Climate Control in Mediterranean Greenhouses

As climate control in greenhouses directly affects crop yields, there is an increasing trend for advancements in environmentally controlled agricultural-production techniques. In the Mediterranean region, the temperatures during the period from December to February are below 12°C when the daily total radiation 8.4 MJ/m2day. Based on the region?s climate data, greenhouses require heating during the period from November to March, ventilation and shading from February to May and cooling from June to September. In order to maintain day and night temperatures of 18/16°C, annual heat energy requirement of PE greenhouses is 95-256 kWh/m2. In view of environment and production costs, conservation of heating energy is as important as heating itself. Heat energy saving is about 37% when energy curtains are used. Greenhouse temperature can be increased by 8°C in palliative non-heated greenhouses where energy curtains and water mattresses are used in addition to passively used solar energy. Ventilation openings at the roofs of these greenhouses should adequately be 20-25%. When outside noon-time temperature is above 30°C in June, evaporative cooling of greenhouse is essential. Depending on outside humidity and volume of exchanged air for cooling, a temperature difference of 6°C can be achieved with evaporative cooling of greenhouses in August

Evaluation of the Effect of Thermal Screens Used in Greenhouses under Mediterranean Climate Conditions on Greenhouses Temperature and Energy Saving

Artan enerji fiyatları ve enerji sektöründeki istikrarsızlıklar seralarda sürekliliği tehlikeye sokarken, bilim insanları enerji korunumu konusunda sürekli çalışmalar yürütmektedirler. Son yıllarda seralarda enerji korunumu amacıyla gittikçe artan bir şekilde uygulama alanı bulan ısı perdelerinin kullanımı enerji tasarrufu açısından büyük bir öneme sahiptir. Bu çalışmada Akdeniz iklim özelliklerine sahip Çukurova bölgesinde ısı perdelerinin, ısıtılan ve ısıtılmayan plastik ve cam seralarda iç sıcaklık üzerine etkisi ve ısıtılan seralarda ısı perdelerinin sağladıkları yakıt tasarrufu araştırılmıştır. Ölçümler üretim periyodunun farklı günlerinde yapılmıştır. Elde edilen bulgulardan ısı perdesi yardımı ile ısıtılmayan cam serada 3 K'lik, plastik serada ise 2 K'lik sıcaklık farkı sağlanabilmiştir. Isıtılan cam serada kullanılan ithal LS17 ısı perdesi yardımı ile % 63'lük, plastik serada ise Türkiye'de üretilmiş sık dokulu polietilenden yapılmış beyaz renkli ısı perdesi yardımı ile % 36'lik yakıt tasarrufu sağlanabilmiştir.Since increasing energy costs and uncertainty within the energy sector represent a threat for the sustainability of greenhouses, researchers are conducting extensive studies on the subject of energy conservation. Thermal curtains, which are finding increased use in recent years for energy conservation purposes, play an important role in energy saving. This study investigates the effect on greenhouse temperature of thermal curtains used in both heated and unheated plastic and glass greenhouses in the Çukurova region, which has a Mediterranean climate, and the level of fuel saving ensured by thermal curtains used in heated greenhouses. Measurements were made on different days of the production cycle. The study results indicated that the use of thermal curtains leads to a temperature difference of 3 K in unheated glass greenhouses and of 2 K in unheated plastic greenhouses. It was observed that imported LS 17 thermal curtains ensured a 63% fuel saving in heated glass greenhouses, while white thermal curtains produced in Turkey and consisting of tightly woven polyethylene ensured 36% fuel saving in heated glass greenhouses

Sera İşletmelerinde Yağmur Sularının Hasadı ve Depolama Kapasitesinin Belirlenmesi

Su kaynaklarının yeterli olmadığı alanlarda yağmur sularının toplanarak sera sulamasında kullanılması sürdürülebilirlik açısından büyük öneme sahiptir. Depolanacak yağış miktarının belirlenebilmesi için yağış miktarı ve bitki su tüketimi bilinmelidir. Akdeniz bölgesindeki dar sahil şeridinde su kaynakları yetersiz olup, sera üreticisi çok uzak mesafelerden borularla su taşımaktadır. Yapılan bu çalışmada Mersin iklim koşullarında düzenli olarak ısıtılmayan seralarda yapılan domates yetiştiriciliğinde aylara bağlı günlük su tüketimi farklı yöntemlere göre hesaplandıktan sonra düşen yağışın serada kullanılan aylık miktarından arta kalan kısmının depolama kapasitesi belirlenmiştir. Mersin iklim koşullarında FAO-Radyasyon yöntemine göre hesaplanan su tüketimi ve yağış miktarından gidilerek depolama kapasitesi 0,25 m3.m-2 olarak belirlenmiş ve depolanan bu su ile ile Kasım-Mayıs döneminde 7 ay boyunca bitki su ihtiyacının karşılanabileceği belirlenmiştir. Serada Bitki su tüketiminin FAO-Blaney-Criddle yöntemine göre hesaplanması durumunda depolama kapasitesi 0,19 m3.m-2 olacak ve Kasım – Nisan dönemindeki 6 aylık sürede bitki su tüketimi karşılanabilecektir

Determination of greenhouse agriculture potential of the Kırşehir province

Akdeniz bölgesi başta olmak üzere Ege, Marmara ve Karadeniz kıyı bölgeleri ile bazı mikroklima alanlarda yoğunlaşan örtüaltı tarımı, son yıllarda İç Anadolu ve Doğu Anadolu bölgelerinde bulunan jeotermal enerji kaynaklarının kullanılmaya başlanmasıyla birlikte gelişim göstermeye devam etmektedir. Gıda, Tarım ve Hayvancılık Bakanlığının kırsal kalkınma yatırımlarının desteklenmesi programı kapsamında, alternatif enerji kullanan (biyogaz, jeotermal vs.) seralarda % 50 hibe desteği sağlanması, jeotermal sulara sahip olan bölgelerimizde jeotermal seracılığı gündeme getirmiştir. İç Anadolu Bölgesinin karasal iklim özelliğine sahip Kırşehir ilinde mevcut jeotermal kaynakların varlığına ilaveten bakanlık tarafından yapılan desteklemeler il’de örtüaltı tarım faaliyetlerine bir ivme kazandırmıştır. Bu çalışmada, sahip olduğu jeotermal kaynaklar ile ülkemiz örtüaltı tarımında alternatif bölge olma özelliği gösteren Kırşehir ilinin uzun yıllar iklimsel verileri, coğrafi konumu ve tarımsal yapısı dikkate alınarak örtüaltı tarım potansiyeli araştırılmıştır. Örtüaltı tarımı açısından Kırşehir ilinin 1960-2015 yılları arası uzun yıllık iklim verileri incelendiğinde, sıcaklıkların arttığı, bağıl nem oranının da azalma eğiliminde olduğu belirlenmiştir. Bunun yanında, ilde meydana gelen uzun yıllar (56 yıl) sıcaklık ve bağıl nem değerlerinden yararlanılarak yapılan zaman serisi tahmininde tahmin fonksiyonu Quadratik bir model olarak elde edilmiştir. Buna ilişkin sıcaklık fonksiyonu Yt = 11.780 – 0.0652t + 0.001414*t2 , bağıl nem için Yt = 63.41 + 0,151t – 0.00387t2 olarak bulunmuştur.Greenhouse cultivation concentrated on, primarily in the Mediterranean region, and Aegean, Marmara and Black Sea coastal areas and some microclimate areas, continue to be developed in conjunction with the introduction of the geothermal energy resources in recent years, existed in Central Anatolia and Eastern Anatolia regions. With 50% grant support in the greenhouses, which use alternative energy (biogas, geothermal, etc.), in the scope of rural development investments support programme of Ministry of food agriculture and livestock, geothermal greenhouses have been brought up in the regions with geothermal water. In addition to the presence of geothermal resources in Kırşehir province, which has a continental climate in Central Anatolia region, also through the supports made by the Ministry, greenhouse agriculture activities have been accelerated. In this study we have investigated greenhouse agricultural potential of Kırşehir province, taking into account the climatic data based on long years, geographic location and agricultural structure of Kırşehir province with the alternative region property in respect of greenhouse agriculture due to its geothermal resources. Greenhouse agriculture in the province in terms of long years of climate data from 1960-2015 year are an increase in temperature is analyzed, the relative humidity was determined to be in decline. Besides, the province occurred in the long years (56 years) temperature and relative humidity values created by using the time series prediction in the prediction function is obtained as a quadratic model. The relevant temperature function Yt = 11.780 – 0.0652t + 0.001414*t2 , for relative humidity Yt = 63.41 + 0.151t – 0.00387t2 was foun

Analyzing the Economic Viability and Energy Requirements of Soilless Greenhouse Tomato Cultivation in the Context of Climate Change in the Mediterranean Basin

Controlling environmental conditions in agricultural production has a direct influence on the yield. In vegetative production, the most common and effective implementation of environmentally controlled production is in greenhouses. In the event that the daily average temperature drops below 12oC, greenhouses should be heated. Heating in greenhouses has a significant share in production costs. While overall production costs in high technology greenhouses depend on the size of the greenhouse and the length of the production period, the heating costs vary depending on the greenhouse equipment and external climatic conditions. In this study, the costs of inputs used in the production of truss tomatoes in the great majority of high technology greenhouses in the Mediterranean climate zone were determined, their share in the total cost was calculated and a comparison with the costs of truss tomato production in Southeastern European countries was made. The calculations show that among the production costs under Mediterranean climate conditions, cost of labor is the highest with a ratio of 37% while energy (heat + electricity) cost is the second highest. While the unit cost of truss tomatoes in Southeastern Europe is 0.51 €.kg-1, the production cost under Mediterranean climate conditions is 0.59€.kg-1

Evaluation of the greenhouse tomato growth model TOMGRO under çukurova protected cultivation conditions ["TOMGRO" sera domates büyüme modelinin çukurova örtüalti yetiştiriciligi koşullarinda test edilmesi]

In recent years, models of the greenhouse environment and of crops have been used to determine optimal strategies for environment control in regions where new greenhouse industries are developing. In this study, the tomato crop growth model TOMGRO, which was developed to describe the growth and yield of an indeterminate tomato variety under controlled conditions of greenhouse cultivation in Israel, was evaluated under Çukurova conditions. The input parameters for the model were observed from a greenhouse experiment conducted during 1995-1996 growing season. There was good agreement between the simulated and observed number of nodes. The simulated number of leaves and the development of the leaf area were higher than those measured. The model predicted weekly and final yield satisfactorily. The deviations of simulated data from the measured data were recorded as 1-2 days for the harvesting time and 1-2% for the total yield

Evaluation of the Effect of Thermal Screens Used in Greenhouses under Mediterranean Climate Conditions on Greenhouses Temperature and Energy Saving

Artan enerji fiyatları ve enerji sektöründeki istikrarsızlıklar seralarda sürekliliği tehlikeye sokarken, bilim insanları enerji korunumu konusunda sürekli çalışmalar yürütmektedirler. Son yıllarda seralarda enerji korunumu amacıyla gittikçe artan bir şekilde uygulama alanı bulan ısı perdelerinin kullanımı enerji tasarrufu açısından büyük bir öneme sahiptir. Bu çalışmada Akdeniz iklim özelliklerine sahip Çukurova bölgesinde ısı perdelerinin, ısıtılan ve ısıtılmayan plastik ve cam seralarda iç sıcaklık üzerine etkisi ve ısıtılan seralarda ısı perdelerinin sağladıkları yakıt tasarrufu araştırılmıştır. Ölçümler üretim periyodunun farklı günlerinde yapılmıştır. Elde edilen bulgulardan ısı perdesi yardımı ile ısıtılmayan cam serada 3 K'lik, plastik serada ise 2 K'lik sıcaklık farkı sağlanabilmiştir. Isıtılan cam serada kullanılan ithal LS17 ısı perdesi yardımı ile % 63'lük, plastik serada ise Türkiye'de üretilmiş sık dokulu polietilenden yapılmış beyaz renkli ısı perdesi yardımı ile % 36'lik yakıt tasarrufu sağlanabilmiştir.Since increasing energy costs and uncertainty within the energy sector represent a threat for the sustainability of greenhouses, researchers are conducting extensive studies on the subject of energy conservation. Thermal curtains, which are finding increased use in recent years for energy conservation purposes, play an important role in energy saving. This study investigates the effect on greenhouse temperature of thermal curtains used in both heated and unheated plastic and glass greenhouses in the Çukurova region, which has a Mediterranean climate, and the level of fuel saving ensured by thermal curtains used in heated greenhouses. Measurements were made on different days of the production cycle. The study results indicated that the use of thermal curtains leads to a temperature difference of 3 K in unheated glass greenhouses and of 2 K in unheated plastic greenhouses. It was observed that imported LS 17 thermal curtains ensured a 63% fuel saving in heated glass greenhouses, while white thermal curtains produced in Turkey and consisting of tightly woven polyethylene ensured 36% fuel saving in heated glass greenhouses

Determination of the effect of heating on crop growing and heating economy in plastic greenhouse's

Bu çalışmada Çukurova iklim koşullarında ısıtmanın verime etkisi ve plastik seralarda ısılına ekonomisinin belirlenmesi amacıyla Akdeniz sahil şeridinde yaygın aynı özelliklere sahip iki serada farklı sıcaklık değerleri (Min 5$\circ$C - Min 13$\circ$C) ve farklı dikim tarihleri oluşturularak domates bitkisi yetiştirilmiştir. Ara/.i koşullarında elde edilen sonuçlar Fransa'da INRA tarafından geliştirilen "Simulsera La Tomate" adlı bitki büyüme modelinin sonuçlan ile karşılaştınlıruşür. Modelden hesaplanan verim değerleri ile arazi uygulaması sonucu elde edilen verim değerleri arasında %14.7'lik bir fark belirlenmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucunda en yüksek verimin 16/24$\circ$C (gece/gündüz) sıcaklık değeri ve 1000 ppm $CO_2$ gübrelemesinin yapıldığı koşullarda elde edildikleri belirlenmiştir. Ancak ürünün yıl içerisindeki pazar fiyatları dikkate alındığında en yüksek karlılığı tek katlı plastik ile örtülmüş plastik serada $CO_2$ gübrelemesinin yapılmadığı ve gece gündüz sera iç sıcaklığının 13$\circ$C'de tutulduğu koşullarda elde edildiği belirlenmiştir.Ayrıca modelden elde edilen, sonuçlara göre üretim periyodunun uzaması verim olumlu yönde etkilemiştir.In this study, to investigate the adjustment of the model, tomato has been produced in two plastic greenhouses (one of them was standardized to minimum 13$\circ$C heating at night time) and in two different plantation time. 14.7 % of difference lias been found between the field and model results on yield. The study results showed that producers can earn maximum gross profit if they produce the tomato in one floor plastic greenhouse, at 304 days of plantation period (September, 1 -July,1) without $CO_2$ fertilization and 13$\circ$C heating during the night time and no heating during the day time. Furthermore, it has been found that to increase the yield with day time heating $CO_2$ fertilization is also needed

Increasing the Energy Efficiency in Greenhouses

Türkiye'de son yıllarda inşa edilen seralarda ısıtma yapılmaktadır. Seralarda ısıtma ürün verimini, kalitesini ve miktarını yükseltmektedir. Özellikle Akdeniz sahil şeridinde ısıtılan seralarda iki kat verim artışı sağlanabilmektedir. Ancak ısı koruma önlemlerinin alınmadığı seralarda ısı enerjisi gereksinimi artmakta ve üretim periyodu boyunca bölgenin iklim değerlerine bağlı olarak ortalama 100 kWh.m-2.a-1ısı enerjisine ihtiyaç duyulmaktadır. Artan enerji maliyetleri, üreticinin ısıtmanın karlılığını tartışmasına neden olmaktadır. Belirtilen nedenle seralarda ısıtma kadar, ısıtılan seralarda enerji korunumu da karlılık ve enerji verimliliği açısından önem arz etmektedir. Bu çalışmada, Türkiye'de seracılığın yoğun olarak yapıldığı Antalya ilinin uzun yıllık (1962-2012) iklim değerleri kullanılarak, PE plastik örtülü seralarda, farklı ısı koruma önlemlerine bağlı olarak, gereksinilen ısı enerjisi değerleri ve tasarruf oranları belirlenmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucunda ısıtılan seralarda ısı koruma önlemlerinebağlı olarak, %40 oranında ısı enerjisinin tasarruf edilebileceği belirlenmiştir.Heating systems are applied in greenhouses lately constructed in Turkey. Heating in greenhouses increases efficiency, quality and output quantity. Efficiency doubled especially in heated greenhouses on the Mediterranean coast. However in greenhouses where heat loss precautionary measures are not taken, heat energy demand increases and an average heat energy of 100 kWh.m-2.a-1 is needed. On the other hand increasing energy costs cause the producers to question the profitability of heating. For that reason reducing the energy losses in heated greenhouses is as important as heating the greenhouses in terms of profitability and energy efficiency. In this study the required levels of heat energy and disposition rates for PE covered greenhouses are identified by using the yearly climate values of Antalya (from 1962 to 2012) where greenhousing is widespread. According to the calculations, it is found that 40% heat energy saving is possible with precautionary measures in heated greenhouses

Determination of Heat Energy Requirements for Greenhouses in Regions with Different Heating-Degree-Day (HDD) Values

Seralarda üretim periyodu boyunca ortaya çıkan ısı enerjisi gereksinimi, üretim ekonomisinin belirlenmesi ve yapılacak fizibilite çalışmaları için önemlidir. Seralarda ısı enerjisi gereksinimi DIN 4701 standartlarında belirlenen esaslara göre ortalama sıcaklık değerlerinden gidilerek belirlenmektedir. Ancak ortalama değerlere göre yapılan hesaplamalar sıcaklık ortalamasının yüksek olduğu geçiş dönemlerinde yanıltıcı sonuçların ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Seralarda ısı enerjisi gereksinimi saatlik iklim değerlerine göre en sağlıklı olarak hesaplanabilmektedir. Yapılan bu çalışmada, Türkiye'de seracılığın yaygın olarak yapıldığı ve ısıtma kaynakları açısından seracılık potansiyeline sahip farklı illerin Isıtma Derece-Gün (HDD) değerleri ile ISIGER-SERA uzman sistemle saatlik iklim değerlerine göre hesaplanan ısı enerjisi gereksinimi arasındaki istatistiksel ilişkiler belirlenmiştir. Serada gerçek ısı enerjisi elde edilen istatistiksel ilişkilere göre kolayca belirlenebilmektedir. Ancak elde edilen ısı enerjisi gereksinimleri, seranın tipine (AH/AG) ve serada kullanılan ısıtma sistemine bağlı olarak geliştirilen katsayılar yardımıyla düzeltilmelidir. Elde edilen sonuçlar farklı HDD değerlerine sahip bölgelerde kurulacak farklı donanımlara sahip seralarda ısı enerjisinin kolayca belirlenmesine olanak sağlamaktadır.The heat energy requirement in greenhouses throughout the production period is important in determining the production economy and feasibility studies to be conducted. Heat energy requirement in greenhouses is determined according to DIN 4701 standards by using mean heat temperatures. However, the calculations based on mean temperature causes misleading results in transition periods and in places where mean temperature is high. In order to have the most accurate heat energy requirement of a greenhouse, the hourly climate data should be used. In this study, the statistical correlations between the data of heating-degree-day (HDD) and heat energy requirements calculated by ISIGER-SERA expert system were determined for the provinces having potential of heating sources and where greenhouse are widely used in Turkey. The real heat energy requirement of the greenhouse is determined with the aid of coefficients calculated with the heat energy requirements obtained from statistical methods, type of the greenhouse (AH/AG) and heating system used in the greenhouse. The obtained results become easier to determine the heat energy requirements of the greenhouses to be installed in different regions having different HDD values and different equipment