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蒸氣壓差之誤用

 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

日本近年來,蒸氣壓差比概念在溫室環控成了顯學。宣稱只要採用此新概念,溫室作物就增產。其經典研究是2015年,由9位作者在Scientia Horticulturae發表的一篇論文,〝Control of vapor pressure deficit in greenhouse enhanced tomato growth and productivity during the winter season. 〞。此篇水準不高的論文,介紹在日本冬季,以噴霧技術將溫室內部蒸氣壓差自1.4kPa降低至0.8kPa。其結果是番茄地上部增加17.3%,番茄果實產量增加12.3%。此篇最奇特之處在於配合通風使用噴霧之後,溫室內溫度不變,相對濕度不需要加以量測,而且噴霧使用的時間是自早上0600一直至下午1800。這篇破綻百出的論文,振奮了日本溫室產業,其環境控制設備多出了一個名詞〝蒸氣壓差環控技術〞。

蒸氣壓差為何重要,此名詞代表植物本體蒸氣壓與周圍空氣蒸氣壓兩者之差異值。兩者相差太大,植物蒸散作用太強,容易失水過多,植物為了自衛,將關閉氣孔。造成本體溫度升高,因而永久傷害。

如果蒸氣壓差太小,蒸散作用受阻,植物的水分傳輸受阻,根壓累積,引起莖幹過度伸展,細胞破損,營養傳輸停止。對植物而言,其出現的病徵包括節莖過度伸展,葉片變大變軟,鈣錳缺乏症,葉背泌露,植物萎縮,生長點受損,葉片浮腫,花瓣與花苞壞死,花苞發育不正常。

蒸氣壓差太高,代表周圍相對濕度太低。對應的溫室加濕技術已十分普及。蒸氣壓差太小,往往來自相對濕度太高。除濕技術除了加溫,還有引入外界低濕空氣。

在冬季,陽光能量主宰了所有氣候因子,溫室植物之主要問題是高溫障礙。在冬季,溫室內因為溫室效應加溫,或是使用外加能源加溫,相對濕度降低,蒸氣壓差也能提高。因此蒸氣壓差主要的產生問題是在春季與秋季。尤其是春天濕度適合,但是春雨引起高濕。在歐洲,使用局部加溫以降低相對濕度提高蒸氣壓差。在亞熱帶,只能以通風技術促進蒸散作用,或是利用可用之自然陽光,調整遮蔭設定值,調節蒸氣壓差。

加拿大Argus公司其出版之〝Understanding and Using VPD〞,對VPD之誤用提出 如下建議:

1.      不能只使用VPD值,做為植物遭受水分應力之唯一依據,尤其只單獨應用此VPD值做為灌溉控制與溫室環控依據。VPD值只是判斷植物水分應力之一個方法,並非唯一方法。

2.      VPD不是真正的水分應力量測方法,只是一個間接因子。

3.      VPD不能用來量測植物之吸水數量。影響植物水分傳輸,還包括根系健康、使用介質、介質EC值、葉片氣孔開啟等因子。

4.      計算VPD值,葉片溫度的正確量測十分重要。葉片周圍氣溫,不代表葉片溫度。

5.      使用VPD值做為溫室溫度與相對濕度之回授控制值是完全不切實際的作法。