Επίδραση των παραγόντων του περιβάλλοντος στη διαπνοή τριανταφυλλιάς υπό κάλυψη
Authors: Κατσούλας Νικόλαος 
Published: January 2014

Το αντικείμενο της εργασίας αυτής ήταν η συγκριτική ανάλυση της επίδρασης των διαφόρων μεθόδων ψύξης του θερμοκηπίου κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού στη διαπνοή μιας θερμοκηπιακής καλλιέργειας τριανταφυλλιάς. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν τέσσερα από τα πλέον διαδεδομένα μέσα κλιματισμού των θερμοκηπίων κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και πιο συγκεκριμένα: ο φυσικός αερισμός, ο δυναμικός αερισμός, η σκίαση με άσπρισμα του καλύμματος του θερμοκηπίου και ο δροσισμός με τεχνητή ομίχλη. Παράλληλα, μελετήθηκε και η επίδραση της φυλλικής επιφάνειας της καλλιέργειας στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ του κλίματος του θερμοκηπίου και των ανταλλαγών μάζας και ενέργειας της καλλιέργειας, καθώς η φυλλική επιφάνεια της καλλιέργειας αποτελεί ένα φυσικό μέσο ψύξης του θερμοκηπίου μέσω της διαπνοής της καλλιέργειας. Μεγαλύτερη έμφαση δόθηκε: (α) στην ανάλυση των αλλαγών που προκαλούν τα παραπάνω συστήματα στον καταμερισμό της ενέργειας στο επίπεδο της καλλιέργειας μέσα από μετρήσεις της διαπνοής και υπολογισμούς της αισθητής ενέργειας και της στοματικής αγωγιμότητας της καλλιέργειας, (β) στον υπολογισμό της αεροδυναμικής και της στοματικής αγωγιμότητας της καλλιέργειας και της πιθανής τους σύνδεσης με το ρυθμό ανανεώσεων του αέρα του θερμοκηπίου και (γ) στην ανάλυση των μεταβολών του δείκτη υδατικής καταπόνησης της καλλιέργειας. Έγινε φανερό ότι ένας υψηλός ρυθμός αερισμού δεν είναι και υποχρεωτικά η καλύτερη λύση για την ανακούφιση του θερμοκηπίου και της καλλιέργειας από τις συνθήκες καταπόνησης κατά τη διάρκεια καλοκαιρινών συνθηκών. Η χρήση διαφορετικού τύπου αερισμού (φυσικός-δυναμικός) προκάλεσε σημαντικές διαφορές στην αεροδυναμική αγωγιμότητα της καλλιέργειας. Οι μεταβολές αυτές δεν επηρέασαν τον καταμερισμό της ενέργειας στο επίπεδο της καλλιέργειας. Η χρήση του συστήματος δροσισμού προκάλεσε μείωση του ελλείμματος κορεσμού στο θερμοκήπιο κάτι που οδήγησε σε σημαντική αύξηση της στοματικής αγωγιμότητας της καλλιέργειας, επιτρέποντας έτσι στη διαπνοή να παραμείνει σε παρόμοια επίπεδα, όπως στην περίπτωση χωρίς το σύστημα δροσισμού. Αντίθετα, η σκίαση του θερμοκηπίου και η μεγάλη φυλλική επιφάνεια οδήγησαν μέσα από τις αλληλεπιδράσεις της καλλιέργειας με το μικροκλίμα σε αύξηση του ρυθμού διαπνοής της καλλιέργειας αυξάνοντας έτσι τη διαδικασία της ψύξης στο θερμοκήπιο. Τέλος, από τα αποτελέσματα που παρουσιάστηκαν στην εργασία αυτή, έγινε φανερή η σημαντικότητα του δείκτη φυλλικής επιφάνειας, τόσο στον έλεγχο του μικροκλίματος όσο και στο σχεδιασμό των συστημάτων ψύξης των θερμοκηπίων. Για το λόγο αυτό ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας θα πρέπει να λαμβάνεται ως μία βασική παράμετρος τόσο στους αλγορίθμους για τον έλεγχο του μικροκλίματος όσο και στη διαδικασία του σχεδιασμού των συστημάτων ψύξης των θερμοκηπίων. Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι η απόφαση για τη χρήση του δροσισμού της σκίασης ή του αερισμού για παράδειγμα εξαρτάται κατά κύριο λόγο από την τιμή του δείκτη φυλλικής επιφάνειας της καλλιέργειας. Επιπλέον, έγινε φανερό ότι ο δείκτης υδατικής καταπόνησης της καλλιέργειας αποτελεί ένα χρήσιμο και αξιόπιστο εργαλείο που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως κριτήριο για τη λήψη αποφάσεων σχετικά με τον έλεγχο του κλίματος στο θερμοκήπιο. Τέλος έγιναν οι απαραίτητες ποιοτικές παρατηρήσεις και μετρήσεις για την ποσοτική περιγραφή των μηχανισμών που επηρεάζουν και καθορίζουν τα κριτήρια για τη βελτιστοποίηση του μικροκλίματος του θερμοκηπίου. Συνέχεια της εργασίας αυτής αποτελεί η ενσωμάτωση όλων των πληροφοριών που παρουσιάζονται στην παρούσα διατριβή σε ένα προσομοίωμα για τον έλεγχο και βελτιστοποίηση του μικροκλίματος του θερμοκηπίου. Το αντικείμενο της εργασίας αυτής ήταν η συγκριτική ανάλυση της επίδρασης των διαφόρων μεθόδων ψύξης του θερμοκηπίου κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού στη διαπνοή μιας θερμοκηπιακής καλλιέργειας τριανταφυλλιάς. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν τέσσερα από τα πλέον διαδεδομένα μέσα κλιματισμού των θερμοκηπίων κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και πιο συγκεκριμένα: ο φυσικός αερισμός, ο δυναμικός αερισμός, η σκίαση με άσπρισμα του καλύμματος του θερμοκηπίου και ο δροσισμός με τεχνητή ομίχλη. Παράλληλα, μελετήθηκε και η επίδραση της φυλλικής επιφάνειας της καλλιέργειας στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ του κλίματος του θερμοκηπίου και των ανταλλαγών μάζας και ενέργειας της καλλιέργειας, καθώς η φυλλική επιφάνεια της καλλιέργειας αποτελεί ένα φυσικό μέσο ψύξης του θερμοκηπίου μέσω της διαπνοής της καλλιέργειας. Μεγαλύτερη έμφαση δόθηκε: (α) στην ανάλυση των αλλαγών που προκαλούν τα παραπάνω συστήματα στον καταμερισμό της ενέργειας στο επίπεδο της καλλιέργειας μέσα από μετρήσεις της διαπνοής και υπολογισμούς της αισθητής ενέργειας και της στοματικής αγωγιμότητας της καλλιέργειας, (β) στον υπολογισμό της αεροδυναμικής και της στοματικής αγωγιμότητας της καλλιέργειας και της πιθανής τους σύνδεσης με το ρυθμό ανανεώσεων του αέρα του θερμοκηπίου και (γ) στην ανάλυση των μεταβολών του δείκτη υδατικής καταπόνησης της καλλιέργειας. Έγινε φανερό ότι ένας υψηλός ρυθμός αερισμού δεν είναι και υποχρεωτικά η καλύτερη λύση για την ανακούφιση του θερμοκηπίου και της καλλιέργειας από τις συνθήκες καταπόνησης κατά τη διάρκεια καλοκαιρινών συνθηκών. Η χρήση διαφορετικού τύπου αερισμού (φυσικός-δυναμικός) προκάλεσε σημαντικές διαφορές στην αεροδυναμική αγωγιμότητα της καλλιέργειας. Οι μεταβολές αυτές δεν επηρέασαν τον καταμερισμό της ενέργειας στο επίπεδο της καλλιέργειας. Η χρήση του συστήματος δροσισμού προκάλεσε μείωση του ελλείμματος κορεσμού στο θερμοκήπιο κάτι που οδήγησε σε σημαντική αύξηση της στοματικής αγωγιμότητας της καλλιέργειας, επιτρέποντας έτσι στη διαπνοή να παραμείνει σε παρόμοια επίπεδα, όπως στην περίπτωση χωρίς το σύστημα δροσισμού. Αντίθετα, η σκίαση του θερμοκηπίου και η μεγάλη φυλλική επιφάνεια οδήγησαν μέσα από τις αλληλεπιδράσεις της καλλιέργειας με το μικροκλίμα σε αύξηση του ρυθμού διαπνοής της καλλιέργειας αυξάνοντας έτσι τη διαδικασία της ψύξης στο θερμοκήπιο. Τέλος, από τα αποτελέσματα που παρουσιάστηκαν στην εργασία αυτή, έγινε φανερή η σημαντικότητα του δείκτη φυλλικής επιφάνειας, τόσο στον έλεγχο του μικροκλίματος όσο και στο σχεδιασμό των συστημάτων ψύξης των θερμοκηπίων. Για το λόγο αυτό ο δείκτης φυλλικής επιφάνειας θα πρέπει να λαμβάνεται ως μία βασική παράμετρος τόσο στους αλγορίθμους για τον έλεγχο του μικροκλίματος όσο και στη διαδικασία του σχεδιασμού των συστημάτων ψύξης των θερμοκηπίων. Έτσι, μπορούμε να πούμε ότι η απόφαση για τη χρήση του δροσισμού της σκίασης ή του αερισμού για παράδειγμα εξαρτάται κατά κύριο λόγο από την τιμή του δείκτη φυλλικής επιφάνειας της καλλιέργειας. Επιπλέον, έγινε φανερό ότι ο δείκτης υδατικής καταπόνησης της καλλιέργειας αποτελεί ένα χρήσιμο και αξιόπιστο εργαλείο που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως κριτήριο για τη λήψη αποφάσεων σχετικά με τον έλεγχο του κλίματος στο θερμοκήπιο. Τέλος έγιναν οι απαραίτητες ποιοτικές παρατηρήσεις και μετρήσεις για την ποσοτική περιγραφή των μηχανισμών που επηρεάζουν και καθορίζουν τα κριτήρια για τη βελτιστοποίηση του μικροκλίματος του θερμοκηπίου. Συνέχεια της εργασίας αυτής αποτελεί η ενσωμάτωση όλων των πληροφοριών που παρουσιάζονται στην παρούσα διατριβή σε ένα προσομοίωμα για τον έλεγχο και βελτιστοποίηση του μικροκλίματος του θερμοκηπίου.