種植室氣候控制:蒸氣壓差 (VPD)、溫度與夜間溼度(上篇)

多數種植者把溫度和相對溼度 (RH) 當成兩個獨立的數字來看。但單看其中任何一個,都無法知道植物從葉片失水的速度有多快。這種失水過程稱為蒸騰作用。蒸氣壓差 (VPD) 把溫度和溼度合併成一個數字,顯示空氣讓冠層變乾的力道有多強。本指南說明如何計算 VPD,以及各生長階段適合的目標值。也會說明白天與夜間溫度如何影響作物,以及如何防止夜間花苞上結水。

舉個例子。一間種植室是 25 °C、RH 60%,另一間是 30 °C、RH 60%。兩間的 RH 相同,但暖空氣能容納更多水分。所以 30 °C 那間的植物失水快得多。VPD 能顯示這個差別,單看 RH 則看不出來。

上篇涵蓋 VPD 的原理、各階段目標值、白天與夜間溫度,以及夜間結露。下篇涵蓋除溼機、冷氣、氣流與活性碳過濾器、爛花與白粉病的預防、氣候控制器,以及每日檢查清單。

蒸氣壓差如何運作

相對溼度沒告訴你的事

RH 表示空氣目前的含水量,佔該溫度下空氣最多能容納水量的比例。這個上限會隨溫度改變。所以同樣的 RH,在涼爽的房間和炎熱的房間代表的意思不同。VPD 量的是實際差距:空氣飽和時能容納的水量,減去目前實際含有的水量。VPD 的單位是千帕 (kPa),這是壓力單位。

VPD 越高,代表空氣對植物來說越乾,植物蒸騰得越快。VPD 越低,代表空氣接近飽和。這時蒸騰作用會變慢,病害風險則會上升。

步驟1:空氣最多能容納多少水

飽和蒸氣壓 (SVP) 是空氣在某一溫度下能容納的最大水蒸氣量。它用 Magnus-Tetens 公式計算:

SVP = 0.6108 × exp[(17.27 × T) / (T + 237.3)]

T 是攝氏溫度,算出的 SVP 單位是 kPa。「exp」是工程計算機上的指數鍵,或試算表裡的 EXP 函數。

在一般室內溫度下,由公式算出的數值如下:

溫度 (°C) SVP (kPa)
18 2.06
20 2.34
22 2.64
24 2.98
26 3.36
28 3.78
30 4.24
32 4.75

空氣變暖時,SVP 會急遽上升。從 20 °C 到 30 °C,SVP 由 2.34 升到 4.24 kPa,增加約 80%。所以兩間 RH 相同的房間,VPD 可能差很多。

步驟2:空氣目前含多少水,以及兩者的差距

實際蒸氣壓 (AVP) 是此刻空氣中的水蒸氣量。VPD 就是 SVP 與 AVP 之間的差距:

AVP = SVP × (RH / 100)
VPD = SVP − AVP = SVP × [1 − (RH / 100)]

葉面 VPD 與空氣 VPD

水分從葉片蒸發時會帶走熱量,讓葉片降溫。所以葉面通常比空氣低 1–3 °C。葉面 VPD 用葉片溫度計算 SVP,用空氣溫度和 RH 計算 AVP。對植物真正有意義的是葉面 VPD。它決定葉片上的小孔(氣孔)實際如何開合。如果可以,請用紅外線溫度計測量冠層溫度,直接計算葉面 VPD。

Leaf VPD = SVP(T_leaf) − SVP(T_air) × (RH / 100)

這個公式假設葉片內部在葉溫下是飽和的。葉片周圍空氣的含水量,則由空氣溫度和 RH 決定。

計算範例:空氣 26 °C、RH 55%,葉片測得 24 °C。

  • 葉溫下的 SVP:SVP(24 °C) = 2.98 kPa
  • 空氣的 AVP:SVP(26 °C) × 0.55 = 3.36 × 0.55 = 1.85 kPa
  • 葉面 VPD = 2.98 − 1.85 = 1.13 kPa
  • 同一房間的空氣 VPD = 3.36 × 0.45 = 1.51 kPa

在 24–28 °C 之間,葉溫每比氣溫低 1 °C,葉面 VPD 約降低 0.2 kPa。這個溫差不是固定的。它取決於燈具、光照強度、氣流,以及植物蒸騰的快慢。有些燈具散發較多輻射熱,在這類燈下,冠層溫度可能和氣溫相同,甚至更高。各類燈具的比較見室內植物生長燈:LED vs HPS vs CMH。請用紅外線溫度計實際量出溫差,不要自己假設一個數字。

下一節的速查表顯示的是空氣 VPD。如果你的控制器顯示的是葉面 VPD,在相同的房間條件下,讀數會比那張表低。

譯者註:VPD 落在目標範圍內,不代表房間條件就沒問題。由 SVP 表可算出,32 °C、RH 70% 的房間,空氣 VPD 為 4.75 × 0.30 = 1.43 kPa。這落在營養生長期的範圍內。但 32 °C 已高於本指南所有的白天溫度目標。泰國沒有冷氣的種植室常在 30–35 °C。請先檢查溫度,再看 VPD。

現在就做:連續一週,每天兩次在冠層高度記錄氣溫、RH 和葉溫。一次在光照期中段,一次在關燈後 30 分鐘。空氣 VPD 和葉面 VPD 都要算出來。這樣你就知道葉片比空氣低幾度,也能判斷表中哪些數字適合你的房間。

各生長階段的目標值

各階段的蒸氣壓差、溫度與溼度

階段 VPD (kPa) 白天溫度 (°C) 夜間溫度 (°C) RH (%)
克隆苗/繁殖期 0.6–1.0 24–26 22–24 70–80
幼苗期 0.8–1.1 23–26 21–24 65–75
營養生長期 1.0–1.6 25–28 20–24 55–70
拉伸期(開花第1–2週) 1.2–1.7 25–28 21–24 50–65
開花前期(第3–5週) 1.3–1.6 24–27 20–23 50–60
開花後期(第6–7週) 1.3–1.8 22–26 18–22 40–55
成熟/沖洗期(第8週起) 1.5–1.7 20–24 16–20 35–45

克隆苗是從母株剪下、再讓它發根的插枝(母株與克隆苗繁殖)。拉伸期是轉為開花後最初幾週,植株快速長高的階段(拉伸期:開花轉換期間的高度控制)。沖洗是指採收前只給清水或稀釋的營養液。沖洗到底有沒有幫助,見採收前的沖洗:科學還是迷思?。

本指南各階段表格中的 VPD 數字全都是空氣 VPD。這包括上表,以及下篇的開花週數表和總結表。每個數字都用 Magnus 公式計算,取白天溫度範圍的中間值,並涵蓋表中所列的 RH 範圍。葉面 VPD 通常較低,因為葉片通常比空氣涼。

速查表:特定溫度與 RH 下的空氣 VPD (kPa)

溫度 (°C) 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80%
18 1.24 1.13 1.03 0.93 0.82 0.72 0.62 0.52 0.41
20 1.40 1.29 1.17 1.05 0.94 0.82 0.70 0.58 0.47
22 1.59 1.45 1.32 1.19 1.06 0.93 0.79 0.66 0.53
24 1.79 1.64 1.49 1.34 1.19 1.04 0.89 0.75 0.60
26 2.02 1.85 1.68 1.51 1.35 1.18 1.01 0.84 0.67
28 2.27 2.08 1.89 1.70 1.51 1.32 1.13 0.95 0.76
30 2.55 2.33 2.12 1.91 1.70 1.48 1.27 1.06 0.85

為什麼空氣太潮溼,新葉反而可能缺鈣

鈣從根部送到新葉,主要是跟著水分移動,而這些水是蒸騰作用從植株中往上拉的。植物很少把老葉中的鈣轉移到新生部位。VPD 長時間過低時,植物蒸騰得很慢。流經植株的水變少,送到最嫩葉片的鈣也跟著變少。即使營養液中的鈣足夠,也可能發生這種情況。於是新生部位會出現缺鈣症狀,即使施肥是正確的。加鈣之前,請先把 VPD 調回該階段的範圍,並檢查冠層的氣流。各種葉片症狀的比較見營養缺乏與過量:閱讀葉片。

譯者註:在泰國,難的通常是把 RH 壓到範圍的下限。克隆苗和幼苗需要 65–80% RH,在潮溼氣候下很容易維持。開花期要維持 40–60% RH 就很難,雨季尤其困難。這時任何從室外引入的空氣都非常潮溼。選擇除溼機容量時,請以開花後期的目標為準,而不是營養生長期的目標。

現在就做:在表中找到你目前的生長階段,和你記錄的讀數比對。如果開花期的 VPD 低於範圍,請先處理溼度,再調整施肥。除溼機容量的選法見下篇。這樣你就能判斷問題出在氣候還是營養。

VPD 在24小時內如何變化

VPD 會隨白天和夜間變化。變動最大的時刻是開燈和關燈時。資料記錄器是每 1–5 分鐘儲存一次讀數的感測器。它的紀錄能顯示你的設備是否跟得上這些變動。

開燈時

開燈後,冠層和房間會迅速升溫,第一個小時常會升高好幾度。除溼機或冷氣可能反應較慢。這時 RH 只會慢慢下降,VPD 則會往上衝。

範例:關燈時房間 22 °C、RH 60%,葉溫 20 °C。葉面 VPD 約 0.75 kPa。開燈 30 分鐘後,氣溫 27 °C,RH 仍是 58%,葉溫 25 °C。葉面 VPD = SVP(25 °C) − SVP(27 °C) × 0.58 = 3.17 − 2.07 = 1.10 kPa。也就是半小時內跳升約 0.35 kPa。

關燈時

關燈後房間會降溫。一開始,空氣中的水量大致不變。空氣變涼時 SVP 下降,所以 RH 上升、VPD 下降。一間 26 °C、RH 45% 的房間降到 22 °C 時,RH 約達 57%,而空氣中的水分完全沒有增加。如果降到 20 °C,RH 約達 65%。

在開花後期,這是灰黴病 (Botrytis) 的高風險時段,這種病也稱為爛花或灰黴。在房間條件穩定之前,水分可能凝結在緊密花苞的表面和內部。

減少波動的三個習慣

  1. 黑暗期也要讓除溼機持續運轉。植物夜間仍在蒸騰,只是比較慢,所以水分還是不斷進入空氣。
  2. 在光照期最後一小時逐步調降溫度,不要一次降到底。降溫慢一點,除溼機才有時間在 RH 上升時把水分除掉。
  3. 不要在快關燈前澆水。每次澆水都會增加溼氣,而這時房間正要開始降溫。

露點:為什麼關燈後花苞上會結水

露點是指在空氣含水量不變的情況下,降溫到剛好達到飽和時的溫度。任何溫度低於露點的表面都會凝結出液態水。大熱天裡裝冰水的杯子外壁冒出水珠,就是同樣的現象。葉片通常比空氣涼,緊密的花苞內部又容易保住水分。如果葉片或花苞表面降到露點以下,上面就會形成一層水膜。灰黴病需要這種游離水才能開始感染。

氣溫 (°C) RH 40% 時的露點 (°C) RH 50% RH 60% RH 70%
20 6.0 9.3 12.0 14.4
22 7.8 11.1 13.9 16.3
24 9.7 13.0 15.7 18.2
26 11.5 14.8 17.6 20.1
28 13.4 16.7 19.4 22.0

如果葉溫降到露點以下,水分就會凝結,病害風險會變得非常高。任何時候都要讓葉溫至少比露點高 2 °C。例如,24 °C、RH 60% 的房間,露點是 15.7 °C。這間房裡的葉片應保持在 17.7 °C 或更高。

譯者註:泰國條件下的夜間溼度

  • 雨季。夜間用風扇引入室外空氣,會帶進非常潮溼的空氣。除溼機就得連這些水分一起除掉。
  • 只靠冷氣。冷氣只有在製冷時才會除溼。黑暗的房間一旦達到設定溫度,冷氣就會減少製冷或停機。這時即使房間感覺涼爽,RH 還是會一路上升。另外裝一台除溼機,才能在夜間壓住 RH。
  • 冷風直吹冠層。不要把冷氣出風口直接對著植株。冷風可能把葉溫拉低到接近露點。
  • 停電。如果開花後期的黑暗期停電,除溼機和風扇都會停止,RH 隨之上升。有些設備在復電後不會自動重新啟動。小型不斷電系統 (UPS,一種在短暫停電時讓設備繼續運作的電池裝置) 可以供電給控制器和資料記錄器。這樣記錄器就能記下房間失去保護的時間有多長。

現在就做:查出你平常夜間溫度和 RH 下的露點。在關燈後 30 分鐘測量葉溫。如果葉溫比露點高不到 2 °C,請讓除溼機整夜運轉,並放慢房間降溫的速度。接著,趁房間空著或還在營養生長期時,用斷路器把電源關掉再打開一次。記下哪些設備會自動重啟並保留原本的設定。這樣真的停電後,你就知道哪些設備需要手動重啟。

各階段溫度

階段 白天 (°C) 夜間 (°C) DIF (°C) 原因
克隆苗 24–26 22–24 +2至+4 逆境低、溼度高
營養生長期 25–28 20–24 +4至+6 促進莖部生長與生長勢
開花前期 24–27 20–23 +4至+6 支持拉伸與開花啟動
開花後期 22–26 18–22 +4至+6 代謝變慢,有利樹脂生成
成熟/收尾期 20–24 16–20 +4至+8 涼爽夜晚有助保留萜烯

日夜溫差 (DIF)

DIF 是白天溫度減去夜間溫度。DIF 為正(白天比夜間暖)時,兩對葉片之間的莖段(節間)會拉長,植株長得較高。DIF 為零時,植株較緊湊。DIF 為負(夜間比白天暖)時,植株非常緊湊。開花末期的涼爽夜晚會形成很大的正 DIF。在帶有相關基因的栽培品種 (cultivar) 上,這能帶出更多香氣和更多紫色(花青素)。

DIF 策略 範圍 效果
正 DIF +4至+8 °C 節間較長,植株較高
零 DIF 0 °C 生長緊湊,節間中等
負 DIF −2至−4 °C 生長非常緊湊,節間較短
涼夜收尾 +6至+10 °C 萜烯與花青素表現最強

大麻素與溫度

開花期的白天溫度通常以 25 °C 左右為目標。冠層長時間處於高溫,會增加植株的逆境和需水量。本指南不提供單一的「大麻素開始流失」溫度。已發表的研究在栽培品種、光照強度和高溫持續時間上各不相同。請讓冠層保持在上表各階段的範圍內,並避免長時間的高溫高峰。

萜烯

許多萜烯(香氣化合物)很容易揮發。myrcene、limonene 和 linalool 等單萜類尤其如此。所以開花後期和乾燥期間的高溫,會增加萜烯的流失。種植者常會維持高光照強度,同時把冠層溫度控制在開花後期的範圍內。這是保護香氣的常見做法。效果有多大,取決於栽培品種和環境。

譯者註:在泰國,室外 30–35 °C 時,要把房間維持在 20–26 °C 需要大量電力。燈具通常是房間裡最大的熱源。因此許多種植者把光照期安排在較涼的夜間時段。這樣冷氣是在室外空氣最涼的時候,負擔燈具產生的熱。採用這種排程,黑暗期就會落在一天中最熱的時段。請檢查房間在黑暗期是否比光照期還熱。否則你會在沒有計畫的情況下,得到負 DIF 造成的緊湊生長。

現在就做:把控制器的夜間溫度,設為白天設定值減去你為這個階段選定的 DIF。每週測量一次株高和節間長度。這能讓你在進入拉伸期、高度變得難以修正之前,就知道目前的 DIF 能不能帶來你想要的高度。

開花末期的涼爽夜晚:顏色、樹脂與香氣

紫色(花青素)

大麻的紫色和深色,來自稱為花青素的色素。夜間溫度降到 15–18 °C 時,花青素會開始累積。這種反應取決於遺傳。沒有花青素基因的栽培品種,不管溫度多低都不會變色。有這些基因的栽培品種,在開花第 6–9 週維持穩定的涼爽夜晚,顏色會最明顯。

涼夜收尾排程

時期 夜間 (°C) 白天 (°C) 目的
開花第7–8週 16–18 22–25 保留萜烯,開始上色
開花第8–9週 14–16 20–24 顏色最強,樹脂成熟
最後48–72小時 14–16 18–22 消耗澱粉,最終成熟

注意:夜間低於 14 °C 可能讓植物的代謝慢過頭。毛狀體的成熟可能因此停滯。在決定讓夜間低於 15 °C 之前,請先用放大鏡(手持小型放大鏡)檢查毛狀體。如何判讀毛狀體,見收穫時機:毛狀體成熟度。

這個排程是可選的收尾方式。各階段表格中,標準成熟期的夜間溫度是 16–20 °C。只有在你選擇採用涼夜收尾時,才把夜間降到 14–16 °C。

譯者註:在泰國這類熱帶氣候中,夜間要低於 18 °C 需要專用的製冷設備,運轉成本也會增加。顏色來自遺傳。沒有相關基因的栽培品種,多花的電費不會換來任何回報。在大多數泰國種植室,夜間讓葉溫保持在露點以上,比涼爽夜晚更重要。

現在就做:只在已知會轉紫的栽培品種上試行涼夜收尾,而且先用一小批試。同一栽培品種的另一批,則用一般成熟期的溫度收尾。比較兩批的顏色、香氣,以及多用的電量。這樣你就知道在你的房間裡,涼爽夜晚值不值得那筆電費。

參考文獻

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  9. ASHRAE (2023). ASHRAE Handbook — HVAC Applications,「動物與植物的環境控制」章節。

法律說明

本文僅供教育用途,不構成法律意見。在泰國,大麻花(ช่อดอกกัญชา)依泰國衛生部《管控草藥(大麻)公告》佛曆2568年,屬於管控草藥。該公告依《泰國傳統醫藥保護法》佛曆2542年發布,自2025年6月26日起生效(說明在此)。大麻花只能憑 PT 33(ภ.ท.33)處方出售,每張處方最多 30 天份。大麻花禁止廣告,也禁止網路販售。《管控草藥部級條例(第2號)》佛曆2569年於2026年4月30日生效,收緊了大麻花的執照標準(參見2026年條例說明)。開始種植前,請向泰國主管機關確認每一項執照要求。《大麻管制法》草案尚未成為法律。本論壇不協助任何人購買或販售管制物質。

如果你的讀數和這些目標對不上,請在本主題下方貼出你的紀錄。請附上生長階段,以及開燈時和關燈後 30 分鐘的氣溫、RH 和葉溫。其他種植者就能拿來和自己的房間比較。

下篇:種植室氣候控制:除溼機、冷氣、氣流、防黴與控制器(下篇)