Автоматизация гроубокса: Климат контроль: VPD

29.09.2017

Дефицит давления водяного пара (VPD)

Как только вы поймете, что такое дефицит давления водяного пара, то все факторы окружающей среды, которыми вы пытаетесь манипулировать, внезапно встанут на свои места, и вы начнете думать и чувствовать как растение. Потратьте несколько минут, чтобы понять, почему управление VPD является ключом к созданию идеальной тепличной среды! Ваши растения будут вам благодарны!

Мы все объясним за 5 минут. Что такое дефицит давления водяного пара? Как вы измеряете VPD в своей теплице? Какой диапазон VPD хорош для размножения, вегетации и цветения? Как относительная влажность, температура листа и температура воздуха объединены в VPD, и какие единицы измерения давления используются?

Влажность имеет ОГРОМНОЕ значение, когда речь заходит о выращивании растений - особенно в гроубоксах. Важной вехой в становлении компетентного и ответственного гровера является понимание того, что такое влажность, как реагируют на нее растения, и как вы можете управлять и манипулировать ею.

Во-первых, давайте удостоверимся, что мы все на одной волне. Когда мы говорим о «влажности» воздуха или в воздухе, мы в основном ссылаемся на количество воды в воздухе. "В воздухе?" Что мы имеем в виду? Вода может по-настоящему оставаться в воздухе, только когда она находится в форме газа, иначе говоря, «водяной пар». Мы не говорим о крошечных капельках воды в воздухе (например, туман или дымка).

Неудивительно, что температура играет решающую роль, если речь идет о влажности. Чем теплее воздух, тем больше водяного пара он может потенциально удержать. Поскольку количество воды в воздухе постоянно меняется в связи с температурными изменениями, может быть, трудно понять, что же нужно измерить. К счастью, ответ приходит в виде концепции «Относительная влажность» (ОВ) - это измерение, выраженное в процентах от водяного пара в воздухе по сравнению с общим потенциалом водяного пара, который может удерживать воздух при заданной температуре.

Итак, когда мы говорим, что относительная влажность 50% - мы имеем в виду «При этой конкретной температуре воздух содержит половину возможного количества водяного пара».

Воздействие относительной влажности на ваши растения

ОВ можно легко измерить с помощью цифровых или аналоговых измерителей, называемых «гигрометрами».  Но что означают эти показания для ваших растений?
Оказывается, они значат очень много! В то время как многие начинающие гроверы сосредотачиваются исключительно на сохранении температуры в определенных пределах, они не обращают достаточно внимания на уровень ОВ, возможно, потому, что не полностью понимают, что это такое и как манипулировать ею в своих интересах.
ОВ оказывает все более прямое воздействие на растения. Растениям также нужно «попотеть» - точнее, им нужно испарить влагу для того, чтобы расти.
Количество воды, которое растения теряют за счет испарения, регулируется до определенной степени путем раскрытия и закрытия их устьиц. Однако, как правило, чем суше воздух, тем больше влаги будут испарять растения.

Под давлением

Все газы в воздухе оказывают определенное «давление». Чем больше водяного пара в воздухе, тем выше давление пара. Что это значит? Итак, в условиях высокого уровня ОВ на растения оказывается большее давление пара, чем в условиях низкого уровня ОВ. С точки зрения растения, высокое давление пара можно рассматривать как невидимую силу в воздухе, давящую на него со всех сторон. Это давление воздействует на листья высокой концентрацией водяного пара в воздухе, что затрудняет процесс транспирации. Вот почему при высоком уровне ОВ растения испаряют меньше влаги. И, наоборот, в средах с низкой ОВ на листья растений оказывается лишь небольшое давление, что позволяет им с легкостью терять влагу.

Что такое дефицит давления водяного пара (VPD)?

Итак, теперь, когда понятие об уровне ОВ прочно вошло в вашу концептуальную карту, мы переходим к дефициту давления водяного пара или VPD. Слово «дефицит» подразумевает, что мы говорим о различии между двумя вещами. В этом случае, это разница между теоретическим давлением, создаваемым водяным паром, удерживаемым в насыщенном воздухе (100% относительной влажности при заданной температуре), и фактическим давлением, создаваемым водяным паром, который удерживается в воздухе, и измеряемом при той же заданной температуре.

Описание VPD

*Простой способ понять, что такое дефицит давления водяного пара

В настоящее время VPD расценивается с позиции того, как реально «чувствуют» себя растения и реагируют на влажность в растительной среде. С точки зрения растения, VPD представляет собой разницу между давлением пара внутри листа и давлением пара в воздухе. Если же мы посмотрим на него с позиции ОВ, то увидим, что вода в листе и воздушная смесь, выходящая из устьиц, (чаще всего) полностью насыщены -100% относительной влажности. Если относительная влажность воздуха за пределами листа составляет менее 100%, существует вероятность попадания водяного пара в воздух, так как газы и жидкости любят перемещаться из областей с высокой концентрацией (в данном случае, из листа) в зоны с более низкой концентрацией (в данном случае, в воздух). Таким образом, с точки зрения выращивания растений, VPD можно рассматривать как недостаток давления пара в воздухе по сравнению с давлением внутри самого листа.

VPD обычно измеряется в единицах давления, чаще всего в миллибарах или килопаскалях, и по существу представляет собой комбинацию температуры и относительной влажности в одном значении. Значения VPD работают противоположно значениям ОВ, поэтому, когда уровень ОВ высокий, VPD - низкий. Чем выше значение VPD, тем больше возможность у воздуха высосать влагу из растения.

Как упоминалось выше, VPD обеспечивает более точную картину того, как растения ощущают свою окружающую среду относительно температуры и влажности, что дает нам, гроверам, лучшую платформу для экологического контроля. Единственная проблема VPD – его трудно точно определить, потому что нужно знать температуру листа. Это довольно сложная проблема, так как температура листьев одного растения может варьироваться в зависимости от многих факторов, например, если лист находится под прямым светом, в частичном или полном затемнении. Наиболее практичный подход, используемый большинством природоохранных компаний для оценки VPD, заключается в измерении температуры воздуха внутри растительного полога. В целях контроля влажности нет необходимости измерять фактический VPD листа по строгим нормативам, ведь мы лишь хотим получить представление о том, как текущая температура и влажность, окружающие урожай, влияют на растения. Хорошо установленный датчик, измеряющий температуру и влажность воздуха близко или чуть ниже реальных данных, подходит для обеспечения адекватной оценки фактического состояния листа.

Управление влажностью

Управление влажностью в вашем гроубоксе или теплице необходимо для того, чтобы растения были счастливы и развивались в здоровом темпе. Испарение очень важно для здорового роста растений, потому что испарение водяного пара из листьев в воздух активно охлаждает листовую ткань. Температура здорового транспирирующего листа может быть на 2-6°C ниже, чем у «нетранспирирующего» листа. Это может показаться большой разницей в температуре, но, если смотреть с другой стороны, около 90% потребленной здоровым растением воды испаряется, в то время как для роста используется лишь около 10%. Это показывает, насколько важно контролировать окружающую среду растений, чтобы стимулировать здоровую транспирацию и, следовательно, здоровый рост.

Итак, к какому уровню ОВ вы должны стремиться? Многие гроверы говорят, что ОВ 70% хороша для вегетативного роста, а 50% - для генеративного (плодоношения/цветения). Этому совету можно следовать с определенной степенью успеха, но это не вся история, поскольку не учитывается температуру воздуха.

Если в течение лета ваша растительная среда находится на теплой стороне, необходимо поддерживать относительную влажность 75% при температуре 26-29°C.

Проблема с высокой ОВ при тепличном (гроубоксе) выращивании  заключается в том, что могут возникнуть грибковые заболевания, а угольные фильтры становятся менее эффективными. Общепризнано, что при ОВ выше 60% снижается эффективность поглощения, а при уровне выше 85% большинство угольных фильтров перестают работать вообще. Поэтому оптимальным является поддержание ОВ между 60-70% и верхним пределом температуры в зависимости от идеального диапазона VPD вашего урожая, на примере это будет 18-26°C.

Влияние влаги на растения

Растения справляются с изменением влажности, адаптируя устьица на листьях. Устьица открываются шире, когда VPD уменьшается (высокая ОВ), и начинают закрываться по мере увеличения VPD (низкая ОВ). Устьица начинают закрываться в ответ на низкий уровень относительной влажности, чтобы предотвратить чрезмерную потерю воды и в конечном итоге увядания, но это закрытие также влияет на скорость фотосинтеза, потому что CO2 поглощается через отверстия устьиц. Постоянный низкий уровень ОВ часто вызывает очень медленный рост или даже его задержку. Таким образом, влажность косвенно влияет на скорость фотосинтеза, поэтому при более высоком уровне влажности устьица открываются, позволяя абсорбировать CO2.
Когда влажность становится слишком низкой, растения действительно будут бороться за рост. В ответ на высокий VPD растения попытаются остановить чрезмерную потерю воды из своих листьев, путем избегания попадания света на поверхность листа. Они делают это, скручивая лист от края вовнутрь, чтобы сформировать подобие трубочки, и выставить на свет меньшую поверхность листа.

У большинства растений рост, как правило, улучшается при высокой относительной влажности, но чрезмерная влажность также может стимулировать некоторые неблагоприятные признаки роста. Низкий VPD вызывает низкую транспирации, которая ограничивает перенос минералов, особенно кальция, поскольку он движется в транспирационном потоке растения - ксилеме. Если VPD очень низкий (95-100% относительной влажности) и растения не могут испарять влагу в воздух, давление внутри растения начинает нарастать. Когда к этому добавляется влажная корневая зона, которая создает высокое корневое давление, они объединяются для создания избыточного давления внутри растения, что может привести к вытеснению воды из листьев по краям в процессе, называемом гуттация. Некоторые растения имеют модифицированные устьица на краях своих листьев, называемые гидатодами, которые специально приспособлены для гуттации. Гуттацию можно увидеть, когда на краях листьев выступают небольшие капельки воды, наиболее заметные ранним утром. Если вы видите листья, которые сожжены по краям или имеют белые круговые кристаллические отложения по краям, это может свидетельствовать о том, что произошла гуттация.

Большинство гроверов хорошо знают, что при высокой влажности повышается риск грибковых заболеваний. Капля воды, выделяемая при гуттации, создает комфортную среду для грибковых спор, которые в дальнейшем и взывают заболевание. Капли могут образовываться на листьях, когда водяной пар конденсируется из воздуха при падении температуры, обеспечивая идеальную питательную среду для таких заболеваний, как ботритис и мучнистая роса. Порошкообразная плесень удерживается из-за плохого дневного или ночного контроля относительной влажности.

***

Большинство гроверов хорошо знают, что при высокой влажности повышается риск грибковых заболеваний. Капля воды, выделяемая при гуттации, создает комфортную среду для грибковых спор, которые в дальнейшем и вызывают заболевание. Капли могут образовываться на листьях, когда водяной пар конденсируется из воздуха при падении температуры, обеспечивая идеальную питательную среду для таких заболеваний, как ботритис и мучнистая роса. Порошкообразная плесень удерживается из-за плохого дневного или ночного контроля относительной влажности.

***

Краткая справочная таблица по VPD:

Низкий VPD /Высокая ОВ       
Высокий VPD /Низкая ОВ  
Нехватка минераловУвядание
ГуттацияСкручивание листьев
ЗаболеванияОтставание в развитии
Слабый ростЖесткие листья

Оптимальные атмосферные показатели температуры, влажности и VPD для гроубокса

Есть оптимальные атмосферные показатели для разных растений, которые изменяются в течение цикла роста растения. Рассмотрим ситуацию на примере *****. Посмотрите на растение и сравните то, что мы пытаемся сделать с тем, что делает бодибилдер. Мы стараемся нарастить вес, сохраняя при этом красивую структуру.

Регулируя наилучшие условия в вашей комнате, вы также можете ускорить или замедлить потребление питательных веществ растением. Используя эти небольшие ухищрения, вы оптимизируете среду, в которой ваши растения будут процветать.

***

Обычно в течение первой и второй недель растения пьют меньше, поскольку они полностью входят в цикл цветения. Их корневая масса все еще растет, и они уже на пути к созреванию. На этом этапе уровень ДДВП должен быть около 8,0-11, что составляет 25-26°С и 65 - 75 процентов влажности.
Когда растения уже вошли в цикл цветения и нуждаются в большем количестве питательных веществ, ДДВП должен составлять около 10-13,5. Это происходит на третьей и четвертой неделе. Температура должна быть немного ниже, около 24-25°С, с влажностью около 55-65 процентов.
По ходу продвижения через стадию цветения, следует поддерживать ДДВП на уровне 13-15,5 в период с пятой по девятую неделю. Это подразумевает более низкую температуру, около 23-24°С, и относительную влажность между 42-51 процентами. Более холодная и сухая атмосфера позволит среде высыхать более равномерно. К тому же, при более низкой температуре лучше сохранятся терпены.

***

В этом цикле вы также корректируете питание, увеличивая его количество и периодичность. По мере того, как ДДВП поднимается и происходит давление на растение, вода эффективно всасывается через корни. Вы увидите, как ваши почки набухают, и по мере увеличения цикла полива также увеличивайте свой EC. Поскольку правильное количество питательных веществ, которые вы своевременно даете своим растениям в цикле цветения, обеспечит резкое увеличение вашего урожая.

Способы мониторинга и контроля

Поскольку влажность и температура играют такую важную роль, то вам необходимо полностью контролировать их показатели. По сути, вы играете роль Матери-природы, но только в этом случае вы можете точно «настроить погоду» в своих интересах.

VPD позволяет вам поддерживать теплицу в идеальном состоянии для ваших растений, в конечном итоге увеличивая урожайность. Вместо того, чтобы полагаться на внутренние датчики температуры вашего AC или увлажнителя, мы настоятельно рекомендуем использовать контроллер, который позволит вам наилучшим образом наладить функционирование вашей растительной среды.

Для расчета VPD вам понадобится датчик температуры, датчик влажности и камера, которая установлена под пологом и считывает значения температуры листа. Система учтет все эти показания, чтобы рассчитать ваш VPD. После того, как вы получили показания, вы можете сделать относительные изменения в настройках, чтобы сохранить VPD на идеальном уровне. Обычно это означает регулировку влажности с использованием увлажнителей или осушителей, настройку атмосферных температур, обеспечение правильного охлаждения помещения или, при необходимости, повышение или регулировку температуры теплицы. Это можно сделать, перемещая свет ближе или дальше от ваших растений.

Если у вас нет настроенного контроллера, вы все равно можете мониторить  VPD следующим образом. Вам понадобится инфракрасный карманный термометр, который измеряет температуру листа, и гигрометр для измерения температуры и относительной влажности комнаты. Направьте инфракрасный термометр на навес и измерьте температуру листа. Расстояние должно быть примерно равно размеру области, т. е. если площадь листа для измерения составляет 30х30 см, то и термометр должен находиться на расстоянии 30 см. Теперь у вас есть данные о водяном давлении листьев. Затем получите данные о температуре воздуха и относительной влажности вашей комнаты с помощью гигрометра.  Чтобы получить окончательные данные, вам придется свериться с таблицей, которую можно найти в интернете, и произвести финальные расчеты по рекомендованным формулам.

Как видите, процесс выходит весьма длительным и трудоемким. Но его можно облегчить с помощью автоматизированных систем.  Есть много передовых систем мониторинга и контроля, но они являются дорогостоящими для большинства гроверов. Наша же система более доступна и является чрезвычайно полезным инструментом для создания идеальной растительной среды. Она поможет вам полностью автоматизировать управление микроклиматом в теплице или гроубоксе. Преимуществом наших контроллеров является их высокая степень конфигуригуемости и  исключительная надежность.

Комментарии

  • Admin 12.03.2018, 20:25
    VPD - это показатель не самого растения, а окружающей его среды. И на него влияет не потребность растений в ОВ, а реальные показатели ОВ. Если Вы выращиваете томаты, перцы и огурцы в одной теплице при одном уровне относительной влажности, то уровень VPD, естественно, будет один для всех.
  • Алла 12.03.2018, 19:51
    А как с ДДВП и ДВ связать разную потребность овощей в относительной влажности. У томата, перца 60-65%, а у огурца - 75-80%. У них разное ДДВП? Или одинаковое?

Написать комментарий