Технический паспорт калькулятора
Автор: Воробьев Александр Владимирович · Редакция 1.0.0 · Проверено 22.09.2026
Методика расчёта VPD
VPD (Vapour Pressure Deficit, дефицит давления водяного пара) — разница между давлением насыщенного пара при данной температуре и фактическим давлением пара в воздухе. VPD показывает, насколько воздух «сухой» относительно точки насыщения, и определяет интенсивность транспирации растений. Расчёт ведётся в два шага. Сначала по формуле Магнуса вычисляется давление насыщенного пара SVP: SVP = 0,6108 × exp(17,27 × T / (T + 237,3)), где T — температура воздуха в °C. Затем VPD = SVP × (1 − RH/100), где RH — относительная влажность в процентах. Полученное значение сравнивается с оптимальным диапазоном для выбранной культуры по таблице 4 ГОСТ Р 58331.3-2019. Если VPD ниже оптимального — транспирация замедлена, растение плохо усваивает питательные вещества. Если выше — растение теряет воду быстрее, чем успевает восполнять, что ведёт к увяданию.
Основные формулы
-
Давление насыщенного пара (формула Магнуса):
SVP = 0,6108 × exp(17,27 × T / (T + 237,3))
SVP — давление насыщенного пара в кПа. T — температура воздуха в °C. Формула Магнуса точна в диапазоне 0–50 °C с погрешностью ±0,01 кПа. Коэффициенты 0,6108 (кПа), 17,27 и 237,3 (°C) — стандартные для формулы Магнуса в метеорологии. -
Дефицит давления водяного пара (VPD):
VPD = SVP × (1 − RH / 100)
VPD — дефицит давления водяного пара в кПа. SVP — давление насыщенного пара. RH — относительная влажность в процентах. Формула показывает, насколько фактическое давление пара в воздухе ниже насыщенного. -
Статус VPD относительно оптимального диапазона:
status = low, если VPD < optimal_min; ok, если optimal_min ≤ VPD ≤ optimal_max; high, если VPD > optimal_max
Статус определяется сравнением рассчитанного VPD с оптимальным диапазоном для выбранной культуры. Значения optimal_min и optimal_max берутся из таблицы 4 ГОСТ Р 58331.3-2019.
Пошаговая инструкция
- Шаг 1. Измерьте температуру воздуха в точке замера (обычно на уровне растений) в градусах Цельсия.
- Шаг 2. Измерьте относительную влажность воздуха в той же точке в процентах.
- Шаг 3. Выберите тепличную культуру из списка (огурец, томат, перец, салат, земляника, роза).
- Шаг 4. Введите температуру, влажность и культуру в калькулятор.
- Шаг 5. Нажмите «Рассчитать».
- Шаг 6. Ознакомьтесь с рассчитанным VPD, его статусом (низкий / оптимальный / высокий) и рекомендацией по корректировке микроклимата.
Ограничения
- Расчёт справочный. Для точного контроля микроклимата используется климат-компьютер с несколькими датчиками.
- Не учитывает фазу развития растения (рассада, цветение, плодоношение).
- Не учитывает время суток (день/ночь) — оптимальные значения даны для светлого времени.
- Не учитывает скорость движения воздуха (вентиляция) и радиацию (солнце).
- Не учитывает состояние растения (здоровое / стресс / болезнь).
- Не учитывает зональный микроклимат теплицы (разница по высоте и по зонам).
- Формула Магнуса точна только в диапазоне 0–50 °C.
Допущения
- Формула Магнуса для расчёта SVP точна в диапазоне температур 0–50 °C. За пределами диапазона расчёт теряет физическую точность. При температуре ниже 0 °C в теплице растение, скорее всего, уже повреждено, при температуре выше 50 °C — критический перегрев.
- Температура и влажность считаются однородными по всей теплице. В реальности VPD может отличаться по высоте (у почвы, в зоне растений, под кровлей) и по зонам (у форточки, в центре). Для точного контроля нужно несколько датчиков.
- Расчёт предполагает, что растение здорово и устьица открыты. При стрессе (перегрев корней, заболевание, поражение вредителями) устьица закрываются, и транспирация не следует теоретической зависимости VPD.
- Оптимальные значения VPD относятся к светлому времени суток. Ночью VPD обычно ниже, и требования к нему мягче. Калькулятор не учитывает время суток — пользователь интерпретирует результат самостоятельно.
- Диапазоны VPD приведены для шести культур из таблицы 4 ГОСТ Р 58331.3-2019. Для других культур значения нужно брать из специализированных справочников по защищённому грунту.
Особые случаи
- Температура ровно 0 °C или 50 °C (граница формулы Магнуса): Расчёт выполняется, но результат на границе точности. Рекомендуется интерпретировать как ориентировочный и проверить фактическое состояние растений.
- Относительная влажность 100% (насыщение): VPD = 0 кПа. Транспирация полностью остановлена. Это критическое состояние — риск конденсата, грибковых заболеваний и физиологических расстройств (краевой некроз, вершинная гниль). Требуется немедленное проветривание и повышение температуры.
- Относительная влажность 0% (абсолютно сухой воздух): VPD = SVP при данной температуре. Максимальная транспирация, быстрое обезвоживание. Растение закроет устьица, транспирация остановится, но листья перегреются. Требуется срочное увлажнение воздуха.
- VPD вне диапазона 0,1–3,0 кПа: Экстремальные значения. Ниже 0,1 кПа — растение не транспирирует, риск физиологических расстройств. Выше 3,0 кПа — критическое обезвоживание, гибель листьев. Требуется немедленная корректировка микроклимата.
Примеры расчёта
Огурец, 24 °C, 70% влажности — VPD на верхней границе оптимального диапазона
Входные данные:
- Температура воздуха: 24
- Относительная влажность: 70
- Культура: Огурец
Результат:
- VPD: 0.9
- Статус: Высокий
- Минимум для культуры: 0.5
- Максимум для культуры: 0.8
Разбор: SVP = 0,6108 × exp(17,27 × 24 / (24 + 237,3)) = 2,9842 кПа. VPD = 2,9842 × (1 − 70/100) = 0,8953 кПа, округление до 2 знаков — 0,9 кПа. Для огурца оптимальный диапазон — 0,5–0,8 кПа. VPD 0,9 выше оптимального максимума, статус — «высокий» (но ниже предупредительного порога 1,0 кПа). Рекомендуется небольшое снижение температуры (вентиляция) или повышение влажности для возврата в оптимум.
Томат, 28 °C, 40% влажности — высокий VPD
Входные данные:
- Температура воздуха: 28
- Относительная влажность: 40
- Культура: Томат
Результат:
- VPD: 2.27
- Статус: Высокий
- Минимум для культуры: 0.6
- Максимум для культуры: 1
Разбор: SVP = 0,6108 × exp(17,27 × 28 / (28 + 237,3)) = 3,78 кПа. VPD = 3,78 × (1 − 40/100) = 2,27 кПа. Для томата оптимальный диапазон — 0,6–1,0 кПа. VPD 2,27 сильно выше максимума. Растение теряет воду быстрее, чем успевает восполнять. Рекомендуется снизить температуру (вентиляция) или повысить влажность (туманообразование).
Салат, 18 °C, 85% влажности — низкий VPD
Входные данные:
- Температура воздуха: 18
- Относительная влажность: 85
- Культура: Салат листовой
Результат:
- VPD: 0.31
- Статус: Низкий
- Минимум для культуры: 0.4
- Максимум для культуры: 0.7
Разбор: SVP = 0,6108 × exp(17,27 × 18 / (18 + 237,3)) = 2,06 кПа. VPD = 2,06 × (1 − 85/100) = 0,31 кПа. Для салата оптимальный диапазон — 0,4–0,7 кПа. VPD 0,31 ниже минимума. Транспирация замедлена, растение плохо усваивает кальций (риск краевого некроза). Рекомендуется повысить температуру или снизить влажность (проветривание).
Графики и визуализация
Наглядное представление зависимости параметров:
Рост VPD с повышением температуры при фиксированной влажности. Чем выше температура и ниже влажность, тем выше VPD и интенсивнее транспирация. Показаны три кривые: при 50%, 70% и 90% влажности.
Параметры: Относительная влажность = 50, Культура = Томат
Сравнение оптимальных диапазонов VPD по таблице 4 ГОСТ Р 58331.3-2019. Огурец — 0,5–0,8; томат — 0,6–1,0; перец — 0,5–0,9; салат — 0,4–0,7; земляника — 0,6–1,0; роза — 0,8–1,2 кПа.
Параметры: Температура воздуха = 24, Относительная влажность = 70
Пример расчёта
Исходные данные
- Температура воздуха: 24 °C
- Относительная влажность: 70 %
- Культура: Огурец
Результат
- VPD: 0.9
- Статус: Высокий
- Минимум для культуры: 0.5
- Максимум для культуры: 0.8
Оценка качества
- Инженерная точность (Для контроля микроклимата): Расчёт детерминирован. Формула Магнуса даёт точность SVP ±0,01 кПа в диапазоне 0–50 °C. Основная погрешность — от измерения относительной влажности (2–5%), что даёт погрешность VPD до ±0,05 кПа. Для агрономического контроля этого достаточно.
- Ориентировочная оценка (Для планирования): Результат подходит для предварительной оценки микроклимата, планирования систем вентиляции и туманообразования, обучения персонала. Для точного контроля в промышленной теплице используется климат-компьютер с несколькими датчиками.
- Ограничения (Когда результат нельзя использовать напрямую): Не учитывает фазу развития, время суток, скорость воздуха, радиацию, состояние растения, зональный микроклимат. Для экзотических культур диапазоны нужно брать из других источников. Формула Магнуса точна только в 0–50 °C.
- Рекомендация (Как повысить точность): Используйте калиброванные датчики температуры и влажности, размещённые на уровне растений в нескольких зонах теплицы. Сверяйте расчёт с показаниями климат-компьютера. Для ответственного планирования — консультация агронома-тепличника.