Vapor Pressure Deficit(VPD) Guide

VPD를 이용하면 식물이 성장하는데 필요한 정확한 온도 및 습도 범위를 식별 할 수 있다.

VPD를 이용하면 해충 및 환경 문제를 피하면서 최상의 결과를 얻을 수 있다. 

VPD는 식물의 증산 속도, 기공 개방, CO2 흡수, 영양소 섭취 및 식물 스트레스를 조절할 수 있다.

 

VPD 란?

공기는 많은 가스로 이루어져 있다. 공기는 약 78%의 질소, 21%의 산소 및 기타 가스로 이루어져 있다.

기체 상태의 물인 수증기는 다른 기체 중의 하나이다.

공기 중 수증기의 양(압력으로 표시)을 "증기압(Vapor Pressure)"이라고 한다.

 

공기는 액체의 물(이슬 이나 비, 물방울 형태)로 응축되기 전에 주어진 온도에서 특정 양의 수증기만을 보유 할 수 있다.

보유양이 넘어가는 경우 넘어선 부분은 액체의 물(물방울)로 변화되어진다.

공기가 특정 온도에서 유지할 수 있는 최대 수증기량을 "포화 증기압(Saturation Vapor Pressure)" 또는 SVP라고 한다.

 

공기의 온도가 올라가면 공기가 저장 할 수 있는 물의 양(SVP)가 증가하게 된다.

공기가 내려가게 되면 공기가 저장할 수 있는 물의 양(SVP)가 감소하여 많은양의 수증기를 저장할 수 없다.

그래서 차가운 아침에 이슬이 맺히는 이유이다. 

공기가 차가워져 물이 저장할 수 있는 수분량을 넘어서서 물방울로 응축되어진 것이다.

 

현재 공기 중의 실제 수증기량을 "실재 수증기압(Actual Vapor Pressure" 또는 AVP라고 한다.

Key Points :

• AVP / SVP x 100 = RH%
  RH(상대습도)는 공기가 현재 보유하고 있는 물의 비율, 즉 최대 용량의 현재 공기 보유 물의 비율.
• AVP의 최대 값은  현재의 SVP를 의미한다.
  이것은 RH = 100%를 의미한다.
  AVP가 SVP에 도달하면 추가 수분이 공기 중 액체(이슬, 물방물 등)으로 변화한다.
• VPD = SVP - AVP
  VPD : 최대 수분 함량이 되기 위해 대기 중에 얼마나한 여유 공간이 있는지를 알 수 있다.

VPD의 계산

VPD를 계산하려면 온도와 습도의 두 가지의 값이 필요하다.

 

공기의 VPD 계산

1. SVP 알아내기
   SVP = 610.78 x e^( T / ( T + 233.3) x 17.2694 ) )
   T : 섭씨온도(℃)
   결과 SVP는 파스칼(Pa)단위이다.(1,000으로 나누면 kPa값이 된다)
   e는 Euler's Number라고 불리는 수학 상수로 약 2.71828과 같다.
2. VPD 계산
   SVP x ( 1 - RH / 100 ) ≒ VPD (간단계산방법이다. 대략 ±1이내의 오차를 가진다.)

그러나 식물의 내부는 물로 구성되어 있으므로 식물은 보통 VPD와 다른 VPD를 느낀다.

식물에서 일어나는 일을 파악하려면 물이 증발하여 잎의 기공을 빠져 나갈때의 냉각 효과를 고려해야 한다.

이를 계산하려면 개노피 수준의 공기 온도와 잎 온도의 차이를 알아야 한다.

이경우 IR온도계가 유용하게 사용될 수 있다.

 

나무잎 VPD 계산

1. 공기의 SVP (ASVP, air SVP)
   공기의 VPD 계산에서 SVP를 계산하는 것과 같다.
2. 나무잎의 SVP (LSVP, Leaf SVP)
   공기의 SVP 계산식과 같지만 계산에서 사용되는 온도를 공기의 온도가 아닌 나무잎의 온도를 사용한다.
   (일반적으로 1~3℃정도 공기의 SVP보다 낮게 나타난다.)
3. 나무잎 VPD(Leaf VPD) = LSVP - ( ASVP x RH / 100 )

VPD Chart

VPD Chart로 섭씨단위이며, 식물과 공기의 온도차가 0℃인 경우이다.

VPD Chart (leaf T - Air T = 0)

VPD가 중요한 이유

VPD를 정확하게 취득하면 식물이 성장함에 있어 최상의 결과를 얻을 수 있다.

VPD는 다섯 가지의 주요 사항에 영향을 미치며 모두 관련이 있다.

1. 기공 열림(Stomate Opening)
   VPD가 증가하면 기공이 작아진다.
2. 이산화탄소 흡수(CO2 uptake)
   VPD가 증가하면 기공이 작아지고  CO2 흡수가 감소한다.
3. 증발(Transpiration)
   VPD가 증가함에 따라 식물은 잎과 공기 사이의 증기압의 차이가 더 크기 때문에 잎에서 빠르게 증발이 발생한다.
4. 뿌리에서의 영양 섭취(Nutrient intake at the roots)
   VPD가 증가하고 증산(잎에서의 수증기 발산)이 증가함에 따라 뿌리가 더 많은 양분을 섭취한다.
5. 식물 스트레스(Plant stress)
   VPD가 증가함에 따라, 잎에서 뿌리까지 식물에 더 많은 힘이 작용하며, 식물은 더 많은 스트레스를 경험한다.

VPD와 다양한 요인 사이에는 복잡한 관계가 있다. 식물의 습수하는 CO2 양을 늘릴 수 있지만 영양 섭취량은 줄어든다.

식물의 영양의 양을 늘리 수 있지만, 식물에게는 더 많은 스트레스를 줄수 있다.

VPD는 재배자의 도구상자중에서 매우 강력한 도구이다.

최상의 결과를 얻으려면 식물의 성장 단계에 적합한 VPD 스폿을 찾아야 한다.

 

VPD 에 영향을 주고 변화시키는 방법

• 온도
  - 온도의 증가(히터 가동 또는 AC감소) : VPD 증가
  - 온도의 감소(AC증가) : VPD 감소
• 습기
  - 습도 증가(가습기 가동) : VPD 감소
  - 습도 감소(제습기 가동) : VPD 증가
• 빛의 세기
  - 빛의 강도 증가 : 나무잎의 온도 증가 : VPD 증가
  - 빛의 강도 감소 : 나무잎의 온도 감소 : VPD 감소

성장 단계별로 이상적인 VPD

VPD는 식물 성장을 위한 일바적인 규칙으로 약 0.8~1.2kPa(kilopascals)에서 성장이 촉진된다.
그러나 식물은 다른 성장 단계에서 다른 요구를 가지고 있다.
이에 성장하는 환경을 식물이 성장하는 단계에 맞게 조절하여야 한다.
다음은 몇 가지 일반적인 권장 사항이다.

1. 클론(clones)의 이상적인 VPD
   - 클론(clones)은 아기 식물이다. 이들은 뿌리를 내리려고 애쓰기 때문에 많은 스트레스를 감당할 수 없다. 더 높은 습도를 목표로 하고 VPD는 일반 범위의 하단에 더 가깝게 배치한다.
   - 클론(clones)에 대한 이상적인 VPD는 0.8kPa에 가깝다.
2. 식물 성장단계에 이상적인 VPD
   - 성장단계에서 식물은 더 크고 튼튼하다. VPD를 증가시키기 위해 환경 내의 습도를 줄일 수 있다. 이것은 물과 영양 섭취를 증가시키겠지만 VPD를 너무 많이 시키는것 안된다. 너무 많이 증가 시키게 되면 식물의 기공이 폐쇄되어 CO2를 덜 흡수하게 된다. CO2는 식물이 성장 단계에서 매우 중요하다. 왜냐하면 CO2는 식물이 크게 자라기 위해 사용하는 주요 성분이기 때문이다.
   - 식물의 성장단계의 이상적인 VPD는 일반대역의 중간 약 1.0kPa에 가깝다.
3. 플라워 스테이지에 적합한 VPD
   - 플라워 스테이지에서는 식물이 튼튼하지만, 꽃은 여러 가지 문제에 민감하다. 습도가 지나치게 높은 것은 피해야 한다.
   - 플라워 스테이지에서 이상적인 VPD는 1.2 ~ 1.5kPa 범위이다.

 

 

 

 

 

참고

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• pulse : The Ultimate Vapor Pressure Deficit(VPD) Guide

The Ultimate Vapor Pressure Deficit (VPD) Guide - Pulse