Vliv vlhkosti, teploty a VPD na pěstování rostlin

13. 07. 2020

Vysvětlení vztahu mezi vlhkosti, teplotou a vapor pressure deficitem (VPD) vám pomůže pochopit, jaké procesy se odehrávají v rostlinách a poradí vám s vytvořením dokonalých podmínek při indoor pěstování.

Abyste se z vás stali kompetentní a vnímaví pěstitelé, měli byste mj. důkladně pochopit, co je to vlhkost, jak na ni rostliny reagují a jak ji správně řídit v uzavřeném prostoru.

Správné porozumění vlhkosti a jejího významného vlivu na indoor pěstování vám totiž umožní vyhnout se nečekaným zklamáním a při troše zkušeností dosáhnete i vynikajících výsledků.

Pochopte vapor pressure deficit, a vlhkost ani teplota vás už nikdy nepřekvapí.

Nezbytné teoretické minimum o vlhkosti

Podrobnější informace získáte například na Wikipedia.org. Pro naše účely postačí následující stručný výtah.

Vlhkost vzduchu se, ve smyslu tohoto textu, myslí podíl vodní páry (tj. molekuly vody v plynné formě) ve vzduchu. Vodní pára tedy neznamená kapičky vody ve vzduchu jako vidíme u mlhy nebo rozprašování.

Relativní vlhkost (RH) ukazuje v procentech podíl vodní páry ve vzduchu vzhledem k celkovému potenciálu vodní páry, který by byl vzduch schopen udržet při dané teplotě. 50% RH tedy znamená, že při specifické teplotě obsahuje vzduch polovinu možné kapacity vodních par.

Rosný bod značí teplotu, při které je vzduch maximálně nasycen vodními parami (relativní vlhkost vzduchu dosáhne 100 %). Pokud teplota klesne pod tento bod, plynné vodní páry kondenzují a stane se z nich kapalná voda.

Stomata jsou miniaturní průduchy v listech, které slouží ke kontrolované výměně plynů nebo par mezi rostlinou a okolím. Současně zajišťují uvolňování vody do vzduchu, tzv. transpiraci.

Transpirace popisuje jev, kdy se rostlina pomocí listů zbavuje vody v plynném skupenství, tedy ve formě vodních par.

Gutace znamená výdej vody v kapalném skupenství a zajišťují ji tzv. hydatody, což jsou modifikovaná stomata. Malé kapičky vody lze na okrajích listů spatřit například velmi brzy ráno (outdoor) nebo chvíli po rozsvícení světel (indoor). Pro jistotu doplňujeme, že se nejedná o rosu, která je formou vodní srážky.

Xylém je rostlinné pletivo zodpovědné za příjem i rozvod živin z kořenů do dalších částí rostliny.

Následující text je překladem článku Vapor Pressure Deficit - The Hidden Force on your Plants.

Klíčem úspěchu je vzájemný vztah vlhkosti a teploty

Teplota hraje klíčovou roli a platí tato dvě základní pravidla:

Čím je vzduch teplejší, tím více vodní páry mohou listy potenciálně zadržet.
Množství vody ve vzduchu se neustále mění na základě teploty.

Pro měření relativní vlhkosti a teploty se používá kombinovaný digitální teplo/vlhkoměr, který by měl patřit mezi základní výbavu každého pěstitele. Také proto jsou součástí všech našich pěstebních kompletů. Vliv vlhkosti na rostliny mohou podcenit hlavně začátečníci. A vůbec se to nemusí vyplatit!

Určitě jste si všimli, že při různé vlhkosti vzduchu se sami potíte jinak. Ještě přímější účinek má RH vzduchu na rostliny. I rostliny se pomocí svých listů „potí“, resp. aby mohly růst, potřebují uvolňovat vodní páry pomocí mikroskopických stomat. Množství vody, které ztratí v průběhu transpirace, si rostlina reguluje otevíráním a zavíráním těchto průduchů. Obecně platí, že čím je vzduch sušší, tím více budou rostliny transpirovat.

Dále platí, že čím více je ve vzduchu vodní páry, tím větší je tlak. To znamená, že v podmínkách s vysokou RH je na rostliny vyvíjen větší tlak par než v podmínkách nízké RH. Tlak par, způsobený vysokou koncentrací vodních par v okolním vzduchu, si představte jako neviditelnou sílu, která stlačuje rostlinu ze všech stran. A to ztěžuje nebo znemožňuje rostlinám „vytlačovat“ vodní páry do vzduchu. Proto rostliny v prostředí s vysokým RH transpirují méně.

V prostředí s nízkou relativní vlhkostí je to přesně naopak. Nízký tlak způsobený malým podílem vodních par ve vzduchu usnadňuje rostlinám transpiraci a ztrátu vody.

Co je Vapor pressure deficit a jeho role při pěstování

Vapor pressure deficit (VPD) můžeme do češtiny přeložit jako „rozdíl v tlaku par“. Deficit v tomto případě znamená rozdíl mezi dvěma hodnotami:

teoretickým tlakem vyvíjeným vodní parou zadrženou v maximálně nasyceném vzduchu (100% RH při dané teplotě)
tlakem vyvinutým vodní parou, která je reálně ve vzduchu zadržena (při stejné teplotě)

VPD je v současnosti hlediskem, podle kterého můžeme hodnotit, jak se rostliny skutečně „cítí“ a jak reagují na vlhkost v pěstebním prostředí. Z pohledu bylinek je VPD rozdílem mezi tlakem par uvnitř listu a ve vzduchu. Voda v listech a směs vody a vzduchu opouštějící stomata je (spíš častěji než vůbec) kompletně nasycená -100% RH.

Pokud má vzduch okolo listů vlhkost nižší než 100% RH, existuje možnost, že se vodní páry uvolní do vzduchu protože plyny a kapaliny mají tendenci přemístit se z prostředí s vysokou koncentrací (například v listech) do míst s nižší koncentrací (vzduch).

Takže pokud jde o pěstování rostlin, Vapor pressure deficit lze považovat za důkaz nedostatku, resp. rozdílu v tlaku par ve vzduchu a v listu. O rozdílu v tlaku par je třeba přemýšlet také z hlediska atmosférické poptávky po vodě nebo „sušící síle“ vzduchu.

Základní pravidla pro pochopení rozdílu v tlaku par

Pro měření se používají jednotky tlaku (milibar, kiloPascal).
Hodnoty v podstatě ukazují v jedné hodnotě kombinaci teploty a relativní vlhkosti.
Veličiny VPD a RH jdou proti sobě, takže když je RH vysoké, VPD je nízké a naopak.
Čím vyšší je hodnota VPD, tím vyšší je potenciál vzduchu odsávat vlhkost z rostlin a naopak.

Proč měřit a řídit vlhkost v pěstebním prostoru

Monitorování a řízení vlhkosti v pěstebním prostoru je jedním ze základních pravidel úspěšného a produktivního pěstování. Problémem VPD ale je, že potřebujete znát teplotu listů. Nebude to snadné jednoznačně určit, protože listy v horní části blízko světlu budou mít určitě jinou teplotu než listy ve stínu nebo ve spodní části rostliny. Nejpraktičtějším přístupem je ale podle zkušeností mnoha pěstitelů provádět měření vzduchu v „korunách“ rostlin.

Není důležité plnit přesná vědecká doporučení. Pro optimální regulaci vlhkosti bude stačit získat přehled o tom, jak aktuální teplota a okolní vlhkost ovlivňuje pěstované plodiny. Zásadním krokem je dobře umístit sondu z teplo/vlhkoměru. Nejlepším místem pro měření je tedy prostor v horní třetině rostliny, blízko nebo těsně pod vrcholem rostliny.

Regulace vlhkosti je při indoor pěstování důležitá pro to, aby se vaše bylinky cítily dobře a žili šťastně a zdravě až do úrody.
Transpirace je velmi důležitá pro zdravý růst.
Odpařování vodních par z listů do vzduchu aktivně ochlazuje rostlinnou tkáň.
Teplota zdravě transpirujícího listu tak může být až o 2-6 °C nižší, než u listu, který transpirovat nedokáže.
To se může zdát jako velký teplotní rozdíl, ale je třeba vzít v úvahu fakt, že okolo 90 % vody co přijme zdravá rostlina je transpirováno, zatímco na růst je využito jen 10 %.

A právě to ukazuje, jak důležité je vyzkoušet i kontrolovat prostředí rostlin, abyste mohli podporovat zdravou transpiraci a následně i zdravý růst.

Optimální vlhkost pro pěstování a jak se jí přiblížit?

Obecné pravidlo a mnoho pěstitelů tvrdí, že cca 70% RH je vhodná pro vegetativní růst a cca 50% RH pro fázi kvetení nebo tvorby plodů. Není to špatná rada a její dodržení může přinést určitý úspěch. Toto pravidlo ale bohužel nezohledňuje vůbec teplotu vzduchu.

V letních měsících se při indoor pěstování a vnitřní teplotě 26-29° C doporučuje udržovat v growboxu vlhkost kolem 75 %. S vyšší hodnotou RH jsou ale spojeny dva problémy. Vyšší vlhkost totiž

snižuje (od 60% RH) nebo zcela ruší (od 80% RH) absorpční účinnost pachových filtrů s aktivním uhlím
může přispět ke vzniku plísní

Proto se doporučuje udržovat relativní vlhkost mezi 60-70 %, zatímco horní hranice teploty (v závislosti na ideálním rozmezí VPD rostlin) by v tomto případě byla 18-26° C.

Tabulka č. 1 vlevo znázorňuje VPD v situaci, kdy jsou listy o 2° C chladnější než je teplota vzduchu. Dále ukazuje, že pokud je teplota vyšší než 22° C, je 50% RH kriticky nízkou úrovní ohrožující rostliny. Celou tabulku si můžete v plném rozlišení prohlédnout zde.

Současně si musíme uvědomit, že tyto informace by nás neměly nutit k přísnému dodržování tabulkových hodnot VPD. Důležitější je pochopit, že VPD může lépe informovat o optimální vlhkosti a tak dopomáhá k lepší a větší úrodě.

Pokud si chcete vypracovat VPD u vlastních rostlin, postupujte následujícím způsobem. V Tabulce č.2 vpravo, kterou si můžete prohlédnout v plné velikosti zde, jak se VPD mění, když je mezi teplotou vzduchu a listů menší rozdíl (1° C). Změřte teplotu vzduchu a relativní vlhkost a podle toho vyhledejte nejbližší hodnotu VPD.

Legenda grafu:

Růžová kombinace teploty a vlhkosti znamená velmi nízkou nebo vysokou transpiraci a je vysoce nebezpečná v každé fázi rostliny.
Nízká transpirace znázorněná modrými políčky je vhodná pro množení a časný vegetativní růst.
Zdravá transpirace probíhá při žlutých kombinacích a rostliny je ocení v pozdní fázi růstu a první části fáze květu.
Vysokou transpiraci, která je potřeba v druhé polovině květu, znázorňují okrové políčka.

Na konci článku najdete obrázkovou galerii a názorné příklady všech výše zmíněných situací.

Vliv vlhkosti na rostliny

S měnící se vlhkostí se rostliny umí vypořádat pomocí průduchů na listech.

Při snižování VPD (a vysoké RH) se stomata se doširoka otevírají.
Při zvyšování VPD (a nízké RH) se začnou stomata uzavírat.

Na nízkou relativní vlhkost vzduchu rostlina reaguje uzavíráním stomat a tak zabraňuje nadměrné ztrátě vody i vadnutí. Kromě toho ale také ovlivňuje rychlost fotosyntézy, neboť stomata přijímají ze vzduchu CO2. Proto trvale nízká RH často způsobuje velmi pomalý růst nebo zakrnění. Z toho vidíme, že relativní vlhkost ovzduší má nepřímý vliv na rychlost fotosyntézy. Při vyšších RH jsou stomata otevřená a rostlina může přijímat více CO2. O roli oxidu uhličitého si můžete přečíst v článku o regulaci teploty a CO2.

Příčinou kroucení listů thajské bazalky je stres z nízké vlhkosti, který způsobila příliš nízko položená T5 zářivka. Viz fotografie vpravo.

Když je vlhkost příliš nízká, rostliny se budou opravdu snažit za každou cenu růst. V odpovědi na vysoký rozdíl v tlaku par se rostliny pokusí zastavit nadměrné ztráty vody z listů. A to tak, že se snaží zabránit tomu, aby světlo dopadalo na celý povrch listu. Proto se listy zakroutí směrem od okrajů dovnitř. Vytvářejí typické trubkovité struktury, přesně jak vidíte na fotografii, a světlu je tak vystavena mnohem menší plocha.

Na obrázku si můžete prohlédnout listy rajčete na kterých došlo ke gutaci v důsledku příliš vysoké relativní vlhkosti.

Pro většinu rostlin platí, že při vysoké RH se lépe vyvíjí a rostou. Nadměrná vlhkost ale může povzbudit i některé negativní atributy pěstování:

Nebezpečí spojené s vysokou vlhkostí

Nízký VPD způsobuje nízkou transpiraci, která omezuje transport minerálů, hlavně vápníku, prostřednictvím xylemu.
Pokud je VPD velmi nízké (při 95-100% RH) a rostliny nejsou schopny do vzduchu transpirovat žádnou vodu, začne se zvyšovat vnitřní tlak.
Mokrá kořenová zóna přispívá k vysokému kořenovému tlaku, a společně působící vnitřní tlak může vést k tomu, že rostlina vytlačuje vodu z listů (gutace).
Některé vývojově pokročilejší rostliny mají na okrajích listů speciálně modifikovaná stomata (tzv. hydatody), které gutaci zajišťují.
Pokud mají rostliny listy, které vypadají na okrajích jako spálené nebo mají bílé krystalické usazeniny ve tvaru kruhu, je pravděpodobné, že zde proběhla gutace.
S vysokou vlhkostí je spojen výskyt chorob (plíseň a padlí) a tvorba kapek na listech, na kterých se podílí jak gutace, tak kondenzace vodních par při poklesu teploty.

Jak vidíte na obrázku vpravo, plíseň se může zmocnit rostliny například kvůli špatné denní/noční regulaci vlhkosti.

Zdroje:

Originál přeloženého článku a zdroj všech obrázků s logem just4growers a tabulek:

http://www.just4growers.com/stream/temperature-humidity-and-c02/vapor-pressure-deficit-the-hidden-force-on-your-plants.aspx

Wikipedia.org

Jak nejlépe ovládnout teplotu, vlhkost a VPD v pěstebním prostoru

Pěstební boxy nabízí ideální podmínky pro kompletní kontrolu a řízení mikroklimatu. Omezenou možnost řídit tyto parametry máte i při pěstování ve skleníku. Při outdoor pěstování jste odkázáni na nevyzpytatelné přirozené přírodní podmínky.

Neovladatelné počasí a klima můžete alespoň monitorovat a podle toho pomoci rostlinám se vyrovnat s problémy. Na ovládání indoor prostředí vám doporučíme následující produkty a kategorie.

digitální kombinovaný teplo/vlhkoměr s pamětí umožňuje snadno měřit a zaznamenávat min. a max. hodnoty obou veličin
controllery a zařízení na regulaci vzruchotechniky usnadní kontrolu teploty, vlhkosti nebo CO2 v pěstebním prostoru
v nabídce najdete také široké spektrum odhlučněných ventilátorů s regulací otáček a zabudovanou teplotní nebo vlhkostní sondou
vlhkost v pěstební místnosti můžete zvyšovat pomocí ultrazvukového zvlhčovače nebo v menší míře i pravidelným větráním a snížit pomocí odvlhčovače
HPS a MH výbojky emitují více tepla než CMH výbojky nebo LED osvětlení
ke snížení teploty přispívají také stínidla typu Cooltube nebo tepelný štít (heatshield)
k neustálému proudění vzduchu, které mj. zamezí vzniku hot-spots, využijte cirkulační ventilátory