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
14 часов назад, Askar сказал:

Грош цена таким моделям

Аскар Камбарович, статья интересная, но сложная для перевода и понимания. В группе ученый с мировым именем. Очень похожа на "заказную", потому что изучается и описывается "модель поведения" растения томатп не только в оптимальных условиях, но и в условиях стресса. Фактически графически описываются все важнейшие процессы в растении и реакции на стресс с производственной точки зрения, то есть учитываемые в формировании микроклимата.

Разбираюсь... есть сомнения в правильности понимания некоторых моментов. Например, обозначен "углеродный стресс". В чистом виде это некорректный перевод на русский, понятный по смыслу, но совершенно непонятный по содержанию из-за процессов с углеродом связанных.

 

Изменено пользователем Юлианна
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
13 часов назад, Юлианна сказал:

... статья интересная, но сложная для перевода и понимания.

... изучается и описывается "модель поведения" растения томата ...

... есть сомнения в правильности понимания некоторых моментов. Например, обозначен "углеродный стресс".

Лично я не могу понять, какие кривые переводы  Вы цитируете. Укажите, пожалуйста, первоисточник!

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
В 28.07.2020 в 09:13, samura сказал:

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.

Плотность воды равна 1 г/см3 при 20 градусах, а при 100 градусах она меньше (0,9584), значит, объем 1 кг будет больше 1 л. Это немного, может и не существенно, однако...

Изменено пользователем Askar
Ссылка на комментарий
  • 0
14 часов назад, BKB сказал:

Лично я не могу понять, какие кривые переводы  Вы цитируете.

Кирилл Борисович, я не учила английский, поэтому иногда возникают сложности с пониманием, что же имеют в виду? По "углеродному стрессу" возник попутный вопрос, что измеряли, какой углерод - углекислый газ или...?

Разобралась. Цитировала только "картинку", все остальное своими словами. Реакцию Марите видели?)

По сути ни у кого интереса не вызвало. Потому что... Хугендорн))) и одна единственная "рекламно-настольная книга" по голландским технологиям. Нового в которой только слово "новые". Поэтому в мои планы не входит оправдываться, что-то доказывать или объяснять вроде как элементарное. Есть иные методики в построении стратегии выращивания культур, более подходящие и оправданные индоор, в УК и на светокультуре, точнее - в условиях контролируемой среды.

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

Кирилл Борисович, я не учила английский, поэтому иногда возникают сложности с пониманием, что же имеют в виду?

При переводе научно-технической литературы в первую очередь нужно хорошо знать используемую лексику (терминологию) на своём родном языке.

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
В 08.02.2022 в 19:56, BKB сказал:

По моему, подозрительно большая цифра для ночной эвапотранспирации культуры в теплице. Более четверти от дневной (в пересчёте на 1 час)?

Проверил, на нескольких днях, на нескольких точках измерения, выходит все тоже самое, ночная потеря воды по отношению к дневной падает до 25 - 28% (неучтено испарение с поверхности кубика).

Так же всегда мы говорим, что 95-98% воды в растении испаряется в процессе транспирации, однако на огурце 13-19% воды остается в растении.

  • Нравится 2
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
В 14.02.2022 в 00:51, samura сказал:

Проверил, на нескольких днях, на нескольких точках измерения, выходит все тоже самое, ночная потеря воды по отношению к дневной падает до 25 - 28% (не учтено испарение с поверхности кубика).

По литературном данным, самая большая ночная эвапотранспирация не превышает 14% от дневной – для открытого грунта засушливых регионов и при сильном ветре. Обычное значение – 2-5%. Поэтому, либо Вы в своей новенькой теплице полузакрытого типа совершили большое открытие :boast:, либо система выдаёт неверные данные (https://greentalk.ru/topic/21575/?do=findComment&comment=172681), либо просто не правильно считаете...

В "Тепличных практикумах" для культуры томата указано, что максимальная потеря воды за ночь – 800-1200 мл/м², что составляет 10-15% [от суточной?]. Причём, в необогреваемой теплице уровень транспирации всего 15 г/м²/ч, а для обогреваемой расход воды на транспирацию составляет 18 г/м²/ч на каждые 50 Вт/м² обогрева. По смыслу, эти цифры относятся к культуре без досвечивания, с длинной ночью (порядка 8 ч).

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

что максимальная потеря воды за ночь – 800-1200 мл/м², что составляет 10-15% [от суточной?].

Не от суточной, а от массы блока субстрата предыдущим вечером.

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
В 08.02.2022 в 04:20, samura сказал:

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

 

В 08.02.2022 в 19:04, samura сказал:

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.

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.

В 08.02.2022 в 19:56, BKB сказал:

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.

Я не  один пришел к выводу на основании измерений, что ночью транспирация на много выше, чем было принято считать.

Смотреть с времени 16:55. Видео совсем свежее.

Повествует Брюс Багби, профессор физиологии сельскохозяйственных культур Университета штата Юта.

 На хлопке и кукурузе транспирация в ночное время падает до 40%.

"Во всех учебниках говорится, что устьицы ночью закрыты, это утверждение просто не верно"  Брюс Багби (с)

Изменено пользователем samura
  • Нравится 2
  • Спасибо 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы

Думаю у тепличных культур устьица открыты всегда на 100%, а механизм их закрытия связан только с условиями водного стресса (недостатка воды в корневой системе), и климатического тресса, когда из-за перегрева в листьях испаряется больше воды, чем способна дать система транспорта воды.

Из-за разных условий дня и ночи - давлений водяных паров в окружающей среде ток транспирации разный, при одинаково отрытых ночь и днем устьицах, это мы и фиксируем измерениями. 

 

  • Нравится 1
  • Печально 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
4 часа назад, samura сказал:

...при одинаково отрытых ночь и днем устьицах...

:tongue: Вот только устьица в ночной период в норме всегда закрыты...

Изменено пользователем BKB
Добавлено важное уточнение "в норме".
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0

Простейший способ проверить степень открытия устьиц ночью - нанесение на них раствора коллодия. Снятую с листа плёнку можно посмотреть утром, не обязательно ночью, а потом начать думать конкретно о причинах и механизмах высокой транспирации в ночной период.

  • Нравится 1
  • Спасибо 1
Ссылка на комментарий
  • 0

https://www.rfbr.ru/rffi/ru/project_search/o_147762

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

Устьичные движения С-3 растений - хорошо известный циркадный ритм: устьица открыты днем и закрыты в течение ночи. В наших исследованиях о возможной роли фитохрома в регуляции устьичных движений был использован бесхлорофильный мутант гороха ХL 18, чтобы исключить хлорофилл зависимые ответы. Используя оригинальную психрометрическую установку мы измеряли интенсивность транспирации интактного листа в темноте, а также под действием широкого красного, синего, белого и монохроматического (670/726 nm) света. Интенсивность транспирации в темноте изменялась согласно циркадному ритму: увеличение "утром" и уменьшение "вечером". При этом интенсивность транспирации в темноте была на 500% ниже, чем на свету. Интенсивность транспирации XL 18 всегда была на 200% выше, чем у дикого типа. Интенсивность транспирации под действием красного света была на 200% ниже, чем под действием синего света и на 350% ниже, чем под действием белого света. Зависимое от красного света увеличение интенсивности транспирации наблюдалось как при пульсовом, так и при постоянном освещении. 
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы

В данной статье,  о которой идет речь выше в видео, говориться о более плотном или менее плотном закрытии устьиц ночью в контроле и эксперименте, т.е. подразумевая о том, что устьица прикрываются ночью, и в зависимости от условий водного режима эта степень закрытия разная.

Mini-Lysimeters t ysimeters to Monit o Monitor Transpiration and Contr ation and Control Drought Stress: System Design and Unique Applications

  • Нравится 2
  • Спасибо 1
Ссылка на комментарий
  • 0

Ночная транспирация в статье составляет 20% от дневной.

В видео похожие выводы, около 30%.

Screenshot_2022-11-29-11-16-18-935_com.android.chrome.thumb.jpg.2ed22d47dcd82187c2b3d0ba4bd13701.jpg

 

А вот тут рисует зелёную линию открытия устьиц.

Screenshot_2022-11-29-11-21-07-957_com.android.chrome.thumb.jpg.6aa27226fd8320bb0ab5c6fdf53d28bd.jpg

Изменено пользователем Олег
  • Забавно 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы

Машинный звуковой период видео, той части про интенсивность транспирации.

 

 

Изменено пользователем samura
  • Забавно 1
Ссылка на комментарий
  • 0

Капитан рассказывает очевидные вещи. Про ночную транспирацию в закрытых помещениях наверное могу тоже книгу написать. Тут больше нужно понимать саму физику процесса испарения. Самый большой вес в ночное испарение вносит перемещение воздуха. Нужно отключать все вентиляторы в обязательном порядке. Поливы влияют на транспирацию намного меньше климата.

  • Спасибо 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
2 минуты назад, Олег сказал:

Капитан рассказывает очевидные вещи. Про ночную транспирацию в закрытых помещениях наверное могу тоже книгу написать. Тут больше нужно понимать саму физику процесса испарения. Самый большой вес в ночное испарение вносит перемещение воздуха. Нужно отключать все вентиляторы в обязательном порядке. Поливы влияют на транспирацию намного меньше климата.

У меня такие же данные в теплице, ночное испарение примерно 30% от дневной. 

Ссылка на комментарий
  • 0

Поливы вообще не влияют на транспирацию. А вот почему ночью нужно отключать вентиляторы " в обязательном порядке"?

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

Нужно отключать все вентиляторы в обязательном порядке.

Тот же вопрос про вентиляторы. Без конкретизации: какая культура, какое культивационное сооружение, какие параметры ночного микроклимата и т.д. и т.п., этот совет скорее неправильный.

Ссылка на комментарий
  • 0
3 часа назад, Андрей Викторович Пучков сказал:

Поливы вообще не влияют на транспирацию. А вот почему ночью нужно отключать вентиляторы " в обязательном порядке"?

 

3 часа назад, BKB сказал:

Тот же вопрос про вентиляторы. Без конкретизации: какая культура, какое культивационное сооружение, какие параметры ночного микроклимата и т.д. и т.п., этот совет скорее неправильный.

Земляника, закрытое помещение без вентиляции.

Все зависит от дельты температуры и отношения площади листвы к объему помещения. При высоких коэффициентах сдержать ночную влажность от достижения максимальных значений можно только ограничением циркуляции.

Изменено пользователем Олег
  • Спасибо 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
1 час назад, Олег сказал:

Земляника, закрытое помещение без вентиляции.

Наблюдение, конечно, достаточно полезное для практиков. Но распространять его на другие культуры в условиях защищенного грунта неправомерно.

У садовой земляники (клубники) на листьях хорошо развиты многочисленные гидатоды (водяные железки, водные устьица) – приспособления для пассивного выделения растением влаги в виде мельчайших капель (гуттация). Они расположены преимущественно на верхушках листьев или на кончиках зубчиков листовых пластинок. Развитие гидатод стимулирует повышенная влажность корнеобитаемой среды и ослабленная транспирация (из-за условиях высокой относительной влажности воздуха). Гидатоды открыты постоянно, поэтому гуттация у таких видов растений слабо зависит от светового/темнового периода, в отличие от устьиц! Так что даже в лабораторных условиях очень сложно будет распознать вклад  каждого процесса в потерю воды воды ночью: транспирация (которой в норме практически не должно быть), кутикулярное испарение, гуттация, испарение с поверхности субстрата.

У основных же тепличных культур – томата и огурца, во всяком случае, у подавляющего большинства современных гибридов для ЗГ гуттация весьма слабо выражена (не путать с утренней конденсационной водой на трихомах!). Так что интересно, а присуща ли гуттация сортам хлопчатника и конопли у B.  Bugbee?

Ссылка на комментарий
  • 0

Гуттация на землянике в закрытом помещении - авария, нельзя такого допускать. Говорим про транспирацию.

На огурце ситуация аналогична.

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

.Гидатоды открыты постоянно, поэтому гуттация у таких видов растений слабо зависит от светового/темнового периода, в отличие от устьиц! Так что даже в лабораторных условиях очень сложно будет распознать вклад  каждого процесса в потерю воды воды ночью: транспирация (которой в норме практически не должно быть), кутикулярное испарение, гуттация, испарение с поверхности субстрата.

Все-таки это регуляторное свойство устьичного  аппарата, поскольку ни гидатоды, ни кутикула не имеют механизма регуляции испарения/выделение воды. А в эксперименте интенсивность транспирации от контроля отличается в ночной период, что говорит о механизме регуляции растением по сохранению воды в зависимости от водного режима. Эту функцию могут выполнять только устьица.

Поверхность субстрата в эксперименте закрыта. 

Изменено пользователем samura
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
В 29.11.2022 в 12:13, Андрей Викторович Пучков сказал:

Поливы вообще не влияют на транспирацию. 

С данным утверждением не могу согласиться.

Давайте попробует ЕС держать 10 мСм и 2 мСм.

Повивать суточной дозой 500 мл/капельница и 2500 мл/капельница.

Поливать дозой 200 мл/капельницу или 50 мл/капельнице.

Делать ночью поливы и не делать ночью поливы.

Будет это влиять на транспирацию?

Транспирация, это не выход водяного пара из устьиц, транспирация это в целом движение воды через растения, то есть совокупность верхнего и нижнего концевого двигателей.

Основная задача агронома по поливу -вести стратегию полива подстраиваясь под работу верхнего концевого двигателя, т.е. под свет, температуру, влажность, т.е. обеспечивать доступность воды на уровне ее потери через наружные органы растения. 

 

  • Нравится 1
  • Печально 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.