اقلیم گلخانه و تهویه گلخانه

اقلیم گلخانه

دما، تشعشع و شرایط اقلیمی داخل گلخانه قابل تغییر است و در نتیجه یک اقلیم متفاوت از شرایط بیرون گلخانه قابل دسترس است. این تغییرات نه تنها به طور ویژه ای به طبیعت، خصوصیات پوشش گلخانه، به شدت جابجایی هوا، شکل و جهت استقرار گلخانه بستگی دارد، بلکه به خصوصیات ظاهری، استقرار گیاه و شرایط تبخیر و تعرق گیاه نیز وابسته است .
این میکرواقلیم در قسمت های مختلف گلخانه از قبیل کناره های گلخانه، مرکز گلخانه، سطح و کف گلخانه، سقف گلخانه و قسمتهای مختلف کانوپی گیاه یکنواخت نیست. مفهوم اصلاح اقليم خودبخودی در واقع فرایندی بدون دخالت انسان یا مصرف انرژی به ویژه بدون گرم کردن، تهویه مصنوعی یا اسپری آب می باشد. یک گلخانه به طور معمول محصولی تحت کشت دارد که آبیاری می شود و خاک گلخانه مرطوب است. یک گلخانه خاکی و خشک از نظر تئوری مورد علاقه است ولی نماینده شرایط واقعی نیست

اثر گلخانه ای

اثر گلخانه ای نتیجه دو عامل است:

1) اثر پوشش یا اثر محدودکنندگی جریان همرفت که مربوط به کاهش تبادل هوای داخل گلخانه با هوای محیط است و این حالت حتی در گلخانه ایی که کاملا به جریان هوا نفوذپذیر باشد نیز قابل درک است.
۲) اثر ناشی از وجود پوشش با شفافیت کم بدون ویژگی عبور تشعشع مادون قرمز منعکس شده از سطح خاک، گیاه و همه اجزا داخل گلخانه که در معرض نور خورشید (نور مرئی، تشعشع IR کوتاه که پوشش گلخانه به آن کاملا نفوذپذیر است هستند. این عمل گاهی به عنوان اثر تشعشع گلخانه ای یا تله گرما شناخته میشود.

طبق قانون وین، دمای تابش جسم (k) با طول موج غالب اشعه عبوری (بر حسب میکرون) ثابت و برابر ۲۸۹۷ (kmm)است.
میانگین دمای سطح خورشید که توسط جسم سیاه جذب شده، ۵۸۰۰ درجه کلوین است. تشعشع خروجی خورشید (بین 3/0 تا 5/2 میکرومتر) با طول موج غالب mm 5/0=5800÷2897(یعنی در حاشیه سبز، آبی و زرد از محدوده مرئی) می باشد.
جنس پوشش گلخانه نسبت به تشعشع خورشید نفوذپذیر است و عمده طیف نوری از آن عبور می کند اما گیاه و خاک مقدار زیادی از آن را در تمام طول موجها جذب می کنند. در طول روز بیشتر تشعشع خورشید از پوشش گلخانه عبور می کند و توسط خاک و گیاه جذب می شود. گیاه و خاک گرم شده و انرژی را عمدتا با طول موج بلند mm۱۰و البته در طول موج های بین 5/2تا ۲۵ mm (طيف مادون قرمز) مطابق قانون وین بازتابش می کند (زیرا دما ۳۰۰k است). این انرژی دوباره بازتابش شده توسط گیاه، خاک و پوشش گلخانه (این پوشش عمدتا نسبت به تشعشع مادون قرمز مات است) گرفته شده و بخشی از آن به داخل گلخانه وارد شده و باعث گرم شدن گلخانه می شود و بخشی هم از گلخانه خارج می شود. در این شرایط در صورت عدم ورودی هوای تازه و محبوس شدن هوای داخل گلخانه، هوای گلخانه گرم میشود. این پدیده باعث افزایش دما داخل گلخانه بویژه در طول روز در مقایسه با هوای بیرون گلخانه می شود. شدت این اثر بسته به توانایی در جذب با عبور نور، شرایط تهویه و هوای گلخانه متغیر است.
در شب شیب تغییر دما داخل گلخانه متأثر از دمای هوای خارج گلخانه و میزان تبادل هوای داخل گلخانه و بیرون آن می باشد. در گلخانه بدون سیستم گرمایشی، وارونگی هوا ممکن است تحت شرایط معینی ظاهر شود. برای مثال در شب هنگام زمانی که آسمان صاف است انرژی زیادی به صورت باز تابش مادون قرمز به اتمسفر تلف می شود . اگر جنس پوشش گلخانه نسبت به تشعشع مادون قرمز نفوذپذیر باشد (مانند اکثر پوشش های پلی اتیلن استاندارد گلخانه)، در شب هنگام در هوای آرام و بدون باد، دمای هوای داخل گلخانه نسبت به دمای هوای بیرون بیشتر کاهش یابد که باعث وارونگی هوا می گردد. به بیان دیگر اگرچه هوای بیرون هم به طور مشابه سرد می شود، ولی وجود جریان هوا در خارج گلخانه و ترکیب هوای سرد و گرم در لایه های هوا، باعث تعادل هوای بیرون می شود ولی داخل گلخانه به علت این که گرما به صورت بازتابش با طول موج بلند از گلخانه خارج می شود و هوای تازه و گرمتری وارد گلخانه نمی شود، داخل گلخانه حالت وارونگی هوا و سردتر نسبت به بیرون گلخانه به ویژه در هوای صاف میشود. در گذشته اثر تابشی گلخانه عامل میکروکلیما گلخانه شناخته می شد، اما در حال حاضر اهمیت توجه به اثر همرفت و جابجایی هوا داخل گلخانه جهت جلوگیری از ماندگاری هوا داخل گلخانه بیشتر است، بنابراین اصطلاح اثر گلخانه ای باید با هر دو فرایند بازتابش و همرفت بکار رود. در جدول زیر رفتار پارامترهای اصلی میکرو اقلیم گلخانه در زمستان خلاصه شده است.

شرایط تشعشع خورشید در گلخانه از نظر تولید هم کمی و هم کیفی بسیاز حائز اهمیت است. اولین ویژگی گلخانه، نقش آن در کاهش دسترسی به نور در گلخانه می باشد. خصوصیات رادیومتری پوشش گلخانه نه تنها ممکن است به طور معنی داری کیفیت تشعشع ورودی گلخانه را تغییر دهد (توزیع طیف یا انتشار تشعشع مناسب) بلکه می تواند گیاهان را از طریق کارایی مصرف نور و اثرات فتومورفوژنز متأثر کند و در کاهش حشرات و میکروارگانیسم ها می تواند نقش داشته باشد.
دیواره های جانبی گلخانه درگلخانه های تک و چند تونله بخش مهمی از نور نفوذی به گلخانه را مختل می کنند. بنابراین، استفاده از صفحات بازتاب کننده در قسمت شمالی گلخانه (در نیمکره شمالی) سبب افزایش نور در دسترس گیاه بویژه در سمت شمال گلخانه می شود. به همان اندازه، استفاده از صفحات بازتاب کننده روی سطح خاک برای باز تابش نوری که توسط گیاه دریافت نشده اجازه میدهد نور در دسترس گیاه افزایش یابد.

میزان عبور تابش

کسری از تابشهای خورشید که داخل گلخانه وارد می شود به عنوان انتقال جهانی گلخانه ای تعیین می شود. محدودیت تولید ناشی از سطح پایین تابش نور در گلخانه ها در پاییز و زمستان در اقلیم های مدیترانه ای، مورد بررسی زیادی قرار گرفته است. ورود حداکثری تابش به داخل گلخانه یک هدف مطلوب بویژه در فصل پاییز و زمستان می باشد. در عرضهای جغرافیایی بالاتر از ۳۰ درجه، کاهش طبیعی تابش خورشید مهمترین فاکتور محدود کننده رشد غیر قابل کنترل برای رشد گیاهان در داخل گلخانه است، بنابراین توجه به این موضوع جهت کسب حداکثر شدت نور با یکنواختی و شدت و مدت تابش نور مناسب تحت این شرایط حیاتی است.

عبور نور تحت شرایط بالا متأثر از عوامل زیر است:

شرایط اقلیمی (میزان ابرناکی در ارتباط با میزان تشعشع مستقیم و منتشر شده)
موقعیت خورشید در آسمان (که بستگی به تاریخ، زمان روز و عرض جغرافیایی دارد)
هندسه پوشش گلخانه
جهت گلخانه (شرقي – غربی یا شمالی – جنوبی)
جنس پوشش گلخانه (خصوصیات رادیومتری، تمیزی و شفافیت، میزان شبنم در زیر پلاستیک و ..)
ساختار و سازه داخلی گلخانه که از طریق ایجاد سایه می تواند دسترسی نور داخل گلخانه را محدود کند (Bot

قابلیت انتقال تشعشع مستقیم به زاویه تابش (در ارتباط با زاویه تابش و پوشش گلخانه) بستگی دارد. به طوری که هرچه زاویه تابش با خط عمود بر پوشش گلخانه تندتر باشد نور ورودی بیشتر خواهد شد. نسبت انتقال به انتشار تشعشع مستقیم ورودی از آسمان به ندرت تحت تأثیر هندسه پوشش گلخانه قرار می گیرد. در یک روز صاف زمانی که تشعشع مستقیم غالب است، متوسط میزان انتقال نور کلی (بخشی از تشعشع ورودی کل که به داخل گلخانه نفوذ می کند) باید به عنوان متوسط نور ورودی به داخل گلخانه در نظر گرفته شود. این موضوع به علت
تغییر پذیری تشعشع در نقاط مختلف گلخانه به علت سایه اندازی ساختار و تجهیزات داخل گلخانه می باشد.
در یک روز کاملا ابری وقتی تمام نور خورشید به صورت انتشار است (یعنی هیچ سایه مشخصی وجود ندارد)، توزيع تشعشع داخل گلخانه یکنواخت تر است. متوسط میزان انتقال نور به داخل گلخانه در هر لحظه در کل طول روز بسته به موقعیت خورشید در آسمان و خصوصیات تشعشع متغیر است. به طور طبیعی در یک روز آفتابی، میزان نور ورودی از زمان طلوع خورشید تا ظهر افزایش و بعد از آن تا غروب خورشید کاهش می یابد. وقتی صحبت از میزان انتقال نور به داخل گلخانه می شود، به طور معمول میزان متوسط روزانه ورود نور به داخل گلخانه (میزان تشعشع تجمعی ورودی گلخانه در ارتباط با تشعشع خروجی) می باشد که از تشعشع لحظه ای ورودی به گلخانه قابل تشخیص است. در ارتباط با نفوذپذیری نور به داخل گلخانه توجه به این که گلخانه تک واحدی یا چند واحدی می باشد بسیار حیاتی است (حتی زمانی که قوس ها دارای شکل سقف مشابه هستند چرا که سایه اندازی قوسها روی هم، بر نور ورودی تأثیر می گذارد. در نتیجه تخمین میزان عبور نور در گلخانه تک واحدی به هیچ وجه قابل ارجاع به گلخانه های چند واحدی نیست.

جهت گلخانه و عبور نور

جهت گلخانه که بر اساس جهت طول گلخانه طراحی می شود، جهت گلخانه در عرض های جغرافیایی میانی به طور واضحی روی میزان عبور نور در فصل پاییز و زمستان تحت شرایط آسمان صاف (وقتی نور مستقیم غالب است) تأثیر می گذارد. در عرض های جغرافیایی بالاتر از ۲۰ درجه، جهت شمالی جنوبی در زمستان باعث عبور کمتر تشعشع به داخل گلخانه نسبت به جهت شرقی غربی می شود ولی مسله مهم یکنواختی تشعشع ورودی در جهت شمالی جنوبی است. زمانی که خورشید در فصل بهار ارتفاع بیشتری پیدا می کند این اختلاف به طور فاحشی کاهش می یابد. در گلخانه های با زاویه سقف کم تفاوت میزان عبور نور درگلخانه شرقی- غربی و شمالی- جنوبی بسیار کمتر می شود.
یکنواختی تشعشع در پاییز در گلخانه های شرقی- غربی (با زاویه قرینه حدود ۳۰ درجه پوشش گلخانه در روز آفتابی نسبت به گلخانه های شمالی جنوبی کمتر است. اما عبور نور در این گلخانه (شرقی- غربی)در زمستان در ارتباط با انقلاب زمستانه در نفوذ نور۱۰ درصد بیشتر است. هر چند این اختلاف در یکنواختی عبور نور در گلخانه های چند واحدی در جهت شرقی-غربی و شمالی-جنوبی در ارتباط با موارد زیر کاهش می یابد: ۱) ارتفاع زیاد گلخانه (ارتفاع ناودانی حدود 5/3 تا ۴ متر)، ۲) عرض دهانه کمتر و ۳) ویژگی میزان پخش نور توسط پوشش پلاستیکی که در پلاستیک های جدید استفاده شده است.
به طور خلاصه در عرضهای میانی با روزهای صاف و آفتابی غالب در پاییز و زمستان مانند سواحل مدیترانه، جهت شرقی-غربی گلخانه نسبت به شمالی- جنوبی در گلخانه ها با زاویه پوشش سقف بیشتر از ۳۰ درجه مناسب است، در حالی که در گلخانه های با زاویه سقف کمتر (گلخانه های با تکنولوژی پایین زاویه سقف حدود ۱۰ درجه است) جهت شمالی-جنوبی احتمالا مناسب تر است. در هر حالت اگر حداکثر یکنواختی ورود تشعشع به داخل گلخانه اولویت باشد جهت شمالی-جنوبی ( مثلا در گلخانه های تولید نشاء) مناسب تر است.
جنبه مهم دیگر در ارتباط با تعیین جهت گلخانه، جهت بادهای غالب است که می تواند در انتخاب جهت گلخانه تقدم داشته باشد، چرا که می تواند تأثیر زیادی روی ساختار سازه به طور مکانیکی داشته باشد که خود می تواند به طور غیر مستقیم میکرواقليم داخل گلخانه و تعادل انرژی را متأثر کند. باد می تواند تلفات حرارتی و نشتی داخل گلخانه را افزایش دهد. بنابر این قرار دادن جهت دهانه گلخانه در جهت طول در جهت باد غالب در موارد معینی،
می تواند توصیه شود، اما در کنار آن کاهش تهویه اجتناب ناپذیر خواهد بود. همچنین شکل و شیب زمین و موانعی که ایجاد سایه می کنند نیز می توانند در تعیین جهت گلخانه نقش داشته باشند.

بهینه سازی عبور نور

عبور نور به میزان ۷۰ درصد روزانه از گلخانه با یک پوشش ساده، کم اتفاق می افتد، زیرا به طور معمول این میزان حدود ۵۵ درصد در زمستان و ۷۰ درصد در تابستان است در حالی که در گلخانه های با پوشش دو لایه این رنج بین ۵۰ تا ۶۰ درصد می شود. متوسط بازتابش نور از پوشش گلخانه بین ۲۰ تا ۲۵ درصد و جذب نور توسط پوشش گلخانه و سازه، از ۱۵ درصد در گلخانه تک پوشش تا ۲۵ درصد در گلخانه با دو لایه پوشش پلاستیکی متغیر می باشد. در سطح پوشش گیاهی، سطح تغییرات ساختاری تشعشع به عنوان یک عامل با رابطه خطی در ارتباط با فتوسنتز تعریف شده است. این موضوع (که بیشتر در اتاق های رشد آزمایشگاهی مطالعه شده است) نه تنها ممکن
است در طی ماه های با تشعشع بالا در وسط روز در گلخانه بلکه در قسمت های بالای کانوپی که در معرض نور بیشتر قرار دارند، مشاهده شود. در حالی که برگ های پایین کانوپی (برگهای تحت سایه برگهای بالایی) تشعشع بسیار کمتری را دریافت می کنند و با نقطه اشباع نوری فاصله زیادی دارند. بنابراین در ارتباط با کل پوشش گیاهی (کل کانوپی گیاه) رسیدن به نقطه اشباع نوری در گونه های مختلف سبزیجات خوراکی حتی تحت شرایط آب و هوای مدیترانه ای معمول نیست و کاهش عمدی نور در گلخانه نمی تواند به دلیل عدم رسیدن گیاه به نقطه اشباع نوری باشد. محدود کردن ورود نور به داخل گلخانه ممکن است به خاطر دلایل دیگری مانند تعدیل دما در گلخانه یا تهویه نامناسب، حفظ کیفیت میوه، رنگ میوه یا کاهش تنش خشکی باشد. مزیت ویژگی ضد شبنم بودن پوشش
گلخانه از تشکیل قطرات درشت آب (زمانی که فشار بخار روی پلاستیک متراکم می شود) در لایه داخلی پوشش گلخانه و کاهش عبور نور، و تأثیر نامطلوب قطرات آب روی سلامت گیاه جلوگیری می کند. شستن پوشش گلخانه و شفاف شدن پلاستیک پوشش گلخانه در کنار استفاده از پوشش پلاستیکی مناسب، سبب افزایش نفوذ نور به داخل گلخانه می گردد.کاهش هرچه بیشتر سایه اندازی سازه و تجهیزات گلخانه و بادشکن های خارج گلخانه در بهبود نفوذ نور موثرند. کیفیت تشعشع توسط ذرات گرد و خاک رسوب کرده روی پوشش گلخانه متأثر می شود به طوری که نفود تشعشع فعال فتوسنتزی (PAR) ممکن است بیشتر از کل نور برخوردی که به پوشش گلخانه
می تابد، محدود شود. همچنین می توان با استفاده از تکنیکهایی مانند کشت ردیفها در جهت شمالی جنوبی، تراکم مناسب کشت، هرس کردن، شکل دهی مناسب بوته، استفاده از مالچ در مدیریت کشت محصولات داخل گلخانه به طور کارآمدتری از نور استفاده کرد. استفاده از تکنیک های جدید کشت بیش از توجه به سازگاری عمومی گیاه توصیه می شود. در این ارتباط اشاره به تأثیر منفی کاربرد مالچ های سفید در کف گلخانه های بدون سیستم گرمایشی در فصل پائیز و زمستان جهت افزایش جذب نور اهمیت زیادی دارد چرا که در این حالت دمای ناحیه رشد گیاه کاهش چشمگیری پیدا کرده و سبب خسارت می شود. این خسارت هم در گیاهان کشت شده در خاک هم در سیستم بدون خاک مشاهده شده است.

دما

در یک گلخانه بدون سیستم گرمایشی، منبع اصلی گرما در طی روز تشعشع خورشید و گرمای ذخیره شده در خاک می باشد. در طی شب انرژی عمدتا به شکل تشعشع مادون قرمز از خاک خارج می شود.

دمای هوا

دمای هوا در داخل گلخانه در نتیجه تبادل انرژی پوشش گلخانه است. اثر گلخانه به طور کلی نتیجه دو عامل است: ۱) در شب به علت کاهش تلفات تشعشع خورشید، حداقل دمای داخل گلخانه مشابه یا به مقدار خیلی کم بیشتر از هوای بیرون است (۱ تا ۳ درجه بسته به جنس پوشش گلخانه). با این وجود در شب های با آسمان صاف و بدون باد، پدیده وارونگی هوا ممکن است حادث شود و هوای داخل گلخانه سردتر گردد ۲) در طی روز به علت اثر تله نوری پوشش پلاستیکی و ممانعت از خروج دما بر اثر تبادل همرفتی، دمای هوا داخل گلخانه نسبت به بیرون گلخانه بیشتر است، که می تواند این دما در صورت نبودن تهویه و تشعشع بالا بسیار زیادگردد.
اندازه گیری دمای هوای داخل گلخانه باید در گلخانه در محلی که از تابش مستقیم خورشید و جریان مستقیم هوا حفاظت شده انجام گیرد. اختلافات دمایی درون گلخانه در بخش های مختلف آن وجود دارد به طوری که در بخشهای حاشیه ای شرقی، غربی و شمالی معمولا سردتر است (در نیمکره شمالی)، که می تواند با استفاده از پوشش دو لایه به حداقل برسد. وارونگی هوا در گلخانه های بدون سیستم گرمایشی، ممکن است در شب های آرام با آسمان صاف و با تلفات تشعشع با طول موج بلند به سمت اتمسفر که بیشتر از تشعشع ورودی است و به عنوان
پنجره اتمسفری معروف است. بویژه در گلخانه های با پوشش گلخانه ای نفوذپذیر به این نوع تشعشعات اتفاق می افتد حادث شود.

دمای گیاه

دماسنج (بدون پوشش) قرار گرفته درون گلخانه در طی شب ممکن است دمای متفاوتی را نسبت به دمای حقیقی هوا ثبت کند. به طور تقریبی، به این دما، دمای تشعشعی یا شاخص اکتینوترمال گفته میشود. این مسئله در پوشش های پلی اتیلن معمولی نسبت به پوشش های شیشه ای بیشتر است. این دمای تشعشعی در واقع نزدیک تر به دمای تجربه شده گیاه نسبت به دمای هوا در طی شب می باشد. در طی روز اختلافات دمایی بیشتر در ارتباط با دمای هوا و همچنین قسمت های مختلف گیاه وجود دارد که بستگی به تشعشع دریافتی، تبخیر آب، جریان هوا و سایر عوامل دارد. دمای گلها و میوه ها بستگی زیادی به رنگ آنها دارد، که این مسئله در ارتباط با جذب تشعشع می باشد. به طور مثال میوه سبز نسبت به میوه قرمز سردتر است.
به طور سنتی دمای گیاه بر اساس دمای هوای تصحیح شده با دیواره، کف گلخانه و میزان تبخیر و تعرق ارزیابی می گردد. اما در حال حاضر، تکنولوژی هایی برای اندازه گیری مستقیم دمای گیاه و تئوری صدای گیاه در مدیریت گلخانه به صورت گسترده ای پذیرفته شده است. دمای توصیه شده هوای داخل گلخانه برای اکثر گونه های گیاهی بین ۱۰ تا ۳۰ درجه سانتی گراد با دمای بالاتر روز نسبت به شب می باشد. به دلایل اقتصادی حفظ دمای پایین تر در شب نه فقط به علت تلفات بالای انرژی در شب (حدود ۷۰ درصد) بلکه به علت این که در دمای پایین تلفات تنفسی گیاه نیز کاهش می یابد، توصیه می گردد. در محصولات زراعی مانند گوجه فرنگی، دمای شب حدود ۱۵ درجه سانتی گراد تلفات تنفسی را کاهش می دهد و این دما دمای مناسب شب در این گیاه محسوب میشود. اما وقتی دمای شب خیلی پایین تر از ۱۵ درجه سانتی گراد برسد، مانند گلخانه هایی که در عرض های جغرافیایی پایین قرار دارند می تواند یک عامل محدود کننده رشد گردد.
درجه حرارت مناسب معمولا با افزایش سن گیاه کاهش می یابد، و در مرحله جوانه زنی و مراحل اولیه نمو درجه حرارت مناسب بالاتر است. قسمتهای مختلف گیاه نیز ممکن است درجه حرارت مناسب متفاوتی داشته باشند. (بخشهای بالای گیاه دمای بالاتر در حالی که میوه دمای مناسب پائین تر را ترجیح میدهند). در زمان دسترسی گیاه به تشعشع یا محتوای دی اکسید کربن هوای بیشتر، درجه حرارت مناسب از نظر سرعت فتوسنتز، افزایش می یابد .
زمانی که درجه حرارت در گلخانه کمتر از درجه حرارت مناسب باشد، به طور معمول کیفیت محصول کاهش می یابد که بیشتر در زمستان در گلخانه های بدون سیستم گرمایشی مشاهده می گردد.
اکثر گونه های باغبانی در درجه حرارت روزانه (۲۴ ساعت) بین ۱۰ تا ۲۵ درجه سازگار شده اند، بدین مفهوم که اگر متوسط درجه حرارت در این گیاهان در این رنج قرار گیرد، رشد آنها مخدوش نشده و می توان با انعطاف در مدیریت گرمایشی گلخانه، هزینه ها را مدیریت کرد، مفهوم نیاز حرارتی که برای دوره های طولانی استفاده می شود، امکان پیش بینی فنولوژی محصولات با هدف برنامه ریزی برداشت می باشد. نیاز حرارتی بر پایه این فرض بنا شده که دمای پایین تر منجر به رشد کندتر و طولانی شدن نمو گیاه می گردد. در بین گونه های گیاهان باغبانی سه نیاز دمایی قابل تشخیص است: ۱) نیاز دمایی پایین مانند کاهو، توت فرنگی، کاسنی، گل میخک که سطح دمای روز و شب آنها حدود ۲۵-۱۰ درجه سانتی گراد در روز و ۱۰-۷ درجه سانتی گراد در شب می باشد ۲) نیاز دمایی متوسط مانند گوجه فرنگی، لوبیا، فلفل، بادمجان، کدو با سطح دمایی حدود ۳۰-۱۶ درجه سانتی گراد در روز و ۱۸-۱۳ درجه سانتی گراد در شب، 3) نیاز دمایی بالا که نیاز به دمای ۳۵-۲۰ درجه در روز و ۲۴-۱۸ درجه در شب را دارند مانند گیاهان خانواده کدو (خربزه، هندوانه و خیار) و برخی گیاهان تزئینی.

دمای خاک

در نزدیک سطح خاک، دمای خاک خیلی نزدیک به دمای هوای اطراف است (به شکل سینوسی و تفاوت اندک با دمای هوا). نحوه آبیاری نیز دمای خاک را متأثر می کند که از یک طرف در ارتباط با دمای آب و از طرف دیگر در ارتباط با تبخیر آب از سطح خاک است که بیلان انرژی خاک را شکل می دهد.

نوسانات دما در گلخانه

در گلخانه خاکی، خاک و در سیستم بدون خاک، بستر کشت یا گلدان در گیاهان زینتی همگی ذخیره کننده اصلی دما هستند و ضوایط دمایی در مورد آنها اهمیت دارد. گیاه تحت کشت در مقایسه با خاک اهمیت کمتری در نوسانات دمایی دارد. یک لایه ۱۰ سانتی متری خاک ۵ تا ۸ برابر ظرفیت دمایی بیشتری نسبت به توده گیاهی دارد.
در طی شب، خاک انرژی ذخیره شده در طی روز خود را به گلخانه بر می گرداند. استفاده از مالچ سفید جهت انعکاس نور، ذخیره انرژی خاک را در طی روز کاهش داده و در نتیجه توان تعادل گرمایی خاک را در شب کاهش می دهد. مالچ با مواد آلی که تبخیر آب از سطح خاک را کاهش می دهد و در حین تجزیه خود دی اکسید کربن آزاد می کند بخشی از نوسانات دمای خاک را جبران می کند.

باد در داخل گلخانه

پوشش دولایه سقف و دیواره های گلخانه باعث کاهش چشمگیر شدت باد به داخل گلخانه می شود. این کاهش باد دارای تأثیر زیادی روی فیزیولوژی گیاه و میکرو اقلیم گلخانه به علت محدود شدن هوا در داخل گلخانه می باشد. وقتی تهویه گلخانه محدود شود یا زمانی که لایه بندی هوا داخل گلخانه شکل گیرد، ضروری است که هوای داخل گلخانه یا فن های تهویه خارج و حرکت کند.

اتمسفر گلخانه

یک گلخانه بسته هیچ زمان به طور کامل نسبت به هوا بسته محسوب نمی شود زیرا بسته بودن کامل گلخانه از نظر تکنیکی هرگز قابل دسترس نیست. تبادل هوای داخل و خارج گلخانه به مقدار زیادی به شدت باد بیرون بستگی دارد. نرخ تبادل هوا در ساعت (r) به عنوان خارج قسمت بین حجم هوای ورودی در یک ساعت به کل حجم هوای گلخانه، یا میانگین حجم هوا تبادلی در واحد سطح در یک ساعت (متر مکعب هوا در متر مربع سطح زمین در ساعت m3m-2h-1) تعریف شده است.

تهویه گلخانه

تهویه گلخانه به سه دلیل انجام میشود: ۱) جلوگیری از گرمای زیاد گلخانه در طی روز ۲) اطمینان از سطح مناسب دی اکسید کربن در گلخانه 3) کنترل رطوبت در گلخانه های بزرگ. تجمع هوای یکساعته (r) در طی تابستان باید ۳۰ تا ۶۰ برابر حجم گلخانه باشد (یعنی حجم گلخانه در ساعت)، یعنی هر یک تا دو دقیقه کل هوای گلخانه باید تخلیه شود که خود نیاز به فن های تهویه و ایجاد جریان هوا داخل گلخانه دارد.

رطوبت هوا

بخش بزرگی از تبادلات بخار آب در گلخانه از تعرق گیاه حاصل می شود، اگرچه تبخیر آب از سطح خاک مرطوب نیز کمک می کند و همچنین تراکم بخار در سطوح مختلف گلخانه، زمانی که آنها سرد شوند نیز دخیل هستند. در طی روز رطوبت نسبی در گلخانه با افزایش دما کاهش می یابد، اگر رطوبت مطلق با تعرق گیاه در محیط گلخانه افزایش یابد، در زمان تهویه هوا خنک تر و خشک تر بیرونی با ورود به گلخانه، رطوبت نسبی را کاهش می دهد زیرا هوای تازه بیرون گرما را زودتر از رطوبت به دست می آورد. به عنوان قانون کلی باید از کمبود فشار بخار آب (VPD) بالاتر از ۱/۱ کیلوپاسکال در زمستان یا 7/2 کیلوپاسکال در فصل بهار اجتناب کرد. در شب زمانی که گلخانه سردتر می شود رطوبت نسبی افزایش یافته به حد اشباع می رسد و بخار آب در سطح پوشش گلخانه که سردتر است متراکم می شود. در گلخانه های با شیب مناسب سقف، تراکم بخار آب به سمت پایین هدایت شده و به ناودانی منتقل می شود. در گلخانه های با شیب سقف کم، بخار آب به صورت قطرات آب از سقف گلخانه می ریزد.
اگر گلخانه دارای دو لایه پلاستیک باشد پوشش داخلی نسبت به پوشش گلخانه ای تک جداره گرم تر می باشد و تشکیل قطرات آب ناشی از تراکم بخار آب در آن کمتر می شود. آب ناشی از تعرق گیاه تأثیر بیشتری روی رطوبت هوا دارد. یک گیاه بالغ رشد کرده به طور فعالی تعرق می کند، روی خاک را سایه می اندازد و گرم شدن هوای گلخانه را در طول روز کمتر می کند. به طور کلی یک گلخانه بدون گیاه و بدون آبیاری خیلی گرم تر از گلخانه دارای محصول در یک روز آفتابی است و تفاوت دما و رطوبت شب و روز در آن بیشتر است.

محتوای دی اکسید کربن

تهویه، فتوسنتز، و تنفس گیاه، دی اکسید کربن تولید شده در خاک (ناشی از تنفس ریشه و تجزیه مواد آلی خاک) محتوای دی اکسید کرین گلخانه را بیشتر می کنند. تجمع دی اکسید کربن به علت تنفس گیاه در گلخانه افزایش می یابد. در طی روز با انجام فتوسنتز محتوای دی اکسید کربن نسبت به هوای بیرون کاهش می یابد. در یک گلخانه بسته در یک روز آفتابی محتوای دی اکسید کربن ممکن است به زیر ۲۰۰ پی پی ام کاهش یابد، که می تواند عامل
محدود کننده عملکرد باشد. هدف تهويه ممانعت از کاهش بیشتر از ۳۰ پی پی ام دی اکسید کربن هوای گلخانه نسبت به هوای بیرون (۳۶۰ پی پی ام) است، تهویه گلخانه که به منظور کاهش دمای گلخانه انجام می شود و در ساعت حدود ۲۰ تا ۳۰ بار تخلیه هوای گلخانه جهت نگهداری سطح مناسب دی اکسید کربن کافی است. در زمستان در هنگام ظهر مصرف 5-2/1 گرم دی اکسید کربن در متر مربع در ساعت و در بهار حدود ۳ گرم دی اکسید کربن در متر مربع در ساعت در مناطق با آب و هوای مدیترانه ای معمول است.

آلایندگی گازها

در گلخانه گازهای آلاینده( در کنار آلاینده هایی که از تیمارهای حفاظت گیاه نشأت می گیرند) در نتیجه اشتعال نادرست سوخت ها (با ناخالصی زیاد) یا سوختن ناقص زمانی که گازهای سوخته وارد گلخانه می شوند اتفاق می افتد. سوختن ناقص به طور اساسی گاز مونوکسید کربن، اتیلن و اکسید نیتروژن تولید می کند. شایع ترین ناخالصی عمومی (حضور گوگرد) باعث تولید گاز دی اکسید گوگرد میشود. حضور برخی مواد در پلاستیکها (مانند سیلیس) ممکن است اثر منفی روی گیاه داشته باشد ولی غلظت آنها در گلخانه های استاندارد ایجاد مسئله نمی کند ولی ممکن است در اتاق های رشد کوچک مشکل ایجاد کند.

تغيير و تعديل تشعشع، دما و ترکیب هوای گلخانه می تواند میکرو اقلیم ایجاد کند.
اثر گلخانه ای نتیجه دو پدیده متفاوت است: ۱) اثر محدود شوندگی (اثر همرفتی) که منجر به کاهش تبادل هوای گلخانه با هوای بیرون می شود ۲) اثر تابشی گلخانه ایجاد شده توسط پوشش گلخانه که اجازه عبور تشعشات خورشید را می دهد ولی نسبت به تشعشع با طول موج بلند (بازتاب شده از خاک، گیاه و اجزا درون گلخانه دارای خاصیت عبور کم است.
اولین تغییری که پوشش گلخانه روی اقلیم داخل گلخانه ایجاد می کند کاهش ورود نور خورشید به داخل گلخانه است.
با حضور پوشش گلخانه ای بخشی از تشعشع خورشیدی به داخل گلخانه نفوذ می کند که به صورت درصد بیان می شود.
میزان نور ورودی به داخل گلخانه به عواملی مانند: ۱) ابرناکی ۲) موقعیت خورشید در آسمان ۳) شکل پوشش گلخانه ۴) جهت استقرار گلخانه ۵) جنس پوشش گلخانه ۶) اجزا سازنده سازه گلخانه بستگی دارد.
زمانی که تشعشع مستقیم خورشید تحت شرایطی در روز آفتابی مختل می شود، شکل پوشش گلخانه (شکل و زاویه سقف) و جهت گلخانه به طور ویژه ای میزان ورود نور به داخل گلخانه را متأثر می کند، در شرایط تشعشع پراکنده (روز ابری) اثر این دو مورد بسیار کمتر می شود.
در شرایط اقلیم مدیترانه ای با روز آفتابی فراوان گلخانه های شرقی- غربی در طول زمستان و پاییز نسبت به جهت شمالی-جنوبی با زاویه سقف حدود ۳۰ درجه نور بیشتری از خود عبور می دهند. اگر زاویه سقف کمتر باشد (حدود ۱۰ درجه) تفاوت ورود نور به داخل گلخانه تحت تأثیر جهت گلخانه قرار نمی گیرد. در هر حالت اگر حداکثر یکنواختی ورود تشعشع به داخل گلخانه اولويت باشد جهت شمالی جنوبی (مثلا در گلخانه های تولید نشاء) مناسب تر است.
یکنواختی ورود نور در گلخانه های شرقی- غربی نسبت به گلخانه های شمالی جنوبی کمتر است. اما این اختلاف در غیر یکنواختی ورود نور در گلخانه های چند قوسی شرقی- غربی و شمالی-جنوبی تحت شرایط زیر می تواند کمتر شود ۱) افزایش ارتفاع گلخانه ۲) کاهش عرض دهانه ها ۳) استفاده از پوشش های پلاستیکی با خصوصیت پراکندن نور کمتر.
پتانسیل ورود تشعشع خورشید به داخل گلخانه باید به حداکثر برسد چرا که افزایش ورود نور به داخل گلخانه با افزایش عملکرد همراه خواهد بود. این موضوع نیازمند دقت زیاد هنگام انتخاب نوع گلخانه، جنس پوشش گلخانه و تکنیک های مدیریت محصول (مانند جهت ردیف کاشت، محصول تراکم گیاه، هرس کردن، شکل دهی و …) می باشد.
دمای هوای گلخانه به طور معمول در طول روز بیشتر از دمای هوای خارج گلخانه و شب هنگام دمای داخل گلخانه مشابه یا کمی بیشتر از هوای خارج گلخانه است. اما در گلخانه های بدون سیستم گرمایشی در طی شبهای صاف بدون ابر و بدون باد ممکن است وارونگی هوا اتفاق بیافتد.( دمای داخل گلخانه پایین تر از دمای بیرون می شود).
دمای گیاه در طی روز (در ارتباط با دمای هوا و بخش های مختلف گیاه) بسته به تشعشع ورودی، تعرق و حرکت باد در کنار سایر عوامل متغیر است.
خاک در طی روز در طی جذب نور، گرمای زیادی را در خود ذخیره می کند که بخشی از آن را در طی شب به داخل گلخانه بر می گرداند. گیاه زراعی به علت توده کم، اندکی در تعدیل دمای گلخانه نقش دارد.
جریان باد داخل گلخانه بسیار محدود است، از این رو ایجاد باد ملایم داخل گلخانه دارای مزیت است زیرا عدم جریان هوا داخل گلخانه اثر منفی روی فتوسنتز و درنتیجه عملکرد گیاه دارد.
تهویه هوای گلخانه برای تخلیه هوای گرم داخل گلخانه در طی روز، حفظ سطح غلظت دی اکسید کربن قابل قبول و جلوگیری از رطوبت بالا ضروری است.
در شب هنگام زمانی که گلخانه خنک تر می شود رطوبت نسبی افزایش و ممکن است به سطح اشباع برسد، پس به صورت شبنم یا قطره آب روی سطوح مختلف گلخانه ظاهر می شود.
تعرق گیاه تأثیر زیادی روی رطوبت هوا و کاهش دما دارد.
محتوای دی اکسید کربن هوای داخل گلخانه در طی روز، در صورتی که امکان جایگزینی هوای جدید داخل گلخانه نباشد ممکن است به حدود ۲۰۰ پی پی ام کاهش یابد که تأثیر منفی روی عملکرد خواهد داشت. در طی شب سطح دی اکسید کربن داخل گلخانه نسبت به هوای بیرون بالاتر است چرا که دی اکسید کربن در نتیجه تنفس گیاه و همچنین از سطح خاک آزاد می شود.

جهت دریافت مشاوره و خدمات رایگان در زمینه امور کشاورزی با کارشناسان شرکت نیلوفر پلاستیک در تماس باشید.