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
31 минуту назад, Askar сказал:

Кстати, у Д.А. Сабинина говорится то о кутикулярном испарении, то о кутикулярной транспирации.

Мне думается, что кутикулярное испарение будет более точное определение этого процесса.

28 минут назад, Юлианна сказал:

Евгений, устьице не к концу ксилемы "прикручено". Воде нужно еще пройти "путь" от ксилемы до устьица. И как это происходит... при отрицательном то давлении?

Юлианна, Вы меня удивляете. Мы с Вами это уже проходили, причем в этой же теме, память у Вас девичья:). Нет, устьица находятся на нижнем эпидермисе листа, и к ксилеме они не прикручены. 

Нуниче. Повторенье мать ученья.

 

Изменено пользователем samura
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
45 минут назад, olga0205 сказал:

Наверняка, весь этот "базар", непонятно для чего и чем меряющийся, однозначно устранит проблему серостенности томатов, с которой всё собственно и началось.)

Неужели копаем в нужном направлении? Про "серостенность плодов", точнее в тему что же там с сосудами происходит, что вспомнилось... про розы и прочие цветочки в срезке. Почему одни стоят лучше и дольше, а другие нет. Естественно все зависит от качества цветка и условий его выращивания. Цветок в воде,  транспирируй воды сколько надо, а вот сосуды забиваются и отмирают.

35 минут назад, samura сказал:

Юлианна, Вы меня удивляете.

Ну и как от ксилемы до устьица вода "движется"? Или до кутикулы плода томата (устьиц же нет), чтобы испариться?

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

Ну и как от ксилемы до устьица вода "движется"? Или до кутикулы плода томата (устьиц же нет), чтобы испариться?

Мы с Вами без дебатов не умеем:excl: Посмотрите сообщение выше, в нем есть ответ.

От клетки к клетки вода движется из-за разности водных потенциалов растворов цитоплазм в клетках.

 

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

От клетки к клетки вода движется из-за разности водных потенциалов растворов цитоплазм в клетках.

Евгений, движение воды от ксилемы возможно по апопласту (цитоплазмы там нет), и клеточный путь - по симпласту и через мембраны. Движение воды по апопласту происходит по градиенту гидростатического давления. Интенсивность транспирации является главным фактором определяющим скажем соотношение апопластного или клеточного пути движения воды от ксилемы в тканях листа или плода.

Регуляцию водного тока в растении можно разделить на "грубую" и "тонкую", которая обеспечивает активность тех или иных водных каналов.

Так что транспирация "вещь" хорошая. Но в условиях управляемого климата в современнейших теплицах управлять нужно уметь не только "круговоротом воды" в теплице, но и водными токами в растении. Чтобы не возникало всяких физиологических нарушений.

 

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

Евгений, движение воды от ксилемы возможно по апопласту (цитоплазмы там нет), и клеточный путь - по симпласту и через мембраны. Движение воды по апопласту происходит по градиенту гидростатического давления. Интенсивность транспирации является главным фактором определяющим скажем соотношение апопластного или клеточного пути движения воды от ксилемы в тканях листа или плода.

Регуляцию водного тока в растении можно разделить на "грубую" и "тонкую", которая обеспечивает активность тех или иных водных каналов.

Так что транспирация "вещь" хорошая. Но в условиях управляемого климата в современнейших теплицах управлять нужно уметь не только "круговоротом воды" в теплице, но и водными токами в растении. Чтобы не возникало всяких физиологических нарушений.

 

Все-таки основной в  листе путь клеточный. В корневой системе по апопласту  (межклеточный, безмебранный путь - пассивная диффузия) существеннее, но так же преобладает клеточный путь (от клетки к клетке, или как Вам нравится - по симпласту) через плазмолему (мембрану) по градиенту водного потенциала - осмос.

Как Вы себе представляете в рыхлых клетках мезофила листа основным передачу воды по апопласту?

 

Изменено пользователем samura
ошибки
Ссылка на комментарий
  • 0
12 часов назад, samura сказал:

Все-таки основной

Все-таки...

Восходящий водный ток (по ксилеме) регулируется растением -  транспирацией и корневым давлением. И часть физиологических явлений, а также агрономических ошибок в возникновении физиологических нарушений связано с тем, что "работают" эти два двигателя (верхний и нижний) не сбалансировано. Гуттация, растрескивание плодов, разрыв стеблей, вершинка и т.д.

Вы сможете объяснить природу этих нарушений, не вдаваясь в подробности причин климатических? Лаконично, только сам процесс.

Водный ток от ксилемы в стеблях и листьях идет и по апопласту, и по клетке. Растение решает само, как направить, сначала по апопласту, потом по симпласту или наоборот, или параллельно... в зависимости от условий среды и внутренних потребностей растения.  

Физиологи вроде как "разделили" и изучили потоки по апопласту и клеточный (симпласт и мембранный разделить невозможно или не получилось), считается что ток по апопласту связан и регулируется транспирацией, а клеточный путь корневым давлением. Именно этим объясняется быстрая реакция растения на водный дефицит закрытием устьиц, когда АБК транспортируется из корня в лист.

В плодах томата какой путь основной?)

Когда Ольга произнесла фразу "контролируемый водный стресс", Вы о чем подумали?

 

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
41 минуту назад, Юлианна сказал:

Все-таки...

Восходящий водный ток (по ксилеме) регулируется растением -  транспирацией и корневым давлением. И часть физиологических явлений, а также агрономических ошибок в возникновении физиологических нарушений связано с тем, что "работают" эти два двигателя (верхний и нижний) не сбалансировано. Гуттация, растрескивание плодов, разрыв стеблей, вершинка и т.д.

Доброе утро, Юлианна!:bye:

Эти процессы понятны всем агрономам, но совершенно не измеряемы, поэтому такие размышления остаются  на уроне теории и ощущений.

1 час назад, Юлианна сказал:

Водный ток от ксилемы в стеблях и листьях идет и по апопласту, и по клетке. Растение решает само, как направить, сначала по апопласту, потом по симпласту или наоборот, или параллельно... в зависимости от условий среды и внутренних потребностей растения.  

Всегда, в условиях водного дефицита движение воды происходит по симпласту. А если Вы вспомните, что такое верхний концевой двигатель, то поймет, что это так. Во время транспирации клетки мезофила листа постоянно находятся в переходящих стадиях от плазмолиза к деплазмолизу и наоборот, что является основной силой верхнего концевого двигателя, что и запускает процесс осмоса и переход растворов из клетки в клетку по симпласту. По этому, в транспирирующем листе ближний транспорт воды происходит по симпласту - по другому верхний двигатель не работает. По апопласту никакой сосущей сил в сосудах ксилемы возникнуть не может. Это не я придумал.

 

1 час назад, Юлианна сказал:

В плодах томата какой путь основной?)

В связи с низкой траспирацией плода, предполагаю, что по апопласту, или же два пути равнозначны.

 

1 час назад, Юлианна сказал:

Когда Ольга произнесла фразу "контролируемый водный стресс", Вы о чем подумали?

Все используют водный стресс как генеративную акцию, особенно в рассадном периоде, в начате культуры, и менее в процессе  плодоношение. А что имела введу Ольга, не знаю, ведь чтоб человека понять, нужно чтобы он говорил законченными мыслями.

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

А если Вы вспомните

"картинку", которую опубликовали чуть ранее в этой теме:

Screenshot_20220202-155816_Yandex.thumb.jpg.39aca0e82c79487fddb5a7834074bee6.jpg

В "квадратике" вверху... и снизу " дополнительное поступление воды путем массового тока в ксилеме и апопласте"...

В условиях, когда транспирация максимальна и создается "неожиданно" стрессовая ситуация ( с точки зрения растения привыкшего к тепличным условиям) по температуре, влажности, свету и устьица открыты, основной ток идет по апопласту, самым коротким путем. По симпласту идет меньше, чем необходимо клетке в условиях "суперскоростей" фотосинтеза, роста и прочих внутренних процессов. В условиях водного дефицита клетки (осмотического стресса) и закрытых устьицах ток перенаправляется по симпласту. Так понятнее?) 

Разница только в понимании "оптимума" агрономом и растением, и скажем в "готовности" растений к стрессам, и их реакции. Используя технологические приемы в стратегии выращивания растений на основе "контролируемого водного стресса" есть возможность уйти от многих физиологических проблем, используя естественные защитные механизмы культуры и повышая выносливость. Не теряя на урожайности, получая более качественную и вкусную продукцию.

Что конкретно имела в виду Ольга, не знаю.)))

 

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы

Растения за ночной период и растут, и потребляют воду, и теряют воду, как и в дневной период.

Растение теряют за ночь приличное количество воды (в данном случаи 249 г/м2), хотя по отношению с потреблением воды за сутки на 1 м2 (3900 – 5500 г/м2) за минусом суточного прироста, данное количество относительно мало и для данного случая составляет всего 6,3 % суточной потери воды в процессе транспирации (суточное потребление 4690 г/м2, прирост 720 г/м2). Но учитывая, что ночь 4 часа, день 20, то выходит, что ночное водопотребление за минусом прироста биомассы (чистое испарение) приостанавливается не такое уж сильно, если сравнить со среднедневным за 4 часа водопотреблением за минусом прироста за 4 часа, что составит 746 г/м2. В таком случаи, ночная потеря воды за 4 часа 249 г/м2, среднедневная  потеря воды за 4 часа 746 г/м2. Таким образом ночная потеря воды, по отношению к дневной снижается до 33,4%.

То есть ночью растение не так уж сильно приостанавливает транспирацию.

Коллеги, теперь можем порассуждать, кутикулярная это диффузия, диффузия через не до конца закрытые устьица, или диффузия воды через гидатоды, или  все вместе.

Влажность 84 – 88 % в ночной представленный период.

Синяя линия – Вес подвесного лотка с субстратом.

Зелено-коричневая – накопленный суточный прирост растений.

Голубая – водопотребление.

Розовая – свет.

Кукумба.

1.png

3.png

Изменено пользователем samura
  • Нравится 2
Ссылка на комментарий
  • 0

Спасибо, Евгений. Надо проанализировать Ваши данные. Но вопрос - эти данные получены при взвешивании растения?

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0

Евгений, а в потере веса субстрата учтен дренаж? Он ведь именно в таких незначительных количествах происходит и ночью. Может быть разница им и обеспечена.

Изменено пользователем Андрей Викторович Пучков
Ссылка на комментарий
  • 0
1 час назад, Андрей Викторович Пучков сказал:

Евгений, а в потере веса субстрата учтен дренаж? Он ведь именно в таких незначительных количествах происходит и ночью. Может быть разница им и обеспечена.

Дренаж без поливов отсутствует.

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

Спасибо, Евгений. Надо проанализировать Ваши данные. Но вопрос - эти данные получены при взвешивании растения?

Да,  взвешиваются растения.

2 часа назад, Андрей Викторович Пучков сказал:

Евгений, а в потере веса субстрата учтен дренаж? Он ведь именно в таких незначительных количествах происходит и ночью. Может быть разница им и обеспечена.

Дренаж учтен.

Изменено пользователем samura
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
1 час назад, Олег сказал:

Дренаж без поливов отсутствует.

Да, несомненно дренаж появляется только при поливах, мне это хорошо известно. Но также мне известно, что дренаж- процесс растянутый во времени. Если интенсивный дренаж продолжается не долго, то остаточный длится довольно длительное время, по каплям.

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
8 часов назад, samura сказал:

Коллеги, теперь можем порассуждать, кутикулярная это диффузия, диффузия через не до конца закрытые устьица, или диффузия воды через гидатоды, или  все вместе.

Особо рассуждать не нужно, поскольку это обычные составляющие эвапотранспирации в ночной период: кутикулярное испарение (диффузия), плюс испарение с поверхности субстрата, которым всё же не стоит пренебрегать. Важное замечание про неполный дренаж А.В. Пучков написал выше.

:ireful1: А моё замечание по другому поводу: когда в легенде читаешь "употебление воды", "вес всех расений", "CO²", "накопляющий прирост" и т.п., то сразу же перестаешь доверять разработчикам системы и, соответственно, полученным от неё данным. Можете поручиться, что программные алгоритмы не писали такие же безграмотные деятели?

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
24 минуты назад, BKB сказал:

Можете поручиться, что программные алгоритмы не писали такие же безграмотные деятели?

КБ, что касается Паскаля, который первым вышел на рынок с этими весами и программами, то у них все это разрабатывали очень серьезные специалисты.

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
5 часов назад, BKB сказал:

Особо рассуждать не нужно, поскольку это обычные составляющие эвапотранспирации в ночной период: кутикулярное испарение (диффузия), плюс испарение с поверхности субстрата, которым всё же не стоит пренебрегать. Важное замечание про неполный дренаж А.В. Пучков написал выше.

Испарение с поверхности субстрата за 4 часа составляет максимум 63,5 г/м2. (посмотрел сразу после высадки рассады. Его нужно учитывать, но оно очень не велико.

Медленно пасивного дренажа в ночной период нет, можно сделать, чтобы он был, но его нет.

14 часов назад, samura сказал:

В таком случаи, ночная потеря воды за 4 часа 249 г/м2, среднедневная  потеря воды за 4 часа 746 г/м2. Таким образом ночная потеря воды, по отношению к дневной снижается до 33,4%.

Выходит 249-63,5=185,5 г/м2 за 4 часа ночи, и 746-63,5=682,5 г/м2 за 4 часа дня.

Итог: ночная потеря воды, по отношению к дневной снижается до 27,2%.

Через гидатоды вода, тоже испаряется, но измерить никак.

  • Спасибо 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
34 минуты назад, samura сказал:

Итог: ночная потеря воды, по отношению к дневной снижается до 27,2%.

По моему, подозрительно большая цифра для ночной эвапотранспирации культуры в теплице. Более четверти от дневной (в пересчёте на 1 час)? Если для Вас этот параметр чем-то важен, то лучше проверить расчёты с самого начала.

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0

Евгений, какова Ваша конечная цель в поднятии темы дискуссии? Начинали с томата, переключились на огурец...

Хорошо, скажем у Вас будет цифра сколько грамм воды испаряет плод томата, например. А дальше что?

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

Евгений, какова Ваша конечная цель в поднятии темы дискуссии? Начинали с томата, переключились на огурец...

Хорошо, скажем у Вас будет цифра сколько грамм воды испаряет плод томата, например. А дальше что?

Юлианна, мы просто общается. Есть тема, вот и общаемся. Зачем искать какие-то связи.

Цифры которые получились выше, как правильно сказал К.Б. нужно проверить, потому что результат действительно странный. Проверю. Время бы найти только.

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

Цифры которые получились выше, как правильно сказал К.Б. нужно проверить, потому что результат действительно странный.

Что Вы планируете делать с этой цифрой? Она нужна Вам в работе?

Ссылка на комментарий
  • 0

Похоже, тема съелась сама собой. В ЗГ температура и влажность без автоматической регулировки очень быстро доходят до максимума, когда уже ни о какой зависимости транспирации ни от чего говорить смысла нет - растениям капут.

Правильнее было бы сразу оговорить что температура и влажность окружающей среды не выходят из оптимального диапазона (энтальпия не меняется), т.е. разделить высокоорганизованную концентрированную энергию (низкоэнтропийную) от низкоорганизованной (высокоэнтропийной) - т.е. от рассеянной тепловой энергии.

  • Забавно 2
Ссылка на комментарий
  • 0

Есть вот такая "картинка"... по транспирации плода томата и зависимости:

638089114_Screenshot_20220209-125657_AdobeAcrobat.thumb.jpg.cd20329eb7584c8d0b6dd9221cc12437.jpg

С этим я понимаю, что делать... и с диаграмой Молье тоже, можно в агрономии "приладить".)

В 10.02.2022 в 16:28, Askar сказал:

Вопросов много

Ученые биологи/физиологи такие "чудики" в 21 веке, взяли и типа создали математическую модель растения томата.) По оси абсцисс дни (возраст плода), по оси ординат испарение/транспирация воды в г с плода. Сплошная линия - стандарт, т.е. для оптимальных условий роста. Остальные кривые в зависимости от трех факторов в условиях стресса:

черный - "углеродный стресс",

серый - водный стресс,

белый - "напряжение ОВВ".

Вот такой корявый перевод.)))

Изменено пользователем Юлианна
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
36 минут назад, Юлианна сказал:

по транспирации плода томата и зависимости:

По транспирации какого именно плода на растении и в кисти и какого гибрида? Вот именно такие графики интересны сами по себе, но на практике их применить невозможно, если не привязать к конкретному плоду на растении.

Ссылка на комментарий
  • 0

Отсутствие пиков свидетельствует о том, что в испарении воды плодом устьица практически не принимают участия. Не понятно, плоды были с чашечкой или без неё, снятые с растения или нет? Если по оси абсцисс стоит температура, то в каких условиях проходило измерение: на свету, в тени или в темноте? Вопросов много, но это неважно. Есть повод провести самостоятельную измерительную работу.

Грош цена таким моделям.

  • Нравится 1
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.