VPD: kaj je primanjkljaj parnega tlaka in kako ga nastaviti v gojitvenem šotoru
VPD (primanjkljaj tlaka vodne pare) pove, kako močno zrak „srka“ vodo iz listov. Združuje temperaturo in vlago v eno številko, zato lahko z njim klimo v gojitvenem šotoru nastavite natančneje kot samo z vlagomerom. V članku boste našli formulo za izračun, pregleden prikaz VPD glede na temperaturo in vlago, okvirne ciljne vrednosti za sadike in rastline v rodni fazi ter praktične nasvete, kako VPD zvišati ali znižati.
Kaj je VPD
VPD (iz angleškega izraza vapor pressure deficit) je razlika med tlakom vodne pare, ki bi ga imel zrak pri popolni nasičenosti, in tlakom pare, ki je v zraku dejansko prisotna. Izraža se v kilopaskalih (kPa).
- Nizek VPD: zrak je blizu nasičenosti. Transpiracija je običajno počasnejša, pri zelo nizkem VPD pa se lahko zmanjša dovod vode in nekaterih hranil. Mokri listi in substrat se nato običajno sušijo počasneje.
- Visok VPD: zrak je suh. Rastline hitro izgubljajo vodo. Če je korenine ne morejo dovolj hitro nadomestiti, rastlina zapre listne reže, sprejema manj CO₂ in upočasni fotosintezo.
- VPD = 0: zrak je 100-odstotno nasičen. Če je temperatura lista enaka temperaturi zraka, izgine tlačna razlika, ki poganja transpiracijo. Toplejši list pa lahko izgublja vodo tudi v nasičenem zraku.
Zakaj relativna vlaga ne zadostuje? Topel zrak lahko zadrži več vode kot hladen. Enaka 75-odstotna vlaga zato pri 15 °C pomeni VPD približno 0,43 kPa, pri 35 °C pa že približno 1,41 kPa. Na ta primer opozarja tudi proizvajalec klimatskih sistemov Argus Controls.
Kako se izračuna VPD: formula
Tlak nasičene vodne pare pri določeni temperaturi izračunate po Tetensovi enačbi. To obliko uporablja tudi metodologija FAO za izračun evapotranspiracije (FAO Irrigation and Drainage Paper 56, enačba 11):
- Tlak nasičene pare: es(T) = 0,6108 × exp(17,27 × T / (T + 237,3)) [kPa], pri čemer je T temperatura v °C.
- Dejanski tlak pare: ea = es(Tzrak) × RH / 100, pri čemer je RH relativna vlaga v %.
- VPD zraka: VPD = es(Tzrak) - ea = es(Tzrak) × (1 - RH / 100).
- VPD lista: VPDlist = es(Tlist) - ea. Pri izračunu upošteva, da je zrak v listu nasičen, in uporabi temperaturo lista namesto temperature zraka.
Primer: pri 25 °C in 60-odstotni vlagi je es = 3,17 kPa, ea pa = 1,90 kPa. VPD zraka je torej 1,27 kPa. Če imajo listi temperaturo 23 °C, je es lista 2,81 kPa, VPD lista pa le 0,91 kPa.
Preglednica VPD glede na temperaturo in vlago
Vrednosti smo izračunali po zgornji formuli za VPD zraka. Ujemajo se z VPD lista samo, če je temperatura lista enaka temperaturi zraka. Barve ustrezajo razdelitvi Michigan State University (MSU): 0,3–0,7 kPa nizko, 0,7–1,5 kPa srednje, ciljno območje za večino gojenja, nad 1,5 kPa visoko. Vrednosti so v kPa.
| Temperatura zraka | 40 % | 50 % | 55 % | 60 % | 65 % | 70 % | 75 % | 80 % |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 18 °C | 1,24 | 1,03 | 0,93 | 0,83 | 0,72 | 0,62 | 0,52 | 0,41 |
| 20 °C | 1,40 | 1,17 | 1,05 | 0,94 | 0,82 | 0,70 | 0,58 | 0,47 |
| 22 °C | 1,59 | 1,32 | 1,19 | 1,06 | 0,93 | 0,79 | 0,66 | 0,53 |
| 24 °C | 1,79 | 1,49 | 1,34 | 1,19 | 1,04 | 0,90 | 0,75 | 0,60 |
| 26 °C | 2,02 | 1,68 | 1,51 | 1,34 | 1,18 | 1,01 | 0,84 | 0,67 |
| 28 °C | 2,27 | 1,89 | 1,70 | 1,51 | 1,32 | 1,13 | 0,94 | 0,76 |
| 30 °C | 2,55 | 2,12 | 1,91 | 1,70 | 1,49 | 1,27 | 1,06 | 0,85 |
Preglednico lahko pomikate levo in desno. Stolpci prikazujejo relativno vlago zraka, vrstice pa temperaturo zraka.
Ciljni VPD glede na fazo (okvirno)
Enotna „pravilna“ vrednost VPD ne obstaja. Odvisna je od vrste rastline, faze rasti in gostote posevka. Spodaj navajamo okvirne vrednosti po MSU (Michigan State University):
Pri ukoreninjanju potaknjencev MSU priporoča nizek VPD okoli 0,3 kPa, da se mlade rastline ne izsušijo. Razpon 0,3–0,7 kPa je primeren za mlade rastline, ki že imajo prve korenine. MSU označuje območje 0,7–1,5 kPa kot ciljno za večino gojenja. Nad 1,5 kPa je zrak suh, pri nekaterih posevkih pa se lahko zmanjša fotosinteza.
| Faza | Okvirni VPD | Na kaj paziti |
|---|---|---|
| Ukoreninjanje potaknjencev | približno 0,3 kPa | Potaknjenci brez korenin se ne smejo izsušiti. |
| Mlade rastline s prvimi koreninami | 0,3–0,7 kPa | Listi ne bi smeli več dolgo ostajati mokri. |
| Rast in rastline v rodni fazi | 0,7–1,5 kPa | Pri gostem posevku MSU zaradi bolezni listov priporoča, da VPD ne pade pod 0,5 kPa. |
| Suh zrak | nad 1,5 kPa | Nevarnost hitrega izsuševanja; ob pomanjkanju vode se listne reže zaprejo, rast pa se upočasni. |
Pri paradižniku MSU navaja študijo, v kateri je VPD 0,8 kPa podnevi in ponoči v primerjavi z 0,5 kPa povečal fotosintezo in pridelek plodov. V študiji Leonardija in soavtorjev (2000) je zvišanje povprečnega VPD v šestih najbolj suhih urah dneva z 1,6 na 2,2 kPa zmanjšalo svežo maso in vsebnost vode v plodovih. Ti rezultati veljajo za pogoje posameznih poskusov, ne pa kot univerzalna optimalna vrednost ali prag za poškodbe paradižnika. Proizvajalec Argus Controls kot primer „idealnega“ območja za modelni posevek navaja približno 0,5–1,2 kPa in poudarja, da je treba vsak posevek obravnavati posebej.
Temperatura lista: zakaj je pomembna
Formula za VPD lista upošteva temperaturo lista, ne zraka. Listi se zaradi izhlapevanja vode ohlajajo, zato so lahko hladnejši od zraka v okolici. Hladnejši list pomeni nižji VPD lista, kot kaže zgornji primer: pri 25 °C in 60 % je VPD zraka 1,27 kPa, pri listu s temperaturo 23 °C pa le 0,91 kPa.
- Merite temperaturo lista: najlažje z brezkontaktnim infrardečim termometrom, usmerjenim v zgornje, osvetljene liste.
- Pod LED so listi pogosto hladnejši: model Nelsona in Bugbeeja (2015) je pri enakem toku fotosintetskih fotonov in primerljivih pogojih notranjega gojenja ocenil, da je temperatura listov pod LED približno 1,3 °C nižja kot pod HPS. To ni stalna razlika, ki bi veljala za vsako postavitev: glede na študijo imata oskrba z vodo in hlajenje s transpiracijo večji vpliv kot sama vrsta svetlobe. Zato se lahko pri prehodu s HPS na LED VPD lista zniža, čeprav termometer na steni kaže enako temperaturo zraka.
- Naprave, ki merijo samo temperaturo in vlago zraka, izračunajo VPD zraka brez upoštevanja temperature lista. Nekateri krmilniki omogočajo ročni vnos temperaturne razlike lista; natančnost je nato odvisna od tega popravka. Če poznate temperaturo lista, lahko VPD lista izračunate po zgornji formuli.
Kako zvišati ali znižati VPD
Na VPD vplivata dve veličini: vlaga in temperatura. Preden kar koli spremenite, merite temperaturo in vlago na ravni rastlin, ne pri stropu šotora.
VPD je prenizek (zrak je preveč vlažen)
- Razvlaževalnik odstranjuje vodo iz zraka. Izberite ga glede na velikost prostora; ponudbo najdete v kategoriji razvlažilniki. Upoštevajte, da razvlaževalnik oddaja odvečno toploto.
- Močnejši odvod zraka: povečajte moč kanalskega ventilatorja. Argus Controls pa opozarja, da samo prezračevanje morda ne bo zmanjšalo vlage, če dovodni zrak vsebuje podobno ali večjo količino vodne pare. Sam odstotek relativne vlage ne zadostuje; pomembna je tudi temperatura zraka.
- Nekoliko višja temperatura: enaka količina pare pri višji temperaturi pomeni višji VPD. Pozimi pomaga ogrevanje.
- Kroženje zraka z cirkulacijskimi ventilatorji pomaga omejevati vlažne žepe med listi; sam ventilator pa vode iz prostora ne odstrani.
VPD je previsok (zrak je presuh)
- Vlažilnik doda vodo v zrak; glejte kategorijo vlažilniki. Primeren je predvsem za sadike in poleti.
- Nižja temperatura: če je visok VPD posledica vročine, pomagata zatemnitev luči ali klimatska naprava. Nasvete najdete v članku Visoke temperature pri notranjem gojenju.
- Nižja moč odvoda zraka: če je temperatura primerna, zmanjšajte hitrost s regulatorjem. Vlaga, ki so jo izhlapele rastline, bo tako dlje ostala v šotoru.
Pozor ponoči
Po izklopu luči temperatura običajno pade, relativna vlaga pa naraste. Primer pri približno stalnem dejanskem tlaku vodne pare, brez njenega dodajanja ali odvzemanja: zrak pri 25 °C in 60 %, ohlajen na 20 °C, bo imel približno 81-odstotno vlago, VPD pa bo znašal le 0,44 kPa. Zato je ponoči smiselno spremljati vlago, vklopiti razvlaževalnik ali preprečiti prevelik padec temperature.
Merjenje in avtomatizacija VPD
Osnova je zanesljiv termohigrometer s tipalom na ravni rastlin. Ponudbo najdete v kategoriji merjenje temperature in vlage. Nekatere naprave in krmilniki VPD izračunajo samodejno:
- VIVOSUN AeroLab THB1S meri temperaturo in vlago, iz njiju izračuna VPD ter omogoča spremljanje zgodovine v aplikaciji.
- AC Infinity Controller AI+ s tipalom AC Infinity Climate Sensor spremlja temperaturo, vlago in VPD ter na podlagi teh vrednosti upravlja priključene naprave.
- VIVOSUN GrowHub Controller E42A+ prikazuje VPD in upravlja odvod zraka glede na temperaturo in vlago.
- Vlažilnik AC Infinity CLOUDFORGE T5 in razvlaževalnik AC Infinity HYDRONE 7 imata lastno upravljanje glede na VPD.
- Preprostejša rešitev je higrostat, ki glede na nastavljeno vlažnost vklaplja vlažilnik ali razvlaževalnik. Ciljno vlažnost za želeni VPD lahko poiščete v zgornji preglednici.
Dodatne možnosti avtomatizacije najdete v kategoriji krmilniki. O izmenjavi in pretoku zraka podrobno pišemo v članku Ne podcenjujte izmenjave in kroženja zraka.
Pogosta vprašanja
Kakšen VPD je idealen?
Michigan State University za večino gojenja navaja ciljno območje 0,7–1,5 kPa, za mlade rastline 0,3–0,7 kPa, za ukoreninjanje potaknjencev pa približno 0,3 kPa. Gre za okvirne vrednosti, zato spremljajte tudi odziv rastlin.
Kakšno vlago nastaviti pri 24 °C?
Glede na preglednico pri 24 °C območju 0,7–1,5 kPa ustreza približno 50–75-odstotna vlaga (1,49 do 0,75 kPa). Za mlade ukoreninjene rastline je lahko primeren nižji VPD 0,3–0,7 kPa; pri 24 °C mu ustreza približno 77–90 % RH, torej več kot navedenih 50–75 %. Konkretno ciljno vrednost izberite glede na posevek in fazo, ne le na podlagi te splošne preglednice.
Ali moram meriti temperaturo listov?
Ni treba; VPD zraka je dober kazalnik za običajno gojenje. Temperatura lista pa vpliva na VPD, zato jo izmerite z infrardečim termometrom, če se rastline odzivajo drugače, kot bi pričakovali glede na preglednico.
Zakaj se VPD ponoči spreminja?
Po izklopu luči temperatura pade, relativna vlaga pa naraste, zato se VPD zniža. Argus Controls navaja, da je kratkotrajno nizek VPD, na primer zgodaj zjutraj, lahko sprejemljiv, če ne pride do težav s kondenzacijo ali izločanjem vodnih kapljic iz listov (gutacijo). Dolgotrajno vlažne noči pa povečujejo tveganje za plesen.
Ali VPD velja tudi za paradižnik, čili in zelišča?
Da, VPD opisuje moč sušenja zraka za vse rastline. Ciljne vrednosti pa se razlikujejo glede na vrsto. Zgoraj navedeni poskusi s paradižnikom so v določenih pogojih primerjali 0,5 in 0,8 kPa oziroma 1,6 in 2,2 kPa; ne določajo ene same optimalne vrednosti ali univerzalne meje za poškodbe.
Imejte VPD pod nadzorom
Začnite z zanesljivim termohigrometrom, v preglednici določite ciljno vlago in po potrebi dodajte vlažilnik, razvlaževalnik ali cirkulacijski ventilator. Če želite brezskrbno upravljanje, prepustite uravnavanje klime krmilniku z merjenjem VPD. Toplota, ki jo oddaja osvetlitev, prav tako vpliva na VPD, zato si oglejte tudi naš vodnik za izbiro LED-osvetlitve.