دما، تشعشع و شرایط اقلیمی داخل گلخانه قابل تغییر است و این تغییرات به طبیعت، خصوصیات پوشش گلخانه، شدت جابجایی هوا، شکل و جهت استقرار گلخانه خصوصیات ظاهری، استقرار گیاه و شرایط تبخیر و تعرق گیاه وابسته است. میکرواقلیم در قسمتهای مختلف گلخانه از قبیل کناره های گلخانه، مرکز گلخانه، سطح و کف گلخانه، سقف گلخانه و قسمت های مختلف کانوپی گیاه یکنواخت نیست.
اثر گلخانه ای نتیجه دو عامل است:
- اثر پوشش یا اثر محدودکنندگی جریان همرفت که مربوط به کاهش تبادل هوای داخل گلخانه با هوای محیط است
- اثر ناشی از وجود پوشش با شفافیت کم بدون ویژگی عبور تشعشع مادون قرمز منعکس شده از سطح خاک، گیاه و همه اجزا داخل گلخانه که در معرض نور خورشید (نور مرئی، تشعشع IR کوتاه )که پوشش گلخانه به آن کاملا نفوذپذیر است.
در صورت عدم ورودی هوای تازه و محبوس شدن هوای داخل گلخانه، هوای گلخانه گرم می‌شود. این پدیده باعث افزایش دما داخل گلخانه بویژه در طول روز در مقایسه با هوای بیرون گلخانه می‌شود. در شب شیب تغییر دما داخل گلخانه متاثر از دمای هوای خارج گلخانه و میزان تبادل هوای داخل گلخانه و بیرون آن می‌باشد. اگر جنس پوشش گلخانه نسبت به تشعشع مادون قرمز نفوذپذیر باشد در شب هنگام در هوای آرام و بدون باد، دمای هوای داخل گلخانه نسبت به دمای هوای بیرون بیشتر کاهش یابد که باعث وارونگی هوا میگردد.
تشعشع خورشید در گلخانه
تشعشع خورشید در تولید گلخانه از نظر کمی و کیفی اهمیت دارد. گلخانه باعث کاهش دسترسی به نور می‌شود. پوشش گلخانه
کیفیت تشعشع ورودی گلخانه را تغییر می‌دهد و از طریق کارایی مصرف نور و فتومورفوژنز گیاهان را تحت تاثیر قرار می دهد. در کاهش حشرات و میکرو ارگانیسم‌ها می‌تواند نقش داشته باشد.
در فصل پاییز و زمستان ورود حداکثر نور به گلخانه یک هدف ویژه است. در عرضهای جغرافیایی بالاتر از 30 درجه، کاهش طبیعی تابش خورشید مهمترین فاکتور محدود کننده رشد غیر قابل کنترل برای رشد گیاهان در داخل گلخانه است. در این شرایط عبور نور در داخل گلخانه تحت تاثیر عوامل زیر است:
شرایط اقلیمی (میزان ابرناکی در ارتباط با میزان تشعشع مستقیم و منتشر شده)
موقعیت خورشید در آسمان (که بستگی به تاریخ، زمان روز و عرض جغرافیایی دارد)
هندسه پوشش گلخانه
جهت گلخانه (شرقی – غرب یا شمالی – جنوبی)
جنس پوشش گلخانه (خصوصیات رادیومتری، تمیزی و شفافیت، میزان شبنم در زیر پلاستیک و ..)
ساختار و سازه داخلی گلخانه که از طریق ایجاد سایه می‌تواند دسترسی نور داخل گلخانه را محدود کند
قابلیت انتقال تشعشع مستقیم به زاویه تابش (در ارتباط با زاویه تابش و پوشش گلخانه) بستگی دارد. هرچه زاویه تابش با خط عمود بر پوشش گلخانه تندتر باشد نور ورودی بیشتر خواهد شد. که در شکل زیر نمایش داده شده است
در یک روز افتابی تشعشع مستقیم غالب است، به علت تغییر پذیری تشعشع در نقاط مختلف گلخانه متوسط میزان انتقال نور کلی (بخشی از تشعشع ورودی کل که به داخل گلخانه نفوذ میکند) باید به عنوان متوسط نور ورودی به داخل گلخانه در نظر گرفته شود. در یک روز کاملا ابری توزیع تشعشع داخل گلخانه یکنواخت‌تر است.
نفوذ پذیری نور داخل گلخانه های چند واحدی به دلیل سایه اندازی قوس ها روی هم اهمیت زیادی دارد چون سایه‌اندازی قوس‌ها روی هم روی، نور ورودی تاثیر می‌گذارد
جهت گلخانه و عبور نور
جهت گلخانه روی میزان عبور نور در فصل پاییز و زمستان تحت شرایط آسمان صاف تاثیر می‌گذارد. در عرضهای جغرافیایی بالاتر از 30 درجه، جهت شمالی جنوبی در زمستان باعث عبور کمتر تشعشع به داخل گلخانه نسبت به جهت شرقی غربی می‌شود ولی یکنواختی تشعشع ورودی در جهت شمالی جنوبی بیشتر است.
- یکنواختی تشعشع در پاییز در گلخانه‌های شرقی- غربی (با زاویه قرینه حدود 30 درجه پوشش گلخانه) در روز آفتابی نسبت به گلخانه‌های شمالی جنوبی کمتر است. اما در زمستان در ارتباط با انقلاب زمستانه در نفوذ نور10 درصد بیشتر است. به طور خلاصه در عرضهای میانی با روزهای صاف و آفتابی غالب در پاییز و زمستان مانند سواحل مدیترانه، جهت شرقی-غربی گلخانه نسبت به شمالی- جنوبی در گلخانه‌ها با زاویه پوشش سقف بیشتر از 30 درجه مناسب است در حالیکه در گلخانه‌های با زاویه سقف کمتر (گلخانه‌های با تکنولوژی پایین زاویه سقف حدود 10 درجه است) جهت شمالی جنوبی احتمالاً مناسب‌تر است.
- بهینه سازی عبور نور
- عبور نور از گلخانه با یک پوشش ساده حدود 55 درصد در زمستان و 70 درصد در تابستان است در حالیکه در گلخانه‌های با پوشش دو لایه این رنج بین 50 تا 60 درصد می‌شود. ). متوسط بازتابش نور از پوشش گلخانه بین 20 تا 25 درصد است. قسمت های بالایی گیاه در معرض نر زیادی از گلخانه و برگ های پایینی گلخانه نور کمتری دریافت می کنند بنابراین رسیدن به نقطه اشباع نوری در گونه‌های مختلف سبزیجات خوراکی حتی تحت شرایط آب و هوای مدیترانه ای معمول نیست. محدود کردن ورود نور به داخل گلخانه ممکن است به خاطر دلایل دیگری مانند تعدیل دما در گلخانه یا تهویه نامناسب، حفظ کیفیت میوه، رنگ میوه یا کاهش تنش خشکی باشد. کیفیت تشعشع توسط ذرات گرد و خاک رسوب کرده روی پوشش گلخانه متاثر می‌شود به طوری‌که نفود تشعشع فعال فتوسنتزی (PAR) ممکن است بیشتر از کل نور برخوردی که به پوشش گلخانه می‌تابد، محدود شود. شستن پوشش گلخانه استفاده از پوشش پلاستیکی مناسب می‌شود. استفاده از تکنیک‌هایی مانند کشت ردیف‌ها در جهت شمالی جنوبی، تراکم مناسب کشت، هرس کردن، شکل دهی مناسب بوته، استفاده از مالچ در مدیریت کشت محصولات داخل گلخانه به طور کارآمدتری از نور استفاده کرد
- دمای هوا و گیاه و خاک
- در طی روز اختلافات دمایی بیشتر در ارتباط با دمای هوا و همچنین قسمت های مختلف گیاه وجود دارد که بستگی به تشعشع دریافتی، تبخیر آب، جریان هوا و سایر عوامل دارد. دمای گل ها و میوه ها بستگی زیادی به رنگ آنها دارد، که این مسئله در ارتباط با جذب تشعشع می‌باشد. به طور مثال میوه سبز نسبت به میوه قرمز سردتر است. دمای گیاه بر اساس دمای هوای تصحیح شده با دیواره، کف گلخانه و میزان تبخیر و تعرق ارزیابی میگردد. دمای توصیه شده هوای داخل گلخانه برای اکثر گونه های گیاهی بین 10 تا 30 درجه سانتیگراد با دمای بالاتر روز نسبت به شب می‌باشد. در محصولات زراعی مانند گوجه فرنگی، دمای شب حدود 15 درجه سانتی گراد تلفات تنفسی را کاهش می‌دهد و این دما دمای مناسب شب در این گیاه محسوب می‌شود. اما وقتی دمای شب خیلی پایین تر از 15 درجه سانتی گراد برسد، مانند گلخانه‌هایی که در عرض های جغرافیایی پایین قرار دارند می تواند یک عامل محدود کننده رشد گردد. درجه حرارت مناسب معمولاً با افزایش سن گیاه کاهش می‌یابد، و در مرحله جوانه زنی و مراحل اولیه نمو درجه حرارت مناسب بالاتر است. بخش‌های بالای گیاه دمای بالاتر در حالیکه میوه دمای مناسب پائین‌تر را ترجیح می‌دهند. اگر درجه حرارت در گلخانه کمتر از درجه حرارت مناسب باشد، به طور معمول کیفیت محصول کاهش می‌یابد. اکثر گونه‌های باغبانی در درجه حرارت روزانه (24 ساعت) بین 10 تا 25 درجه سازگار شده اند. در بین گونه های گیاهان باغبانی سه نیاز دمایی قابل تشخیص است؛ 1) نیاز دمایی پایین مانند کاهو، توتفرنگی، کاسنی، گل میخک که سطح دمای روز و شب آنها حدود 25-10 درجه سانتی گراد در روز و 10-7 درجه سانتی گراد در شب می‌باشد، 2) نیاز دمایی متوسط مانند گوجه فرنگی، لوبیا، فلفل، بادمجان، کدو با سطح دمایی حدود 30-16 درجه سانتی گراد در روز و 18-13 درجه سانتی گراد در شب، 3) نیاز دمایی بالا که نیاز به دمای 35-20 درجه در روز و 24-18 درجه در شب را دارند مانند گیاهان خانواده کدو (خربزه، هندوانه و خیار) و برخی گیاهان تزئینی. دمای خاک خیلی نزدیک به دمای هوای اطراف استنحوه آبیاری نیز دمای خاک را متاثر میکند.
- باد
- پوشش دولایه سقف و دیوارههای گلخانه باعث کاهش چشمگیر شدت باد به داخل گلخانه می‌شود که دارای تاثیر زیادی روی فیزیولوژی گیاه و میکرواقلیم گلخانه به علت محدود شدن هوا در داخل گلخانه می‌باشد.
- اتمسفر گلخانه
- یک گلخانه بسته هیچ زمان به طور کامل نسبت به هوا بسته محسوب نمی‌شود. تبادل هوای داخل و خارج گلخانه به مقدرا زیادی، به شدت باد بیرون بستگی دارد
- تهویه گلخانه
- تهویه گلخانه به سه دلیل انجام می‌شود: 1) جلوگیری از گرمای زیاد گلخانه در طی روز 2) اطمینان از سطح مناسب دی اکسیدکربن در گلخانه 3) کنترل رطوبت در گلخانه‌های بزرگ، تجمع هوای یکساعته (r) در طی تابستان باید 30 تا 60 برابر حجم گلخانه باشد. یعنی هر یک تا دو دقیقه کل هوای گلخانه باید تخلیه شود که خود نیاز به فن‌های تهویه و ایجاد جریان هوا داخل گلخانه دارد.
- رطوبت هوا
- تبادلات بخار آب در گلخانه مربوط به تعرق گیاه (بیشترین میزان) 2- تبخیر آب از خاک مرطوب و تراکم بخار در سطوح مختلف گلخانه، زمانی که آنها سرد شوند می‌باشد. افزایش دما در طی روز باعث افزایش رطوبت نسبی می‌شود. در صورتی که رطوبت مطلق با تعرق گیاه در محیط گلخانه افزایش یابد، در زمان تهویه هوا خنک تر و خشک تر بیرونی با ورود به گلخانه، رطوبت نسبی را کاهش می‌دهد. در شب زمانی که گلخانه سردتر می‌شود رطوبت نسبی افزایش یافته و به حد اشباع می‌رسد و بخار آب در سطح پوشش گلخانه که سردتر است متراکم می‌شود.
اگر گلخانه دارای دو لایه پلاستیک باشد پوشش داخلی نسبت به پوشش گلخانه ای تک جداره گرمتر می‌باشد و تشکیل قطرات آب ناشی از تراکم بخار آب در آن کمتر می‌شود. آب ناشی از تعرق گیاه تاثیر بیشتری روی رطوبت هوا دارد.
محتوای دی اکسیدکربن
تهویه، فتوسنتز، و تنفس گیاه، دیاکسیدکربن تولید شده در خاک (ناشی از تنفس ریشه و تجزیه مواد آلی خاک) محتوای دی اکسید کربن گلخانه را بیشتر می‌کنند. در طی روز با انجام فتوسنتز محتوای دی اکسید کربن نسبت به هوای بیرون کاهش می‌یابد. در یک گلخانه بسته در یک روز آفتابی محتوای دی اکسید کربن ممکن است به زیر 200 پی پی ام کاهش یابد، که می تواند عامل محدود کننده عملکرد باشد. هدف تهویه ممانعت از کاهش بیشتر از 30 پی پی ام دی‌اکسید کربن هوای گلخانه نسبت به هوای بیرون (360 پی پی ام) است. تهویه گلخانه در ساعت حدود 20 تا 30 بار تخلیه هوای گلخانه جهت نگهداری سطح مناسب دی اکسید کربن کافی است.
آلایندگی گازها
در گلخانه گازهای آلاینده (در کنار آلاینده‌هایی که از تیمارهای حفاظت گیاه نشأت می‌گیرند) در نتیجه اشتعال نادرست سوخت‌ها (با ناخالصی زیاد) یا سوختن ناقص زمانی که گازهای سوخته وارد گلخانه می‌شوند اتفاق میافتد. سوختن ناقص به طور اساسی گاز مونوکسیدکربن، اتیلن و اکسید نیتروژن تولید میکند.