Design and Testing of a Structural Monitoring System in an Almería-Type Tensioned Structure Greenhouse

Greenhouse cultivation has gained a special importance in recent years and become the basis of the economy in south-eastern Spain. The structures used are light and, due to weather events, often collapse completely or partially, which has generated interest in the study of these unique buildings. This study presents a load and displacement monitoring system that was designed, and full scale tested, in an Almería-type greenhouse with a tensioned wire structure. The loads and displacements measured under real load conditions were recorded for multiple time periods. The traction force on the roof cables decreased up to 22% for a temperature increase of 30 °C, and the compression force decreased up to 16.1% on the columns or pillars for a temperature and wind speed increase of 25.8 °C and 1.9 m/s respectively. The results show that the structure is susceptible to daily temperature changes and, to a lesser extent, wind throughout the test. The monitoring system, which uses load cells to measure loads and machine vision techniques to measure displacements, is appropriate for use in different types of greenhouses

Rentabilidad del uso de agua marina desalinizada en la producción de tomate de invernadero en Almería

La elevada rentabilidad del regadío en el sudeste de España, unida a unas condiciones climáticas semiáridas, hace que la demanda de agua para riego supere con mucho a la disponibilidad de recursos hídricos, generando una situación de escasez crónica. En este contexto, el reciente desarrollo de la disponibilidad de agua marina desalinizada (AMD) tiene indudables ventajas, al suponer un incremento de la disponibilidad de agua para riego, una mejora de su calidad y una mayor garantía del suministro. Por el contrario, el AMD tiene como mayores inconvenientes su elevado coste y unos mayores costes de fertilización, lo que puede, en principio, reducir la rentabilidad de las explotaciones. En ese sentido, el objetivo de este estudio es analizar la rentabilidad del riego con AMD en el cultivo de tomate en invernadero, uno de los principales cultivos hortícolas del sudeste español, tanto sobre enarenado como en sistemas hidropónicos con reutilización de drenajes. La información sobre la respuesta agronómica de ambos sistemas de cultivo a los diferentes tipos de agua de riego utilizados (tres mezclas diferentes de AMD con diferentes conductividades eléctricas) procede de un ensayo experimental con tomate bajo plástico realizado dentro de las actividades del proyecto LIFE+ DESEACROP. Para analizar el impacto de los diferentes tratamientos de riego sobre la rentabilidad del cultivo, se ha realizado una caracterización técnico-económica del proceso estándar de producción de tomate para los dos sistemas de producción considerados a partir de estudios previos y de la consulta a técnicos, caracterización en la que se ha integrado la información técnica proveniente del ensayo experimental para calcular diferentes indicadores y ratios económicos. Los resultados obtenidos muestran cómo el uso exclusivo de AMD para la producción de tomate supone un incremento del 5% de los costes de fertilización en hidropónico y del 14% en enarenado y un incremento del 49% en el coste del agua de riego en cultivo hidropónico y del 54% en enarenado. Esto se traduce en un incremento de los costes de producción del 6% en hidropónico y del 4% en enarenado, incrementos que se ven reducidos de manera significativa cuando se utiliza una mezcla de AMD con aguas subterráneas. Pese a ello, la menor conductividad eléctrica del AMD mejora notablemente los rendimientos del cultivo generando un incremento de su rentabilidad en ambos sistemas de cultivo

Recycling drainage effluents using reverse osmosis powered by photovoltaic solar energy in hydroponic tomato production: Environmental footprint analysis

Greenhouse cultivation in the Mediterranean region has undoubtedly enhanced the economic growth and has generated social benefits by making an efficient use of resources. However, these production systems caused undesirable environmental impacts. In order to move towards cleaner production in greenhouse areas, this study has assessed the potential environmental benefits and trade-offs of the integration of an on-farm reverse osmosis system powered by photovoltaic solar energy to recycle the drainage effluents from greenhouses. To that end, we compare the environmental footprint of a greenhouse tomato crop using this technology in a hydroponic system (HS), versus the conventional sanded soil ‘enarenado’ (CS) with free-drainage to soil. Additionally, for comparison, three independent irrigation sources (desalinated seawater with low electrical conductivity and two different mixes of underground and desalinated water, with moderate and high electrical conductivity, respectively) were evaluated. The use of desalinated seawater can help reduce the overexploitation of aquifers, although if the desalination process is not done with clean energy it also comes with a negative impact on the carbon footprint. Life Cycle Assessment (LCA) was used to analyse and evaluate six environmental impact indicators associated with these production systems and water treatments. In addition, a sensitivity analysis was conducted to explore the potential environmental benefits of increasing the use of renewable energy for desalinated water production, whilst also curbing the common over-fertilisation malpractice reported in the study area. Based on our findings, the HS with leachate treatment technology showed, compared to the CS system, a significant reduction in the eutrophication (72 %), although it did inevitably increase the depletion of fossil fuels (43 %) global warming (37 %) and acidification (32 %) impacts, due to the need for additional infrastructure and equipment. Among the inputs considered for the cultivation systems, the greenhouse structure, and the production of fertilisers and electricity for fertigation represented the highest environmental burdens. When comparing the three irrigation treatments, it was observed that the partial substitution of desalinated seawater by brackish groundwater substantially mitigated (27 %) the global warming footprint. The sensitivity analysis revealed that a significant reduction in the environmental impact is feasible.This study was funded by the LIFE Program of the European Union through the DESEACROP project (LIFE16-ENV-ES-000341). Gallego-Elvira acknowledges the support from The Ministry of Science, Innovation and University (“Beatriz Galindo” Fellowship BEAGAL18/00081)

Respuesta productiva de un cultivo de sandía en invernadero con uso de agua desalada frente al agua de pozo. Póster

Estudiar experimentalmente el efecto del riego con agua de mar desalada sobre la producción y la calidad del fruto de un cultivo de sandía de invernadero en comparación con el uso de agua subterránea de un pozo de la zona del “Campo de Níjar” (Almería)Proyecto financiado por el programa LIFE+ de la Unión Europea (LIFE16-ENV-ES-000341). RIDESOST. “Sostenibilidad agro-fisiológica, ambiental y económica del riego con agua marina desalinizada en cultivos hortícolas de invernadero y en sistemas hidropónicos semicerrados”. AGL2017-85857-C2-1-

Diferencias en un cultivo de tomate regado con agua de mar desalinizada y mezclada con agua de pozo, cultivado en suelo y en hidropónico. Póster

Diferencias en la producción, consumo de agua y aporte de fertilizantes derivadas del uso de agua de mar desalinizada (T1) y agua de la mezcla de ésta con agua de pozo (T2 yT3) en dos ciclos cortos de un cultivo de tomate bajo invernadero cultivado en suelo (S) y en hidropónico (H) con reutilización de drenajes

The Influence of Different Cooling Systems on the Microclimate, Photosynthetic Activity and Yield of a Tomato Crops (Lycopersicum esculentum Mill.) in Mediterranean Greenhouses

The purpose of this study was to analyse the effect of different evaporative cooling systems compared to natural ventilation on the microclimate, photosynthetic activity and yield of a tomato crop (Lycopersicum esculentum Mill.) in a spring-summer cycle. In this study, the expenditure of electricity and water caused by the different refrigeration systems and their economic cost was analysed. The study was carried out in three multi-span greenhouses: (i) a greenhouse with evaporative pads and fans and natural ventilation (PS + NV); (ii) a greenhouse with a fog system and natural ventilation (FS + NV); (iii) a greenhouse only with natural ventilation (NV). The photosynthetic activity was higher in the greenhouse with natural ventilation (14.7 µmol CO2 m−2 s−1) than in the greenhouse with the pad-fan system (14.6 µmol CO2 m−2 s−1; without a statistically significant difference) and in the greenhouse with fog system (13.4 µmol CO2 m−2 s−1; with a statistically significant difference). The production was higher in the greenhouse with the pad-fan system (5.0 kg m−2) than in the greenhouse with natural ventilation (4.8 kg m−2; without a statistically significant difference) and in the greenhouse with a fog system (4.5 kg m−2; with a statistically significant difference). In general, photosynthetic activity and crop production increased as the maximum temperature (and the number of hours of exposure to high temperatures) decreased. It has been observed that the improvement in temperature conditions inside the greenhouses in spring-summer cycles produces increases in the photosynthetic activity of the tomato crop and, consequently, growth in production. The energy and water consumption derived from the use of active-type cooling systems have not been offset by a representative improvement in photosynthetic activity or crop production

Influencia de diferentes sistemas de calefacción sobre el desarrollo, producción y calidad de un cultivo de tomate en invernadero

Debido a la relación de la temperatura en todos los aspectos del desarrollo de las plantas en el invernadero, el uso de calefacción incluso en países con clima templado, puede implicar un aumento en la producción y en la eficiencia del invernadero. Además, el tipo de invernadero está relacionado con su microclima interior y, en consecuencia, con la calidad y producción del cultivo. El objetivo de este ensayo ha sido analizar y comparar el efecto sobre el desarrollo de la planta, la calidad de los frutos y la producción total de un cultivo de tomate en invernadero, bajo dos sistemas diferentes de calefacción y ventilación natural, y dos tipos de invernaderos, además de determinar los consumos de combustible y eléctricos de cada uno. Los ensayos se han realizado en tres invernaderos multitúnel y uno tipo Almería, durante los ciclos de otoño-invierno en dos campañas agrícolas. Sólo en campañas en las que el cultivo está expuesto por debajo de 8 ºC durante largos periodos de tiempo se observan diferencias en la producción, siendo los resultados favorables a los invernaderos con calefacción. El coste del combustible de los sistemas de calefacción no ha sido compensado con los incrementos productivos. En cuanto a los tipos de invernaderos estudiados, han existido diferencias en la calidad de los frutos y la producción final, obteniéndose una mejor respuesta de estos parámetros en los invernaderos tipo multitúnel

Calidad de tomate cultivado con agua desalada en sistema hidropónico. Póster

El uso del agua marina desalinizada como una alternativa a los recursos de agua convencionales cada vez gana más interés debido al gran déficit hídrico de algunas zonas del planeta como es el caso de la cuenca mediterránea. Por ello, se estudió el efecto del riego con agua marina desalinizada, y de pozo, así como una mezcla de ambas (para reducir costes), sobre la calidad del tomate (una de las hortícolas con mayor tolerancia a la salinidad), cultivado en suelo normal o en hidroponía. El uso de agua marina desalinizada no afectó en gran medida a la calidad fisicoquímica del tomate (sólidos solubles, acidez titulable, firmeza y color). Por otra parte, el agua marina desalinizada aumentó la capacidad antioxidante total del tomate mientras que otros compuestos como la vitamina C no se vieron altamente afectados. En conclusión, el uso de agua marina desalinizada no compromete la calidad del tomate siendo incluso incrementadas las propiedades antioxidantes de esta hortícola de alto valor económico.Este estudio fue financiado a través del Programa Europeo LIFE Program de la Unión Europea por el proyecto DESEACROP (LIFE16-ENV-ES-000341)

Effects of Cover Whitening Concentrations on the Microclimate and on the Development and Yield of Tomato (Lycopersicon esculentum Mill.) Inside Mediterranean Greenhouses

This work analyzes the influence of whitening a greenhouse roof on the microclimate and yield of a tomato crop. In the west sectors of two multi-span greenhouses, a whitening concentration of 0.250 kg L−1 was used as a control. In an autumn–winter cycle, a lower (0.125 kg L−1) and an increased (0.500 kg L−1) concentration were used in the east sectors of greenhouses 1 and 2. In a spring–summer cycle, the whitening concentrations in the east were varied depending on outside temperature. The effect of whitening on photosynthetic activity, production, plants’ morphological parameters, and the quality of the fruits were also analyzed. To evaluate the effect on microclimate, solar and photosynthetically active (PAR) radiations, air and soil temperatures, and heat flux in the soil were measured in greenhouse 1. Results show that excessive whitening leads to reductions of inside PAR radiation that decreases photosynthesis and crop yield. A whitening concentration of 0.500 kg L−1 is proposed at the beginning of the autumn–winter crop cycle, washing the cover when inside temperature drops to 35 °C. At the end of the spring–summer cycle, a concentration of 0.125 kg L−1 is recommended when inside temperature increases to 35 °C