Перейти к содержанию
ЛиС

  • 1

Зависимость транспирации растений и нормы полива от энергии окружающей среды

Оценить этот вопрос:


samura

Вопрос

  • Модераторы

Полив из расчета 3 мл/м2 на каждый пришедший 1 Дж/см2. Подняли тему про норму полива в одной из тем, где я увидел, что не все понимают откуда эта норма берется, и решил ее разобрать.

Чтобы узнать сколько нужно энергии для испарения воды, нужно заглянуть в таблицу  удельной теплотой паробразования, и найти там воду. Для испарения воды массой 1 кг  и температурой 100 °С требуется 2 256 кДж. Плотность воды равна 1, значит для испарения 1 л воды требуется все те же 2 256 кДж.

Предположим, что исходная вода 20 °С, чтобы ее нагреть до 100 градусов, нужно потратить энергию 4,2 кДж*80= 336 кДж/л или 336000 Дж/л или 336 Дж/мл. Итого 2256 + 336 = 2592 Дж/мл.

Приход радиации 1 Дж/см2 равен 10 000  Дж/м2. Далее пропорция:
0,2592 Дж/см2 (2592 Дж/м2)  способны испарить  –     1 мл воды,
1 Дж/см2          (10 000 Дж/м2)                                            Х мл воды.

Х =1*1/0,2592=3,85 мл воды испарит на одном метре квадратном энергия, пришедшая на 1 см2.

Но дело в том, что 35-44% (35% для ДНаТ, 44% для Солнца) световой энергии является фотосинтетической активной радиацией, и не участвует в испарении, эти 35-44%  переходят в энергию химических связей (ассимиляты) в процессе фотосинтеза. Следовательно, 1 Дж/см2 испарит не 3,85 мл воды, а на 35-44 % меньше, то есть 1,9 – 2,29 мл.

Но нам нужно еще обеспечить дренаж порядка 33%. Поэтому нужно полить на каждый пришедший  1 Дж/см2:   1,9 + 33%      2,29 + 33%, то то есть 2,5-3,0 мл/м2.

Таким образом сообщенная ламповая/солнечная энергия растениям 1 Дж/см2, способна испарить воду, с изначальной температурой 20 °С, 2,5-3,0 мл/м2 с обеспечением дренажа порядка 33%. Зимой при искусственной досветке (ДНаТ) полив необходим из расчета 2,5 мл/м2 на каждый 1 Дж/см2, а летом при солнечной радиации 3 мл/м2 на каждый 1 Дж/см2.

Изменено пользователем BKB
Отредактировано. Тем не менее, исходные посылки полностью неверны!
  • Нравится 4
Ссылка на комментарий

Рекомендуемые сообщения

  • 0
  • Модераторы
1 час назад, BKB сказал:

В первую очередь, я имел в виду IoT-систему датчиков Aranet, правда, в ней много чего надо "доводить до ума". Да и возможности нового АСУ от Ridder у Вас явно не используется даже наполовину.

Система Аранет не измеряет температуру растений, но система полезная. А к чему пришли с помощью инженерного тепловизора и оператора, что динамика изменение температуры головы в холодное время года после выключения досветки имеет большое значении. 

Практика использования АСУ у меня достаточная, не работал только на самой распространённой программой Прива, с остальными работал, есть с чем сравнивать. А чтобы сравнивать, нужна практика использования. Ридер на порядки лучше ФИТО Монитор, или скажем Серком, но хуже хугендорн iSii, не говоря уже про  IIVO, но они дороже на 50%. 

Кстати, пирометром не пользуюсь, из-за не точности измерений пирометров, которые обычно бывают на производстве, а хороший пирометр стоит практически также на средний тепловизор.

Даже инженерный тепловизор, который всегда есть у энергетика, намного больше подходит в качестве измерения температуры растения.

 

  • Нравится 2
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
40 минут назад, samura сказал:

Система Аранет не измеряет температуру растений, но система полезная.

А как же Aranet IR Plant Temperature sensor? Его можно было увидеть в презентациях/вебинарах А. Стукса. Неужели Вам его не предложили в первую очередь?

Я же уже не раз указывал, что SAF Tehnika работает вместе с Priva, и поэтому наладило производство IoT-датчиков специально для агропромышленной отрасли (ЗГ и ОГ). Например, их список можно посмотреть по следующей ссылке: https://aranet.com/products/?category=sensors&industry=horticulture).

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
1 час назад, BKB сказал:

А как же Aranet IR Plant Temperature sensor? Его можно было увидеть в презентациях/вебинарах А. Стукса. Неужели Вам его не предложили в первую очередь?

Нам предоставляли предложение без датчика Aranet IR Plant Temperature sensor.

 

  • Удивление 1
Ссылка на комментарий
  • 0

У меня такое чувство, что эти компании вас хорошо разводят, продавая то, что на самом деле никому не нужно. У вас нет представления о том, как функционирует растение, но хотите измерить ректальную температуру всех клиентов в "палате". Конечно, купить задорого самый длинный термометр с самой точной шкалой - это круто. Но кто его увидит?

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
23 минуты назад, Askar сказал:

У вас нет представления о том, как функционирует растение, но хотите измерить ректальную температуру всех клиентов в "палате".

Конечно, "нет ничего практичнее хорошей теории"! Но, вообще, метод "научного тыка" нередко работает, и результаты бывают полезные для практики.

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
5 минут назад, BKB сказал:

результаты бывают

Я вот слежу за вашими разговорами, за беседой очень квалифицированных и уважаемых специалистов, и никак не пойму: почему при наличии такого богатого опыта, ежедневном тренинге и тесном общении с растениями, у вас до сих пор нет приличной теории. Интересно, Кирилл Борисович, как Вы считаете, какова роль стресса в жизни растения? Вы все так стараетесь сделать жизнь подопечных бесстрессовой и безоблачной, а надо ли? Я вот в теплицу захожу и чувствую с точностью до полуградуса (может я преувеличиваю) температуру. Меня еще 30 лет назад научили определять "огуречная" температура в теплице, или нет. И главное, бесплатно. Ну и температуру труб определяю с точностью 3-5 градусов. А по макушкам посмотреть, так видно распределение температурного поля в теплице. А эти термокартинки я видел лет сорок назад. Красиво, но это не транспирация.

  • Нравится 3
Ссылка на комментарий
  • 0
34 минуты назад, BKB сказал:

вообще, метод "научного тыка" нередко работает, и результаты бывают полезные для практики.

КБ, а где вы здесь узрели "научный тык"? "Научный тык" - это большая работа, а не та фантасмагория, которую я наблюдаю в этой теме.

1 час назад, Askar сказал:

У вас нет представления о том, как функционирует растение, но хотите измерить ректальную температуру всех клиентов в "палате".

К сожалению, это основное отличие российских подходов к с/х производству, от того же ЕС. Там хайтек помогает в работе тех же агрономов, у нас он должен выполнять основную, желательно за всех сразу. Не везде конечно но, картина...

Изменено пользователем BKB
Сокращения.
  • Нравится 2
  • Забавно 1
Ссылка на комментарий
  • 0

Ольга, приятно с Вами говорить. С Новым годом, здоровья Вам и сохранять свежую голову как можно дольше.

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
39 минут назад, Юлианна сказал:

Евгений, по-моему Ваш сарказм не уместен. 

Как по другому объяснить, что производство строится из многих составляющих, в том числе из автоматизации и измерений, которые занимают не малую часть в целом...

А ректально измерить каждого пациента, тоже сарказм +100, осталось найти у растений прямую кишку. 

В общем-то продолжается - "моя специализация самая важная".

39 минут назад, Юлианна сказал:

Все опытные агрономы, голландские и российские, ориентируются на визуальные признаки культуры и личное восприятие микроклимата. 

Агроному ориентируются и на вид культуры, и на измерения, на все что дает информацию.

Изменено пользователем samura
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы

Сообщения, в которых обсуждаются стрессовые ситуации, всё таки перенесены в соответствующую тему Контролируемые стрессовые ситуации у растений!

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
В 29.07.2020 в 13:10, BKB сказал:

Во-первых, устьичная транспирация состоит из двух фаз: собственно испарения воды с поверхности влажных клеток мезофилла и диффузии через устьица водяного пара, образовавшегося в межклетниках. И физически связывается с явлением краевой диффузии (краевым эффектом), он же закон Стефана-Срезневского: испарение из малых отверстий происходит пропорционально периметру. То есть испарение из множества мелких отверстий идет намного быстрее, чем из крупного отверстия того же диаметра.

:excl: Для правильного расчёта транспирации природных и искусственных ценозов (правильно – эвапотранспирации, то есть суммарного испарения=транспирация+кутикулярное испарение+испарение с поверхности субстрата) существую сложные физические модели (формулы), в которые входят давления насыщенного пара (и/или дефицит пара в воздухе), доступная энергия для транспирации (радиационный баланс), удельная теплоёмкость и плотность воздуха,  скорость движения воздуха, скрытая теплота испарения воды, проводимость растительного покрова, проводимость пограничного слоя (аэродинамическое сопротивление растения/ценоза ), психрометрическая постоянная. Кстати, эти же модели используются для вычисления оптимальной/допустимой скорости движения воздуха и размещение циркуляционных вентиляторов в теплице, а также разного рода калькуляторы оптимальной влажности (см. в https://greentalk.ru/topic/12414/).

Спустя несколько лет пришлось ознакомится с несколькими моделями  эвапотранспирации. Да, мои посылки  были абсолютно неверны, упрощены до безобразия.

Изменено пользователем BKB
Сжал текст.
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
1 час назад, samura сказал:

Спустя несколько лет пришлось ознакомится с несколькими моделями  эвапотранспирации, да мои посылы в были абсолютно не верны, упрощены до безобразия.

) Алилуйя!

Евгений, и какая из моделей эвапотранспирации показалась Вам наиболее приемлемой и перспективной для работы в условиях ТК? 

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы

Принципы измерения температуры поверхности фитоценоза. Сделал машинный перевод, суть изложения при желании понять можно (видео). Видео от января 2016 года основанное на исследованиях 2009 г., в нем про измерения температуры растений с помощью инфракрасных датчиков, о вычислении проводимости устьиц, о проблемах измерения.

Для  понимания, для чего разрабатываются программы, которые могут по видео ряду определять контур растений, и его отдельные части.

Изменено пользователем BKB
Сжал текст.
  • Нравится 2
  • Спасибо 1
Ссылка на комментарий
  • 0
17 часов назад, samura сказал:

Принципы измерения температуры поверхности фитоценоза

А какое это имеет отношение к тепличному производству?

Принцип измерения давно уже известен, более того весьма широкое нашел применение в лесном хозяйстве и сельхозпроизводстве открытого грунта, при использовании квадрокоптеров. Орошение, защита растений, питание, прогнозирование урожая.

Контур растения определяется при выращивании растений в контролируемой среде, в этом вопросе современные теплицы ближе к ним, чем к открытому грунту. Поэтому тепловизионная картинка дает более полную информацию о состоянии растений в отношении стрессов, точнее дает возможность не допускать их, когда это приводит к физиологическим нарушениям и сказывается на урожайности или качестве продукции. 

В каких-то случаях контур можно получить с помощью тепловизора или сканеров, в каких-то это не реально из- за большой плотности посадок, размеров растений и особенностей технологии. 

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
3 часа назад, Юлианна сказал:

А какое это имеет отношение к тепличному производству?

Юлианна, доброго дня.

Имеет прямое отношения к тепличному производству.

Ridder Plant Temperature Sensor

Planttemperatursensor hoogendoorn

infrared camera PRIVA

Aranet IR Plant Temperature sensor.

Измерение температуры растений инфракрасными датчиками производятся в тепличном производстве давно, хотя сильно не распространено, есть ряд проблем, которые сознают помехи для использования получение данные в автоматизации, хотя сама автоматизация от полученных данных уже работает в hoogendoorn.

Текущее решение у ИК камер известных фирм - ориентация ИК камеры, которое не является лучшем, но является рабочим. 

  • Нравится 1
  • Спасибо 1
Ссылка на комментарий
  • 0
2 часа назад, samura сказал:

Имеет прямое отношения к тепличному производству.

))) Чудеса да и только. В этом есть плюс, что я не практикующий тепличник.

Из более или менее подобного, о чем говорила я, только инфракрасная камера от Привы пусть в относительных единицах, но позволяет хоть как-то контролировать и управлять транспирацией. 

Инфракрасные сенсоры на мой взгляд, как и куча других датчиков - влажности листа, диаметра стебля и т.д. из разряда "интересно", но можно и без них выращивать. Глаз опытного агронома может оказаться более полезным и надежным показателем в производстве.

  • Нравится 2
Ссылка на комментарий
  • 0
13 часов назад, samura сказал:

Почему нельзя добавить в это все температуру растений? Почему нельзя проанализировать полученные данные, и понять с чем это есть (риторический вопрос)?

И что Вам мешает это сделать сейчас с помощью пирометра?) Недостаточная точность пирометра? 

По-моему, недопонимание... что транспирация слишком зависима от большого количества факторов и слишком относительная величина, а главное пожалуй быстро изменчивая. Не стоит себя тешить иллюзиями, что "средняя температура по палате", в производстве что-то да означает.

Вижу проблему глазами, измеряю температуру пирометром всего, что считаю нужным, накладываю по времени на данные выдаваемые климатическим компьютером, анализирую и делаю выводы. "Дешево и сердито". Так как важна температура не каждой измеренной точки на растении в отдельности, а их разница и понимание взаимосвязей. Именно поэтому аналитическая программа от Привы опирается на условные единицы и воспринимается мною достаточно интересной и возможно даже полезной и перспективной. А может быть и "ничего особенного" и "неоправданно дорого". Не работала, поэтому придержусь нейтрального мнения. Но если кто-то из коллег уже испытал в своей работе, с удовольствием бы выслушала мнение о пользе данного ноу-хау в производстве.

Видят агрономы одно и тоже, отличаются их мнения в силу их амбиций, в зависимости от образования и опыта. Говорить о том, что люди видят по-разному глядя на один и тот же объект, все равно, что пускаться в демагогию в споре, что 2х2=5

Изменено пользователем Марите
поправила опечатки
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы

Ходить с пирометром за 5000 рублей, как это обычно бывает на ТК, конечно придает важности агроному, особенно когда читать инструкции нет времени.

image.png.d2fddc2f1585173b005a921352ece0ab.png

Для измерения температуры растений они абсолютно не пригодны, пирометры для растений не встречал.

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
56 минут назад, Юлианна сказал:

Вижу проблему глазами,

К тому моменту, когда агроном видит проблему глазами, он уже безнадежно потерял часть урожая. Точные измерения позволяют вовремя заметить изменения и принять меры для предотвращения проблемы.

И Вы сами, Юлианна, какое-то время назад призывали агрономов работать на опережение :)

  • Нравится 3
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
1 час назад, Юлианна сказал:

И что Вам мешает это сделать сейчас с помощью пирометра?) Недостаточная точность пирометра? 

С пирометром ходят инженеры, строители и проектировщики, смотрят [чаще всего] на переохлаждаемые места конструкции. Хотя у пирометра, инфракрасной камеры и датчика дистанционного измерения температуры один и тот же принцип работы, это устройства с разным назначением и совершенно неодинаковыми возможностями!

Хотя, возможно, общее выражение "пирометр" в будущем станет таким же жаргонизмом, как "досветка" и "малообъёмка".

  • Нравится 2
Ссылка на комментарий
  • 0

В этой дискуссии не хватает доброты и уважения к мнению коллег. Вопрос ведь интересный, но на чтение приходится тратить много нервной энергии. Она расходуется из-за того, что не находишь понимания.

С моей точки зрения, как человека, который два сезона занимался в степи изучением транспирации 2-х видов растений, хочу сказать, что у растения нет задачи испарить воду (её всегда не хватает), а есть только задача снизить температуру листа. Всеми силами растение пытается влаху сохранить и реутилизировать. Это не прихоть степных растений, а общая тенденция. Множество трихом на листьях выполняют двойную функцию: испаряют воду днём, конденсируют на себе влагу ночью и всасывают её. Устьица также всасывают поверхностные капли воды. Возможно именно эта влага способствует отрыву нижнего эпидермиса и вызывает оэдему в период контрастных дневных и ночных температур.

В тепличном комбинате все-таки нет таких резких перепадов температуры и влажности воздуха. Поэтому об уровне водного обмена можно судить по внешнему виду растения: по тургору вегетативных органов, по скорости роста побегов, по поверхности плодов. Например, у огурца проявляется ребристость плодов при нехватке воды, кончик утончается при нехватки ассимилятов, разрыв эпидермиса при нехватке кальция. Все эти процессы растянуты во времени и вполне доступны простому наблюдению. Прибор и программы нужны только для того, чтобы определить и подсказать: насколько процесс отклонился от оптимума и как долго наблюдается. Автоматика должна исправить перекос, если в неё заложены правильные алгоритмы. Но вот именно алгоритмы, видимо, не всегда адекватно сформулированы программистом, т.к. он не физиолог растений.

 

Изменено пользователем Askar
  • Нравится 1
  • Спасибо 1
Ссылка на комментарий
  • 0
19 минут назад, Марите сказал:

К тому моменту, когда агроном видит проблему глазами, он уже безнадежно потерял часть урожая.

Вы про себя, Марите?

Проблема проблеме рознь, научитесь видеть проблему "на опережение".)

Например... размер пасынков для Вас имеет значение? Лично для меня, да. И отклонение от "нужного/должного" размера может быть уже "проблемой", связанной с гормональным балансом культуры.) И это касается практически всех фенологических признаков культуры, которые реально заметить и оценить человеку... без каких-либо измерительных приборов.

Не нужно пытаться внушать знающим и понимающим агрономам, что они "экстрасенсы", коли обращают внимание на такие "мелочи", потому как это не поддается измерению, контролю и управлению.

1 час назад, samura сказал:

Ходить с пирометром за 5000 рублей, как это обычно бывает на ТК, конечно придает важности агроному, особенно когда читать инструкции нет времени.

Евгений, а что придает Вам конкретно эта тема на этом форуме с нереальными перекосами в сторону физики? Вы серьезно думаете, что инфракрасные сенсоры в пирометрах кардинально отличаются от используемых уважаемыми компаниями тепличного производства в своих датчиках? Я не сравнивала, потому что считаю данную "ветвь развития" тупиковой.

Японцы, например, для тепловизионной картинки использовали камеры, получившие широкое применении в пожарной безопасности. У Привы думаю также, примерно с тем же разрешением. И что?

Вы не пользуетесь пирометром, потому что к нему не приложена инструкция по измерению температуры растений. А кто-то пользуется без инструкции... потому что это много дешевле чем раскрученные датчики.

 

 

  • Печально 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
3 часа назад, Юлианна сказал:

Вы не пользуетесь пирометром, потому что к нему не приложена инструкция по измерению температуры растений. А кто-то пользуется без инструкции... потому что это много дешевле чем раскрученные датчики.

Доморощенные левши в современном тепличном комбинате совсем не являются хорошим примером. Тот же коэффициент эмиссии покровных тканей растения может значительно различаться в зависимости от культуры (и от кучи всяких других обстоятельств). В теории, можно пересчитывать (верифицировать) показания любого портативного прибора по калибровочной кривой. Однако должен быть в наличии высокоточный прибор (в руках надлежащего специалиста!!!), относительно правильных показаний которого вы эту кривую рассчитаете.

В качестве домашнего задания для Юлианны (:smile:): определить самостоятельно, что не так с измерениями и их графическим представлением в ролике Евгения от 2022-12-28 (Градиент температуры в теплице по вертикали). (Сам по себе ролик весьма и весьма полезный!)

  • Нравится 3
Ссылка на комментарий

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйте новый аккаунт в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

Благодарим за поддержку сайта!


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы используем файлы cookie, чтобы улучшить работу сайта. Дальнейшее пребывание на сайте означает согласие с их применением.