventilação como o processo de renovação do ar interior num alojamento animal, substituindo-o por ar proveniente do exterior, com os objectivos de aumentar o teor de oxigénio no interior do alojamento; remover para o exterior os gases que se acumulam no interior (tais como: dióxido de carbono, amoníaco, metano e outros); retirar poeiras e/ou partículas em suspensão que se dispersam no ar interior; e controlar os valores da temperatura e da humidade interiores, visando atingir uma situação de conforto ambiental para os animais, assim assegurando o seu bem-estar e adequadas condições para que possam expressar todo o seu potencial produtivo. Tal como na generalidade das instalações para alojamento animal, também nas instalações de bovinos leiteiros, a ventilação é importante para assegurar condições ambientais propícias e favoráveis ao desenvolvimento dos animais e da suas capacidades produtivas. Também as crescentes preocupações com o bem-estar animal obrigam a dispensar uma maior atenção ao controlo do ambiente interior. Nesse sentido, o Decreto-Lei nº 64/2000, (que estabelece as normas mínimas de protecção dos animais nas explorações pecuárias)estabelece que “... a ventilação dos edifícios deve assegurar que a circulação do ar, o teor de poeiras, a temperatura, a humidade relativa do ar e as concentrações de gases se mantenham dentro dos limites que não sejam prejudiciais aos animais” e “quando a saúde e o bem-estar dos animais depender de sistemas de ventilação artificial, devem ser tomadas providências para que exista um sistema de recurso alternativo adequado, que garanta uma renovação do ar suficiente para manter a saúde e bem-estar dos animais na eventualidade de uma falha do sistema principal e, ainda, deve existir um sistema de alarme que advirta de qualquer avaria...”. O controlo de factores ambientais, tais como: temperatura, humidade, composição e qualidade do ar, no interior das instalações pode ser conseguido recorrendo a sistemas de condicionamento ambiental como ventilação, aquecimento, arrefecimento e outros. Geralmente, estes sistemas de condicionamento ambiental operam em simultâneo ou estão associados de forma a melhor a sua eficiência. Por outro lado, a eficácia do controlo destes factores ambientais não depende apenas dos equipamentos utilizados, mas também da própria construção, dos materiais e tecnologias empregues na sua edificação, da sua morfologia arquitectónica, da sua localização e orientação. No entanto, a ventilação é sempre imprescindível para o controlo da temperatura, da humidade e da composição e qualidade do ar, seja qual for a época do ano (situação de Inverno ou situação de Verão). Neste trabalho, vamos fazer referência à importância e funções da ventilação; aos diversos tipos e sistemas de ventilação, tendo em consideração as opções mais indicadas/utilizadas nas instalações de bovinos leiteiros; aos diversos factores a considerar na concepção, elaboração e funcionamento de um sistema de ventilação. Considerando as características climáticas do nosso país, geralmente com Invernos frios e húmidos e Verões quentes e secos, vamos fazer referência às exigências de ventilação para cada situação, com particular ênfase para os períodos de muito calor, em que se pode associar a ventilação com os sistemas de arrefecimento

Fungal community in olive fruits of cultivars with different susceptibilities to anthracnose and selection of isolates to be used as biocontrol agents

Olive anthracnose is an important fruit disease in olive crop worldwide. Because of the importance of microbial phyllosphere to plant health, this work evaluated the effect of cultivar on endophytic and epiphytic fungal communities by studying their diversity in olives of two cultivars with different susceptibilities to anthracnose. The biocontrol potency of native isolates against Colletotrichum acutatum, the main causal agent of this disease, was further evaluated using the dual-culture method. Fungal community of both cultivars encompassed a complex species consortium including phytopathogens and antagonists. Host genotype was important in shaping endophytic but not epiphytic fungal communities, although some host-specific fungal genera were found within epiphytic community. Epiphytic and endophytic fungal communities also differed in size and in composition in olives of both cultivars, probably due to differences in physical and chemical nature of the two habitats. Fungal tested were able to inhibited C. acutatum growth (inhibition coefficients up to 30.9), sporulation (from 46 to 86%) and germination (from 21 to 74%), and to caused abnormalities in pathogenic hyphae. This finding could open opportunities to select specific beneficial microbiome by selecting particular cultivar and highlighted the potential use of these fungi in the biocontrol of olive anthracnose.This work was funded by National Funds through FCT – Foundation for Science and Technology under the project “EndoBio – Isolation and selection of endophytic fungi from olive tree for the biological control of Colletotrichum acutatum and Verticillium dahliae” (PTDC/AGR-PRO/ 4354/2012).info:eu-repo/semantics/publishedVersio