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
9 минут назад, Юлианна сказал:

В своей "теории" ,Евгений, Вы упорно игнорируете поглощаемую листом инфракрасную область, которая достаточно  велика. Инфракрасное излучение еще называют "тепловым излучением". А главное доля инфракрасных лучей изменяется в течение дня, зависит от облачности и т.п. Регулируя долю инфракрасного излучения и спектр ИК в теплице (система зашторивания, забеливание кровли), агроном управляет не только микроклиматом (температурой воздуха в теплице), но и энергетическим балансом растения, увеличивая "продуктивную транспирацию". Стратегия полива растений  служит тому же.

Юлиана, а знаю почему тема затухла некоторое время назад. Потому что Вас не было в ней. 

Я прекрасно понимаю, что лист поглощает ИК излучение (где я игнорирую поглощение листом ИК?). О  чем Вы пишете, мне прекрасно понятно. Но мы говорим о другом. Где не важно в каком виде была энергия, которая испарила воду. Она ее просто испарила, и мы знаем количество этой энергии. Все. Спектр мы не знаем, мы не знаем при участии каких длин волн вода испарилась. А Вы все время пытаетесь вставить УК излучение. Получается кто про Ерему, а кто Фому. 

22 минуты назад, Юлианна сказал:

Поэтому мне не понятно, почему столь много внимания "энергии окружающей среды"?

Энергия окружающей среды - это вся энергия, в том числе и энергия ИК излучения, Юлиана. 

 

Юлиана, давайте опять подымем тему в топ, у нас это хорошо получается.

Можно встречный вопрос. 

26 минут назад, Юлианна сказал:

"В среднем листья поглощают 80-85% энергии фотосинтетически активных лучей солнечного спектра (400-700 нм) и 25% энергии инфракрасных лучей, что составляет около 55% от энергии общей радиации. На фотосинтез расходуется 1,5-2% поглощенной энергии ФАР."

Поглощают 80-85% энергии фотосинтетически активных лучей, а на фотосинтез расходуется 1,5-2%. Куда девается остальная фотосинтетически активная радиация?

И почему только 25 % ИК излучения полощется растениями?

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
19 часов назад, Юлианна сказал:

В УК (полузакрытых теплицах) и теплицах Венло

Напоминаю, что Венло - это городок на границе Голландии и Германии, в котором впервые начали использовать блочные теплицы. Это было где-то в 60-хгодах прошлого века. То, что мы называем антрацитом, скопировано в Венло-теплиц того времени. В 80-х годах теплицы стали строить все выше, изменилось расположение фрамуг, появились экраны...

УК и прочие полузакрытые теплицы это тоже Венло, от обычных они отличаются системой подготовки воздуха.

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0

Марите, после всех этих маркетинговых ходов с поколениями теплиц технологическую разницу хоть как-то нужно было обозначить, и мне показалось, что это понятно... тем более, что именно такая терминология и принята среди специалистов тепличной отрасли в России. Кстати УК называют в России все полузакрытые теплицы разных компаний.

Система подготовки воздуха - самое главное отличие, но отличаются УК от прочих теплиц и прочими "мелочами". Солнечная энергия приходит в теплицы одинаково, то есть "энергия среды" в них как бы тоже одинаковая, а вот энергетический баланс почему-то разный.

К чему Ваш комментарий, я не понимаю... теплицы на своем веку я видела разные от заглубленных до УК, от ангарного типа до блочных.

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
Только что, Юлианна сказал:

К чему Ваш комментарий, я не понимаю

Призываю пользоваться грамотной терминологией, всего лишь :)

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы

По этой ссылке https://www.hoogendoorn.nl/ru/whitepapers/

можно скачать брошюру Хоогендоорна об энергетическом балансе растений (и многие другие). Полагаю, что многим участникам этой дискуссии есть смысл для начала с ней ознакомиться.

Ссылка на комментарий
  • 0
7 минут назад, Марите сказал:

Призываю пользоваться грамотной терминологией, всего лишь :)

И как грамотно я должна была написать "свою мысль" и фразу? Научите.

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
20 часов назад, Юлианна сказал:

В УК (полузакрытых теплицах) и теплицах Венло

В полузакрытых теплицах и традиционных современных высоких теплицах...

Ссылка на комментарий
  • 0
1 час назад, samura сказал:

Куда девается остальная фотосинтетически активная радиация?

На испарение, а также переходит в тепловую энергию и выделяется в виде теплоты.

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
20 часов назад, Askar сказал:

Вся эта многословная шелуха, чтобы раздуть затухающий костёр!

Все претензии - к пожарникам. Прибыли в первый момент, воды немеряно вылили, а он всё горит. :wub:

Изменено пользователем cofessor
  • Нравится 2
Ссылка на комментарий
  • 0
В 27.10.2020 в 12:56, samura сказал:

Ну-ну)  Мне ж откуда знать)) Я же каждый день с СИОД не работаю. СИОД высокого давления установлен у  меня на всех площадях.

Вообще, с СИОД нужно работать очень аккуратно, т.к. навредить  очень просто.

Я тоже думаю, что понижает температуру воздуха на 7-12 градусов после прохождения диабетической панели, а не температуру в теплице. 

Первый раз я подумал, что это описка, про диабет.

Оказалось, что нет.

Адиабатическая. Адиабатический процесс, то есть без обмена теплом с внешней средой.

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
В 31.10.2020 в 19:24, Химик сказал:

Первый раз я подумал, что это описка, про диабет.

Оказалось, что нет.

Адиабатическая. Адиабатический процесс, то есть без обмена теплом с внешней средой.

Т9 в телефоне.

В 26.01.2022 в 16:24, olga0205 сказал:

Тогда попробуйте не давать воды и посмотреть чем будут транспирировать ваши растения. Или при мощном световом потоке и высокой температуре сделать влажность 20% и посмотреть, насколько силён транспорт воды у томатов. В жизни растений, особенно в "клетке" и с "дрессировщиками" всё взаимосвязанно, буквально всё..

Хотя в целом вас сложно понять. Что значит, одно зависит от другого без взаимосвязей?:russian_ru:

Транспирация зависит от энтальпии - от энергии в окружающей среде. А поливы настраиваются под эту энергию. Если перестать поливать, транспирация не останавливается, сначала замедляется из-за закрытия устьиц, а потом растения высыхает. От полива транспирация не зависит.

  • Нравится 2
  • Печально 1
Ссылка на комментарий
  • 0
1 час назад, samura сказал:

Транспирация зависит от энтальпии - от энергии в окружающей среде.

При 20 градусах выключили свет. Ночь. Транспирация прекратилась несмотря на то что энтальпия благоприятствует испарению. При 35 градусах жары в степи ковыль закрывает устьица и перестаёт транспирировать, а энтальпии хоть отбавляй.

Я это к тому, что не все так однозначно. Например Д.Сабинин описывает транспирацию на 50 страницах. А Вы захотели одним махом всех переплюнуть?

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

Транспирация зависит от энтальпии - от энергии в окружающей среде. А поливы настраиваются под эту энергию.

Итак понятно, что речь шла о воде, без которой само понятие "транспирация" несостоятельно, так же, как и "огонь" без кислорода. Так зависит транспирация от воды или нет?

1 час назад, Олсо сказал:

Ольга и Юлианна, у вас есть предложения по этой теме? Есть рекомендации? Встречались на практике с такой проблемой? Как быстро и какими методами справились, вернули плоды к однородной окраске?

А чем вас 17+предложений от консультанта С. не устраивают? Пригласите, понастраивайте микроклимат, поборитесь, в чём проблема? 

Изменено пользователем BKB
Сообщения соединены и сокращены!
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
21 час назад, samura сказал:

Транспирация зависит от энтальпии - от энергии в окружающей среде.

 

20 часов назад, Askar сказал:

При 20 градусах выключили свет. Ночь. Транспирация прекратилась несмотря на то что энтальпия благоприятствует испарению. При 35 градусах жары в степи ковыль закрывает устьица и перестаёт транспирировать, а энтальпии хоть отбавляй.

В диапазоне тепличных температур 20-30 °С, энтальпия [влажного воздуха] практически равна скрытой энергии конденсации водяного пара. Энтальпия сухого воздуха пренебрежительно мала по сравнению с энтальпией собственно водяного пара в нём.

:ireful1: Как вообще с этой физической величиной связана транспирация растений?!

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

 

В диапазоне тепличных температур 20-30 °С, энтальпия [влажного воздуха] практически равна скрытой энергии конденсации водяного пара. Энтальпия сухого воздуха пренебрежительно мала по сравнению с энтальпией собственно водяного пара в нём.

:ireful1: Как вообще с этой физической величиной связана транспирация растений?!

Доброго вечера, Кирилл Борисович!

Как я это вижу.

Энтальпия - это энергия доступная для преобразования в теплоту при определенном постоянном давлении.

Пар в воздухе определят свойства воздуха,  из-за плотности воды и теплоёмкость воды.

Возьмём диаграмму Рамзина-Молье, и посмотрим при одинаковой температуре, но разной влажности Энтальпию.

23 градуса влажность 50% - 45 кДж/кг - 345 кДж/м2

23 градуса влажность 60% - 50кДж/кг - 388 кДж/м2

23 градуса влажность 70% - 55 кДж/кг -422 кДж/м2

23 градуса влажность 80% - 60 кДж/кг - 460 кДж/м2

23 градуса влажность 90% - 65 кДж/кг - 500 кДж/м2

image.thumb.png.11d8f727adaec4e1ea4bec9f78ff575b.png

Все-таки количество энергии меняется существенно. Ну конечно, энергия водяного пара чуть выше скрытой теплоты водяного пара, но конденсируясь, энергия никуда не пропадает, передается телу взаимодействия.

Срытая теплота (движущиеся частицы, обладающие энергией) водяного пара выражается в движении, и влияет на упругость водяного пара, следовательно и на транспирацию. Чем выше энергия и концентрация пара, тем выше парциальное давление пара, а энтальпия как раз зависит от температуры, и концентрации (ОВВ) водяного пара.

Основное, использование энтальпии, это приход к одной системе, выраженной в энергетических единицах. 

А так да, можно пользоваться только относительной влажностью воздуха и температурой, и не пользоваться дефицитом воды (г/м3), дефицитом давления водяного пара (кПа), и энтальпией.

Ссылка на комментарий
  • 0

Энтальпия, как я помню, измеряется в Дж, но никак не в Дж/кг или Дж/кв.м. Это уже другая физическая величина. Если всё можно объяснить в терминах гигротермии, то агрономам лучше объяснять в привычных % отн. влажности и градусах температуры.

Вот Вы мне объясните причину, по которой воздух с большей относительной влажностью содержит энергии (энтальпии) больше, чем воздух с меньшей относительной влажностью. Чем выше влажность воздуха, тем больше в нём молекул воды (при изобарических условиях). Молекула воды весит 18 в.е., а "молекула" воздуха - 29 в.е. Значит с увеличением влажности воздух 22,4 л  его будут весить меньше, чем при низкой относительной влажности. Как это влияет на энтальпию? Вода же не вступает в экзотермические или эндотермические реакции с другими газами  воздуха. Значит всё дело не в воздухе, а в гетерогенной среде (конструкции теплицы, субстрат, растения, люди и пр.). Именно на них влияет изменение относительной влажности воздуха. Может быть Вы сможете в общем виде набросать формулу, отражающую суть процесса?

Это при том, что в системе постоянно идут изменения: поступает поливная вода, отходит дренаж, светят солнце и лампы, идет поток тепла от регистров, ламп, субстрата, растений, меняется масса биомы, образуется конденсат на стекле и конструкциях, вывозят продукцию и растительные остатки, запускают воздух и перемешивают его вентиляторами. Я к тому, что система не находится в состоянии равновесия. По-моему, это еще никому не удалось математически описать.

В 29.01.2022 в 21:33, samura сказал:

легко рассчитываете энергия в Дж на 1 м2, зная объем теплицы.

Да, вики говорит о том же - Дж/кг. Мне это не надо. Я не физик. Мне достаточно параметров гигротермического режима.

Кстати, коль уж мы взялись за физику. 1 Дж = 1 кг х 1 м2/сек2. Тогда 1 единица энтальпии, равная 1 Дж/1 кг = 1 сек2/1 м2. Вы не могли бы объяснить физический смысл этой величины? И как им пользоваться агроному?

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

Кстати, Евгений. Коль уж мы взялись за физику. 1 Дж = 1 кг х 1 м2/сек2.

Тогда 1 единица энтальпии, равная 1 Дж/1 кг = 1 сек2/1 м2. Вы не могли бы объяснить физический смысл этой величины? И как им пользоваться агроному?

Добрый день, Аксар Камбарович.

Чуть-чуть не так. 1 Дж = 1 Ньютон * 1 метр. Джоуль это производная единица измеряющая работу к точки приложенной силы в  1 Ньютон на перемещение в 1 метр. А Ньютон в свою очередь это сила способная ускорить на 1 м/с тело массой один килограмм (тело массой 1 кг перемешается со скоростью 3 м/с, приложи дополнительно силу в 1 Ньютон, тело станет перемещаться со скоростью 4м/с). 

Есть такая штука как принцип сохранения энергии, теплота приходит в работу, работа в теплоту и это физический закон.

В работе агронома многое связанно с энергией. Расчет плотности посадки и нормировки -  нужно знания количества энергии, расчет и настройка стратегии полива -  нужно знания количества энергии от солнца, досветки и труб, расчет урожайности -  нужно знания количества энергии, стратегия работы труб, нужно знания количества энергии, стратегия работы штор - нужно знания количества энергии, работа с клапаном и адиабатической панелью, СИОДом - нужно знания количества энергии, можно много еще писать.

Прото те, кто не работает непосредственно с климатом, думают, что климаткомпьютер сам себя настраевает, он же автоматический. А некоторые только температуру и влажность настраивают в уставках, и думают, что работа с климатом закончена.

Всем агрономам знать это не нужно, но те, кто работают с климатом, должны знать и понимать.

1 час назад, olga0205 сказал:

Такое же объяснение причин прописано на сайте 7дач, для садоводов-любителей, и вы взяли на вооружение эту версию происходящего?) 

Я не чью версию не брал, и по таким вопроса использую только гугл школяр, по дачным сайтом не хожу.

Беру теоретическое обоснование, и проверяю. Многое уже проверено. Может  эта версия  не найдет подтверждения. Знаю точно, что ясного решения этой проблемы нет ни у нас, ни у Голландцев, ни французов, ни у англичан - все в работе, в поясках. Ну а кто первый, тот и молодец.

Дайте ссылку на версию семь дач.

Версия Аксара Кабаровича, меня тоже заинтересовала. Хоть я с ней не совсем согласен, но нужно проверять, и я знаю как это сделать, кажется.

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

Что касается взаимосвязи влажности и энергии в теплице, то у голландцев еще в 2012 году вышел вот такой материал.

На балансе энергии, балансе влаги и балансе ассимилятов строится все "Выращивание по-новому", так что в современной теплице агроному приходится иметь дело с физическими величинами.

Евгений, когда проверите свою версию, поделитесь, пожалуйста, результатами.

 

Natuurkundige-analyse-van-de-vocht-en-energie-balans-van-een-tuinbouwkas.pdf

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
5 часов назад, Марите сказал:

Что касается взаимосвязи влажности и энергии в теплице, то у голландцев еще в 2012 году вышел вот такой материал.

Этот материал стоит прочитать Аскару Камбаровичу, если есть желание разобраться с другой частью агрономической работы. В материале есть все ответы на вопросы которые были тут заданы про энергию и энтальпию, и как это связанно с транспирацией.

Юлианна, помню наш активный спор пару лет назад про энергию для транспирации, которую растение тратит. Тоже прочитайте данный материал :)!

21 час назад, Askar сказал:

Энтальпия, как я помню, измеряется в Дж, но никак не в Дж/кг или Дж/кв.м. Это уже другая физическая величина. Назовите её.

Энтальпия изменяется в Дж на 1 кг воздуха (Дж/кг). И легко рассчитывается энергия в Дж на 1 м2, зная объем теплицы. 

Думаю, не стоит уходить в дебри, а то уже флуд получается. Просто, воздух с водой содержит больше энергии из-за высокой теплоемкости воды.

Изменено пользователем BKB
Перенос части сообщения из другой темы.
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
4 часа назад, samura сказал:

1 Ньютон

Спасибо за статью. Просмотрю.

Все эти физические величины - не наше дело. но из принципа продолжу: 1 Ньютон = 1кг х м/сек2.

Ссылка на комментарий
  • 0
6 часов назад, samura сказал:

Прото те, кто не работает непосредственно с климатом, думают, что климаткомпьютер сам себя настраевает, он же автоматический. А некоторые только температуру и влажность настраивают в уставках, и думают, что работа с климатом закончена.

Вы ж не некоторые, от энтальпии всё настраиваете, а плоды пестрят.) Нет смысла пальцем на французов и голландцев показывать, вы сейчас пытаетесь настраивать то, с чем они давно уже наигрались. Или вы наивно думаете что кроме вас, и ещё одного консультанта, это никто не пробовал?

3 часа назад, Марите сказал:

Просто на одних растениях стебли растрескиваются легко, на других не так легко.

Это всё кремний виноват :tongue:.

5 часов назад, Марите сказал:

... у голландцев еще в 2012 году вышел вот такой материал.

На балансе энергии, балансе влаги и балансе ассимилятов строится все "Выращивание по-новому", так что в современной теплице агроному приходится иметь дело с физическими величинами.

Ключевое это 2012 год, уже 10 лет прошло. По какому "новому"? Всё новое - это уже давно забытое старое. Новая профессия родилась на гринталке, агроном-агрофизик, так и до квантовых механиков дойдём и пятна победим :biggrin:.

Изменено пользователем BKB
Сжал и чуть сократил текст.
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
23 часа назад, olga0205 сказал:

Ключевое это 2012 год, уже 10 лет прошло. По какому "новому"?

Ольга, Вы в самом деле не знаете, что такое "Выращивание по-новому"? Секретного ничего нет, но чтобы знать, надо следить за темой, иначе можно остаться в прошлом веке.

Ссылка на комментарий
  • 0
7 часов назад, Марите сказал:

Ольга, Вы в самом деле не знаете, что такое "Выращивание по-новому"?

Вы меня интригуете.) Что в нём такого "секретного", что можно не знать?

2 часа назад, Марите сказал:

Секретного ничего нет, но чтобы знать, надо следить за темой, иначе можно остаться в прошлом веке.

Хорошо Марите, буду бдить..)

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
В 30.01.2022 в 13:05, Марите сказал:

Что касается взаимосвязи влажности и энергии в теплице, то у голландцев еще в 2012 году вышел вот такой материал.

5 часов назад, olga0205 сказал:

Хорошо Марите, буду бдить..)

Я тоже выражу недоумение Марите :wacko:. Вместо отсылки к соответствующей теме "Увлекательные пособия для инженеров и агрономов: "Het Nieuwe Telen" и "Plant Empowerment"", зачем-то была выложена ранняя статья J.O. Voogt и P.A. van Weel, которая в переработанном виде потом вошла в их общеизвестную монографию по Новой стратегии выращивания (Будущего способа выращивания / Нового культивирования).

  • Нравится 2
Ссылка на комментарий
  • 0

Меня удивили безапелляционность высказываний в книге Geelen. На с. 24 написано, о том, что вода испаряется с поверхности клеток мезофилла и улетает через устьица в связи с разностью парциального давления пара в листе и снаружи. Тогда вопрос:  чем испарение через кутикулу и экзодесмы отличается от транспирации? Давно доказано, что интенсивность транспирации напрямую зависит от площади гидрофобного слоя замыкающих клеток устьиц. Кстати, гидрофобные свойства замыкающих клеток дают дополнительную энергию молекулам воды. Тогда получается, что пары, выходя из листа, сначала должны конденсироваться на прохладной поверхности устьичной щели, а потом испарятся и растворяться в окружающем воздухе тем быстрее, чем меньше относительная влажность воздуха. Тогда все понятна. Чем больше площадь створок устьиц, тем выше транспирация. Изгибание замыкающих клеток увеличивает поверхность, что отражается в скорости транспирации.

Устьичные клетки контактируют с эпидермальными, имеющими развитую поверхность, что указывает на то, что именно здесь происходит теплообмен. Такой развитой поверхности среди округлых клеток мезофилла нет.

1852825577_.jpg.2ec1df954408321471067ee848f10551.jpg

Поэтому некоторые фрагменты текста хвалёной книги я бы поставил под сомнение.

Изменено пользователем Askar
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.