Принципы вентиляции для растений

05.03.2024 Автор: RastOk Hydroponics

Права: RastOk Hydroponics

Каковы цели вентиляции? Вентиляция создает движение воздуха, но как это помогает растениям?

Вентиляция часто ошибочно воспринимается как второстепенный аспект, когда речь идет о функциональности микросреды создаваемой нами для выращивания растений. В основе лучших результатов лежит, прежде всего, глубокое исследование, и не всегда при этом необходимы огромные финансовые затраты. Система вентиляции должна быть изучена на ранних этапах планирования пространства для выращивания, но, к сожалению, большинство систем вентиляции оказываются недостаточными или плохо спроектированными. Вентиляция создает и контролирует среду, в которой растут растения и, следовательно, исходя из созданного микроклимата, получается соответствующий урожай, поэтому ее конструкция заслуживает большего внимания, чем мы привыкли думать.

Эту тему мы разделим на два поста:

🌱 В первом будут рассмотрены принципы вентиляции, т. е. «где, зачем и что»;

🌱 Затем последует практическая часть, которая добавляет понимание «как и когда».

Существуют в основном два типа вентиляционных систем, которые работают по-разному:

• первый — это открытая система, в которой происходит обмен воздуха;
• второй – закрытая система, в которой отсутствует воздухообмен с внешней средой культивируемого помещения;

Вместо этого под «циркуляцией воздуха» мы подразумеваем движение воздуха, характерное как для открытых, так и для закрытых систем.

Воздухообмен – это физический обмен воздуха в данном помещении с новой массой воздуха вне помещения.

Циркуляция воздуха.

Циркуляция в основном состоит из движения воздуха таким образом, что тепло и влажность перемещаются из одной области в другую. Воздух, который некоторое время остается неподвижным, начинает расслаиваться, этот процесс называется расслоением и это влияет как на температуру, так и на состав воздуха. Это приводит к таким ситуациям, как тепловое расслоение и нехватке критических газов, таких как кислород и углекислый газ.

Воздухообмен.

Воздухообмен похож на циркуляцию, но не совсем. Воздухообмен (открытая вентиляционная система) заключается в подаче воздуха снаружи в закрытое помещение, замещая воздух, находящийся внутри. В этом процессе воздух движется и циркулирует. На обменный процесс положительно влияют температура, газообмен и влажность.

Закрытые и открытые системы вентиляции растений.

Внутри комнат для выращивания и теплиц принципы остаются теми же. Речь идет о выращивании растений на контролируемой территории. Растениям нужен свет и вода, чтобы расти и выживать. Растения получают свет, поглощают воду и «дышат» углекислым газом с небольшим количеством кислорода. Растения используют эти 4 компонента для производства энергии из света и производства углеводов для хранения энергии. Эти сохраняемые углеводы являются основными элементами, которые позволяют растению расти и развиваться. Для высвобождения энергии из углеводов требуется кислород, а энергия высвобождается в процессе, называемом дыханием. Благодаря этому процессу энергия высвобождается из растения, когда это необходимо. Когда воздух неподвижен, эти процессы приводят к дисбалансу газов на границе листа, к увеличению влажности вблизи растения и нагреву от света или энергии солнца или других источников света.

В закрытой системе вентиляции циркуляция служит для смешивания кислорода, влаги и тепла, когда воздух находится дальше всего от растений, но все еще присутствует в комнате для выращивания или в вентилируемой зоне. Циркуляция позволяет понизить температуру, сбалансированно распределить влажность и обеспечить присутствие вблизи листьев в достаточном количестве углекислого газа и кислорода, необходимых для жизненных процессов, фотосинтеза и дыхания. Однако этот процесс смешивания не заменяет отработанные газы, не удаляет избыточное тепло и не удаляет влагу из воздуха, просто смешивается воздух, чтобы избежать эффекта наслоения и неровных температурных участков.

С другой стороны, когда комната для выращивания или закрытая зона оборудована вентиляцией с полной заменой воздуха, в зоне с более сухим или более холодным воздухом, эффект будет заключаться в удалении влаги или тепла из пространства для выращивания. Открытые системы достигают этого эффекта, фактически заменяя воздух в зоне вентиляции. Постоянная циркуляция позволяет воздуху перемещаться и меняться, температура или влажность меняются за счет смешивания воздуха, сильное изменение достигается за счет воздухообмена. 👉 Даже в случае герметичной теплицы с идеально постоянной температурой и влажностью, рециркуляция воздуха все равно должна регулярно происходить 👈, чтобы замещать отработанные важные газы на неотработанные. Важно понимать, что даже когда необходимо поменять температуру и влажность, в случае использования закрытых систем вентиляции, эффект сильно не изменится, поскольку процесс зависит от поступающего воздуха.

⚠️ К сожалению, когда мы начинаем контролировать только один элемент, это отрицательно сказывается на других потребностях, поэтому балансировка и расстановка приоритетов должны стать лозунгом в самом начале выращивания растений. К примеру, если садовод добавляет в теплицу углекислый газ, чтобы увеличить скорость роста растений, воздухообмен чаще всего отключают чтобы не терять добавленный CO2, как последствие это становится пустой тратой времени и денег. В этой ситуации может оказаться необходимым работать с системой приоритетов, каждый раз отдающей приоритет одному элементу, а не другому.

Другие функции систем рециркуляции воздуха для растений:

Вентиляция предлагает другие функции, как в закрытых, так и в открытых системах рециркуляции воздуха. Эти функции основаны на регулировании влажности. Правильный уровень влажности способствует:

1. Борьбе с болезнями;

2. Контролю роста/эвапотранспирация;

3. Контролю стресса;

1. Борьба с болезнями.

Контролируя влажность и температуру, но особенно влажность, можно создать среду, которая снижает вероятность различных переносчиков болезней и патогенов. Влага предотвращает образование пленки на поверхности листа, что ограничивает способность спор грибков, таких как мучнистая роса и антракноз, проникать в ткань листа. Влажность контролируется даже в скрытых местах зоны выращивания. Споры, происходящие от различных патогенов, портятся, если они не в идеальном состоянии, что ограничивает возможность возникновения проблем. Некоторые патогены разрушаются при более низких значениях влажности, например, группа водяных плесеней, таких как Phythium и Phytophthora, которые могут продолжать выживать на внутренней стороне листьев, но не на внешней.

Уровни влажности также влияют на насекомых с точки зрения общей выживаемости и уровня размножения насекомых, таких как клещи, и менее проблемных насекомых, таких как сциариды. Влажность также влияет на другой важный аспект растения, касающийся его роста и развития.

2. Контроль роста/эвапотранспирация.

Процесс, называемый эвапотранспирацией, влияет и регулирует движение жидкости через растение, начиная с его корней и заканчивая устьицами на листьях. Вода поглощается корнями и направляется в растение вместе с питательными веществами и веществами, полезными для его развития. Они поглощаются верхушкой растения, когда жидкость испаряется через определенные поры на листе (устьица), точно так же, как вода всасывается соломкой. Скорость, с которой происходит этот процесс, зависит от уровня влажности воздуха вблизи устьиц. Чем суше воздух, тем быстрее будет испарение. Чем выше отрицательное давление на устьица, тем быстрее будет восстанавливаться вода, чтобы заменить испарившуюся и принести другие питательные вещества, необходимые для роста растений.

Если влажность воздуха высокая, движение воды будет слишком медленным, чтобы восполнить необходимые питательные вещества и воду. И наоборот, если воздух слишком сухой, вода будет течь слишком быстро, и в листьях будут накапливаться соли, или вода не сможет течь достаточно быстро, и ткань растения сгорит. Эвапотранспирация является жизненно важным процессом для роста растений, ускоряя их развитие за счет пополнения запасов воды и питательных веществ там, где это необходимо.

3. Контроль стресса.

Стресс также является важным компонентом развития растений, оказывая на него как отрицательное, так и положительное воздействие. Стресс в определенной степени необходим растению для роста: он делает его стебли более сильными, контролирует повышение урожайности и однородность урожая, способствует конкуренции среди растущих рядом растений. Рециркуляция воздуха, оказывая давление на само растение, заставляет его реагировать. Это разновидность реактивного стресса. Таким образом, растение реагирует, укрепляя свои поддерживающие ткани и делая то, что дает ему больше шансов на выживание, чтобы: цвести и производить более крупные плоды, которые созревают быстрее (с более прочными стеблями, чтобы они могли удерживать плоды) и увеличивать количество метаболитов, которые обычно производит растение, чтобы защитить его и увеличить шансы на размножение. Таким образом, рециркуляция воздуха вокруг растения может быть полезной для того, чтобы подвергнуть его нужному и правильному стрессу.

Влияние сезона и географической зоны на растения.

Кроме того, может случиться так, что вместо открытой системы вентиляции, которая состоит из воздухообмена для снижения температуры и/или контроля влажности, более подходящей будет закрытая система. Закрытая система используется в том случае, если добавляется внутрь СО2, температура регулируется кондиционерами, а тепло регулируется системами отопления. Одна или все эти системы вместе с системами увлажнения и осушения могут потребоваться в большинстве случаев для правильного выращивания.

В более холодных районах вам, скорее всего, понадобится отопление, а в более теплых – кондиционеры. В большинстве случаев обычно используется система осушения, вместо этого обычно используются увлажнители в более холодных областях, где включено отопление, и в других более сухих областях. В системах с замкнутым контуром увеличивается не только температурная нагрузка, но и все другие элементы нормальной атмосферы должны контролироваться и поддерживаться.

Поймите, какая система вентиляции растений вам подходит больше!

А теперь самое интересное: понять, какая система вентиляции и какое оборудование нам нужно, чтобы выполнять свою работу правильно. Что ж, если вы не хотите писать инженерный трактат, невозможно рассмотреть эту тему в тех немногих абзацах, которые у нас есть. Формулы меняются в зависимости от ситуации и потребностей. Это формулы для решения даже простых шагов, таких как требуемый расход воздуха для охлаждения (м3/с) qc = hc/(p cp (a – tr)), которые могут что-то значить для некоторых людей, но могут быть не очень полезны для большинства.

Необходимо учитывать факторы, такие как 👉 тепловая мощность, расчетная температура, сопротивление воздушному потоку, плотность воздуха, уровень влажности, средние сезонные значения и многое другое 👈. Вы всегда должны заботиться о том, чтобы провести обширные консультации, чтобы спроектировать то, что действительно необходимо и будет работать как надо. Неправильный расчет может дорого стоить с точки зрения оборудования, меньшего результата и низкого качества получаемого продукта. Поэтому определенно стоит инвестировать немного больше с самого начала в помощь в планировании и установке системы, которая подходит для ваших нужд. Даже небольшое исследование того, как проектировать, лучше, чем ничего.

Система кондиционирования воздуха должна соответствовать всем требованиям, о которых мы уже упоминали.

⚠️ При проектировании вашей системы кондиционирования воздуха, будь то закрытая или открытая система, вы должны учитывать все сопутствующие факторы:

• Откуда будет подаваться замещающий воздух? И куда будет выгоняться отработанный воздух?
• Как использование CO2 будет интегрировано в систему, которая также требует более высокой тепловой нагрузки в течение того же периода?
• Какая мощность требуется для системы кондиционирования или отопления? Как они должны регулироваться?
• Как должна выглядеть система вентиляции (схема) и как будет работать?

Все эти вопросы нужно задать себе, это единственный способ избежать головной боли и облегчить выращивание. Сложив все это вместе, мы получаем следующую тему - практическую часть системы вентиляции о которой мы расскажем Вам в следующей статье.

С уважением, ваш RastOk.