VPD verstehen: Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Zusammenspiel

Was VPD ist und wie es berechnet wird

Das Dampfdruckdefizit (VPD, vapor pressure deficit) gibt in Kilopascal (kPa) an, wie groß der Unterschied zwischen dem Wasserdampfdruck im Blattinneren und dem der umgebenden Luft ist. Je größer diese Lücke, desto stärker der Sog, der Wasser über die Spaltöffnungen aus dem Blatt zieht – dieser Vorgang heißt Transpiration. Anders als die relative Luftfeuchtigkeit allein verbindet das VPD Temperatur und Feuchte zu einer einzigen Kennzahl für diesen Verdunstungsantrieb.

Berechnet wird VPD als Sättigungsdampfdruck der Luft bei der aktuellen Temperatur, multipliziert mit eins minus der relativen Luftfeuchtigkeit geteilt durch hundert. Der Sättigungsdampfdruck selbst lässt sich mit der sogenannten Magnus-Formel abschätzen, die auch in der Meteorologie gebräuchlich ist. Rechenbeispiel: Bei 24 °C und 60 % relativer Luftfeuchtigkeit liegt das VPD bei rund 1,19 kPa; sinkt die Feuchte bei gleicher Temperatur auf 50 %, steigt es auf etwa 1,49 kPa.

Genauer wird die Rechnung, wenn statt der Lufttemperatur die tatsächliche Blatttemperatur verwendet wird, denn Blätter sind unter künstlichem Licht nicht zwangsläufig so warm wie die Luft um sie herum. Eine Modellstudie zu Blatttemperaturen unter Sonnenlicht, Natriumdampflampen (HPS) und LEDs fand: Ohne Wasserstress liegt die Blatttemperatur bei allen untersuchten Lichtquellen meist innerhalb von 2 °C der Lufttemperatur. Steht die Pflanze dagegen unter Wasserstress und bei wenig Luftbewegung, kann das Blatt unter LEDs rechnerisch bis zu 8 °C, unter HPS bis zu 12 °C wärmer werden als die Luft. Für die Praxis heißt das: Ein Infrarot-Thermometer liefert die zuverlässigste Blatttemperatur, ist aber kein Muss – bei gesunden, gut versorgten Pflanzen genügt meist die Lufttemperatur auf Blatthöhe.

VPD-Zielwerte für Jungpflanzen, Wachstum und Blüte

Pflanzen brauchen in jeder Phase ein anderes VPD, weil sich Wurzelvolumen, Blattfläche und Blütendichte verändern. Sämlinge und junge Pflanzen mit kleinem Wurzelballen vertragen wenig Verdunstungsdruck, kräftig wurzelnde Pflanzen im Wachstum verkraften mehr, und dichte Blüten in der späten Blüte müssen vor allem vor stehender Feuchtigkeit geschützt werden.

Die Bereiche für Wachstum und Blüte entsprechen dem, was unter kontrolliertem Klima üblich ist, und decken sich mit einer allgemeinen Einordnung für Gewächshauskulturen, die ein ideales VPD von etwa 0,45 bis 1,15 kPa nennt und ausdrücklich festhält, dass der Zielbereich je nach Kultur variiert. Wie nah reale Anlagen daran liegen, zeigt eine Cannabis-Studie zur Blütephase: Dort wurden über zwölf Wochen im Mittel 25,3 °C und 60,5 % rF gemessen, was rechnerisch einem VPD von rund 1,3 kPa entspricht – mitten im hier genannten Blüte-Richtwert.

Zu Sämlingen und sehr jungen Pflanzen gibt es keine eigene VPD-Studie; der niedrigere Zielbereich leitet sich aus den für diese Phase üblichen Temperatur- und Feuchtewerten ab. Für frisch geschnittene, noch wurzellose Stecklinge gelten nochmals andere, sehr niedrige Werte – dazu mehr im Artikel Klima für Stecklinge.

Warum die Kombination zählt, nicht nur einzelne Werte

Temperatur und Luftfeuchtigkeit erlauben für sich genommen oft einen weiten Bereich – kombiniert ergeben die Randwerte aber ein ganz anderes VPD als die Mitte. Im Wachstum reichen die Einzelrichtwerte von 22 bis 28 °C und 55 bis 70 % rF. Kombinierst du die kühle, feuchte Ecke (22 °C, 70 % rF), liegt das VPD rechnerisch bei nur rund 0,8 kPa; kombinierst du die warme, trockene Ecke (28 °C, 55 % rF), liegt es bei etwa 1,7 kPa – deutlich über dem üblichen Blüte-Richtwert, obwohl beide Kombinationen für sich genommen innerhalb der Einzelrichtwerte liegen.

Deshalb reicht es nicht, Temperatur und Luftfeuchtigkeit unabhängig voneinander aus zwei getrennten Tabellen abzulesen. Sinkt die Luftfeuchtigkeit nachts oder steigt die Temperatur durch die Lampenwärme, verschiebt sich das VPD auch dann, wenn du an den Reglern nichts änderst. Ein Klimacomputer oder zumindest ein Min-Max-Hygrometer mit Temperaturanzeige macht solche Verschiebungen sichtbar, bevor sie zum Problem werden. Wo genau du misst, ist dabei entscheidend – mehr dazu im Artikel Sensorplatzierung. Weitere Klimathemen sammelt die Kategorie Klima & VPD.

Wenn das VPD zu niedrig oder zu hoch ist

Ein zu niedriges VPD, meist unter etwa 0,4 bis 0,5 kPa, bedeutet nahezu gesättigte Luft. Eine praxisorientierte Einordnung für Gewächshauskulturen beschreibt, dass bei so geringem Dampfdruckdefizit das Risiko für Pilzkrankheiten deutlich steigt, weil Blattoberflächen länger feucht bleiben, und dass Gewebe unter dauerhaft niedrigem VPD weich und wasserreich wächst. Nährstoffe wie Calcium, die auf einen stetigen Wasserstrom durchs Blatt angewiesen sind, werden bei so schwacher Transpiration schlechter transportiert.

Ein zu hohes VPD, oberhalb von etwa 1,5 bis 1,6 kPa, treibt die Pflanze zum Gegenteil: Sie schließt ihre Spaltöffnungen, um Wasser zu sparen. Eine Übersichtsarbeit zu steigendem VPD fasst zusammen, dass bei den meisten Pflanzenarten die Leitfähigkeit der Spaltöffnungen mit steigendem VPD sinkt; die Transpiration nimmt zunächst bis zu einem artspezifischen Schwellenwert zu, danach gehen Photosynthese und Wachstum zurück. In derselben Übersicht wird stark erhöhtes VPD auch mit einem größeren Risiko für Trockenschäden und, in Extremfällen bei Bäumen, für Absterben in Verbindung gebracht. Im Zelt sichtbar wird ein zu hohes VPD an harten, leicht eingerollten Blättern, verlangsamtem Wachstum und in Extremfällen an vertrockneten Blattspitzen und -rändern.

Typische Fehler beim Umgang mit VPD

• VPD wie eine feste Zielzahl behandeln. Die Bereiche sind Richtwerte, keine Punktlandungen; wichtiger als die zweite Nachkommastelle ist die Richtung, in die du dich bewegst.

• Nur Temperatur oder nur Luftfeuchtigkeit im Blick haben. Beide Werte für sich im Richtwertbereich zu halten reicht nicht, wenn ihre Kombination das VPD aus dem Zielbereich schiebt.

• Lufttemperatur mit Blatttemperatur gleichsetzen. Besonders unter starkem Licht oder bei Trockenstress kann das Blatt spürbar von der Luft abweichen.

• VPD nachts ignorieren. Ohne Lampenwärme sinkt die Temperatur, die relative Luftfeuchtigkeit steigt, und das VPD fällt oft in einen ganz anderen Bereich als tagsüber.

• Ein niedriges VPD mit „sicher genug Feuchte“ verwechseln. Dauerhaft niedriges VPD erhöht das Risiko für Pilzkrankheiten eher, als dass es Pflanzen schützt.