VPD-Tabelle: Sättigungsdefizit für Pflanzen berechnen

VPD steht für Vapor Pressure Deficit und beschreibt die Differenz zwischen dem maximalen Wasserdampf, den die Luft bei einer bestimmten Temperatur aufnehmen könnte, und dem Dampf, der tatsächlich vorhanden ist.

Je größer diese Lücke, desto stärker verdunstet Wasser von der Blattoberfläche, was die Transpiration antreibt.

Die Transpiration ist der Motor für den Nährstofftransport von der Wurzel bis zum jüngsten Trieb, weshalb ein zu niedriges VPD die Versorgung bremst und ein zu hohes die Pflanze austrocknet.

Für die meisten Gewächshauskulturen liegt der gesunde Bereich zwischen 0,4 und 1,6 kPa, wobei die optimale Spanne von der Wachstumsphase abhängt.

Anders als Temperatur oder Luftfeuchte allein berücksichtigt das VPD beide Größen gleichzeitig und liefert dadurch eine einzige Kennzahl, an der sich Lüftung, Befeuchtung und Heizung ausrichten lassen.

In professionellen Gewächshäusern und Growrooms wird der VPD deshalb als Standard-Messgröße neben Temperatur und Feuchte geführt.

Der Rechner verwendet die Magnus-Formel in der Version von Alduchov und Eskridge aus dem Jahr 1996, die als WMO-Standard gilt.

Die Formel lautet vereinfacht: Der Sättigungsdampfdruck in kPa ergibt sich aus 0,6108 multipliziert mit der Exponentialfunktion von 17,27 mal Temperatur geteilt durch Temperatur plus 237,3 Grad.

Dieser Zusammenhang beschreibt, wie viel Wasserdampf die Luft bei einer gegebenen Temperatur maximal halten kann. Der Rechner berechnet den Sättigungsdampfdruck zweimal, einmal für die Lufttemperatur und einmal für die Blatttemperatur.

Der tatsächliche Dampfdruck der Luft ergibt sich dann durch Multiplikation des Sättigungsdampfdrucks der Luft mit der relativen Feuchte geteilt durch hundert.

Die Differenz zwischen dem Sättigungsdampfdruck am Blatt und dem tatsächlichen Luftdampfdruck ist das VPD.

Bei 25 Grad Celsius und 60 Prozent relativer Feuchte mit minus zwei Kelvin Blattdifferenz ergibt sich beispielsweise ein VPD von rund 0,91 kPa im Wachstumsbereich.

Die Magnus-Koeffizienten gelten für Temperaturen zwischen minus 40 und plus 50 Grad Celsius und decken damit den gesamten Gewächshausbereich zuverlässig ab.

Pflanzenblätter sind durch die Verdunstung von Wasser über die Spaltöffnungen normalerweise kühler als die umgebende Luft.

Dieser Temperaturunterschied beträgt je nach Transpirationsrate, Licht und Wind typischerweise minus ein bis minus drei Kelvin, kann bei Trockenstress und geschlossenen Stomata aber auch auf null schrumpfen oder bei starker Einstrahlung sogar positiv werden.

Da das VPD die Dampfdruckdifferenz zwischen Blattoberfläche und Luft beschreibt, muss der Sättigungsdampfdruck am Blatt aus der tatsächlichen Blatttemperatur berechnet werden, nicht aus der Lufttemperatur.

Der Rechner setzt als Vorgabe minus zwei Kelvin ein, einen Wert, der für gut bewässerte Kulturen unter moderater Beleuchtung typisch ist.

Wer ein Infrarot-Thermometer besitzt, kann die Blatttemperatur messen und die Differenz exakt eingeben, was besonders bei Hochleistungskulturen wie Tomaten oder Cannabis die Klimasteuerung verbessert.

Im Freiland ohne direkte Sonneneinstrahlung liegt die Differenz meist bei minus ein Kelvin, unter starker Assimilationsbeleuchtung kann sie bis auf minus vier Kelvin ansteigen.

Die gängige Einteilung nach Prenger und Ling aus dem Jahr 2001 unterscheidet fünf Bereiche.

Unter 0,4 kPa ist das Sättigungsdefizit zu niedrig und die Luft fast gesättigt, was Schimmel und Botrytis begünstigt, weil kaum Feuchtigkeit von den Blättern abgeführt wird.

Zwischen 0,4 und 0,8 kPa liegt der Anzuchtbereich für Sämlinge, Stecklinge und frisch umgetopfte Pflanzen, die noch kein voll entwickeltes Wurzelsystem haben.

Der Wachstumsbereich von 0,8 bis 1,2 kPa passt zur vegetativen Phase, in der die Pflanze Blattmasse aufbaut und eine gleichmäßige Transpiration braucht.

In der Blüte- und Fruchtphase vertragen viele Kulturen 1,2 bis 1,6 kPa, weil die stärkere Transpiration den Kalziumtransport in die Früchte fördert.

Über 1,6 kPa droht Trockenstress, die Stomata schließen sich und Photosynthese wie Wachstum stagnieren. Die Grenzen sind als Orientierung zu verstehen, nicht als scharfe Schwellen.

Ein VPD von 0,79 kPa ist also nicht plötzlich schlecht, weil 0,80 die nächste Phasengrenze markiert.

Die Referenztabelle zeigt VPD-Werte für verschiedene Kombinationen aus Lufttemperatur und relativer Feuchte. Jede Zeile steht für eine Temperaturstufe, jede Spalte für eine Feuchtestufe.

Der angezeigte Wert ist das VPD in kPa, berechnet mit der eingestellten Blatttemperatur-Differenz, die der Rechner als dritten Eingabewert verwendet.

Ein grün hinterlegter Wert signalisiert den Anzuchtbereich, blau steht für Wachstum, bernsteinfarben für Blüte und rot für Warn-Zonen, also zu niedrig oder zu hoch.

Um die Tabelle praktisch zu nutzen, suchen Sie die Zeile Ihrer aktuellen Temperatur und wandern in der Spalte nach rechts oder links, bis Sie den gewünschten Phasenbereich treffen.

Die zugehörige Feuchte in der Spaltenüberschrift zeigt Ihnen, welchen Zielwert Sie durch Lüften, Befeuchten oder Entfeuchten ansteuern sollten.

Die farbigen Bereiche verschieben sich, wenn Sie die Blatttemperatur-Differenz ändern, weil der Sättigungsdampfdruck am Blatt dann bei einer anderen Temperatur berechnet wird.

Für einen schnellen Überblick reicht die Standardeinstellung von minus zwei Kelvin.

Ja, der Rechner gibt den Taupunkt als zusätzliches Ergebnis aus. Der Taupunkt ist die Temperatur, bei der die aktuelle Luftfeuchtigkeit hundert Prozent relative Feuchte erreichen und Kondenswasser entstehen würde.

Er wird aus der umgekehrten Magnus-Formel berechnet, also der gleichen Grundgleichung wie der Sättigungsdampfdruck, nur rückwärts aufgelöst.

Für die Gewächshauspraxis ist der Taupunkt wichtig, weil er zeigt, ab welcher Oberflächentemperatur sich Kondenswasser auf Blättern, Glas oder Folie niederschlägt.

Liegt die Blatttemperatur nahe am Taupunkt, bildet sich ein Wasserfilm, der Pilzkrankheiten wie Botrytis und falschen Mehltau fördert.

Als Faustregel sollte die Blatttemperatur mindestens zwei Grad über dem Taupunkt liegen, damit Kondens vermieden wird. Der Rechner macht diesen Abstand direkt sichtbar und hilft bei der Entscheidung, ob Heizung oder Entfeuchtung nötig ist.

Beispielsweise liegt der Taupunkt bei 25 Grad Celsius und 60 Prozent relativer Feuchte bei rund 16,7 Grad Celsius, sodass Oberflächen unter diesem Wert sofort beschlagen.

Mindestens benötigen Sie ein Thermo-Hygrometer, das Lufttemperatur und relative Feuchte gleichzeitig misst.

Einfache digitale Geräte kosten ab etwa zehn Euro und reichen für Hobby-Gewächshäuser aus, solange Sie sie regelmäßig in Pflanzenhöhe platzieren und nicht in der prallen Sonne oder direkt am feuchten Boden.

Für genauere Ergebnisse empfiehlt sich ein kalibriertes Gerät oder ein Datenlogger, der Werte im Minutentakt aufzeichnet und Tagesschwankungen sichtbar macht.

Optional verbessert ein Infrarot-Thermometer die Eingabe, weil es die tatsächliche Blatttemperatur berührungslos misst, statt sich auf den Pauschalwert von minus zwei Kelvin zu verlassen.

Im professionellen Anbau kommen Aspirations-Psychrometer zum Einsatz, deren Feuchte-Werte genauer als bei kapazitiven Sensoren sind.

Der Rechner selbst funktioniert mit jeder Messquelle, solange Sie Temperatur in Grad Celsius und Feuchte in Prozent eingeben.

Wer mehrmals am Tag messen will, profitiert besonders vom Datenlogger, weil der VPD im Tagesverlauf erheblich schwankt und morgens oft unter 0,4 kPa liegt, während er mittags über 1,2 kPa steigt.

Die zwei Stellschrauben sind Temperatur und Luftfeuchte. Um das VPD zu erhöhen, also die Transpiration anzuregen, können Sie die Temperatur anheben oder die Feuchte senken, etwa durch Lüften, Entfeuchter oder das Abstellen von Verneblern.

Um das VPD zu senken und empfindliche Jungpflanzen zu schonen, hilft Befeuchten über Vernebler oder nasse Wege, Temperatur absenken durch Beschattung oder Lüftung in den Abendstunden und das Schließen von Lüftungsklappen bei trockener Außenluft.

Entscheidend ist, beide Größen gemeinsam zu betrachten, statt nur die Feuchte zu regeln. Ein Beispiel: Bei 30 Grad und 50 Prozent Feuchte liegt das VPD bei etwa 1,66 kPa, was Trockenstress verursacht.

Senken Sie die Temperatur auf 25 Grad bei gleicher Feuchte, fällt das VPD auf rund 0,91 kPa, einen guten Wachstumswert. Die Referenztabelle im Rechner zeigt solche Zusammenhänge auf einen Blick.

Dabei lässt sich oft schon mit einer der beiden Stellschrauben das gewünschte Ergebnis erzielen, weil eine Absenkung der Temperatur um fünf Grad den VPD ähnlich stark verschiebt wie eine Anhebung der Feuchte um zehn bis fünfzehn Prozentpunkte.