туманообразование поддерживает силу - ut

ТУМАНООБРАЗОВАНИЕ ПОДДЕРЖИВАЕТ
СИЛУ РАСТЕНИЙ
В жаркую сухую погоду участникам марафонского забега приходится очень нелегко.
Недостаточно влажный воздух особенно пагубен. То же относится и к растениям. В
очень сухом окружении растения «нажимают на тормоз». Система увлажнения
высокого давления поддерживает растения; в этом случае несущественно даже
небольшое увеличение температуры.
Петер Хейлен, независимый консультант
В тепличном мире хорошо известно выражение «влажный воздух содержит больше
энергии, чем сухой». Это происходит за счет того, что испарение требует энергии. И это
относится не только к туману, вызванному увлажнением, но и к транспирации растений.
До тех пор пока при туманообразовании принимается во внимание баланс энергии в
теплице и в растениях, растения не станут «ленивыми».
Предупреждение стресса растений
Чаще всего систему туманообразования включают для снижения температуры в теплице.
Энергия для испарения извлекается из тепличного воздуха в форме тепла. Это приводит к
снижению температуры и повышению влажности. Так как влажный воздух содержит
больше энергии, чем сухой, то это тепло можно вывести из теплицы меньшим объёмом в
м3 тепличного воздуха. Таким образом, можно снизить процент вентиляции за счет
меньшего открытия форточек, что обеспечит более высокий уровень объёма СО2 в
теплице, обогащенной СО2.
Эффект охлаждения системы туманообразования очень сильно зависит от внешних
условий окружающей среды. Условия тем более благоприятны, чем выше величина
разницы в содержании энергии (энтальпии) между тепличным и наружным воздухом, а
также при ветре. С помощью туманообразования высокого давления можно добиться
более низкой температуры воздуха в теплице, чем на улице.
Когда благодаря туманообразованию снижается температура в теплице, температура
растений также падает. Однако, причина снижения (или точнее - не повышения)
температуры листьев кроется в другом. Когда влажность в теплице повышается, листья
«тянут» меньше воды за счет небольшой разницы давления транспирации. В результате,
устьица остаются открытыми. Это обеспечивает самоохлаждение растения. Если же
растение подвергнуть стрессу, то устьица закроются и температура листьев возрастет.
Итак, повторим: эффект увлажнения состоит в том, что при более высокой интенсивности
излучения устьица не закрываются и транспирация не затруднена. Следовательно,
растения никогда не станут «ленивыми».
Как это работает на практике
Для фермеров главная идея состоит в своевременном увлажнении для предотвращения
стресса растений. В этом оказывают ценную помощь датчики растения и устьица.
Компьютерная
программа
“Let´s
grow”
предлагает
вариант
отображения
комбинированной картины климатического компьютера и датчиков растения на одном
графике, включая расчёт транспирации и проводимости устьиц.
В качестве примера, как это работает на практике, приведем описание дня в голландской
теплице, выращивающей клубнику, в г. Белфельд, руководитель – Марсель Дингс.
Рассматриваемый день – 11 мая 2008 года, увлажнение проводилось с 10.30 до 19.00 (см.
Рисунок 1).
От восхода солнца в 9.00 транспирация возрастала параллельно потребляемой энергии (=
интенсивность излучения). В 9.00 устьица частично закрылись (= снизилась проводимость
устьиц; нижняя зеленая кривая на рисунке), вызывая снижение транспирации (голубая
кривая) и повышение температуры растения (верхняя зеленая линия). С началом
увлажнения в 10.30 устьица снова открылись и транспирация повысилась. Прямо перед
моментом, когда интенсивность излучения прошла свой максимум, баланс влажности
восстановился, в то время как устьица были максимально открыты. Опять-таки, растения
смогли сами себя лучше охладить через транспирацию. Температура растений упала,
тогда как температура в теплице осталась прежней. После 4 часов дня температура
растения даже стала ниже температуры окружающей среды.
Опыт также показывает, что стресс обычно случается при резком увеличении
интенсивности излучения. Это может произойти в любой момент в течение дня, что
затрудняет возможность определить фиксированное время начала увлажнения. Если бы
система увлажнения была включена в компании Дингса в 9.00 утра (при 430 Ватт на м2),
то это позволило бы предотвратить сильное закрывание устьиц, либо устьица не стали бы
закрываться вообще.
Дополнительный рост
Уже ясно, что туманообразование предотвращает недостаток влаги в растениях и
охлаждает теплицу. Кровельные форточки не стоит открывать слишком широко с тем,
чтобы более высокая температура спровоцировала дополнительный рост. Когда
форточки открыты не слишком широко, это позволяет поддерживать объем СО2 на
нужном уровне или увеличить его (при обогащении СО2), что, в таком случае, также легко
контролируется. Это относится и к влажности: так как она увеличивается, устьица
открываются шире, увеличивая доступ имеющегося СО2 к растению. Это способствует
улучшению ассимиляции. Чтобы преобразовать эти сахара в фрукты или цветы,
температура может возрасти. Увеличение и ускорение процесса ассимиляции
соответственно приводит к увеличению продукции. Выращивание без стресса для
растений обеспечивает более равномерный климат в теплице, который предотвращает
недостаток влаги в растениях. Это, в свою очередь, приводит к улучшению качества и к
более сильным растениям, которые лучше справляются с изменениями. В этом случае,
можно меньше использовать зашторивание и забеливание (если применяется при
выращивании культуры) с тем, чтобы использовать больше света для производства.
Туманообразование подходит и клубнике
«Система туманообразования позволяет начать посадку раньше осенью», - говорит
голландский фермер, выращивающий клубнику, Марсель Дингс. «Я хочу использовать
солнечный свет в августе, но в тоже время хочу иметь продукцию до конца декабря.
Туманообразование позволяет мне контролировать температуру в теплице до некоторой
степени, а также обеспечивает открытие устьиц, позволяя лучше использовать СО2. Я
часто использовал систему туманообразования и осенью (2008): почти каждый день в
период с середины августа по середину сентября, в некоторые дни эффективный период
увлажнения составляет до 300 минут. Растения клубники благодарны, так как им сложнее,
чем, например, растениям томата повысить скорость транспирации, а это приводит к
быстрому повышению температуры растения. Ранняя продукция экономически
эффективна весной. Я надеюсь, что в этот период туманообразование покажет ещё
лучшие результаты. С увеличением уровня светового излучения, я смогу чаще оставлять
форточки закрытыми с тем, чтобы более высокие температура и концентрация СО2
увеличили ассимиляцию продукции. В периоды высоких температур и высокой
интенсивности излучений система туманообразования сможет помочь предотвратить
стресс у растений и, следовательно, замедленный рост.
График
Слева:
Температура в теплице
Температура листьев
Излучение
Проводимость устьиц
Увлажнение
Транспирация
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Справа:
Мониторинг растения с помощью Let´s grow: При включении системы увлажнения в 10.30
утра. Устьица открываются шире и увеличивается транспирация.
Устьица закрыты
Снижение транспирации
Повышение температуры листьев
Начало увлажнения
Устьица опять открыты
Снижение температуры листьев