Plant  Experiments  Summary  

 

 

       

2013     Wilting  Point  Study  Conclusions:  Plants  wilted  without  water  after  between  7  days  (Basil)  and  33  days  (Ficus).  The  time  between  wilting  and  death  ranged  from  80+  days  (Aloe)  to  4  days  (Anthurium  and  Rosa).  The  fastest  death  of  a  plant  without  water  was  Basil  (16  days).  The  average  length  of  days  until  a  plant  died  of  lack  of  water  was  24  days  (Anthurium,  Hydrangea,  Rosa,  Spathiphyllum,  Solanum).      Number  of  Plants:  18               Number  of  Species:  9           Number  of  Sensors:  18  FlowerPower  Study  Start  Date:  September,  2013           Study  End  Date:  Mid-­‐September,  2013       Weeks  Total:  2  weeks  Location:  Wageningen  UR,  Bleiswijk,  Netherlands  Purpose:  Determine  the  amount  of  time  plants  of  a  certain  species  can  survive  without  water.  Procedure:    

-­‐ Water  plants  thoroughly  at  the  start  of  the  study.  -­‐ Do  not  water  again.  -­‐ Observe  the  decay  and  death  of  the  plant  over  time.  

 Plant  Distribution:           Setup:    

             S:\PROJETS\CONNECTED_DEVICES\Hawaii\19_PlantExperiment\Wageningen\2013    

Plant  Name Indoor  Wilting

GROUPS  PER  STUDYAloe 2

Anthurium 2Asplenium

Basil 2Begonia

ChrysanthemumsCyclamenDracaenaEcheveriaFicus 2

Hydrangea  Macrophylla 2Kalanchoe

Phalaenopsis 2Rosa 2

Solanum  Lycopersicum 2Spathiphyllum 2

YuccaTotal  Plants 17

 

2013     Growth  Thresholds  Study  Conclusions:  This  study  was  used  to  determine  guidelines  for  the  growth  thresholds  of  all  plants  in  the  PlantDB.  The  plants  in  this  study  were  considered  ‘Model’  or  ‘Ambassador’  plants  whose  thresholds  served  as  templates  for  all  the  other  plants.  This  study  served  to  set  the  thresholds  in  fertilizer,  light,  and  soil  moisture  for  all  the  plants  in  the  study.  In  combination  with  the  theoretical  work  performed  by  Filip  van  Noort  of  the  University  of  Wageningen  Greenhouse  Horticulture  Research  Institute  in  Bleiswijk/Zoetermeer  in  the  Netherlands,  this  study  was  used  to  extrapolate  thresholds  towards  all  the  plants  in  the  PlantDB.  This  study  also  served  as  an  empirical  validation  of  the  theoretical  work  performed  by  Dr.  van  Noort.      Number  of  Plants:  559               Number  of  Species:  17           Number  of  Sensors:  150  FlowerPower  Study  Start  Date:  Mid-­‐September,  2013         Study  End  Date:  Mid-­‐November,  2013       Weeks  Total:  8  weeks  Location:  Wageningen  UR,  Bleiswijk,  Netherlands  Purpose:  Determine  the  growth  and  death  thresholds  (for  light,  temperature,  fertilizer  and  moisture)  for  different  types  of  plants  so  as  to  extrapolate  over  as  much  of  the  PlantDB  as  possible.  Procedure:    

-­‐ Three  (3)  environments  were  used,  differing  only  in  their  light  levels  (humidity  [80%]  and  temperature  [20  °C  +-­‐  3  °C]  were  controlled  for)  o Indoor  standard  light  level  in  the  North  of  Western  Europe  (0,6  DLI)  o Filtered  light  (4  DLI)  o High  light  (7  DLI)  

-­‐ Plants  were  placed  in  conditions  of  soil  humidity,  fertilizer,  and  light  levels  that  were  expected  to  damage  and  eventually  kill  the  plant.  Plant  Distribution:  

 Setup:  

 Medium  Light                                             High  Light                   Indoor  

 S:\PROJETS\CONNECTED_DEVICES\Hawaii\19_PlantExperiment\Wageningen\2013    

Plant  Name Indoor  LightMedium-­‐Light  Greenhouse  

Light

High-­‐Light  Greenhouse  

LightIndoor  Water

Medium-­‐Light  Greenhouse  

Water  

High-­‐Light  Greenhouse  

Water

Medium-­‐Light  Greenhouse  Fertilizer

High-­‐Light  Greenhouse  Fertilizer

Total  Groups Total  PlantsHas  One  Plant  in  All  3  Light  

Environments

Aloe 5 15 15 12 4 47 xAnthurium 5 5 15 3 25 xAsplenium 5 5 15 12 4 37 x

Basil 5 1 5 NO  -­‐  BasilBegonia 5 5 15 12 4 37 x

Chrysanthemums 5 5 15 12 4 37 xCyclamen 5 5 15 12 4 37 xDracaena 5 5 15 12 4 37 xEcheveria 11 1 11 NO  -­‐  EcheveriaFicus 5 5 15 12 4 37 x

Hydrangea  Macrophylla 5 5 15 12 4 37 xKalanchoe 5 5 15 12 4 37 x

Phalaenopsis 5 15 12 3 32 xRosa 5 5 15 12 4 37 x

Solanum  Lycopersicum 5 15 12 3 32 NO  -­‐  TomatoSpathiphyllum 5 5 15 12 4 37 x

Yucca 5 5 15 12 4 37 xTotal  Plants 55 35 50 60 105 75 108 71

2014     Low  Light  Study  Conclusions:  The  plants  we  tested  survived  remarkably  well  in  even  very  low  light  environments.  This  validated  the  use  of  ‘Seasonality’  in  the  design  of  the  alert  system  of  PlantDr.  Also  found  was  that  4  DLI  was  sufficient  to  promote  some  growth  in  Olea  and  Citrus,  asking  the  question  of  whether  the  DLI_MIN  of  10  was  too  high  for  high  light  plants.  As  of  the  writing  of  this  report,  plants  with  the  highest  light  needs  still  have  a  DLI_MIN  of  10.      Number  of  Plants:  132               Number  of  Species:  6           Number  of  Sensors:  60  FlowerPower  Study  Start  Date:  Beginning  of  July,  2014         Study  End  Date:  Mid-­‐December,  2014       Weeks  Total:  24  weeks  Location:  Wageningen  UR,  Bleiswijk,  Netherlands  Purpose:  Determine  the  ability  of  low  light  plants  (chosen  by  popularity  and  expected  resistance  to  low  light)  to  survive  in  different  low  light  environments.  Procedure:    

-­‐ Three  (3)  environments  were  used,  differing  only  in  their  light  levels  (humidity  [80%]  and  temperature  [20  °C  +-­‐  3  °C]  were  controlled  for)  o Almost  complete  darkness  (0,1  DLI)  o Indoor  standard  light  level  in  the  North  of  Western  Europe  (0,6  DLI)  o Filtered  light  (4  DLI)  

-­‐ Water  and  fertilizer  were  also  controlled  for,  ensuring  that  the  only  variable  at  play  was  the  light  level.      

Plant  Distribution:  

   Setup:  

   

Filtered  Light                 Low  Light                       Very  Low  Light    

Plant  Name Very  Low  Light  (0,1  DLI) Indoor  Light  (0,6  DLI) Filtered  Light  (4  DLI) Total  Plants  by  SpeciesFicus  benjamina 10 10 10 30Yucca  gloriosa 10 10 10 30

Zamioculcas  zamiifolia 10 10 10 30Howea  forsteriana 10 10 10 30

Citrus  limon 0 0 6 6Olea  europea 0 0 6 6

Total  Plants  by  Environment 40 40 52 132

2015     Automatic  Watering  DV2  Prototype  Study  (Eco  Mode  Trials)  Conclusions:  This  study  showed  that  in  real  use  cases  the  Kauai  (FP2)  and  FlowerPower  sensors  (FP1)  did  not  have  the  same  VWC  readings  in  the  same  medium.  This  study  was  also  the  first  to  show  that  while  the  pump  was  working,  there  was  not  necessarily  a  proportionate  increase  in  %VWC  seen  by  the  FP2  sensor,  resulting  in  overwatering  (loss  of  water  through  the  drainage  system  and  into  the  ‘soucoupe’).  The  only  successful  solution  attempted  in  this  study  to  get  a  better  ‘reading’  of  the  waterings  was  to  move  the  sensor.  This  study  highlighted  problems  with  the  battery  consumption  by  the  firmware,  which  was  very  high  (dead  battery  in  one  month).  Results  of  the  Eco  Mode  trials  showed  that  simply  reducing  the  VWC_MIN  thresholds  did  not  equate  to  using  less  water  (Eco_2  used  more  water  in  Tomato  and  Basil  than  Eco_1,  with  better  health  indicators  for  Eco_1).  The  primary  hypothesis  for  this  is  that  it’s  better  to  have  a  slightly  saturated  medium  to  provide  a  binding  agent  for  incoming  water.  A  secondary  hypothesis  rests  on  the  energy  required  by  the  plant  to  draw  water  from  a  dry  medium:  the  drier  the  medium  the  more  energy  used  by  the  plant  to  draw  water  up  from  the  roots,  resulting  in  lower  plant  health  but  also  a  smaller  root  structure  with  less  capacity  to  draw  over  time  –  with  less  of  a  root  structure  and  water  drawing  power,  the  medium  is  less  able  to  hold  water.  Later  studies  (especially  the  Winter  Study  2015  and  Clement  Terrier’s  1er  Canal  studies)  would  show  that  compacting  the  soil  and  taking  into  account  the  difference  in  soil  features  between  a  sodded  plant  and  potting  soil  (when  transplanting  a  plant  into  the  pot)  can  also  account  for  water  loss  and  poor  VWC%  visibility  from  the  FP2  sensor.    Number  of  Plants:  36               Number  of  Species:  3           Number  of  Sensors:  36  Kauai  &  48  FlowerPower  Study  Start  Date:  Beginning  of  July,  2015         Study  End  Date:  Mid-­‐August,  2015       Weeks  Total:  8  weeks  Location:  Wageningen  UR,  Bleiswijk,  Netherlands  Purpose:  Test  the  Firmware  and  Hardware  of  the  Parrot  Pot  DV2  sensor  and  pump.    Procedure:    

-­‐ All  plants  of  the  same  species  are  from  the  same  batch  of  seedlings  -­‐ Protocols  are  applied  from  the  very  beginning  of  the  Study  

 Plant  Distribution:  

 Setup:  

 

   

Table Plant Protocol VWC_MIN VWC_CMD  diff VWC_CMD #  of  PlantsNormal_1 17,5 5 22,5 4Eco_1 15 5 20 4Eco_2 12,5 5 17,5 4

Normal_1 17,5 5 22,5 4Eco_1 12,5 5 17,5 4Eco_2 12,5 5 22,5 4

Normal_1 22,5 5 27,5 4Eco_1 15 5 20 4Eco_2 10 5 15 4

3 Tomate

1 Basil

2 Hibiscus

2015     Automatic  Watering  DV2  Prototype  Study  #2  (Eco  Mode  Trials)  

Conclusions:  Using  the  same  setups  as  the  Prototype  Study  #1,  this  experiment  confirmed  the  differences  when  reading  %VWC  in  the  same  environment  between  FP1  and  FP2  sensors.  Improvements  to  the  FW  were  confirmed  re:  battery  consumption.  It  was  understood  during  this  study  that  the  %VWC  being  used  by  the  Kauai  after  calibration  was  in  fact  5%VWC  lower  than  what  was  aimed  for  when  setting  the  thresholds  –  so  one  unexpected  conclusion  was  an  understanding  of  just  how  low  the  VWC_MIN  of  basil  could  be  (5%  -­‐  10%)  while  still  growing  healthy  plants.  The  Eco  Mode  protocol  used  in  this  study  differed  from  that  used  in  the  previous  one  (Prototype  Study  #1)  in  that  basil  plants  were  all  grown  using  the  Normal  Protocol  for  one  month  and  then  half  the  plants  were  shifted  to  an  Eco  Mode  Protocol  –  the  result  was  a  lower  health  score  for  the  Eco  Plants  with  no  clear  difference  in  water  consumption  (showing  a  failure  for  the  supposed  ‘Eco’  Mode).    Number  of  Plants:  24                 Number  of  Species:  1           Number  of  Sensors:  28  Kauai  &  79  FlowerPower  Study  Start  Date:  Beginning  of  November,  2015         Study  End  Date:  End  of  December,  2015     Weeks  Total:  8  weeks  Location:  Wageningen  UR,  Bleiswijk,  Netherlands  Purpose:    

-­‐ Test  the  Firmware  and  Hardware  of  the  Parrot  Pot  DV2  sensor  and  pump.    Procedure:    

-­‐ The  DV2  Prototype  Pots  that  were  still  working  after  the  first  study  conducted  during  the  summer  of  2015  were  re-­‐used  in  a  second  study  -­‐ Basil  in  a  Normal  protocol  was  used  in  all  cases  for  the  first  half  of  the  study  (until  the  end  of  November)  -­‐ At  the  halfway  point,  half  the  Basil  plants  were  converted  to  an  Eco  protocol  

o Plants  were  divided  into  the  two  groups  (Normal  and  Eco)  on  the  basis  of  their  general  health  as  given  by  Wageningen  staff    Plant  Distribution:  

   Setup:  

 

   

Plant Protocol Number  of  plantsBasil Eco 12Basil Normal 12Evap Normal 4

2015     Automatic  Watering  Winter  DV2  Study  Conclusions:  Les  données  des  Kauai  et  des  FlowerPowers  ont  été  remontes  au  Webservice  par  un  outil  de  Bruno  Sautron  qui  tourne  sur  RaspberryPi  et  est  écrit  en  NodeJS.  Les  problèmes  de  remonté  des  données  vues  sur  le  FB  ont  montré  qu’il  y  avait  des  problèmes  au  niveau  FW  sur  les  uploads.  Cette  étude  a  aussi  utilisé  le  système  de  clignotement  des  LEDS  pour  indiquer  que  tout  allait  bien  (LED  vert)  ou  qu’il  y  avait  un  problème  (LED  rouge).  Ce  système  de  clignotement  des  LEDs  est  la  base  du  système  de  Parrot  Pot  sans  Application.  Six  (6)  Pots  ont  été  remplacés  :  5  pour  problème  de  pompe  KO,  1  pour  problème  de  capteur  KO.  Parmi  les  problèmes  de  pompes  KO,  c’est  la  connexion  sur  la  pompe  qui  est  le  point  faible,  susceptible  de  se  casser  par  oxydation.  Cette  étude  a  encore  confirmé  le  problème  de  cohérence  entre  les  capteurs  FP1  et  FP2  –  ils  ne  voient  pas  le  même  %VWC  dans  le  même  medium.  Il  a  aussi  reconfirmé  le  problème  ou  les  FP2  ne  voient  pas  l’eau  pompé  du  réservoir  &  l’eau  passe  trop  rapidement  à  travers  le  medium  et  dans  la  soucoupe  (elle  n’est  pas  diffue  dans  le  medium,  mais  fuit  rapidement).    Number  of  Plants:  56                 Number  of  Species:  6             Number  of  Sensors:  56  Kauai  &  76  FlowerPower  Study  Start  Date:  Beginning  of  November,  2015         Study  End  Date:  End  of  December,  2015       Weeks  Total:  8  weeks  Location:  Wageningen  UR,  Bleiswijk,  Netherlands  Purpose:    

-­‐ Test  the  Firmware  and  Hardware  of  the  Parrot  Pot  DV2.    -­‐ Test  the  Flower  Power  2  iOS  Application  and  the  Flower  Power  2  Webservice.  -­‐ Test  the  Flower  Bridge  Developer  tool.  

Procedure:    -­‐ All  plants  of  the  same  species  are  from  the  same  batch  of  seedlings  -­‐ Protocols  are  applied  from  the  very  beginning  of  the  Study  

Plant  Distribution:  

   Setup:  

 

Table Plant Protocol VWC_MIN VWC_CMD  diff VWC_CMD #  of  PlantsNormal_1 17,5 5 22,5 4Normal_2 17,5 10 27,5 4Eco_1 10 5 15 4

Eco_1bis 10 10 20 4Eco_2 6 5 11 4

Eco_2bis 6 10 16 4

Normal_1 22,5 5 27,5 4Normal_2 22,5 10 32,5 4Eco_1 15 5 20 4Eco_2 8 5 13 4

Lemon Normal 20 5 25 4Ficus Normal 17,5 5 22,5 4Olive Normal 15 10 25 4

Spathiphyllum Normal 17,5 5 22,5 4

3

Basil

Tomato

1

2

 

2015     HotCold  DV2  Temperature  Study  Conclusions:        Number  of  Plants:  20             Number  of  Species:  5           Number  of  Sensors:  20  Kauai  &  40  FlowerPower  Study  Start  Date:  Mid  December,  2015         Study  End  Date:  Mid  January,  2015       Weeks  Total:  4  weeks  Location:  Wageningen  UR,  Bleiswijk,  Netherlands  Purpose:    

-­‐ Test  the  Firmware  and  Hardware  of  the  Parrot  Pot  DV2  under  extreme  temperature  conditions.  -­‐ Test  the  Flower  Power  2  iOS  Application  and  the  Flower  Power  2  Webservice.  -­‐ Test  the  Flower  Bridge  Developer  tool.  

Procedure:    -­‐ Two  environments  are  used  

o One  ‘Hot’  environment  with  an  ambient  temperature  of  35  degrees  Celsius  o One  ‘Cold’  environment  with  an  ambient  temperature  of  10  degrees  Celsius  

-­‐ Plants  are  all  set  to  their  ‘Normal’  protocol  as  defined  by  the      Plant  Distribution:  

   Setup:  

 Cold  Environment               Hot  Environment  

 

Environment Plant VWC_MIN VWC_DIFF VWC_CMD Number of PlantsHot Aloe 15 5 20 3Hot Ficus 17,5 5 22,5 4Hot Yucca 17,5 5 22,5 3Cold Abies 17,5 5 22,5 5Cold Buxus 17,5 5 22,5 5