Các thông số môi trường quan trọng nhất cần được kiểm soát để đạt được khí hậu nhà kính tối ưu là nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm tương đối và carbon dioxide (CO2). 

Nhiệt độ là thông số quan trọng nhất trong kiểm soát nhà kính vì nhiệt độ có vai trò quan trọng đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng. Ví dụ, nhiệt độ của mô thực vật ảnh hưởng đến tốc độ mở rộng của lá, sự phát triển của nụ hoa và sự kéo dài của thân. Nhiệt độ tối ưu phụ thuộc vào loài thực vật được trồng và mức độ hoạt động quang hợp của chúng.

Các loài cây trồng khác nhau có nhiệt độ sinh trưởng tối ưu khác nhau và những nhiệt độ tối ưu này có thể khác nhau đối với môi trường rễ và chồi cũng như đối với các giai đoạn sinh trưởng khác nhau trong suốt vòng đời của cây trồng. Nhiệt độ cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng thực vật. Nhiệt độ quá cao làm giảm sự phát triển của thực vật, cuối cùng dẫn đến cây bị héo và chết trong khi nhiệt độ quá thấp sẽ hạn chế sự phát triển của cây. Nhiệt độ nhà kính có thể thay đổi từ 10 đến 20°C (50 đến 68 độ F).

Yêu cầu về nhiệt độ đối với nhà kính

Nhiệt độ là một yếu tố môi trường quan trọng ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng trong nhà kính. Có ba điểm nhiệt độ quan trọng trong quá trình sinh trưởng của cây: nhiệt độ tối thiểu, nhiệt độ tối ưu và nhiệt độ tối đa. Chúng được gọi là nhiệt độ thích nghi. 

Sử dụng nhiệt độ tối thiểu (hoặc nhiệt độ cơ bản), chúng ta có thể phân loại cây trồng vào các loại phản ứng nhiệt độ khác nhau: cây chịu lạnh, cây ôn đới lạnh và cây nhạy cảm với lạnh. Cây trồng không phản ứng theo cùng một cách giống nhau với nhiệt độ ở tất cả các giai đoạn tăng trưởng. Ví dụ, nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển sinh dưỡng có thể không thích hợp cho sự phát triển của hoa. Với độ ẩm thích hợp và sự lưu thông không khí, hầu hết các loại cây trồng thường phát triển tốt hơn nếu nhiệt độ ban ngày ấm hơn ban đêm. 

Nhiệt độ ban đêm quá ấm hoặc quá lạnh thường gây hại cho cây trồng hơn nhiều so với nhiệt độ ban ngày. Nhiệt độ thực tế của cây trồng ảnh hưởng đến tốc độ phát triển của cây trồng nhanh hay chậm. Nhiệt độ là một công cụ có giá trị để sửa đổi và điều chỉnh thời gian cây trồng bằng cách thay đổi nhiệt độ trong ngày và đêm (DIF) hoặc bằng cách kiểm soát nhiệt độ trung bình hàng ngày (ADT).

nhiệt độ trong nhà kính
nhiệt độ trong nhà kính

Nhiệt độ thích nghi cho cây trồng trong nhà kính

Mỗi loại cây trồng đều có nhiệt độ thích nghi cụ thể mà tại đó sinh trưởng và phát triển là tốt nhất. Có ba nhiệt độ thích nghi cho mỗi loại cây trồng. Nhiệt độ thích nghi tối thiểu là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó sự phát triển của cây trồng có thể xảy ra. Nhiệt độ thích nghi tối ưu là nhiệt độ khi cây trồng sinh trưởng ở mức cao nhất. Cuối cùng, nhiệt độ thích nghi tối đa là nhiệt độ cao nhất mà tại đó sự phát triển của cây trồng có thể xảy ra.

  • Nhiệt độ tối thiểu

Nhiệt độ tối thiểu (hoặc nhiệt độ cơ sở) là nhiệt độ cụ thể của loài mà tại đó cây ngừng phát triển. Nhiệt độ cơ sở (Tb) có thể khác nhau giữa các loài và thậm chí cả giống cây trồng và được ước tính nằm trong khoảng từ khoảng 30°F đến 54°F (−1°C đến 12°C) đối với các loại cây trồng hoa đã được nghiên cứu cho đến nay. Ví dụ: nhiệt độ cơ bản cho cây dã yên thảo bằng hạt là khoảng 39 độ F (4°C), có nghĩa là ở nhiệt độ này hoặc thấp hơn nhiệt độ này, cây dã yên thảo về cơ bản sẽ ngừng phát triển.

  • Nhiệt độ tối ưu

Người nông dân cũng nên biết nhiệt độ tối ưu cho cây trồng là bao nhiêu. Nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ mà tại đó cây phát triển nhanh nhất. Nhiệt độ tối ưu có thể vào khoảng 70 độ F (21°C) đối với cây trồng trong mùa mát, hoặc cao tới 90 độ F (32°C) đối với cây trồng trong mùa ấm. Cây trồng mùa mát cũng có nhiệt độ tối ưu thấp hơn so với cây trồng mùa ấm. Do đó, chúng có xu hướng trải qua các triệu chứng căng thẳng nhiệt ở nhiệt độ thấp hơn.

  • Nhiệt độ tối đa

Căng thẳng nhiệt độ tối đa có thể xảy ra ở cây trồng khi nhiệt độ ban ngày, nhiệt độ ban đêm hoặc cả hai cao hơn một số nhiệt độ cụ thể của cây trồng. Nhiệt độ tối đa cũng có thể làm giảm quá trình quang hợp của thực vật.

ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trính quang hợp
ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trính quang hợp

Cây trồng chịu lạnh, ôn đới lạnh và nhạy cảm với lạnh

Cây trồng trong nhà kính có thể được chia thành ba loại cơ bản:

  • (1) cây trồng chịu lạnh, có nhiệt độ cơ bản từ 39 độ F (4°C) trở xuống và thường được trồng ở nhiệt độ trung bình hằng ngày ( average daily temperature: ADT) là 60 F đến 65 độ F (16 đến 18°C).
  • (2) cây trồng ở vùng ôn đới lạnh, những cây có nhiệt độ cơ bản từ 40 đến 45 độ F (4 đến 7°C) và thường nên được trồng ở ADT từ 65 đến 70 độ F (18 đến 21°C).
  • (3) cây trồng nhạy cảm với lạnh, những cây có nhiệt độ cơ bản từ 46 độ F (8°C) trở lên và thường được trồng ở ADT từ 70 đến 75 độ F (21 đến 24°C).

Cây trồng chịu lạnh là những cây trồng mà sự phát triển của chúng ít bị ảnh hưởng bởi việc hạ nhiệt độ xuống thấp. Chất lượng của những cây trồng này thường cao hơn nhiều khi chúng được trồng trong điều kiện mát hơn (<65ºF), đặc biệt là khi tích phân ánh sáng hàng ngày (DLI) thấp (< 10 mol/m−2/d−1). Mặc dù nhiệt độ cơ bản của cây trồng chịu lạnh là dưới 39 độ F, những người trồng trọt nhận thấy rằng họ có thể tiết kiệm năng lượng, đạt được ngày đưa ra thị trường mà không bị chậm trễ và sản xuất cây trồng chất lượng cao khi chúng được trồng ở nhiệt độ từ 60 đến 65 độ F (16 đến 18°C). Người trồng trọt cũng có thể xem xét việc trồng các loại cây trồng chịu lạnh trong nhà kính được sưởi ấm ở mức tối thiểu hoặc sưởi ấm vùng rễ khi điểm đặt nhiệt độ không khí giảm để tiết kiệm chi phí năng lượng.

nhiệt độ trong nhà kính
nhiệt độ trong nhà kính

Yêu cầu về nhiệt độ đối với các giai đoạn sinh trưởng của cây trồng

Khi xem xét việc quản lý nhiệt độ nhà kính, điều quan trọng là phải xem xét ảnh hưởng của nhiệt độ đối với sự sinh trưởng và phát triển của thực vật đối với các giai đoạn sinh trưởng khác nhau – nảy mầm của hạt, giai đoạn sinh dưỡng, giai đoạn sinh sản và giai đoạn chín. Nhiệt độ tối ưu của một loài thực vật thay đổi khi cây phát triển từ cây con thành cây trưởng thành.

 Nói chung, sự nảy mầm của hạt và sự phát triển sớm của cây con xảy ra nhanh nhất ở nhiệt độ ấm hơn. Nhiệt độ ấm hơn thường được ưa chuộng bởi các cây non hơn. Mặc dù nhiệt độ ấm hơn làm tăng tốc độ quang hợp và hô hấp, nhưng nhiệt độ ấm hơn lại tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình quang hợp và tăng trưởng ròng ở cây non vì có ít mô thân và rễ hơn so với cây già.

Nhiệt độ ảnh hưởng đến chất lượng thực vật

Thường có sự đánh đổi giữa cây trồng chất lượng cao và thời vụ thu hoạch. Nhiệt độ mát hơn thường tạo ra cây trồng có chất lượng cao hơn (đặc biệt là cây trồng chịu lạnh), nhưng chúng mất nhiều thời gian hơn để trưởng thành và mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi cây trồng có thể cao hơn.

 Trong khi cây trồng ở nhiệt độ ấm phát triển nhanh hơn nên thời gian thu hoạch ngắn hơn và cần ít năng lượng sưởi ấm hơn nhưng chất lượng cây trồng thường không cao. Ví dụ, ghép và cắm trồng ở nhiệt độ mát chúng thường có thân dày hơn, ra rễ tốt hơn và phân nhánh nhiều hơn.

Xem thêm: Giữ cho nhà kính mát mẻ vào mùa hè

Nhiệt độ thực vật

Điều quan trọng là phải xem xét nhiệt độ thực tế của thực vật trong quá trình sản xuất chứ không chỉ nhiệt độ không khí. Vào ban ngày, nhiệt độ không khí, bức xạ sóng ngắn và sự thoát hơi nước có ảnh hưởng lớn nhất đến nhiệt độ thực vật. Nhiệt có thể di chuyển từ không khí đến thực vật, hoặc ngược lại, thông qua một quá trình gọi là đối lưu. Bức xạ sóng ngắn không được lá cây hấp thụ để quang hợp sẽ bị phản xạ hoặc truyền qua lá và có thể làm tăng nhiệt độ của cây. Khi bức xạ từ mặt trời tăng lên, nhiệt độ của cây tăng lên trừ khi lá có thể tản nhiệt thông qua thoát hơi nước hoặc đối lưu. Nhiệt độ thực vật cũng có thể tăng cao hơn nhiệt độ không khí nếu ánh sáng được cung cấp từ ánh sáng cường độ cao, chẳng hạn như đèn natri hoặc halogen kim loại cao áp.

nhiệt độ trong nhà kính
nhiệt độ trong nhà kính

Chênh lệch nhiệt độ ngày-đêm (DIF) để kiểm soát sự phát triển của thực vật

Thói quen sinh trưởng và thời gian ra hoa của nhiều loại cây cảnh và cây trồng trong nhà kính có thể được định hình khá rõ rệt bằng cách thay đổi nhiệt độ ngày và đêm (Day-Night Temperature Differential:  DIF). DIF đề cập đến sự khác biệt giữa nhiệt độ ban ngày và ban đêm. DIF ảnh hưởng đến sự kéo dài của gióng, chiều cao của cây, hướng của lá, hướng của chồi, hàm lượng chất diệp lục, sự phân nhánh bên, và sự kéo dài của cuống lá và cuống hoa.

Phản ứng của thực vật đối với các mối quan hệ nhiệt độ ngày đêm khác nhau tùy thuộc vào loài và giống cây trồng. Mối quan hệ này giữa nhiệt độ ngày và đêm có thể được biểu thị bằng sự khác biệt về nhiệt độ ngày và đêm, viết tắt là DIF:

Ảnh hưởng của DIF đến chiều cao cây trồng

Nguyên tắc của DIF có thể được áp dụng trong nhà kính để kiểm soát chiều cao của cây và giảm nhu cầu sử dụng hóa chất làm chậm tăng trưởng. Tác dụng chính của DIF là ảnh hưởng đến độ giãn dài của thân. Có thể giảm chiều cao cây bằng cách giảm nhiệt độ ban ngày hoặc tăng nhiệt độ ban đêm hoặc cả hai bằng cách đạt được DIF gần bằng 0 hoặc âm. Ngược lại, để tăng chiều cao cây, hãy tăng nhiệt độ ban ngày hoặc giảm nhiệt độ ban đêm hoặc cả hai bằng cách đạt được DIF gần bằng 0 hoặc dương.

Tác dụng phụ của DIF âm tính

Có một số tác dụng phụ từ việc sử dụng DIF âm. Chúng bao gồm giảm diện tích lá, thay đổi hướng của lá (cây tiếp xúc với DIF dương tính có xu hướng phát triển lá thẳng đứng trong khi cây tiếp xúc với DIF âm tính có xu hướng mọc lá ngang), lá quăn xuống, hướng chồi, giảm hàm lượng chất diệp lục, chất dinh dưỡng của lá thành phần, phân nhánh bên và phân vùng carbon.

Hạn chế của việc áp dụng DIF

Hạn chế chính của việc sử dụng DIF gần bằng 0 hoặc âm để kiểm soát độ cao là các tác động khí hậu đối với môi trường nhà kính trong những tháng mùa hè. Trong thời tiết nóng, rất khó, nếu không muốn nói là không thể, để duy trì nhiệt độ trong nhà kính đủ mát vào ban ngày để thực hiện DIF gần bằng 0 hoặc âm. Ví dụ: nếu DT là 92 độ F (33°C), thì NT ít nhất phải ở cùng nhiệt độ đó để đạt được khả năng kiểm soát độ cao (trong trường hợp này là 0 DIF). Nhiệt độ ban đêm như vậy sẽ quá nóng và có thể gây hại nghiêm trọng cho cây trồng. Nói chung, nên tránh nhiệt độ ban đêm trên 75 độ F (24°C) vì nhiều loại cây trồng bị ảnh hưởng bất lợi bởi nhiệt độ cao. Ví dụ, một số loại cây trồng hoa sẽ không nở hoa chút nào và cây có thể bị còi cọc

Điều khiển DIF bằng máy tính.

Có thể quản lý điều khiển DIF bằng bộ điều nhiệt và cài đặt thủ công nhưng điều này có thể khó kiểm soát nếu quản lý một số vùng cắt yêu cầu các giá trị DIF khác nhau. Theo kịch bản này, lựa chọn tốt nhất là dựa vào phần mềm máy tính nhà kính bao gồm kiểm soát DIF có thể tính toán nhiệt độ trung bình hàng ngày cần thiết để kiểm soát ngày chín của cây trồng.

Giảm nhiệt độ (DIP)

Một cách khác để điều khiển nhiệt độ nhằm kiểm soát sự kéo dài của cây là giảm nhiệt độ vào buổi sáng sớm, được gọi là giảm nhiệt độ, hoặc DIP. Giảm nhiệt độ là cách làm giảm nhiệt độ, thường là từ 5 đến 15 độ F (2,8 đến 8,3°C), trước khi mặt trời mọc trong khoảng thời gian từ hai đến ba giờ. Quạt thông gió nên được kích hoạt để nhiệt độ không khí trong nhà kính được hạ xuống đủ khi mặt trời mọc. 

Nói chung, mức độ giảm nhiệt độ càng lớn thì ảnh hưởng của nó đến chiều cao cây càng mạnh. Để có kết quả tốt nhất và nhất quán nhất, nhiệt độ phải giảm xuống trước khi thực vật cảm nhận được sự bắt đầu của ngày mới.

Nhiệt độ trung bình hàng ngày cho cây trồng trong nhà kính

Nhiệt độ trung bình hàng ngày (Average daily temperature: ADT) là một khái niệm quan trọng trong quản lý nhiệt độ nhà kính. Khi chỉ định nhiệt độ không khí, chúng tôi thường đặt cả nhiệt độ ban ngày (DT) và nhiệt độ ban đêm (NT). Như tên ngụ ý, DT là khi có ánh sáng và NT là trong bóng tối. Mặc dù cả hai nhiệt độ đều ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và phát triển, nhưng yếu tố chính kiểm soát tốc độ hoặc tốc độ tăng trưởng là nhiệt độ trung bình hàng ngày (ADT). ADT là trung bình toán học của nhiệt độ không khí trong khoảng thời gian 24 giờ. Thực vật tích hợp DT và NT trong khoảng thời gian 24 giờ và sự tăng trưởng và phát triển bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi nhiệt độ trung bình, tích hợp này.

 

nhiệt độ trung bình hằng ngày
Nhiệt độ trung bình hằng ngày

(Nguồn tham khảo: https://www.greenhouse-management.com/)

 

One thought on “Công nghệ và vận hành nhà kính: 4. Quản lý nhiệt độ trong nhà kính

  1. Pingback: Trồng kiwi trong nhà kính | MÀNG PHỦ NHÀ KÍNH

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *