VPD在植物健康中的作用
- Cupid Chen Greenfrank
- 1天前
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如今，聽到VPD一詞比較常見，特別是在新種植者中。 但VPD到底是什麼？ 它衡量什麼？
首先，讓我們澄清一下術語。 VPD有兩個含義，我看到它們之間有很多混淆。
我們有VPD作為蒸汽壓力赤字，VPD作為蒸汽壓力差。 它們測量的量不同，儘管兩者都使用相同的單位kPa（千帕斯卡）。 第一個是指水蒸發到大氣中的潛力。 第二個測量植物中氣孔下腔和周圍空氣之間的壓力差。 對於園藝來說，第二個含義——蒸汽壓力差——才是真正重要的。
植物的蒸汽壓差葉子的內部（在氣孔附近的細胞間空間）幾乎處於100%的相對溼度，這意味著它處於飽和蒸汽壓力。 如果外部空氣不太潮溼（即蒸汽壓較低），葉子內部和周圍空氣之間會形成蒸汽壓梯度。 這種梯度導致水蒸氣向外擴散——從高壓（葉子內）到低壓（空氣中）。 這是透過氣口蒸發的過程，被稱為蒸騰。
蒸汽壓力赤字是使用確定造口內外壓力差的公式計算的。
一個實際的例子假設藥用作物的葉子溫度是25攝氏度。 我們可以假設在氣孔腔內，相對溼度接近100%，因此25º的蒸汽壓力為3.17千帕。 這給了我們造口內的蒸汽壓力。 現在，讓我們想象一下溫室中的空氣溫度為30攝氏度，相對溼度為60%；在這些條件下，蒸汽壓為2.55千帕。
蒸汽壓力差=葉子內的飽和蒸汽——溫室空氣的實際蒸汽壓力。
在示例中：3.17千帕 - 2.55千帕 = 0.62千帕
這意味著葉子的內部到外部存在正壓。 但更高的價值總是意味著植物的生長更多嗎？ 不一定。
達到一定值時——根據作物的現象階段或物種的不同，蒸騰會隨著VPD而增加。 然而，在這一點之後，會發生相反的效果，蒸騰電位下降。
為什麼瞭解植物的蒸騰效能很重要？VPD提供了有關作物蒸騰率的資訊，即水從根部透過莖部和透過氣管的速度。 這不僅僅是一個水合或冷卻的過程；它還涉及從基質或灌溉水中吸收的營養物質的運輸。
一個關鍵的例子是鈣的運輸。 植物只有在蒸發時才能有效運輸鈣和其他營養物質。 鈣對於建立植物的系統抵抗力和其他生長過程至關重要。
綜上所述，葉片蒸騰率由空氣和氣口之間的蒸汽壓差決定。 這反過來又決定了營養物質的運輸和植物的生長。
溫度和溼度設定了VPD，因為空氣能容納的水量取決於溫度：溫暖的空氣容納更多的水。 因此，當氣口開放時，蒸汽壓差會推動植物的蒸發。
綜上所述，在造口內，它幾乎飽和（100%RH）。 如果空氣也是100%的相對溼度，則沒有壓力差，因此不會蒸發。 如果空氣的相對溼度低於100%，則有足夠的壓力差來蒸發。 當葉子釋放水分時，它以蒸汽的形式進入空氣中，植物從根部補充水分。 這個過程可以透過在正確的時間灌溉和/或修改溫室環境來最佳化植物發育。
VPD如何影響農作物
蒸汽壓力赤字（VPD）值直接影響幾種作物過程。 在蒸騰方面，較高的VPD會增加作物蒸騰的速度，需要更頻繁的補水，但可能導致更快的生長。 關於氣孔開口，當VPD上升到一定閾值以上時，植物關閉氣孔，以防止過度流失水分並保持水分。 這種封閉會影響二氧化碳的吸收，因為VPD的增加導致二氧化碳吸收和光合作用減少，特別是在C3工廠，由於氣體交換受到限制。 此外，營養吸收受到高VPD的影響，這最初透過增加蒸騰促進了更快的營養吸收。 然而，壓力可能是由極端的VPD水準引起的；非常高的VPD會導致過度蒸騰，而非常低的VPD會阻礙水和營養物質的流動。 正確管理VPD至關重要，因為它有助於在最佳時間將同化糖分配到適當的植物部分。
按作物階段和太陽輻射劃分的VPD水準
在作物發育的早期階段，對水和養分的需求很少，但隨著作物的成熟，這些需求也會增加。 蒸汽壓不足（VPD）隨著作物發育逐漸增加很重要。 在每個生長階段，VPD應保持在特定的限度內，這些限度因太陽輻射而異。 例如，在發芽階段，持續到植物階段開始，VPD應保持在0.4到0.8千帕之間。 同樣，切割和克隆的VPD也應為0.4至0.8千帕。 當作物從生長期結束過渡到開花期開始時，VPD範圍應增加到0.8到1.2千帕。 最後，在開花階段的中末期，VPD應進一步調整到1.2至1.6千帕的範圍。
許多線上表格按增長階段顯示推薦的VPD值。 這些值可能因作物階段或物種而異。 請記住，VPD是蒸發蒸騰的指南，但許多其他因素會影響作物的成功。
如何改變植物的VPD值為了有效地管理蒸汽壓不足（VPD），可以根據工廠的需求、生長階段和普遍的輻射水準來調整溫度和溼度。
右圖：資料記錄器
為了提高VPD，人們可以使用加熱或關閉窗戶和螢幕等方法來提高溫度，或者使用除溼機、通風管理或暖通冷氣機系統降低溼度。 相反，為了降低VPD，建議透過開啟窗戶或使用加溼器來降低溫度或增加溼度。 這些調整有助於保持最佳的生長條件，並支援健康的植物發育。
空氣運動還透過去除葉子表面的蒸汽來增加蒸發，有助於維持壓差並貢獻對流能量。 這在夜間尤為重要，以確保持續的營養物質運輸。
為了管理裝置並實現VPD目標，測量作物溫度至關重要。 裝置範圍從手動紅外線溫度計到高階熱成像相機，這些相機可以監測多個點的溫度，並與可以與您的氣候控制器通訊的雲平臺通訊。 紅外線技術透過捕捉作物發出的紅外輻射來工作，允許您在沒有直接接觸的情況下測量溫度。 裝置的一些示例包括：
手動紅外線溫度計：允許抽查，但對大規模監控效率低下。
資料記錄器紅外線溫度計：記錄和儲存作物溫度資料，以備日後分析或雲上傳。
植物溫度感測器：使用紅外原理測量作物或水果溫度。 這些感測器可以及早檢測作物壓力和冷凝風險。 當作物溫度和溫室溫度之間發生任何偏差時，感測器會提供通知
熱成像相機：捕捉紅外影象（熱圖），顯示作物之間的溫度差異。 這些攝像頭提供實時監控，並可與氣候控制系統整合以實現自動調整。 透過測量多個地點的作物和溫室溫度，種植者可以深入瞭解垂直和空間溫度差異。 如果氣候計算機連線到平臺，熱成像相機的資料可以結合起來進行自動環境管理，例如當水果或花朵低於露點時接收警報。
總之，理解和管理蒸汽壓力差（VPD）代表了保護作物栽培的變革性進步。 透過精確平衡溫度和溼度來保持最佳的VPD水準，種植者可以釋放更高效的蒸騰、增強的營養吸收——特別是鈣的運輸——以及更強壯、更有彈性的植物。 憑藉從紅外溫度計到綜合氣候控制系統等可訪問的工具，這種方法使即使是小規模生產者也能微調他們的溫室環境，從而提高產量和卓越的作物品質。 擁抱VPD管理不僅僅是一項技術升級；它是現代園藝的戰略飛躍。
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