Σχετική Υγρασία
Αρχικά, πρέπει να κατανοήσουμε τον όρο σχετική υγρασία (RH). Με τον όρο σχετική υγρασία εννοούμε τον λόγο της ποσότητας των υδρατμών που περιέχει ο αέρας, σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία και πίεση, προς την ποσότητα των υδρατμών που θα περιείχε ο αέρας αν ήταν κορεσμένος, με την ίδια θερμοκρασία και πίεση. Η σχετική υγρασία εκφράζεται επί τοις %.
Όταν ο αέρας είναι πλήρως κορεσμένος, έχει σχετική υγρασία RH 100%. Η θέρμανση του αέρα μειώνει την σχετική υγρασία ενώ η ψύξη την αυξάνει. Η αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα κατά 10 °C σχεδόν διπλασιάζει τη χωρητικότητα συγκράτησης νερού και συνεπώς μειώνει κατά το ήμισυ την τιμή RH. Σε μία θερμοκηπιακή καλλιέργεια, τα φυτά ψύχουν τον αέρα απελευθερώνοντας νερό στην ατμόσφαιρα με την διαπνοή.
Η σχέση μεταξύ σχετική υγρασίας RH και θερμοκρασίας επηρεάζει τις θερμοκηπιακές καλλιέργειες. Για παράδειγμα, αν η θερμοκρασία ημέρας του θερμοκηπίου είναι 25 °C με 50% RH και τη νύχτα η θερμοκρασία πέφτει στους 15 °C, η RH στον χώρο του θερμοκηπίου θα αυξηθεί στο 90%. Η RH εντός της καλλιέργειας θα είναι ακόμη υψηλότερη. Η υψηλή RH ευνοεί τις ασθένειες.
Ο εξαερισμός είναι κρίσιμος για τη μείωση της σχετική υγρασίας RH. Οι οριζόντιοι ανεμιστήρες ροής αέρα αναμιγνύουν τον αέρα και μειώνουν την RH στην καλλιέργεια.
Η αύξηση της θερμοκρασίας και ο εξαερισμός με αεραγωγούς ή ανεμιστήρες θα βοηθήσουν στη μείωση του RH. Ο εξωτερικός αέρας μπορεί να εισέλθει στο θερμοκήπιο με σωλήνες μεταφοράς και να θερμανθεί πριν από την είσοδο στην καλλιέργεια. Αυτό θα μειώσει τη σχετική υγρασία RH.
Στα θερμοκήπια ο έλεγχος την υγρασία στην ατμόσφαιρα χρησιμοποιώντας τον όρο έλλειψη κορεσμού υδρατμών (Vapour Pressure Deficit).
Η ατμοσφαιρική πίεση είναι τυπικά 14,7 psi ή 101 kPa. Αυτή είναι η πίεση που ασκείται στην ατμόσφαιρα από όλα τα αέρια και τους υδρατμούς. Υπάρχει μία μέγιστη πίεση υδρατμών για οποιαδήποτε δεδομένη θερμοκρασία, η οποία είναι η πίεση κορεσμού (100% RH). Το VPD είναι η διαφορά μεταξύ της πραγματικής πίεσης υδρατμών σε μια δεδομένη θερμοκρασία και της μέγιστης (κορεσμού) πίεσης υδρατμών. Το VPD πηγαίνει προς στην αντίθετη κατεύθυνση από την σχετική υγρασία RH. Όταν η τιμή RH είναι υψηλή, το VPD είναι χαμηλό.
Αν το VPD είναι πολύ χαμηλό, η θερμοκρασία πολύ χαμηλή και η υγρασία υψηλή, η καλλιέργεια παρουσιάζει πρόβλημα στην ανάπτυξη και τείνει προς βλαστική φάση. Αν το VPD είναι πολύ υψηλό, προκαλείται στρες στην καλλιέργεια και μπορεί να γίνει σκληρή, ακανόνιστη και τείνει περισσότερο σε αναπαραγωγική φάση. Μια καλή ισορροπία μεταξύ της βλαστικής και της αναπαραγωγικής φάσης των φυτών είναι απαραίτητη για την υψηλή παραγωγικότητα. Το VPD, η θερμοκρασία, τα θρεπτικά διαλύματα και οι κύκλοι άρδευσης είναι σημαντικοί για τον χειρισμό αυτής της ισορροπίας μεταξύ των βλαστικών και αναπαραγωγικών φάσεων.
Η έλλειψη κορεσμού υδρατμών (VPD) χρησιμοποιείται από τους καλλιεργητές για να εκτιμήσει πόσο ξηρός είναι ο αέρας σε μια δεδομένη στιγμή. Εάν ο αέρας είναι πολύ ξηρός, η φωτοσύνθεση θα σταματήσει για να προστατευθεί το φυτό από την εξάντληση. Η φωτοσύνθεση είναι η διαδικασία μετατροπής του ηλιακού φωτός, του νερού και του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) σε οξυγόνο και, κυρίως, σάκχαρα, τα οποία χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη των φυτών. Η χρήση του VPD επιτρέπει στους καλλιεργητές να μεγιστοποιήσουν τις ώρες αιχμής τους για τη φωτοσύνθεση, οδηγώντας τελικά σε μεγαλύτερη και υγιέστερη ανάπτυξη των καλλιεργειών.
Για τα θερμοκήπια, η χρήση μετρήσεων θερμοκρασίας και υγρασίας για την παρακολούθηση των περιβαλλοντικών συνθηκών μπορεί να είναι πιο περίπλοκη από ό, τι πραγματικά γνωρίζουν οι παραγωγοί. Θα πρέπει να καταλάβουμε ότι η αύξηση της θερμοκρασίας του αέρα επιτρέπει την συγκράτηση περισσότερου νερού και αντιστρόφως ότι η μείωση της θερμοκρασίας του αέρα έχει ως αποτέλεσμα την συγκράτηση λιγότερου νερού στον αέρα.
Ο λόγος που πρέπει να χρησιμοποιούμε το VPD είναι ότι είναι ανεξάρτητος από την θερμοκρασία και την υγρασία. Το VPD μετρά την πίεση που ασκείται από τους υδρατμούς στον αέρα και την συγκρίνει με το θεωρητικό σημείο κορεσμού του αέρα. Το “έλλειμμα” είναι η διαφορά μεταξύ της πραγματικής πίεσης ατμών και της πίεσης κορεσμένων ατμών. Όσο μικρότερη είναι η διαφορά, τόσο περισσότερη υγρασία θα έχει ο αέρας. Όσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά, τόσο πιο ξηρό θα είναι ο αέρας.
Στον πίνακα βλέπουμε ότι όταν το VPD έχει τιμή 2 έχουμε υψηλό στρες των φυτών.a
Το στρες στα φυτά προκαλεί αύξηση της μεταβολικής δραστηριότητας τους, που σημαίνει ότι τα στομάτια του φυτού θα κλείσουν προκειμένου να αποφευχθεί κάποια βλάβη, ενώ ταυτόχρονα θα σταματήσει η φωτοσύνθεση.
Πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί VPD σε θερμοκήπια;
Το VPD μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αναγνώριση κλιματικών συνθηκών που προκαλούν ασθένειες. Για παράδειγμα, αρκετές μελέτες που διερευνούν την επιβίωση παθογόνων ασθενειών σε διαφορετικά κλιματικά επίπεδα αποκαλύπτουν δύο κρίσιμες τιμές της VPD. Μελέτες δείχνουν ότι τα μυκητιακά παθογόνα επιβιώνουν καλύτερα κάτω από 0,062 psi VPD (<0,43 kPa).
Επιπλέον, η μόλυνση από μία ασθένεια είναι πιο καταστροφική κάτω από 0,030 psi (0,20 kPa). Έτσι, το κλίμα του θερμοκηπίου θα πρέπει να διατηρείται πάνω από 0,030 psi (0,20 kPa), για την πρόληψη ασθενειών και βλαβών στις καλλιέργειες. Σημειώστε ότι η κατάσταση του κλιματικού ελέγχου πρέπει να επανεκτιμηθεί όταν χρησιμοποιούνται μέσα βιολογικού ελέγχου στο θερμοκήπιο, καθώς αυτοί οι οργανισμοί απαιτούν συγκεκριμένες συνθήκες VPD για ανάπτυξη και διανομή.
Γνωρίζοντας την θερμοκρασία και την σχετική υγρασία του θερμοκηπίου μπορούμε εύκολα από τo παρακάτω διάγραμμα να υπολογίσουμε το VPD. Στην αγορά κυκλοφορούν και μετρητές θερμοκρασίας και υγρασίας με λειτουργία υπολογισμού του VPD.
Βιβλιογραφία
VPD chart [Online]. Available: http://www.just4growers.com [Accessed].
BAILEY, B. J. 1995. Greenhouse Climate Control – New Challenges. Acta Horticulturae, 13-24.
GRANGE, R. I. & HAND, D. W. 2015. A review of the effects of atmospheric humidity on the growth of horticultural crops. Journal of Horticultural Science, 62, 125-134.
J., B. 2008. Greenhouse environment control, humidity and VPD. 6th Curso Y Congreso Internacional de Hidroponia en Mexico, Toluca, Mexico,.
NOVICK, K. A., FICKLIN, D. L., STOY, P. C., WILLIAMS, C. A., BOHRER, G., OISHI, A. C., PAPUGA, S. A., BLANKEN, P. D., NOORMETS, A., SULMAN, B. N., SCOTT, R. L., WANG, L. & PHILLIPS, R. P. 2016. The increasing importance of atmospheric demand for ecosystem water and carbon fluxes. Nature Climate Change, 6, 1023-1027.
RESH, H. M. 2013. HYDROPONIC Food Production.
