园艺笔记 05:水汽压亏缺

2024 年 10 月 18 日

什么是水汽压亏缺?

水汽压亏缺(Vapor Pressure Deficit,VPD)是指在当前温度下,空气中还能容纳多少水汽的指标,即饱和水汽压(SVP)与实际水汽压(AVP)的差值(VPD = SVP - AVP)。

水汽压亏缺可以帮助您确定植物生长空间中理想的温湿度范围。借助VPD,植物可以达到最佳的生长效果,同时避免病虫害和环境问题。VPD 还能调控植物的蒸腾速率、气孔开放、二氧化碳吸收、养分吸收以及植物胁迫。

VPD 的计算方法

空气 VPD 计算

  1. 先计算 SVP
    • SVP = 0.61078 × e^(T ÷ (T +237.3) × 17.2694)
      • T 为摄氏度。
      • e 是一个指数函数,约等于 2.71828。
      • 得到的 SVP 以帕斯卡为单位(除以 1000 得到千帕)。
  2. 再计算 VPD
    • VPD = SVP × (1 - RH ÷ 100)

叶片 VPD 计算

  1. 先计算空气 SVP(ASVP)
    • 公式同空气 VPD 的 SVP 计算。
  2. 再计算叶片 SVP(LSVP)
    • 与 ASVP 的公式相同,但使用叶片温度(通常比空气温度低 1 – 3 °C 或 2 – 5 °F,建议直接用红外温度计测量叶片温度)计算。
  3. 最后计算叶片 VPD
    • Leaf VPD = LSVP × (ASVP × RH ÷ 100)

虽然「叶片 VPD」能够提供更精确的数据,但在大多数情况下,采用「空气 VPD」作为参考就足够了,因为它测量起来更为简便,并且能够反映出一个区域的总体状况。

VPD 如何影响植物?

  1. 气孔开合:当空气比较干燥(VPD 增大)时,植物为了减少水分流失,会自动缩小气孔或关闭。
  2. 二氧化碳吸收:植物通过气孔来呼吸二氧化碳。当气孔缩小一些,植物吸收二氧化碳的能力就会减弱。
  3. 蒸腾作用:当空气干燥(VPD 增大)时,植物的水分通过气孔蒸发得更快,这就像在炎热的天气里我们出汗更多一样。
  4. 根部的营养摄入:蒸腾作用的增强,促进了水分从根部向上运输,同时也带动了营养物质的吸收。
  5. 植物压力:随着空气越干燥(VPD 增大),植物从叶片到根系的整个系统都承受着更大的压力,这可能会对植物的生长和健康产生影响。

不同生长阶段的理想 VPD

幼苗阶段:0.6 – 1 kPa(理想值 0.8 kPa)。此阶段植物根系尚未完全形成,需保持较高的湿度环境,以避免对幼苗造成过多压力。

生长阶段:0.8 – 1.2 kPa(理想值 1 kPa)。保持 VPD 在理想范围促进生长,此阶段二氧化碳对植物长大很重要。

开花阶段:1.2 – 1.5 kPa(理想值 1.3 – 1.4 kPa)。在花蕾期,植物生长健壮,但花朵对各种问题都很敏感,接近开花时要降低湿度,减少霉菌风险。

VPD 在夜间的情况

大多数植物在夜间关闭气孔以减少水分蒸发,停止光合作用,转而进行呼吸作用,释放储存的糖分转化为能量,同时产生二氧化碳。

夜间 VPD 虽不如白天重要,但仍应尽量保持与白天接近,避免大幅波动(波动大于 0.4 kPa 可能使产量降低 20%)。

夜间理想 VPD

  • 幼苗阶段:0.6 – 1 kPa(理想值 0.8 kPa)。
  • 生长阶段:0.8 – 1.2 kPa(理想值 1 kPa)。
  • 开花阶段:1 – 1.5 kPa(理想值 1.2 kPa)。

调节 VPD 的方法

  1. 温度
    • 温度升高,VPD 增加;
    • 温度降低,VPD 减少。
  2. 湿度
    • 湿度增加,VPD 减少;
    • 湿度减少,VPD 增加。
  3. 光照强度
    • 光照强度增加,叶片温度上升,VPD 增加;
    • 光照强度降低,叶片温度下降,VPD 减少。

参考资料

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