Тэхналогія сельскагаспадарчай інжынерыі парніковых садоўнікаў, выдадзеных у Пекіне, у 17:30 13 студзеня 2023 года.

Паглынанне большасці пажыўных элементаў - гэта працэс, цесна звязаны з метабалічнай дзейнасцю каранёў раслін. Гэтыя працэсы патрабуюць энергіі, якая ўтвараецца пры дыханні каранёвых клетак, а паглынанне вады таксама рэгулюецца тэмпературай і дыханнем, а дыханне патрабуе ўдзелу кіслароду, таму кісларод у каранёвым асяроддзі аказвае жыццёва важны ўплыў на нармальны рост ураджаяў. На растваранае ўтрыманне кіслароду ў вадзе ўплывае тэмпература і салёнасць, а структура субстрата вызначае ўтрыманне паветра ў каранёвых умовах. Арашэнне мае вялікія адрозненні ў абнаўленні і дапаўненні ўтрымання кіслароду ў субстратах з рознымі станамі ўтрымання вады. Існуе мноства фактараў для аптымізацыі ўтрымання кіслароду ў каранёвых умовах, але ступень уплыву кожнага фактару зусім іншая. Падтрыманне разумнай ёмістасці ўтрымання вады (утрыманне паветра) з'яўляецца перадумовай падтрымання высокага ўтрымання кіслароду ў каранёвых умовах.

Уплыў тэмпературы і салёнасці на насычанае ўтрыманне кіслароду ў растворы ў растворы

Растваранае ўтрыманне кіслароду ў вадзе

Раствараецца кісларод раствараецца ў не звязаным або свабодным кіслародзе ў вадзе, а ўтрыманне растворанага кіслароду ў вадзе дасягне максімуму пры пэўнай тэмпературы, якая ўяўляе сабой насычаны ўтрыманне кіслароду. Утрыманне насычанага кіслароду ў вадзе змяняецца з тэмпературай, а пры павышэнні тэмпературы ўтрыманне кіслароду памяншаецца. Насычанае ўтрыманне кіслароду ў празрыстай вадзе вышэй, чым у марской вадзе, якая змяшчае соль (мал. 1), таму насычанае ўтрыманне кіслароду ў растворах пажыўных рэчываў з рознымі канцэнтрацыямі будзе рознай.

Транспарціроўка кіслароду ў матрыцы

Кісларод, якія могуць атрымаць карані парніковых культур з пажыўнага раствора, павінен быць у свабодным стане, а кісларод транспартуецца ў падкладку праз паветра і ваду і ваду вакол каранёў. Калі ён знаходзіцца ў раўнавазе з утрыманнем кіслароду ў паветры пры дадзенай тэмпературы, кісларод, раствораны ў вадзе, дасягае максімуму, а змена ўтрымання кіслароду ў паветры прывядзе да прапарцыйнай змены ўтрымання кіслароду ў вадзе.

Уплыў стрэсу гіпаксіі ў каранёвых умовах на культурах

Прычыны каранёвай гіпаксіі

Ёсць некалькі прычын, па якіх рызыка гіпаксіі ў гідрапонікі і сістэмах вырошчвання субстрата летам вышэй. Перш за ўсё, насычанае ўтрыманне кіслароду ў вадзе будзе памяншацца па меры павышэння тэмпературы. Па -другое, кісларод, неабходны для падтрымання росту каранёў, павялічваецца з павышэннем тэмпературы. Акрамя таго, колькасць паглынання пажыўных рэчываў улетку вышэй, таму патрэба ў кіслародзе для паглынання пажыўных рэчываў вышэй. Гэта прыводзіць да зніжэння ўтрымання кіслароду ў каранёвай асяроддзі і адсутнасці эфектыўнай дабаўкі, што прыводзіць да гіпаксіі ў каранёвай асяроддзі.

Паглынанне і рост

Паглынанне большасці неабходных пажыўных рэчываў залежыць ад працэсаў, цесна звязаных з каранёвым метабалізмам, які патрабуе энергіі, якая ўтвараецца пры дыханні каранёвых клетак, гэта значыць раскладаннем фотасінтэтычных прадуктаў пры наяўнасці кіслароду. Даследаванні паказалі, што 10% ~ 20% ад агульных асімілятаў раслін таматаў выкарыстоўваюцца ў каранях, 50% з якіх выкарыстоўваюцца для паглынання іёнаў пажыўных рэчываў, 40% для росту і толькі 10% для падтрымання. Карані павінны знайсці кісларод у прамым асяроддзі, дзе яны выпускаюць СО₂. У анаэробных умовах, выкліканых дрэннай вентыляцыяй у субстратах і гідрапонікі, гіпаксія паўплывае на паглынанне вады і пажыўных рэчываў. Гіпаксія мае хуткую рэакцыю на актыўную паглынанне пажыўных рэчываў, а менавіта нітраты (не₃^-), калій (К) і фасфат (PO₄^3-), які будзе перашкаджаць пасіўным паглынаннем кальцыя (Са) і магнію (мг).

Рост каранёў раслін мае патрэбу ў энергіі, нармальнай каранёвай актыўнасці патрэбна найменшая канцэнтрацыя кіслароду, а канцэнтрацыя кіслароду ніжэй значэння КС становіцца фактарам, які абмяжоўвае метабалізм каранёвых клетак (гіпаксія). Калі ўзровень утрымання кіслароду нізкі, рост запавольваецца ці нават спыняецца. Калі частковая каранёвая гіпаксія ўплывае толькі на галінкі і лісце, каранёвая сістэма можа кампенсаваць частку каранёвай сістэмы, якая па нейкай прычыне больш не актыўна, павялічваючы мясцовае паглынанне.

Механізм расліннага метабалізму залежыць ад кіслароду ў якасці акцэптару электронаў. Без кіслароду вытворчасць АТФ спыніцца. Без АТФ адток пратонаў з каранёў спыніцца, клеткавы сок каранёвых клетак стане кіслым, і гэтыя клеткі загінуць на працягу некалькіх гадзін. Часовая і кароткачасовая гіпаксія не выклікае незваротнага харчавання ў раслінах. З-за механізму "нітратнага дыхання" гэта можа быць кароткачасовай адаптацыяй, каб справіцца з гіпаксіяй як альтэрнатыўным спосабам падчас каранёвай гіпаксіі. Аднак доўгатэрміновая гіпаксія прывядзе да павольнага росту, зніжэння плошчы лісця і зніжэння свежай і сухой масы, што прывядзе да значнага зніжэння ўраджаю.

Этылен

Расліны будуць утвараць этылен in situ пры вялікім стрэсе. Звычайна этылен выдаляецца з каранёў, распаўсюджваючы ў глебавым паветры. Калі адбываецца перанос, адукацыя этылену будзе не толькі павялічыцца, але і дыфузія будзе значна зніжана, паколькі карані акружаны вадой. Павелічэнне канцэнтрацыі этылену прывядзе да адукацыі тканіны аэрацыі ў каранях (мал. 2). Этылен таксама можа выклікаць старэнне лісця, а ўзаемадзеянне паміж этыленам і аўксінам павялічыць фарміраванне дапушчальных каранёў.

Стрэс кіслароду прыводзіць да зніжэння росту лісця

ABA вырабляецца ў каранях і лісцях, каб справіцца з рознымі экалагічнымі нагрузамі. У каранёвым асяроддзі тыповай рэакцыяй на стрэс з'яўляецца закрыццё вуснаў, якое прадугледжвае адукацыю ABA. Да таго, як вусце закрыты, верхняя частка расліны губляе ціск на ацёк, верхнія лісце завядуць, а эфектыўнасць фотасінтэтыкі таксама можа зніжацца. Шматлікія даследаванні паказалі, што вусце рэагуюць на павелічэнне канцэнтрацыі АБА ў апапласт, закрываючы, гэта значыць агульнае ўтрыманне ABA ў несцевых, вылучаючы ўнутрыклеткавы ABA, расліны могуць вельмі хутка павялічыць канцэнтрацыю Apoplast ABA. Калі расліны знаходзяцца пад экалагічным стрэсам, яны пачынаюць выпускаць ABA ў клетках, і сігнал вылучэння каранёў можа перадавацца за лічаныя хвіліны, а не гадзіны. Павелічэнне ABA ў тканіны лісця можа паменшыць падаўжэнне клеткавай сценкі і прывесці да зніжэння падаўжэння лісця. Яшчэ адзін эфект гіпаксіі заключаецца ў тым, што працягласць жыцця лісця скарочана, што паўплывае на ўсе лісце. Гіпаксія звычайна прыводзіць да зніжэння транспарціроўкі цытакініна і нітратаў. Адсутнасць азоту або цітокініна скароціць час падтрымання плошчы лісця і спыніць рост галінак і лісця на працягу некалькіх дзён.

Аптымізацыя кіслароднага асяроддзя каранёвай сістэмы ўраджаю

Характарыстыкі субстрата вырашальныя для размеркавання вады і кіслароду. Канцэнтрацыя кіслароду ў каранёвай асяроддзі парніковых гародніны ў асноўным звязана з ёмістасцю ўтрымання вады субстрата, арашэння (памеру і частаты), структуры субстрата і тэмпературы субстрата. Толькі тады, калі ўтрыманне кіслароду ў каранёвым асяроддзі не менш за 10% (4 ~ 5 мг/л), можа захоўвацца каранёвая актыўнасць у лепшым стане.

Каранёвая сістэма культур вельмі важная для росту раслін і ўстойлівасці да раслін. Вада і пажыўныя рэчывы будуць паглынацца ў адпаведнасці з патрэбамі раслін. Аднак узровень кіслароду ў каранёвай абстаноўцы ў значнай ступені вызначае эфектыўнасць паглынання пажыўных рэчываў і ваду і якасць каранёвай сістэмы. Дастатковы ўзровень кіслароду ў каранёвай сістэме можа забяспечыць здароўе каранёвай сістэмы, каб расліны аказалі лепшую ўстойлівасць да патагенных мікраарганізмаў (мал. 3). Адэкватны ўзровень кіслароду ў субстраце таксама мінімізуе рызыку анаэробных умоў, мінімізуючы рызыку патагенных мікраарганізмаў.

Спажыванне кіслароду ў каранёвых умовах

Максімальнае спажыванне культур кіслароду можа дасягаць 40 мг/м2/г (спажыванне залежыць ад культур). У залежнасці ад тэмпературы, арашальная вада можа ўтрымліваць да 7 ~ 8 мг/л кіслароду (мал. 4). Каб дасягнуць 40 мг, для задавальнення попыту кіслароду неабходна даваць 5 л вады, але на самай справе колькасць арашэння ў адзін дзень не можа быць дасягнута. Гэта азначае, што кісларод, які забяспечваецца паліўкай, гуляе толькі невялікую ролю. Большая частка падачы кіслароду дасягае каранёвай зоны праз пары ў матрыцы, а ўклад падачы кіслароду праз пары дасягае 90%, у залежнасці ад часу сутак. Калі выпарэнне раслін дасягае максімуму, колькасць арашэння таксама дасягае максімуму, што эквівалентна 1 ~ 1,5 л/м2/гадзіну. Калі арашальная вада змяшчае кісларод 7 мг/л, яна забяспечыць кісларод 7 ~ 11 мг/м2/г для каранёвай зоны. Гэта эквівалентна 17% ~ 25% попыту. Зразумела, гэта датычыцца толькі сітуацыі, калі арашальная вада з кіслародам у субстраце замяняецца свежай паліўнай вадой.

У дадатак да спажывання каранёў, мікраарганізмы ў каранёвай асяроддзі таксама спажываюць кісларод. Гэта цяжка ацаніць гэта, таму што ў гэтым плане не было вымерана. Паколькі новыя субстраты замяняюцца кожны год, можна меркаваць, што мікраарганізмы гуляюць адносна невялікую ролю ў спажыванні кіслароду.

Аптымізаваць экалагічную тэмпературу каранёў

Экалагічная тэмпература каранёвай сістэмы вельмі важная для нармальнага росту і функцыі каранёвай сістэмы, а таксама з'яўляецца важным фактарам, які ўплывае на паглынанне вады і пажыўных рэчываў каранёвай сістэмай.

Занадта нізкая тэмпература субстрата (каранёвая тэмпература) можа прывесці да складанасці ў паглынанні вады. Пры 5 ℃ паглынанне на 70% ~ 80% ніжэй, чым пры 20 ℃. Калі нізкая тэмпература субстрата суправаджаецца высокай тэмпературай, гэта прывядзе да завядання раслін. Паглынанне іёнаў, відавочна, залежыць ад тэмпературы, што інгібіруе паглынанне іёнаў пры нізкай тэмпературы, а адчувальнасць розных элементаў пажыўных рэчываў да тэмпературы адрозніваецца.

Занадта высокая тэмпература субстрата таксама бескарысная і можа прывесці да занадта вялікай каранёвай сістэмы. Іншымі словамі, у раслінах назіраецца незбалансаванае размеркаванне сухога рэчыва. Паколькі каранёвая сістэма занадта вялікая, праз дыханне адбудуцца непатрэбныя страты, і гэтая частка страчанай энергіі магла быць выкарыстана для збору ўраджаю. Пры больш высокай тэмпературы субстрата ўтрыманне растворанага кіслароду ніжэй, што значна большае ўздзеянне на ўтрыманне кіслароду ў каранёвым асяроддзі, чым кісларод, які спажываецца мікраарганізмамі. Каранёвая сістэма спажывае шмат кіслароду і нават прыводзіць да гіпаксіі ў выпадку дрэннага субстрата або структуры глебы, што зніжае паглынанне вады і іёнаў.

Падтрымлівайце разумную ёмістасць матрыцы вады.

Існуе адмоўная карэляцыя паміж утрыманнем вады і працэнтным утрыманнем кіслароду ў матрыцы. Калі ўтрыманне вады павялічваецца, утрыманне кіслароду памяншаецца, і наадварот. У матрыцы існуе крытычны дыяпазон паміж утрыманнем вады і кіслародам, гэта значыць 80% ~ 85% утрымання вады (мал. 5). Доўгатэрміновае абслугоўванне ўтрымання вады вышэй за 85% у падкладцы паўплывае на падачу кіслароду. Большая частка падачы кіслароду (75%~ 90%) праходзіць праз пары ў матрыцы.

Дадатак арашэння да ўтрымання кіслароду ў субстраце

Больш сонечнага святла прывядзе да павышэння спажывання кіслароду і зніжэння канцэнтрацыі кіслароду ў каранях (мал. 6), а больш цукру зробіць спажыванне кіслароду ўначы вышэй. Транспірацыя моцная, паглынанне вады вялікае, і ў падкладцы больш паветра і больш кіслароду. Злева ад малюнка 7 відаць, што ўтрыманне кіслароду ў падкладцы крыху павялічыцца пасля арашэння пры ўмове, што ёмістасць утрымання вады падкладкі высокая, а ўтрыманне паветра вельмі нізкае. Як паказана справа ад мал. 7, ва ўмовах адносна лепшага асвятлення, утрыманне паветра ў падкладцы павялічваецца з -за большага паглынання вады (той самы час арашэння). Адносны ўплыў арашэння на ўтрыманне кіслароду ў субстраце значна меншы, чым ёмістасць утрымання вады (утрыманне паветра) у субстраце.

Абмяркоўваць

У фактычнай вытворчасці ўтрыманне кіслароду (паветра) у каранёвых умовах ураджаю лёгка не заўважаецца, але гэта важны фактар ​​для забеспячэння нармальнага росту культур і здаровага развіцця каранёў.

Для таго, каб атрымаць максімальную ўраджайнасць падчас вытворчасці ўраджаю, вельмі важна, каб як мага больш абараніць корань сістэмнага асяроддзя ў найлепшым стане. Даследаванні паказалі, што O₂Змест у асяроддзі каранёвай сістэмы ніжэй за 4 мг/л негатыўна адбіваецца на росце ўраджаю. O₂Змест у каранёвым асяроддзі ў асноўным ўплывае на арашэнне (колькасць арашэння і частата), структуру субстрата, утрыманне вады падкладкі, тэмпературу цяпліцы і субстрат, і розныя мадэлі пасадкі будуць рознымі. Водарасці і мікраарганізмы таксама маюць пэўную сувязь з утрыманнем кіслароду ў каранёвай асяроддзі гідрапонічных культур. Гіпаксія не толькі выклікае павольнае развіццё раслін, але і павялічвае ціск каранёвых патагенных мікраарганізмаў (піфій, фітафтора, фузарый) на рост каранёў.

Стратэгія арашэння аказвае значны ўплыў на O₂Змест у падкладцы, а таксама гэта больш кантраляваны спосаб у працэсе пасадкі. Некаторыя даследаванні па пасадцы руж выявілі, што павольнае павелічэнне ўтрымання вады ў субстраце (раніцай) можа атрымаць лепшы стан кіслароду. У падкладцы з нізкай ёмістасцю вады субстрат можа падтрымліваць высокае ўтрыманне кіслароду, і ў той жа час неабходна пазбегнуць розніцы ўтрымання вады паміж субстратамі праз больш высокую частату арашэння і больш кароткі інтэрвал. Чым ніжэйшая ёмістасць утрымання вады субстратаў, тым большая розніца паміж субстратамі. Вільготны субстрат, меншая частата арашэння і больш працяглы інтэрвал забяспечваюць больш замены паветра і спрыяльныя ўмовы кіслароду.

Дрэнаж субстрата - яшчэ адзін фактар, які аказвае вялікі ўплыў на хуткасць абнаўлення і градыент канцэнтрацыі кіслароду ў падкладцы, у залежнасці ад тыпу і ёмістасці ўтрымання вады субстрата. Вадкасць паліву не павінна заставацца ў ніжняй частцы падкладкі занадта доўга, але павінна быць хутка выпісана, каб ірыгацыйная вада, узбагачаная свежай кіслародам, магла зноў дасягнуць дна падкладкі. На хуткасць дрэнажу можа паўплываць некаторыя адносна простыя меры, такія як градыент субстрата ў падоўжных і шырыніх кірунках. Чым больш градыент, тым хутчэй хуткасць дрэнажу. Розныя субстраты маюць розныя адтуліны, а колькасць гандлёвых кропак таксама адрозніваецца.

Канец

[інфармацыя пра цытаванне]

Xie yuanpei. Уплыў утрымання навакольнага асяроддзя кіслароду ў каранях парніковых культур на рост ураджаю [J]. Тэхналогія сельскагаспадарчай тэхнікі, 2022,42 (31): 21-24.