Influiența Umidității Relative a Aerului asupra calității răsadurilor de legume

Umiditatea Relativă a Aerului — Parametrul Vital al Răsadurilor, alături de Temperatură

De ce nu doar temperatura contează la producerea răsadurilor

Răsadurile — un drum care începe în răsadniță

Un lucru pe care îl știm cu toții este acela că marea majoritate a fermierilor legumicultori din România își produc singuri răsadurile. Spațiile în care se produc — răsadnițele — sunt, de cele mai multe ori, amenajate de fiecare fermier după experiența și posibilitățile proprii. Fiecare răsadniță are un sistem de căldură — sobe artizanale, centrale termice, aeroterme — și, fără excepție, cel puțin un termometru.

Temperatura o cunoaște toată lumea. Termometrul este primul instrument pe care îl montează orice fermier în seră.

Dar câți fermieri urmăresc și celălalt parametru esențial al mediului de creștere — Umiditatea Relativă a Aerului (prescurtat RH, de la Relative Humidity)?

Aproape nimeni.

Nu pentru că n-ar fi important — ci pentru că, la nivel fundamental, nu se cunoaște rolul pe care acest parametru de mediu îl joacă în dezvoltarea plantelor în primele stadii de viață, perioada de răsad.

Toată lumea știe, la modul empiric, că umiditatea mare înseamnă condens pe folie, blocarea luminii și, inevitabil, risc de boli fungice. Și este perfect adevărat. Dar umiditatea relativă a aerului apropiată de 100% creează și multe alte probleme care nu sunt vizibile imediat — ci mult mai târziu, după plantare, când deja nimeni nu le mai asociază cu ce s-a întâmplat în răsadniță.

Acest articol este despre aceste lucruri nevăzute. Despre mecanismele prin care umiditatea aerului — fie ea prea mică sau prea mare — influențează tot ce se petrece în interiorul răsadurilor, cu consecințe care se vor vedea abia la recoltă.

· · ·

Ce este Umiditatea Relativă a Aerului?

Aerul din jurul nostru conține întotdeauna o anumită cantitate de apă — nu picături vizibile, ci molecule de apă în stare gazoasă, complet invizibile. Această cantitate poate fi foarte mică (aer uscat) sau foarte mare (aer umed).

Parametrul Umiditate Relativă a Aerului (RH) ne spune un lucru simplu: câtă apă conține aerul, raportat la câtă apă ar putea conține maxim la temperatura la care se află — exprimat în procente.

  • RH = 100% — aerul este complet „plin" de vapori. Nu mai poate prelua apă. Dacă se continuă adăugarea de vapori, apa condensează — devine rouă, ceață, picături pe folie.
  • RH = 50% — aerul conține doar jumătate din cât ar putea. Mai este „loc" — și aerul va extrage apă din orice sursă disponibilă: sol, suprafețe umede, plante.
  • RH = 20% — aerul este foarte „gol". Are o capacitate enormă de a absorbi apă. Orice sursă de umezeală din preajmă va pierde apă rapid — aerul acționează ca un aspirator, dar numai pentru apă.
[Infografic: Analogia buretele de aer: cum se comportă aerul la diferite niveluri de umiditate relativă]

Dar „buretele" nostru are o particularitate esențială — și aici lucrurile devin cu adevărat interesante.

· · ·

RH și Temperatura — relația care schimbă totul

„Buretele" de aer despre care am vorbit are o proprietate remarcabilă: își schimbă dimensiunea în funcție de temperatură. La temperaturi mari, buretele crește — poate reține mult mai multă apă. La temperaturi mici, se micșorează.

Ce înseamnă acest lucru concret?

Cu cât aerul este mai cald, cu atât poate conține mai multă apă în același volum. Iar dacă aerul este rece, cantitatea de apă pe care o poate reține scade. Dar nu e o diferență mică. Este una dramatică:

[Infografic: Același volum de aer (1 m³) poate conține cantități radical diferite de vapori de apă, în funcție de temperatură]

Și acum vine informația care schimbă perspectiva asupra a ceea ce se întâmplă în răsadnițe:

Când încălzim aerul dintr-o răsadniță, temperatura crește, dar cantitatea reală de apă din aer rămâne aceeași. Sunt exact aceleași molecule de apă. Însă, odată cu creșterea temperaturii, crește și capacitatea aerului de a reține apă. Așadar, fără să fi scos sau adăugat vreo picătură de apă din spațiu, creșterea temperaturii determină automat scăderea procentului de RH.

Exemplu concret din răsadniță:

Dimineața devreme, în seră sunt 5°C și RH-ul este 73% — aer destul de umed. Se pornește centrala, aerul se încălzește la 25°C. Cantitatea de apă din aer nu s-a schimbat — sunt exact aceleași molecule. Dar acum, la 25°C, aceleași molecule reprezintă doar ~22% din capacitatea maximă.

Temperatura a crescut de la 5°C la 25°C.
RH-ul a scăzut de la 73% la 22%.

Creșterea temperaturii ai simțit-o imediat — plus că termometrul o confirmă. Dar scăderea umidității aerului nu ai cum să o simți, nu o vezi, nu ai aparat care s-o indice. Și totuși, ea s-a produs — dramatic. Dramatic pentru plante, deoarece ele sunt cele care „simt" imediat această schimbare și reacționează corespunzător noilor condiții.

Temperatura Capacitate maximă Apă reală în aer RH rezultat
5°C 6,8 g/m³ 5,0 g/m³ 73%
15°C 12,8 g/m³ 5,0 g/m³ 39%
20°C 17,3 g/m³ 5,0 g/m³ 29%
25°C 23,0 g/m³ 5,0 g/m³ 22%
30°C 30,3 g/m³ 5,0 g/m³ 16%

Aceleași molecule de apă (5 g/m³) — doar temperatura s-a schimbat

Aceasta este realitatea în multe răsadnițe încălzite cu aer cald — ventiloconvectoare, aeroterme, suflante. Aerul este încălzit rapid, eficient din punct de vedere termic, dar devine extrem de uscat. Iar în acest aer uscat, răsadurile suferă — chiar dacă temperatura este „perfectă" și constantă.

La polul opus, în spații mici încălzite cu sobe de lemn, se întâmplă altceva: soba încălzește rapid, evaporarea din substrat și de pe suprafețe este intensă, iar ventilația este minimă sau absentă — căldura trebuie păstrată. Când sobele încep să se răcească, RH-ul ajunge la 90–100%, iar condensul abundent de pe folie demonstrează vizibil acest fapt.

Ambele situații sunt problematice. Dar pentru a înțelege de ce, trebuie să vedem ce se întâmplă la nivelul plantei.

· · ·

Frunza — locul unde RH-ul contează cel mai mult

Pe suprafața frunzelor există mii de „ferestre" microscopice — stomatele. Prin aceste stomate, planta face trei lucruri simultan:

  • Preia CO₂ (dioxid de carbon) din aer — materia primă pentru fotosinteză
  • Eliberează O₂ (oxigen) — produsul secundar al fotosintezei
  • Pierde apă sub formă de vapori — un proces numit transpirație

Procesul de transpirație — eliminarea apei din plantă sub formă de vapori — nu este o pierdere și nu este un proces negativ. Dimpotrivă: transpirația este motorul principal care pune în mișcare întregul sistem de transport al plantei, de la rădăcini până la cea mai îndepărtată extremitate. Fără transpirație, apa și nutrienții nu se mișcă de la rădăcini la frunze.

Ce determină cât de repede transpiră planta? Aici este, de fapt, miezul întregului articol și motivul pentru care înțelegerea umidității relative a aerului este esențială:

Viteza cu care plantele transpiră este dată de diferența dintre umiditatea de la nivelul frunzei — întotdeauna apropiată de 100% — și umiditatea relativă a aerului din jur (RH).

Interiorul frunzei este întotdeauna aproape de 100% umiditate — spațiile intercelulare sunt pline de vapori de apă. Aerul din seră poate fi la 30%, 50%, 80% — depinde de condițiile de mediu. Cu cât diferența este mai mare, cu atât aerul „trage" mai puternic, și apa „fuge" mai repede din frunză.

[Infografic: Gradientul de umiditate dintre interiorul frunzei (~100%) și aerul din seră determină viteza transpirației]

Aceste procese se desfășoară permanent, fără să le vedem, fără să le simțim, fără să le măsurăm. Dar mai târziu, după plantare, când vom da vina pe orice altceva pentru evoluția nesatisfăcătoare a culturilor — pe motivul real, cel din perioada de răsad, nu ne vom gândi.

Când aerul este foarte uscat — RH sub 40%

Diferența de umiditate dintre frunză (~100%) și aerul din seră (<40%) este enormă pentru plantă — chiar dacă pentru noi este imperceptibilă. Apa începe să se evapore prin stomate cu viteză mare, deoarece aerul „trage" cu putere din orice sursă de umezeală. Iar în lipsa altor surse — ceea ce se întâmplă în mod tipic în răsadnițele cu aeroterme sau ventiloconvectoare — plantele fragile, cu sisteme radiculare încă în formare, sunt cele care pierd apa cel mai repede.

Rădăcinile unui răsad tânăr, mici și încă în dezvoltare, nu pot furniza apă suficient de repede pentru a compensa pierderea. Și atunci planta face ceea ce orice organism viu ar face: se protejează.

Printre primele reacții este închiderea stomatelor — pentru a diminua rata de pierdere a apei și a preveni deshidratarea completă. Este o decizie de supraviețuire. Planta nu moare — schimbările nu se văd atât de rapid pe cât s-au schimbat condițiile de mediu. Plantele au multe strategii de supraviețuire.

Dar odată ce stomatele se închid, începe o cascadă de efecte:

  • CO₂ nu mai intră prin stomatele închise rata de fotosinteză scade
  • Fotosinteză scăzută planta caută lumina mai intens: tulpina se alungește, frunzele își măresc suprafața dar devin foarte subțiri și moi
  • Energie mai puțină produsă mai puține substanțe disponibile pentru dezvoltare
  • Dezvoltarea încetinește mai puține frunze noi, tulpini mai subțiri
  • Se instalează un cerc vicios de subdezvoltare

Fermierul vede: răsaduri moi, cu tulpini subțiri care se frâng la orice mișcare, cu frunze subțiri și deschise la culoare. Și începe să dea vina pe lumina insuficientă, pe calitatea pământului, pe prea multă căldură, pe faptul că „nu le-a călit destul" — pe orice altceva decât pe motivul real. Nu este exclus ca și alți factori secundari (lumină insuficientă perioade lungi, substrat slab, fertilizare necorespunzătoare) să fi contribuit. Dar miezul care a declanșat reacția în lanț a fost uscăciunea aerului, menținută perioade lungi de timp.

Ce se întâmplă la nivel molecular — pentru profesioniști

Când VPD-ul depășește pragul de toleranță al plantei (variabil în funcție de specie, dar în general peste 1,5–2,0 kPa pentru răsaduri de legume), se declanșează biosinteza de novo a acidului abscisic (ABA) în celulele de gardă ale stomatelor. Acest proces este rapid — studiile arată că nivelurile foliare de ABA cresc semnificativ în câteva minute de la expunerea la VPD crescut (Bauer et al., 2013; McAdam & Brodribb, 2016).

Calea de biosinteză implică activarea enzimei NCED (9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase), care catalizează clivarea carotenoidelor — pasul limitant al biosintezei ABA. ABA acționează apoi prin receptorii PYR/PYL/RCAR din celulele de gardă, inhibând fosfatazele PP2C, ceea ce permite activarea kinazei OST1/SnRK2.

OST1 activează canalele anionice SLAC1 și QUAC1 din membrana celulelor de gardă → eflux de anioni → depolarizarea membranei → activarea canalului de potasiu GORK → eflux de K⁺ → scăderea potențialului osmotic → pierderea turgorului → închiderea stomatelor.

Simultan, ABA inhibă canalele KAT1 (influx K⁺) și pompele de protoni, prevenind redeschiderea. ROS (specii reactive de oxigen, produse de NADPH oxidaze — RBOHD și RBOHF) și Ca²⁺ citosolic acționează ca mesageri secundari, amplificând semnalul de închidere.

Acest mecanism — evolutiv sofisticat — permite angiosperme lor să răspundă la schimbări de VPD independent de starea de hidratare a frunzei, oferind un avantaj competitiv în medii cu fluctuații rapide ale umidității.

Referințe: Bauer et al. (2013) Current Biology; McAdam & Brodribb (2016) Plant Physiology; Merilo et al. (2013) Plant Physiology.

Când aerul este foarte umed — RH peste 85%

Diferența de umiditate dintre frunză (~100%) și aerul din seră (90–95%) este foarte mică. Aerul, fiind aproape la capacitate maximă, nu mai „trage" apa din plantă. Transpirația se reduce drastic sau se oprește aproape complet.

Din nou, motorul circulației apei în plantă — procesul de transpirație — este oprit. Dar acum planta vine cu alte strategii de adaptare: stomatele rămân permanent deschise, larg, pentru că nu există niciun motiv fiziologic de a le închide.

Care sunt efectele în cascadă când un răsad tânăr este expus unui mediu cu umiditate apropiată de 100% timp îndelungat?

  • Transportul de nutrienți se încetinește — transpirația era motorul care-i punea în mișcare
  • Un element critic — calciul — aproape nu mai ajunge la frunzele tinere (vom detalia imediat)
  • Pereții celulari se formează slabi, fără suficient calciu
  • Stomatele, „forțate" să stea larg deschise tot timpul, nu „învață" să se închidă eficient
  • Condițiile favorizează dezvoltarea bolilor fungice — iar porțile de intrare (stomatele) sunt mereu deschise

Fermierul vede: răsaduri de dimensiuni rezonabile, verzi, suculente, aparent „frumoase". Și crede că totul e în ordine. În practica reală, în răsadnițele cu sobe, condițiile de mediu oscilează frecvent între extreme — de la cald și umed (când arde soba) la răcire și condens — iar rezultatul vizual este adesea un răsad care arată mai robust decât este în realitate.

De fapt, în ambele situații extreme, viitoarele plante provenite din aceste răsaduri vor fi compromise. Dar pentru a înțelege complet de ce, trebuie mai întâi să vorbim despre un parametru care unifică temperatura și umiditatea într-o singură valoare cu sens real pentru plantă — și apoi despre calciu, bor și vasele prin care curge apa în plante.

· · ·

[Articolul continuă în partea a doua]

inapoi la lista de articole
umiditate