«Влітку тепліше - рослини ростуть краще». У відкритому ґрунті - частково так. У закритій системі при 38°C у теплиці в липні - температура розчину 28-30°C, DO падає до 4 мг/л, Root Rot за 3-5 днів і рослина вже не росте нікуди. Тепло прискорює метаболізм але одночасно знижує розчинність кисню у воді, підвищує навантаження на мікробіологію і дає ідеальні умови для більшості патогенів кореня. Влітку не «краще» - влітку є специфічні ризики що потребують специфічних заходів.
Короткий словник: Перегрів розчину - температура поживного розчину вище 24-25°C при якій розчинність кисню падає нижче безпечного рівня і активізуються патогени кореня. DO (Dissolved Oxygen, розчинений кисень) - кисень розчинений у воді; при 20°C насичення 9.1 мг/л, при 28°C - 7.8 мг/л; при активному мікробному навантаженні реальний DO може бути ще нижчим. Тепловий стрес рослини - сукупність порушень фізіологічних процесів при температурі повітря вище 32-35°C: денатурація ферментів, закриття продихів, зупинка фотосинтезу.
Де і як виникає перегрів: три точки ризику
1. Резервуар або бак з розчином. При відкритому резервуарі або резервуарі без теплоізоляції в теплому приміщенні - температура розчину наближається до температури повітря. При 30°C повітрі: незахищений резервуар → 27-28°C розчину за 4-6 годин. При 27°C DO насиченого розчину ≈ 8.0 мг/л - але при активному споживанні коренем і мікробіологією реальний DO може бути 5-6 мг/л.
2. Субстратні блоки під прямим сонцем або поблизу нагрівальних поверхонь. При темних горщиках або чорних поліетиленових стаканах під прямим сонцем - температура субстрату в горщику на 5-8°C вища від температури повітря. Корінь перегрівається навіть при прохолодному розчині.
3. Труби і лотки NFT на сонці або біля теплих поверхонь. Темні або чорні труби NFT при прямому сонячному опроміненні - температура розчину всередині може бути на 8-12°C вища від температури вихідного розчину. Рослини на початку лотку (холодніший розчин) і в кінці (розігрітий) - різні умови кореня.
Температура розчину: де межа і що відбувається за нею
Безпечний діапазон: 18-22°C для більшості гідропонних культур. При 22-24°C - припустимо короткочасно.
При 25-26°C: DO знижується до 8.0-8.2 мг/л при повному насиченні. Патогени кореня (Pythium) входять в активну фазу розмноження - їх оптимальна температура 24-28°C.
При 27-28°C: DO при повному насиченні 7.8-8.0 мг/л - але реальний DO при кореневому диханні і мікробному навантаженні падає до 4-5 мг/л. Root Rot починається стрімко при такій температурі і навантаженні.
При 30°C і вище: розчинність кисню менше 7.6 мг/л. Pythium і бактеріальні патогени в оптимальному режимі. Без чилера або радикального охолодження - летальна зона для більшості культур протягом кількох днів.
Детальніше про розчинений кисень і його вплив на корінь.
Методи охолодження розчину: від простого до складного
Ізоляція резервуару. Пінопласт або термоізоляційний матеріал навколо резервуару знижує нагрівання від повітря. Безкоштовно або майже безкоштовно - дає виграш 3-5°C при сильній спеці.
Заглиблення або розміщення в прохолодному місці. Резервуар в землі або в підвалі де температура стабільна 14-18°C - природна ізоляція без витрат на енергію. При плануванні нової системи - варто врахувати.
Замороження частини розчину. Пластикові пляшки з водою заморожуються і кладуться в резервуар. Швидко і доступно - але потребує щоденного повторення і може вносити нестабільність EC при таненні якщо вода без добрив.
Аквачилер (water chiller). Єдине надійне постійне рішення для підтримки точної температури розчину при теплому навколишньому середовищі. Витрати: 1-5 кВт·год/добу залежно від розміру системи і різниці температур. При комерційному масштабі - виправдані витрати на електрику.
Управління мікрокліматом приміщення у спеку
Температура розчину - частина більшої проблеми: загальний перегрів приміщення або теплиці.
Вентиляція. При відкритих вентиляційних отворах і примусовій вентиляції - температура всередині теплиці наближається до зовнішньої при достатній кратності повітрообміну. 40-60 об’ємів/годину для теплиці у спекотний день - мінімум для запобігання перегріву.
Затінення. 30-50% зовнішня затінювальна сітка знижує теплове навантаження на 20-35% - це реальні градуси різниці між 40°C і 32°C в теплиці. Внутрішнє затінення менш ефективне: тепло вже всередині.
Температура і вологість у гроурумі: при закритому гроурумі влітку - тепло від ламп плюс тепло ззовні. Кондиціонер розрахований тільки на тепло ламп взимку - влітку не справляється. Перерахувати теплове навантаження на літо: тепло ламп + тепло від трансмісії через стіни + тепло від рослин.
Три помилки, які коштують найдорожче
Не вимірювати температуру розчину влітку і вважати що «аерація вирішує». Аерація підвищує насичення DO але не знижує температуру. При 28°C добре аерований розчин має максимум 7.8 мг/л - і реально менше при кореневому диханні. Потрібен термометр в резервуарі і реакція при перевищенні 24°C; однієї «посиленої аерації» замало.
Не захищати резервуар або труби NFT від прямого нагрівання. Чорні труби NFT під прямим сонцем - +8-12°C до температури розчину всередині. Білий або світлий колір труб або теплоізоляція - знижує нагрівання без будь-яких витрат на електрику.
Ігнорувати перегрів субстратних горщиків. Темний горщик під прямим сонцем при +35°C повітрі - температура субстрату 40-42°C. Корінь гине незалежно від температури розчину що подається. Світлі або білі горщики, затінення або мульча поверхні субстрату - знижують температуру кореня без складної інфраструктури.
Як зрозуміти що літній тепловий режим під контролем
Температура розчину в резервуарі в пік дня (14:00-16:00) не перевищує 24°C. DO при вимірюванні в резервуарі не нижче 7 мг/л. При огляді кореня раз на тиждень - білий без ознак слизу або потемніння. Жодного в’янення вдень при нормальному EC і pH - класичний ранній симптом початку Root Rot від перегрітого розчину.
Якщо хочеш розібратись глибше: Розчинений кисень: чому корінь «задихається» навіть у воді - пояснює механіку зв’язку між температурою розчину і DO і чому температура розчину є більш критичним параметром ніж інтенсивність аерації при літньому перегріві.