园艺笔记 05：水汽压亏缺（VPD）

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（​Saturation Vapor Pressure​, SVP）与实际水汽压（Actual Vapor Pressure, AVP）的差值（$ \text{VPD} = \text{SVP} - \text{AVP} $）。

简单来说，​VPD 反映了空气的「干燥程度」​。VPD 值越高，空气越干燥，能吸走植物叶片中更多水分的能力就越强。

VPD 如何影响植物？

1. 气孔开合：​​VPD 升高（空气变干），植物会缩小或关闭气孔以减少水分流失。
2. ​二氧化碳吸收：​​气孔开合直接影响植物吸收二氧化碳进行光合作用的能力。
3. ​蒸腾作用：​​VPD 升高会加速植物叶片水分蒸发（就像天热时我们出汗更多）。
4. ​养分吸收：​​蒸腾作用增强会带动水分和溶解在其中的养分从根部向上运输。
5. ​植物胁迫：​​VPD 过高（过干）或过低（过湿）都会给植物带来压力，影响其生长和健康。

VPD 的计算方法

空气 VPD（Air VPD）计算

步骤 1 ：计算饱和水汽压（SVP）

$$ \text{SVP} = 0.61078 \times \exp\left(\frac{17.625 \cdot T}{T + 243.04}\right) $$

• $ T $：温度（单位：℃）
• $ \exp $：是一个数学常数，称为欧拉数，约等于 2.71828

步骤 2 ：计算水汽压亏缺（VPD）

$$ \text{VPD} = \text{SVP} \times \left(1 - \frac{RH}{100}\right) $$

• $ RH $：相对湿度 (%)

​叶片 VPD（Leaf VPD）计算

步骤一 ：计算空气 SVP（ASVP），公式同空气 VPD 的 SVP 计算。

步骤二 ：计算叶片 SVP（LSVP），与空气 SVP 的公式相同，但使用叶片温度（通常比空气温度低 1～3 ℃ 或 2～5 ℉，建议直接用红外温度计测量叶片温度）计算。

步骤三 ：计算叶片 VPD

$$ \text{Leaf VPD} = \text{LSVP} \times \left(\text{ASVP} \times \frac{RH}{100}\right) $$

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。

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

• The Ultimate Vapor Pressure Deficit (VPD) Guide

相关工具

• VPD 动态范围表格生成

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