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植物能量平衡
 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

Anthura Newsletter 2020(1) 25.06.2020

當我們想到植物生長時,我們會很快想到植物生長過程中發生的各種生物性和生理性過程。有時人們忽略了植物的生長實際上是一個很大的物理問題。植物成長長很大程度上取決於作物的能量平衡。

物理性

這關係到從作物和相關溫室能源之間的供應與消耗平衡。能量平衡對於作物蒸發有重要影響,而因此蒸發又與水分吸收,根壓和養分傳輸有直接相關。植物的生長在很大程度上通過能量平衡受到影響。蒸發背後的驅動力是能量供應,而不是相對濕度。這種所謂的輻射蒸發,與溫度,空氣運動或相對濕度無關。 相對濕度和空氣流動確實在濕球蒸發(對流蒸發)中發生作用。能量轉移通過接觸而發生,例如從溫室空氣到葉片。

供應

能量的供應通過輻射和對流發生。輻射是溫室的最大能源供應來源。最大量約為1100瓦。最終只有一小部分能量到達植物(最多10%至30%)。照明是另一種輻射能,可以引入數十瓦的能量。

  對流是最小的能源供應,但是非常重要。特別是在上述能源不可使用或不足的情況下。對流發生可以從溫室空氣到植物,反之亦然。通過對流將能量傳遞到植物的前提條件是作物溫度低於環境溫度。相反地​​,當植物比溫室空氣更熱時,溫室空氣被植物加熱。

釋放

能量主要通過蒸發消散(大約60%)。這在很大程度上取決於火鶴花和蝴蝶蘭的作物類型和作物生長階段。對流能量釋放發生在植物比溫室空氣更熱的時候。輻射能也通過反射釋放10%)。葉子的顏色和光澤在其中有著重要的作用。輻射能的一部分通過傳輸耗散(10%),因為它穿過葉片/農作物。輻射可能導致農作物大量能量損失。在清潔的空氣中,輻射會導致100-200瓦的能量損失。這種能量損失的程度取決於在地球上的位置。

這種形式的能量損失與陽光無關。清潔的空氣在900瓦的輻射,即使在一天當中,也會由於輻射而損失100-200瓦的能量。發生輻射是因為農作物上方的物體(溫室覆蓋物,遮蔭網)比植物冷。光合作用也佔能量消耗的一小部分,但這些僅佔百分之幾。

火鶴花的盆花、切花和蝴蝶蘭都獲得了自己的最佳能量平衡,並且實現方式也不同。

 

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