VPD: čo je deficit tlaku pár a ako ho nastaviť v growboxe?
VPD (deficit tlaku vodnej pary) vyjadruje, ako silno vzduch „vysáva“ vodu z listov. Spája teplotu a vlhkosť do jedného čísla, a preto podľa neho nastavíte klímu v pestovateľskom stane presnejšie než len podľa vlhkomera. V článku nájdete vzorec na výpočet, prehľadnú tabuľku VPD podľa teploty a vlhkosti, orientačné cieľové hodnoty pre sadenice aj rastliny plodiace plody a praktické tipy, ako VPD zvýšiť alebo znížiť.
Čo je VPD
VPD (z anglického vapor pressure deficit) je rozdiel medzi tlakom vodnej pary, ktorý by bol vo vzduchu pri úplnom nasýtení, a tlakom pary, ktorý sa vo vzduchu skutočne nachádza. Udáva sa v kilopascaloch (kPa).
- Nízke VPD: vzduch sa blíži k nasýteniu. Transpirácia býva pomalšia a pri veľmi nízkom VPD môže klesať prísun vody a niektorých živín. Mokré listy aj substrát potom zvyčajne schnú pomalšie.
- Vysoké VPD: vzduch je suchý. Rastliny rýchlo strácajú vodu. Keď ju korene nestíhajú dopĺňať, rastlina privrie prieduchy, prijíma menej CO₂ a spomalí fotosyntézu.
- VPD = 0: vzduch je nasýtený na 100 %. Ak má list rovnakú teplotu ako vzduch, tlakový rozdiel poháňajúci transpiráciu zaniká. Teplejší list však môže strácať vodu aj v nasýtenom vzduchu.
Prečo nestačí relatívna vlhkosť? Teplý vzduch pojme viac vody než studený. Rovnaká vlhkosť 75 % preto znamená pri 15 °C VPD približne 0,43 kPa, ale pri 35 °C už približne 1,41 kPa. Na tento príklad upozorňuje aj výrobca klimatizačných systémov Argus Controls.
Ako sa VPD počíta: vzorec
Tlak nasýtenej vodnej pary pri danej teplote vypočítate podľa Tetensovej rovnice. Tento tvar používa aj metodika FAO na výpočet evapotranspirácie (FAO Irrigation and Drainage Paper 56, rovnica 11):
- Tlak nasýtenej pary: es(T) = 0,6108 × exp(17,27 × T / (T + 237,3)) [kPa], kde T je teplota v °C.
- Skutočný tlak pary: ea = es(Tvzduch) × RH / 100, kde RH je relatívna vlhkosť v %.
- VPD vzduchu: VPD = es(Tvzduch) - ea = es(Tvzduch) × (1 - RH / 100).
- VPD listu: VPDlist = es(Tlist) - ea. Počíta s tým, že vzduch vnútri listu je nasýtený, a používa teplotu listu namiesto teploty vzduchu.
Príklad: pri 25 °C a vlhkosti 60 % je es = 3,17 kPa a ea = 1,90 kPa. VPD vzduchu je teda 1,27 kPa. Ak majú listy 23 °C, es listu je 2,81 kPa a VPD listu len 0,91 kPa.
Tabuľka VPD podľa teploty a vlhkosti
Hodnoty sme vypočítali podľa vyššie uvedeného vzorca pre VPD vzduchu. Zhodujú sa s VPD listu len vtedy, keď má list rovnakú teplotu ako vzduch. Farby zodpovedajú rozdeleniu Michigan State University (MSU): 0,3–0,7 kPa nízke, 0,7–1,5 kPa stredné, cieľové pre väčšinu pestovania, nad 1,5 kPa vysoké. Hodnoty sú v kPa.
| Teplota vzduchu | 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 |
Tabuľka sa posúva do strán. Stĺpce predstavujú relatívnu vlhkosť vzduchu a riadky teplotu vzduchu.
Cieľové VPD podľa fázy (orientačne)
Jedno „správne“ VPD neexistuje. Záleží na druhu rastliny, fáze rastu aj na hustote porastu. Nižšie uvádzame orientačné hodnoty podľa MSU (Michigan State University):
Pri zakoreňovaní odrezkov odporúča MSU nízke VPD okolo 0,3 kPa, aby mladé rastliny nevysychali. Rozmedzie 0,3–0,7 kPa je vhodné pre mladé rastliny, ktoré už majú prvé korene. Pásmo 0,7–1,5 kPa označuje MSU za cieľové pre väčšinu pestovania. Nad 1,5 kPa je vzduch suchý a pri niektorých plodinách môže klesať fotosyntéza.
| Fáza | Orientačné VPD | Na čo si dávať pozor |
|---|---|---|
| Zakoreňovanie odrezkov | približne 0,3 kPa | Odrezky bez koreňov nesmú vyschnúť. |
| Mladé rastliny s prvými koreňmi | 0,3–0,7 kPa | Listy by už nemali zostávať dlho mokré. |
| Rast a rastliny plodiace plody | 0,7–1,5 kPa | Pri hustom poraste MSU odporúča nepúšťať VPD pod 0,5 kPa, aby sa predišlo chorobám listov. |
| Suchý vzduch | nad 1,5 kPa | Riziko rýchleho vysychania; pri nedostatku vody privreté prieduchy a pomalší rast. |
Konkrétne pri paradajkách MSU cituje štúdiu, v ktorej VPD 0,8 kPa cez deň aj v noci zvýšilo fotosyntézu aj výnos plodov v porovnaní s 0,5 kPa. V štúdii Leonardiho a spoluautorov (2000) zvýšenie priemerného VPD počas šiestich najsuchších hodín dňa z 1,6 na 2,2 kPa znížilo čerstvú hmotnosť a obsah vody v plodoch. Tieto výsledky platia pre podmienky daných pokusov, nie ako univerzálne optimum alebo hranica poškodenia paradajok. Výrobca Argus Controls ako príklad „ideálneho“ pásma pre modelovú plodinu uvádza približne 0,5–1,2 kPa a zdôrazňuje, že každú plodinu treba posúdiť osobitne.
Teplota listu: prečo na nej záleží
Vzorec pre VPD listu počíta s teplotou listu, nie vzduchu. Listy sa odparovaním vody ochladzujú, a preto môžu byť chladnejšie než okolitý vzduch. Chladnejší list znamená nižšie VPD listu, ako ukazuje príklad vyššie: pri 25 °C a 60 % je VPD vzduchu 1,27 kPa, ale pri teplote listu 23 °C len 0,91 kPa.
- Merajte teplotu listu: najjednoduchšie bezdotykovým infračerveným teplomerom namiereným na horné, osvetlené listy.
- Pod LED bývajú listy chladnejšie: model Nelsona a Bugbeeho (2015) odhadol, že pri rovnakom toku fotosyntetických fotónov a porovnateľných podmienkach vnútorného pestovania bola teplota listov pod LED približne o 1,3 °C nižšia než pod HPS. Nejde o pevný rozdiel pre každú zostavu: podľa štúdie majú zásobovanie vodou a ochladzovanie transpiráciou väčší vplyv než samotný typ svetla. Pri prechode z HPS na LED preto môže VPD listu klesnúť, aj keď teplomer na stene ukazuje rovnakú teplotu vzduchu.
- Prístroje, ktoré merajú len teplotu a vlhkosť vzduchu, počítajú bez korekcie teploty listu VPD vzduchu. Niektoré ovládače umožňujú zadať teplotný rozdiel listu ručne; presnosť potom závisí od tejto korekcie. Ak poznáte teplotu listu, vypočítate VPD listu podľa vyššie uvedeného vzorca.
Ako VPD zvýšiť alebo znížiť
VPD ovplyvníte dvoma veličinami: vlhkosťou a teplotou. Skôr než čokoľvek zmeníte, merajte teplotu a vlhkosť na úrovni rastlín, nie pri strope stanu.
VPD je príliš nízke (vzduch je priveľmi vlhký)
- Odvlhčovač odoberá vodu zo vzduchu. Vyberajte ho podľa veľkosti priestoru, ponuku nájdete v kategórii odvlhčovače. Pamätajte, že odvlhčovač produkuje odpadové teplo.
- Silnejší odťah: zvýšte výkon potrubného ventilátora. Argus Controls však upozorňuje, že samotné vetranie nemusí znížiť vlhkosť, ak privádzaný vzduch obsahuje podobné alebo väčšie množstvo vodnej pary. Samotné percento relatívnej vlhkosti nestačí, záleží aj na teplote vzduchu.
- Mierne vyššia teplota: rovnaké množstvo pary znamená pri vyššej teplote vyššie VPD. V zime pomôže kúrenie.
- Prúdenie vzduchu pomocou cirkulačných ventilátorov pomáha obmedzovať vlhké miesta medzi listami; samotný ventilátor však vodu z priestoru neodstraňuje.
VPD je príliš vysoké (vzduch je priveľmi suchý)
- Zvlhčovač doplní do vzduchu vodu, pozrite si kategóriu zvlhčovače. Hodí sa najmä pre sadenice a v lete.
- Nižšia teplota: ak vysoké VPD spôsobuje horúčava, pomôže stlmenie svetiel alebo klimatizácia. Tipy nájdete v článku Vysoké teploty pri pestovaní v interiéri.
- Nižší výkon odťahu: ak je teplota v poriadku, znížte otáčky pomocou regulátora. Vlhkosť, ktorú rastliny odparili, potom zostane v stane dlhšie.
Pozor v noci
Po zhasnutí svetiel teplota zvyčajne klesne a relatívna vlhkosť stúpne. Príklad pri približne stálom skutočnom tlaku vodnej pary, bez jej pridania alebo odobratia: vzduch s teplotou 25 °C a vlhkosťou 60 % bude mať po ochladení na 20 °C vlhkosť približne 81 % a VPD len 0,44 kPa. Preto sa oplatí v noci kontrolovať vlhkosť, zapnúť odvlhčovač alebo nedovoliť, aby teplota príliš klesla.
Meranie a automatizácia VPD
Základom je spoľahlivý teplomer s vlhkomerom a snímačom na úrovni rastlín. Ponuku nájdete v kategórii meranie teploty a vlhkosti. Niektoré prístroje a ovládače počítajú VPD priamo:
- VIVOSUN AeroLab THB1S meria teplotu a vlhkosť, vypočítava z nich VPD a umožňuje sledovať históriu v aplikácii.
- AC Infinity Controller AI+ so snímačom AC Infinity Climate Sensor kontroluje teplotu, vlhkosť a VPD a podľa nich riadi pripojené zariadenia.
- VIVOSUN GrowHub Controller E42A+ zobrazuje VPD a riadi odťah podľa teploty a vlhkosti.
- Zvlhčovač AC Infinity CLOUDFORGE T5 a odvlhčovač AC Infinity HYDRONE 7 majú vlastné ovládanie podľa VPD.
- Jednoduchším riešením je hygrostat, ktorý zapína zvlhčovač alebo odvlhčovač podľa nastavenej vlhkosti. Cieľovú vlhkosť pre požadované VPD nájdete v tabuľke vyššie.
Ďalšiu automatizáciu nájdete v kategórii riadiace jednotky. O výmene a prúdení vzduchu píšeme podrobne v článku Nepodceňujte výmenu a prúdenie vzduchu.
Časté otázky
Aké VPD je ideálne?
Pre väčšinu pestovania uvádza Michigan State University cieľové pásmo 0,7–1,5 kPa, pre mladé rastliny 0,3–0,7 kPa a na zakoreňovanie odrezkov približne 0,3 kPa. Ide o orientačné hodnoty, sledujte aj reakciu rastlín.
Akú vlhkosť nastaviť pri 24 °C?
Podľa tabuľky zodpovedá pri 24 °C pásmu 0,7–1,5 kPa vlhkosť približne 50–75 % (1,49 až 0,75 kPa). Pre mladé zakorenené rastliny môže byť vhodné nižšie VPD 0,3–0,7 kPa; pri 24 °C mu zodpovedá približne 77–90 % RH, teda viac než uvedených 50–75 %. Konkrétny cieľ zvoľte podľa plodiny a fázy, nie iba podľa tejto všeobecnej tabuľky.
Musím merať teplotu listov?
Nemusíte, VPD vzduchu je pri bežnom pestovaní dobrým ukazovateľom. Teplota listu však mení VPD, takže ak sa rastliny správajú inak, než by zodpovedalo tabuľke, zmerajte ju infračerveným teplomerom.
Prečo sa VPD v noci mení?
Po zhasnutí klesne teplota a relatívna vlhkosť stúpne, takže VPD klesne. Argus Controls uvádza, že krátkodobo nízke VPD, napríklad skoro ráno, môže byť prijateľné, ak nevznikajú problémy s kondenzáciou alebo s vytláčaním kvapiek vody z listov (gutáciou). Dlhodobo vlhké noci však zvyšujú riziko plesní.
Platí VPD aj pre paradajky, čili a bylinky?
Áno, VPD opisuje silu vysušovania vzduchu pri všetkých rastlinách. Cieľové hodnoty sa však líšia podľa druhu. Vyššie uvedené pokusy s paradajkami porovnávali 0,5 s 0,8 kPa alebo 1,6 s 2,2 kPa za konkrétnych podmienok; neurčujú jediné optimum ani univerzálnu hranicu poškodenia.
Udržte VPD pod kontrolou
Začnite spoľahlivým teplomerom s vlhkomerom, podľa tabuľky si určte cieľovú vlhkosť a podľa potreby doplňte zvlhčovač, odvlhčovač alebo cirkulačný ventilátor. Ak chcete mať pokoj, nechajte klímu riadiť riadiacu jednotku s meraním VPD. Teplo z osvetlenia ovplyvňuje aj VPD, preto si pozrite aj nášho sprievodcu výberom LED osvetlenia.