Зависимость транспирации растений и нормы полива от энергии окружающей среды

8 часов назад, BKB сказал:

P.S. Эвапотранспирация рассчитывает строго посуточно, поэтому понедельная группировка показателей, как я вчера написал 

Господи, Вы уже замучила своими понедельными данными. У меня они ежедневные, а потом переходят в еженедельные. Вы думали как могут взяться недельные данные, без ежедневных? Каждая неделя выглядит так:

8 часов назад, BKB сказал:

лишена научного и практического смысла.

Анализ можно делать как ежедневный, так и понедельный.

2 часа назад, Игорь . сказал:

Чисто из любопытства, как можно учесть вес надземной части растения. Весы ведь показывают вес мата плюс вес надземной части растения. Навскидку вижу много проблем. Рассада это одно, изогнутый приспущеный стебель другое. Если стебель отрезать и взвесить мат, то да, влажность мата можно посчитать по весу. Не верю в точность метода.

Вес надземной части растения приходится на шпалеру. Прежде чем верить или не верить, наверное нужно попробовать.

Коллеги, просто для общей информированности напоминаю, что в русском языке слово "длина" (а также "ширина") пишется с одной буквой Н.

А выражение "имеет место быть" вообще пришло из какого-то чиновничьего жаргона. По-русски гораздо уместнее глаголы "есть", "наблюдается", "присутствует" в зависимости от контекста.

А что касается сути дискуссии, то уже упоминавшийся мною Годфри Дол в своей последней статье о стратегии полива в полузакрытых теплицах

https://www.hortidaily.com/article/9239852/irrigation-de-mystified-follow-the-rules-of-thumb-and-the-plant-performs-as-required/

вообще уверяет, что взрослому, здоровому растению томата требуется 1,75 мл/Дж/м2. Правда, непонятно, откуда эти данные.

В 20.08.2020 в 09:52, Юлианна сказал:

8 число в таблице посмотрите... разницу температур... не верно, как и разница температур средняя за неделю в итоге.

С верю, не верю, Вам нужно идти в здание с колокольчиком  в башне, опечатка там.

В 20.08.2020 в 09:34, Юлианна сказал:

И про "осмотический стресс" ну очень хочется услышать... и я обещаю больше не "доставать"?)

Что  Вы хотите услышать о осмотическом стрессе? Как растение реагирует на водный дефицит? Про активацию синтеза стрессовых белков?  Давайте лучше Вы наскажите свое понимание, мне очень интересно.

"при этом ваши условия Томска отличаются от условий Краснодарского края как минимум продолжительностью дня и значительно, а следовательно "средние величины" из таблиц будут совсем "иные", а полной картины в течение суток мы не видим)"

Я где-то писал, что растения находятся в условия климата Томска? Вы действительно думаете, радиация в фенологии соответствует Томску, где "три дня" в году можно увидеть 2000 Дж/см2?
"Евгений, Вы утверждаете, что водяной пар легче воздуха и всегда стремится вверх... что из устьиц растений транспирируется вода в виде водяного пара... Но устьица расположены на нижней стороне листа... Так как же водяной пар "испаряется" из устьиц вниз?"

Вот как можно разговаривать всерьез, когда читаешь такое?  Извините меня за прямоту, Юлиана.

3 часа назад, Марите сказал:

уверяет, что взрослому, здоровому растению томата требуется 1,75 мл/Дж/м2. Правда, непонятно, откуда эти данные.

задала ему вопрос в LinkedIn, ответил, что это его собственные эмпирические данные и речь идет о потреблении воды растением. Для полива с дренажом требуется соответственно увеличить дозу.

В 19.08.2020 в 20:42, samura сказал:

можно ещё вопрос. Ответ конечно по желанию. 

Как Вы можете объяснить более высокое давление водяных паров в межлетниках, чем в устьичной полости, и потом более высокое чем в атмосфере. И почему транспирация будет протекать даже при 100% влажности окружающей среды, хоть и не интенсивно. Как Вы это можете описать? 

В 19.08.2020 в 16:23, Юлианна сказал:

Но устьица расположены на нижней стороне листа... Так как же водяной пар "испаряется" из устьиц вниз?

Решил сделать ролик, почему легкие молекулы воды выходят из устьица, которое расположено на нижней стороне листа.

Видео в автоматическом режиме воспроизводится почему то в качестве 360, поэтому лучше в ручном режиме перевести качество в HD 1080p.

Чтобы удовлетворить любопытство некоторых главных агрономов, пришлось потратить несколько дней на неблагодарное копание в англоязычных источниках времён моей молодости  . В предельно упрощённом виде можно описать следующее.
          1. Полив по приходу солнечной радиации

В 19.08.2020 в 20:02, samura сказал:

Кирилл Борисович, почему все настройки полива основаны на энергии?

Общеизвестная базовая норма полива из расчёта ~3 г/м² раствора на каждый 1 Дж/см² световой энергии изначально пришла из голландских исследований/рекомендаций конца прошлого века. Предварительно напомню, что до 95% поливной воды растение расходует на транспирацию, и только 5-10% на увеличение биомассы. При увеличении излучения транспирация усиливается, причём больше, чем фотосинтез. Это происходит потому, что с ростом количества света транспирация увеличивается, а фотосинтез уже приближается к степени насыщения, особенно при недостаточной концентрации CO₂ в воздухе.

Поскольку транспирация посадок культурных растений в значительной степени определяется солнечным излучением (коэффициент корреляции 89-91%), то для практических нужд к началу 1990-х было выведено простое уравнение линейной зависимости:
Tr = 10⁺⁷ × 0.83 × Qn / λ , где
Tr – (г/м²) транспирация культуры за длительный период времени (световой день),
10⁺⁷ – (г·см²/кг·м²) коэффициент преобразования единиц измерения [чтобы не путаться с Дж, Вт, м² и секундами],
0.83 – безразмерный коэффициент, показывающий, что в среднем 83% поглощённой солнечной энергии преобразуется в скрытое тепло,
λ – удельная теплота парообразования воды (2.45E×10⁺⁶ Дж/кг при 20 °С),
Qn – это нетто (поглощённое) излучение в Дж/см², определённое из глобального излучения Qc (измеренного снаружи), и скорректированного на пропускание через покрытие теплицы, отражение листьями и пропускание через растения. Количество света, поглощаемого растением (относительно поступающего), зависит от размеров рядов, высоты и положения Солнца относительно ориентации рядов культуры. Для простого приближения приняли, что суммарные потери составляют 30%, и таким образом, Qn = 0,7 × Qc. Приход солнечной радиации должен определяться за длительный период времени (световой день)!

Так как, в соответствии с практикой выращивания тех лет в западной Европе, дренаж (Lp) составлял около 25-30% от общего объёма полива (Gt, г/м²), то
Gt = Tr + Lp = Tr /(1 − 0.25…0.30) ≈ 1.33…1.43 × Tr.
Подставим в последнее уравнение все члены, и получаем известный результат для глобального излучения:
Gt ≈ 1.33…1.43 × 10⁺⁷ × 0.83 × 0,7 × Qc / 2.45E×10⁺⁶ ≈ 3.1…3.4 × Qc [г/м²].

Если вклад длинноволнового излучения в энергетический баланс полагался незначительным, то такой грубый расчёт для ЗГ давал хорошие результаты по сравнению со сложными агрофизическими моделями эвапотранспирации. Тем не менее, очевидно, что это уравнение далеко не универсальное, и не учитывает многие важные аспекты современного производства.

          2. Полив по количеству дренажа

В 19.08.2020 в 20:02, samura сказал:

Кстати, в АСУ Хугендорн, в настройках полива, помимо энергии Солнца и досветки, есть настройка энергии отопления. Зачем?

Все новое — это забытое старое! В описанной первой, общеизвестной модели (начало 1990-х гг.) не проводится никакого различия между соотношением нагрев/испарение в течение ночного и дневного периода. Можно предположить, что это обстоятельство значительно различается для дня и для ночи. Более адекватная и вместе с тем достаточно простая модель эвапотранспирации была разработана на основе данных лизиметрических исследований в защищённом грунте Голландии ещё в 1980-х годах. Расчёт дневного и ночного суммарного испарения культуры осуществляется на основе просто измеримых факторов: глобальная радиация, температура отопительной трубы, температура воздуха в теплице и средняя длина растения.

Для коротких периодов (несколько часов) данная модель малопригодна. Основная причина: для коротких периодов глобальная радиация и транспирация показывают более низкую корреляцию, чем для периодов 12-24 ч. Объяснение заключается в том, что не только глобальная радиация определяет транспирацию, но и также разница в дефиците давления водяного пара (ДДВП) между подустьичными полостями и тепличным воздухом. Так при одинаковом количестве солнечного излучения в утренний период по сравнению с дневным, ДДВП в системе «листья-воздух» и, следовательно, транспирация могут иметь значительные различия из-за колебаний температуры.

Математическая модель транспирации выглядит следующим образом:
Tr = (a × Qc + b × DM) × c , где
Tr – транспирация культуры, в мм [1 мм – это 1 л воды на 1 м² площади],
Qc – интегрированное по времени глобальное излучение (измеренное снаружи), в Дж/см²,
DM – количество градусо-минут, в К/мин. [1 градусо-минута равна разнице в размере 1 °С (1 K) между температурой отопительной трубы и температурой воздуха в теплице в течение 1 минуты времени],
a и b – эмпирические факторы культуры, для огурца a = 2.00×10⁻³, для томата a = 1.78×10⁻³, для сладкого перца a = 1.70×10⁻³ мм× см²/Дж,
b = 2.2× 10⁻⁵ мм×мин./К для всех культур,
с – безразмерный коэффициент среднего размера растения, исчисляемый как фактическая длина растения, делённая на длину полностью выросшего растения культуры.

В соответствии с коммерческой практикой выращивания того периода времени в Западной Европе дренаж должен составлять порядка 30% от общего объёма полива. Это делается для того, чтобы предотвратить накопление нежелательных элементов в субстрате, компенсировать колебания подачи воды капельницами и/или различия в транспирации растений внутри теплицы.

Одной из существенных характеристик контроля здесь является измерение количества дренажной воды после каждого полива. Каждое отклонение дренажной воды, измеренное от требуемого количества дренажной воды, корректируется при последующем поливе. Исходя из количества зарегистрированных поливов и объёмов дренажа, можно рассчитать суточное потребление воды культурой.

P.S. Если получится извлечь необходимые данные из климат-компьютера, то было бы интересно сравнить транспирацию и нормы полива в современном тепличном комбинате, определённые по моделям (1) прихода солнечной радиации и по (2) количеству дренажа. А в качестве контроля ориентироваться на систему измерения веса субстрата?

В 19.08.2020 в 21:35, samura сказал:

А вообще, я бы хотел услышать кто поливает на постоянной основе выше 3.5 мл/м2 на 1 Дж/см2.

Первая модель (https://greentalk.ru/topic/21575/?do=findComment&comment=113610), была создана исключительно для теплиц без искусственного отопления (обогрев от солнечной радиации) и для условий естественной вентиляции (горизонтальные потоки воздуха слабо выражены). Тогда, в самом начале 1990-х, для таких сооружениях априори предполагалась взаимная линейная корреляция переменных микроклимата. При условиях же континентального климата в современных теплицах – с постоянным обогревом от газовых котлов, и с систематически работающими циркуляционными вентиляторами – её корректность весьма сомнительна.

И поэтому меня удивляет потеря интереса к данной теме – сначала было бурное обсуждение школьных воззрений на испарение воды, а после моего объяснения, что один из основных элементов технологии чуть ли не взят "с потолка" , дискуссия вдруг оборвалась...

11 час назад, cofessor сказал:

Я полагал что температура в жаркий день понижается в первую очередь именно за счёт транспирации растений. 
Можете подтвердить свой тезис какими-то данными?

С уточнением подтвердить можем. Температура растения понижается в жаркий и в не жаркий день за счет транспирации.

Как писал Кирилл Борисович про скрытую теплоту парообразования (скрытая теплота - теплота, высвобождаемая или поглощаемая термодинамической системой при изменении своего состояния, но не сопровождаемая изменением температуры). Другими словами внутри листа вода испарилась переведя энергию солнца (теплоту) в скрытую теплоту хранящуюся в молекуле пара воды. Энергия в  лист пришла, а температура листа не изменилась. 

Естественно, и температура в теплице из-за транспирации растений понижается, так теплота (энергия Солнца) превращается в скрытую теплоту, хранящуюся в  испарившийся воде, которая покидает растения через устьица, а потом эта теплота вместе с водяным паром покидает теплицу через фрамуги, утилизирую эту энергию из теплицы, тем самым понижая температуру в теплице.

Вода уносит энергию Солнца из теплицы.

Цитата

Можете подтвердить свой тезис какими-то данными?

Ответ Олега (М23) думаю будет такой.

Олег, не обижайтесь, это шутка))

8 минут назад, M23 сказал:

Ответ уже был и его я придерживаюсь. Основной вывод тепла из теплицы - проветриванием. 

Олег, будем по второму кругу гонять?)

Так почему при температуре окружающей среды 30 градусов в теплице без растений со 100% открытыми фрамугами температура 50 градусов, а в теплице с растениями с не со ста процентным открытием фрамуг 32 градуса?

В пустой теплице вентиляция хуже? Думаю, что на порядок лучше, из-за  отсутствия сопротивления растений.

Олег, можете выразиться более яснее, развернуто. Ничегошечки не понятно.

Цитата

Так почему при температуре окружающей среды 30 градусов в теплице без растений со 100% открытыми фрамугами температура 50 градусов, а в теплице с растениями с не со ста процентным открытием фрамуг 32 градуса?