园艺笔记 05：水汽压亏缺

什么是水汽压亏缺？

• 定义
  • 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）。
• 影响因素
  • 温度：温度升高，SVP 增加；温度降低，SVP 减小。例如，早晨温度降低时，空气容纳水汽能力下降，水汽凝结成露水。
  • 湿度：湿度与水汽压相关，湿度变化会影响 VPD 值。

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。
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。

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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

• 温度：
  • 温度升高，VPD 增加；
  • 温度降低，VPD 减少。
• 湿度：
  • 湿度增加，VPD 减少；
  • 湿度减少，VPD 增加。
• 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