Kuinka kasvihuoneen varjostusjärjestelmä vähentää lämpöstressiä ja suojaa satoja

• Kasvihuonekasvien lämpöstressiä aiheuttavat liikasäteily, huono ilmanvaihto ja epävakaa kosteus, ei pelkkä lämpötila.
• Varjostus toimii parhaiten yhdistettynä ilmanvaihtoon, jäähdytykseen ja valvontaan sen sijaan, että sitä käytettäisiin itsenäisenä korjauksena.
• Oikea varjostussuhde riippuu satotyypistä, ilmastovyöhykkeestä ja kasvuvaiheesta, erityisesti kukinnan ja hedelmän muodostumisen aikana.
• Dynaaminen tai sisäänvedettävä varjostus säilyttää usein enemmän käyttökelpoista valoa kuin kiinteä varjostus korkean säteilyn ympäristöissä.

Kasvihuoneen varjostusjärjestelmä vähentää lämpöstressiä säätelemällä satovyöhykkeelle tulevan aurinkoenergian määrää, ajoitusta ja jakautumista, ja sillä on merkitystä, koska kasvit voivat kokea stressiä jo ennen kuin ilman lämpötila näyttää äärimmäiseltä. Kasvihuoneilmastointia koskevissa tutkimuksissa ja standardeissa käsitellään johdonmukaisesti säteilyä, kosteutta ja ilmavirtaa linkitetyinä muuttujina, ei yksittäisinä muuttujina. Esimerkiksi suojatun viljelyn mittausten johdonmukaisuus riippuu instrumenteista ja ohjauslogiikasta, jotka voivat tulkita koko ympäristön, mukaan lukien lämpötilan, kosteuden ja valon. Kaupallisessa toiminnassa parhaat tulokset saadaan yleensä järjestelmätason suunnittelusta: varjostus plus ilmanvaihto sekä kasteluaikataulu, jossa valvonta on päätöksentekotaso. Vaihtoehtoja vertaileville viljelijöille se voi auttaa tarkastelemaan laajempia järjestelmäluokkia, kuten varjostusjärjestelmät , kasvihuoneen ilmanvaihto , ja ilmastointi ennen lopullisen asettelun valitsemista.

Miksi kasvihuoneen varjostusjärjestelmän suunnittelu on tärkeää lämpöstressin hallinnassa

Lämpöstressi on fysiologinen vaste, ei vain lämpömittarin lukema.

Säteilykuormituksen noustessa lehtien pinnan lämpötila, haihtumisen tarve ja juurivyöhykkeen vedenotto voivat siirtyä epätahdista, erityisesti kirkkaassa ilmastossa tai keskipäivän huippujen aikana. Tuloksena on näkyvä stressi: käpristyneet lehdet, kukinnan pudotukset, vähentynyt hedelmäsato, kärjen palaminen ja alhaisempi myyntikelpoinen sato. Salaatissa ja muissa lehtivihanneksissa viljelijät näkevät usein laadun heikkenemisen kauan ennen kasvien kuolemaa, kun taas tomaateissa ja paprikoissa suurimmat häviöt voivat ilmetä kukinnan ja hedelmän muodostumisen aikana. Kasvihuoneen varjostusjärjestelmä auttaa vähentämään huippusäteilyä, mikä alentaa katoksen lämpökuormitusta ja vakauttaa lehtien ympärillä olevaa mikroilmastoa.

Perusperiaate on yksinkertainen: vähemmän sisään tulevaa lyhytaaltosäteilyä tarkoittaa vähemmän absorboitunutta energiaa, joka on poistettava tuuletuksella, hengityksellä tai jäähdytyksellä. Toteutus ei kuitenkaan ole yksinkertainen, koska varjostus vähentää myös fotosynteettisesti aktiivista säteilyä. Tästä syystä varjostusprosentti yksinään on huono suunnittelumittari. 30 % kiinteä sävy voi olla erinomainen heinäkuun keskipäivällä ja haitallinen maaliskuun pilvisenä aamuna. Parempi kysymys on, pystyykö järjestelmä mukautumaan kasvin vaiheeseen, vuodenaikaan ja satotavoitteeseen.

Kasvihuoneen varjostusjärjestelmätyypit ja niiden vaikutus kasvinsuojeluun

Eri varjostustekniikat suojaavat satoja eri tavoin, ja jokaisessa on kompromissi jäähdytyksen, valon saatavuuden, kustannusten ja hallittavuuden välillä.

Ulkoinen varjostus on usein tehokkain estämään lämmön muodostumista, koska se estää säteilyn ennen kuin se kulkee kansimateriaalin läpi. Sisäiset näytöt on helpompi integroida olemassa oleviin kasvihuoneisiin ja ne voidaan automatisoida ilmastoinnin säätimillä. Käytännössä monet viljelijät valitsevat kerrostetun strategian: ulkoinen varjostin kuumimpia tunteja varten, sisäinen seula tarkempaan hallintaan ja luonnollinen tai mekaaninen ilmanvaihto ilmanvaihtoon. Tämä yhdistelmä suojaa yleensä sadon kudosta paremmin kuin yksittäinen tiheä kangas.

Yksi hyödyllinen vertailukohta on, että kasvihuoneilmastojärjestelmät arvioidaan tyypillisesti integroiduiksi järjestelmiksi, ei eristetyiksi laitteiksi, koska varjostus muuttaa kosteutta ja ilmanvaihtotarvetta samanaikaisesti. The ISO 1991 -sarja kasvihuonerakenteista ja -laitteista on käytännöllinen muistutus siitä, että rakenteen, peitteen ja ympäristön hallinnan on toimittava yhdessä, ei erikseen. Kasvinsuojelupäätösten kannalta järjestelmänäkymä on tärkeämpi kuin tumimman saatavilla olevan näytön valitseminen.

Kuinka varjostus alentaa lämpötilaa, VPD:tä ja auringonpolttaman riskiä

Kasvihuoneen varjostusjärjestelmä suojaa satoa tehokkaimmin, kun se vähentää lämpöstressiä, ei vain ilman lämpötilalukua.

Lehtien palovamma ja kukkien keskeytyminen tapahtuvat usein, koska lehtien rajakerros ylikuumenee, vaikka haihtuminen ei pysy tahdissa. Varjostus vähentää suoraa auringonottoa, mikä alentaa kuomulämpötilan huippua ja auttaa estämään höyrynpainevajeen liian äkillisen nousun. Sillä on merkitystä, koska korkea VPD voi laukaista mahan sulkeutumisen, hidastaen hiilidioksidin ottoa ja hidastaen kasvua. Hedelmissä ja vihanneksissa se voi myös johtaa epätasaiseen kokoon, kärkien palovammoihin ja voimakkaampaan hedelmien halkeiluriskiin, jos kastelu ei vastaa kysyntää.

Fysiikka on suoraviivaista. Varjostuskerros vähentää kasvihuoneeseen tulevaa lyhytaaltosäteilyä, ja pienempi säteily tarkoittaa vähemmän lehtien, penkkien ja lattioiden absorboimaa energiaa. Koska nämä pinnat säteilevät uudelleen lämpöä, koko talo on helpompi jäähdyttää. Siksi varjostus on enemmän kuin mukavuusominaisuus; se on kasvinsuojelutyökalu.

Sadon näkökulmasta ihanteellinen tulos ei ole "viileämpi hinnalla millä hyvänsä". Se on pienempi keskipäivän lämpötilapiikki, jossa on riittävästi valoa jäljellä fotosynteesiin. Monilla arvokkailla viljelykasveilla vahingollisin stressiikkuna on lyhyt aurinkopäivän tienoilla. Hyvin suunniteltu varjostusaikataulu kohdistuu kyseiseen ikkunaan ja avautuu sitten uudelleen, kun säteily laskee.

Viljelijöille, jotka haluavat verrata järjestelmien asetteluja, käytännöllinen seuraava askel on tarkistaa, tarvitseeko heidän talonsa myös haihtuva jäähdytys , ympäristön seuranta , tai automaattiset ohjaukset . Varjostus vähentää kuormitusta; nämä muut järjestelmät poistavat tai hallitsevat sen, mikä on jäljellä.

Oikean varjostusprosentin valinta kasvinsuojelua varten

Paras varjostusprosentti riippuu sadosta, vuodenajasta, leveysasteesta ja kasvihuonepeitosta, ei yleisestä säännöstä.

Vaaleat kasvit, kuten tomaatit, kurkut ja paprikat, sietävät usein enemmän valoa kuin salaatti tai nuoret istutuskasvit, mutta jopa aurinkoa rakastavat kasvit voivat kärsiä helleaalloista. Todellisuudessa viljelijät aloittavat yleensä neljällä kysymyksellä: Mikä on sadon valontarve? Milloin stressi ilmenee? Kuinka vahva luonnollinen ilmanvaihto on? Kuinka paljon valoa kansimateriaali jo pystyy suodattamaan?

Karkea suunnittelutaulukko voi auttaa rajaamaan valintaa ennen kenttätestausta.

Nämä valikoimat ovat hallinnon lähtökohtia, eivät yleisiä reseptejä. Todellinen suorituskyky tulee validoida paikan päällä mitatuilla kuomun lämpötilan, PAR:n ja kosteuden mittauksilla. Arvokkaissa projekteissa paras käytäntö on testata varjostusaikataulu yhdessä paikassa ennen sen skaalaamista koko taloon.

Viljelijät aliarvioivat usein peitemateriaalin merkitystä. Kasvihuonekalvo tai lasi muuttaa jo läpäisyä, diffuusiota ja lämmönpidätyskykyä, joten varjostin on valittava kontekstissa. Esimerkiksi hyvin hajaantuva peite voi vähentää suoria auringon aiheuttamia vaurioita jo ennen varjostuksen levittämistä, kun taas kirkas päällinen voi vaatia vahvempaa keskipäivän puuttumista. Siksi rakenne, peite ja varjostus tulee valita yhdessä.

Mitkä standardit ja mitat tukevat parempia kasvihuonevarjostuspäätöksiä

Luotettava kasvinsuojelu riippuu mitattavissa olevasta ympäristön hallinnasta, ei arvailusta.

Kasvihuonetoiminnassa hyödyllisimpiä mittauksia ovat ilman lämpötila, suhteellinen kosteus, auringon säteily tai PAR, CO2 ja joskus lehtien lämpötila. ISO- ja ASTM-standardit ovat arvokkaita, koska ne määrittelevät, kuinka mittaukset ja testaukset tulee tehdä johdonmukaisesti. Esimerkiksi, ISO 7726 kattaa laitteet fysikaalisten suureiden mittaamiseen lämpöympäristöissä, mikä on olennaista, kun tarvitset toistettavia lämpötila- ja kosteuslukemia sadon latvoksen lähellä. Valonläpäisytestauksessa kasvihuonemateriaaleja verrataan usein standardoiduilla menetelmillä subjektiivisten vaikutelmien sijaan.

Toinen käytännön lähde on US National Institute of Standards and Technology. Sen ilmasto- ja mittausresurssit auttavat viljelijöitä ja insinöörejä ymmärtämään, miksi anturin kalibroinnilla on merkitystä, kun ohjausjärjestelmä tekee varjostuspäätöksiä. Katso NIST mittausohjeita ja kalibrointikontekstia varten. Jos anturisi ajautuvat, varjostusnäyttö saattaa avautua liian myöhään tai sulkeutua liian aikaisin, mikä voi aiheuttaa juuri sen stressin, jota yrität välttää.

Seuraava taulukko näyttää millaista mitattavissa olevaa dataa kaupallisten ryhmien tulee seurata.

Materiaalitestauksessa ja sävyjen suorituskyvyn vertailussa ASTM-standardia lasimateriaalien optisten ominaisuuksien arvioimiseksi käytetään usein viereisessä kasvihuonetutkimuksessa ja hankinnassa. Yksi hyödyllinen viite on ASTM F1233 , joka käsittelee turvallisuus- ja suorituskykynäkökohtia kasvihuone- ja lasitussovelluksissa. Vaikka kaikki projektit eivät vaadi virallista laboratoriotestausta, standardeihin perustuva ajattelutapa vähentää hankintavirheitä.

Kuinka kasvihuonevarjostusjärjestelmän ohjausstrategiat estävät lämpöstressiä

Automaatiolla on merkitystä, koska lämpöstressi on dynaamista ja usein lyhytaikaista.

Manuaalinen varjostimen ohjaus voi toimia pienissä taloissa, mutta kaupallinen tuotanto hyötyy anturiohjatusta logiikasta. Nykyaikainen kasvihuonevarjostusjärjestelmä voi avautua alhaisella säteilyllä, sulkeutua osittain aurinkokuormituksen aikana ja avautua uudelleen, kun pilvipeite tai myöhään iltapäiväolosuhteet vähentävät lämpöriskiä. Tarkoitus on tasoittaa ympäristöä, ei pitää taloa pysyvästi varjostettuna.

Yksi tehokas ohjausstrategia on hystereesi, jossa näyttö ei liiku jokaisessa pienessä säteilyn muutoksessa. Tämä estää mekaanista kulumista ja epävakaa värähtelyä. Toinen on vaiheittainen torjunta, jossa talo käyttää enemmän varjoa istutuksen jälkeen ja vähemmän varjoa hedelmien täytön tai lopullisen kasvun aikana. Monet viljelijät yhdistävät myös varjostuslogiikan kasteluun, koska veden tarve kasvaa säteilyn lisääntyessä. Jos kastelu jää varjomuutosten jälkeen, kasvit voivat silti kuihtua, vaikka lämpötilaa hallittaisiin paremmin.

Yhteinen ohjauslogiikka sisältää seuraavat vaiheet:

1. Mittaa säteilyä, lämpötilaa, kosteutta ja valinnaisesti lehtien lämpötilaa muutaman sekunnin tai minuutin välein.
2. Vertaa lukemia satokohtaisiin kynnysarvoihin ja kellonajan sääntöihin.
3. Sulje näyttö osittain, kun lämpökuorma nousee tavoitekaistan yläpuolelle.
4. Koordinoi ilmanvaihdon, sumutuksen tai jäähdytyksen kanssa, jos mahdollista.
5. Avaa näyttö uudelleen, kun valo alkaa rajoittaa tai ulkoiset olosuhteet paranevat.

Tässä toimintakurilla on väliä. Paras kasvihuonevarjostusjärjestelmä ei ole se, jolla on eniten ominaisuuksia; sitä tiimi voi seurata, ylläpitää ja luottaa. Järjestelmä, joka on liian monimutkainen viljelijän hallittavaksi, voi aiheuttaa uusia riskejä, kuten jumiutuneita seuloja, epätasaisia ​​paikkoja ja tahatonta valonpuutetta.

Varjostus, tuuletus ja kasvinsuojelu toimivat parhaiten yhdessä

Pelkkä varjostus ei ratkaise huonosti tuuletettua kasvihuonetta.

Jos kuuma ilma ei pääse karkaamaan, säteilyn vähentäminen auttaa, mutta taloon saattaa silti kertyä kosteutta ja tautipainetta. Siksi ilmanvaihdon geometrialla on merkitystä. Kuumissa ilmastoissa harjanteen tuuletusaukot, sivutuulettimet ja tuulettimen ohjaama ilmavirta voivat vähentää jäähdytystaakkaa, jota varjostuksen on käsiteltävä. Joissakin tapauksissa varjostimet ovat tehokkaimpia, kun ne vähentävät aggressiivisen tuulettimen käyttöaikaa sen sijaan, että ne korvaisivat sen.

Sama koskee kasvinsuojelua tuholaisia ​​ja tauteja vastaan. Liiallinen kosteus varjostuksen jälkeen voi aiheuttaa Botrytis-, härmäsientä tai bakteeri-ongelmia, jos ilmavirtaus on heikko. Siksi älykkäät tuotantotiimit tarkkailevat lämpötilan lisäksi myös kastepistettä ja ilmavirran tasaisuutta. Kasvihuoneen varjostusjärjestelmää tulee arvioida suhteessa koko satoilmastoon, ei pelkästään kesän lämpötilaan.

Jos suunnittelet uutta rakentamista tai jälkiasennusta, varjostuskerroksen vertaaminen siihen liittyviin moduuleihin, kuten esim varjostavat näytöt , kasvihuoneen päällyste , ja kasvihuoneen rakenne . Monissa projekteissa rakenne ratkaisee, kuinka hyvin varjostinjärjestelmä voidaan asentaa ja huoltaa.

Yleisiä virheitä käytettäessä kasvihuonevarjostusjärjestelmää

Useimmat varjostusvirheet johtuvat huonosta yhteensovittamisesta, eivät huonosta laitteistosta.

Viljelijät valitsevat usein sadon kannalta liian tumman seulan, sulkevat sen liian pitkäksi aikaa tai asentavat sen ilman riittävää ilmanvaihtokapasiteettia. Toinen yleinen virhe on jättää huomiotta eron kasvin varjon ja työntekijän varjon välillä. Mukava käytävä ei aina tarkoita, että katos on suojattu. Sato on se mikä ratkaisee.

Tässä on yleisimmät virheet vältettävät:

• Käytä yhtä kiinteää varjostusprosenttia jokaiselle vuodenajalle ja satovaiheelle.
• Varjon valinta ennen todellisen säteilyn ja lämpöhuippujen mittaamista.
• Ei huomioida kansimateriaalin vaikutusta valon diffuusioon.
• Varjostuksen yhdistäminen kastelun ja ilmanvaihdon ohjaukseen ei onnistu.
• Näkymätön huolto, erityisesti sisäänvedettäville mekanismeille ja moottoreille.

Toinen virhe on varjostuksen käsitteleminen puhtaasti lämpötyökaluna. Todellisuudessa se vaikuttaa myös fotomorfogeneesiin, kukinnan käyttäytymiseen ja sairausriskiin. Siksi oikeudenkäynnillä on merkitystä. Pieni luotsipaikka voi paljastaa, saako sato vielä tarpeeksi valoa kompaktiin kasvuun ja korkeaan satoon.

Kuinka valita paras kasvihuoneen varjostusjärjestelmä ilmastoosi

Ilmaston pitäisi ohjata päätöstä, koska lämpöstressimallit vaihtelevat voimakkaasti alueittain.

Kuumilla ja korkean säteilyn alueilla ulkoinen tai sisäänvedettävä varjostus tarjoaa yleensä vahvimman kasvinsuojelun. Sekailmastossa sisäiset näytöt voivat riittää, jos ne yhdistetään ilmanvaihtoon ja huolelliseen aikatauluun. Pilvisessä pohjoisessa ilmastossa kevyempi varjostus tai vain tilapäinen keskipäivän käyttö voi olla parempi. Sama kasvihuone kahdella alueella saattaa tarvita kaksi täysin erilaista varjostusmenetelmää.

Yksinkertainen valintalista auttaa vähentämään virheitä:

1. Määrittele sato ja sen valon tarve kasvuvaiheen mukaan.
2. Kartoita kuumimmat kuukaudet ja keskipäivän stressiikkuna.
3. Mittaa nykyiset säteily-, lämpötila- ja kosteuskuviot.
4. Tarkista, tukeeko rakenne näytöt, moottorit ja johdotukset.
5. Valitse ohjausmenetelmä, jolla henkilökunta voi toimia luotettavasti.

Suuremmissa kaupallisissa hankkeissa päätös sisältää usein omistuskustannukset, ei vain ostohintaa. Halvempi näyttö, joka aiheuttaa sadon menetystä tai toistuvaa huoltoa, voi olla kalliimpi yhden kauden aikana kuin paremmin ohjattu dynaaminen järjestelmä. Tämä pätee erityisesti kasvien suojelulle herkillä viljelykasveilla, joissa viikon lämpöstressi voi vaikuttaa sadon laatuun loppujakson ajan.

Toimialan talous vaihtelee alueittain ja suunnittelun mukaan, joten on parempi arvioida takaisinmaksukyky omien tuotto- ja hyödyllisyystietojen perusteella. Kasvihuonesuunnittelussa pääomapäätökset ovat yleensä perusteltuja pienemmällä satohäviöllä, pienemmällä jäähdytyskuormalla ja parantuneella työtehokkuudella pelkän varjostuskomponentin sijaan.

Usein kysyttyä kasvihuoneen varjostusjärjestelmästä ja lämpöstressistä

1. Parantaako kasvihuonevarjostus aina satoa?

Ei. Se parantaa satoa vain, kun lämpöstressi todella rajoittaa satoa. Liian paljon varjoa voi vähentää fotosynteesiä ja hidasta kasvua, joten oikea järjestelmä tasapainottaa valon ja jäähdytyksen.

2. Mikä on paras aika sulkea varjostin?

Paras aika on yleensä ennen sadon jyrkkää keskipäivän säteilyhuippua, ei sen jälkeen, kun kuihtuminen on jo alkanut. Ennakoiva ohjaus toimii paremmin kuin reaktiivinen ohjaus.

3. Onko ulkoinen varjostus parempi kuin sisäinen varjostus?

Ulkoinen varjostus estää yleensä lämpöä tehokkaammin, koska se sieppaa säteilyn ennen kuin se tulee kasvihuoneeseen, mutta sisäiset suojat on helpompi asentaa jälkikäteen ja usein yksinkertaisempi huoltaa.

4. Mistä tiedän, ovatko viljani lämpöstressissä?

Varo kuomun kuihtumista, lehtien käpristymistä, kukkien pudotusta, auringonpolttamaa, vähentynyttä turgoria ja äkillisiä kasteluntarvepiikkejä. Anturitiedot, kuten kuomun lämpötila ja VPD, tekevät diagnoosista luotettavamman.

5. Voiko varjostus vähentää taudin painetta?

Epäsuorasti kyllä, jos se vähentää lämpöstressiä ja estää kasveja haihuttamasta liikaa. Mutta jos varjostus nostaa kosteutta liikaa ja ilmanvaihto on heikko, tautipaine voi kasvaa.

6. Mitkä anturit ovat tärkeimpiä varjostuksen hallinnassa?

Lämpötila, suhteellinen kosteus ja säteily ovat vähimmäistasoa. CO2 ja lehtien lämpötila tarjoavat paremman päätöksenteon laadun arvokkaissa toiminnoissa.

7. Miten minun tulisi verrata sävytuotteita?

Vertaa varjostusprosenttia, valon diffuusiota, kestävyyttä, yhteensopivuutta automaation kanssa ja huoltotarpeita. Paras vaihtoehto on se, joka suojaa satoa aiheuttamatta tarpeetonta valohäviötä.