Сельскагаспадарчая тэхналогія цяплічнага садаводства Апублікавана ў Пекіне ў 17:30 13 студзеня 2023 г.

Паглынанне большасці пажыўных элементаў - гэта працэс, цесна звязаны з метабалічнай дзейнасцю каранёў раслін.Гэтыя працэсы патрабуюць энергіі, якая выпрацоўваецца пры дыханні каранёвых клетак, а паглынанне вады таксама рэгулюецца тэмпературай і дыханнем, а дыханне патрабуе ўдзелу кіслароду, таму кісларод у каранёвай асяроддзі аказвае жыццёва важны ўплыў на нармальны рост культур.На ўтрыманне растворанага ў вадзе кіслароду ўплываюць тэмпература і салёнасць, а структура субстрата вызначае ўтрыманне паветра ў каранёвым асяроддзі.Ірыгацыя мае вялікія адрозненні ў абнаўленні і папаўненні ўтрымання кіслароду ў субстратах з розным станам утрымання вады.Ёсць шмат фактараў для аптымізацыі ўтрымання кіслароду ў каранёвым асяроддзі, але ступень уплыву кожнага фактару вельмі розная.Падтрыманне дастатковай здольнасці субстрата да ўтрымання вады (утрыманне паветра) з'яўляецца перадумовай падтрымання высокага ўтрымання кіслароду ў каранёвым асяроддзі.

Уплыў тэмпературы і салёнасці на ўтрыманне насычанага кіслароду ў растворы

Утрыманне растворанага кіслароду ў вадзе

Раствораны кісларод раствараецца ў незвязаным або свабодным кіслародзе ў вадзе, і ўтрыманне растворанага кіслароду ў вадзе дасягне максімуму пры пэўнай тэмпературы, якая з'яўляецца насычаным утрыманнем кіслароду.Утрыманне насычанага кіслароду ў вадзе змяняецца з тэмпературай, і калі тэмпература павялічваецца, утрыманне кіслароду памяншаецца.Утрыманне насычанага кіслароду ў чыстай вадзе вышэй, чым у марской вадзе, якая змяшчае соль (малюнак 1), таму ўтрыманне насычанага кіслароду ў пажыўных растворах з рознай канцэнтрацыяй будзе адрознівацца.

Транспарт кіслароду ў матрыцы

Кісларод, які карані цяплічных культур могуць атрымліваць з пажыўнага раствора, павінен знаходзіцца ў свабодным стане, а кісларод транспартуецца ў субстраце 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, і змяненне ўтрымання кіслароду ў паветры прывядзе да прапарцыйнага змянення ўтрымання кіслароду ў вадзе.

Ўздзеянне стрэсу гіпаксіі ў каранёвай асяроддзі на сельскагаспадарчыя культуры

Прычыны гіпаксіі кораня

Ёсць некалькі прычын, па якіх рызыка гіпаксіі ў сістэмах гідрапонікі і вырошчвання субстрата летам вышэй.Перш за ўсё, утрыманне насычанага кіслароду ў вадзе будзе зніжацца з павышэннем тэмпературы.Па-другое, кісларод, неабходны для падтрымання росту каранёў, павялічваецца з павышэннем тэмпературы.Акрамя таго, колькасць пажыўных рэчываў, якія паглынаюцца летам, 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 метабалізмам каранёў, якія патрабуюць энергіі, якая выпрацоўваецца ў выніку дыхання клетак каранёў, гэта значыць раскладання прадуктаў фотасінтэзу ў прысутнасці кіслароду.Даследаванні паказалі, што 10%~20% ад агульнай колькасці асімілятаў раслін таматаў выкарыстоўваецца ў каранях, 50% з якіх выкарыстоўваюцца для паглынання пажыўных іёнаў, 40% для росту і толькі 10% для падтрымання.Карані павінны знаходзіць кісларод у прамым асяроддзі, дзе яны вылучаюць CO₂.У анаэробных умовах, выкліканых дрэннай вентыляцыяй у субстратах і гідрапоніцы, гіпаксія будзе ўплываць на паглынанне вады і пажыўных рэчываў.Гіпаксія хутка рэагуе на актыўнае паглынанне пажыўных рэчываў, а менавіта нітратаў (НЕ₃^-), калій (K) і фасфат (PO₄^3-), што будзе перашкаджаць пасіўнаму засваенню кальцыя (Ca) і магнію (Mg).

Для росту каранёў раслін патрэбна энергія, для нармальнай дзейнасці каранёў патрэбна самая нізкая канцэнтрацыя кіслароду, а канцэнтрацыя кіслароду ніжэй за значэнне COP становіцца фактарам, які абмяжоўвае метабалізм каранёвых клетак (гіпаксія).Пры нізкім узроўні ўтрымання кіслароду рост запавольваецца ці нават спыняецца.Калі частковая гіпаксія каранёў закранае толькі галіны і лісце, каранёвая сістэма можа кампенсаваць тую частку каранёвай сістэмы, якая па нейкай прычыне больш не актыўная, павялічваючы мясцовае паглынанне.

Метабалічны механізм раслін залежыць ад кіслароду як акцэптара электронаў.Без кіслароду выпрацоўка АТФ спыніцца.Без АТФ спыніцца адток пратонаў з каранёў, клеткавы сок клетак каранёў стане кіслым, і гэтыя клеткі загінуць на працягу некалькіх гадзін.Часовая і кароткачасовая гіпаксія не выкліча незваротнага аліментарнага стрэсу ў раслін.З-за механізму «нітратнага дыхання» гэта можа быць кароткачасовая адаптацыя да барацьбы з гіпаксіяй у якасці альтэрнатыўнага спосабу падчас гіпаксіі каранёў.Аднак працяглая гіпаксія прывядзе да запаволення росту, памяншэння плошчы лісця і зніжэння свежай і сухой масы, што прывядзе да значнага зніжэння ўраджайнасці.

Этылен

Расліны будуць утвараць этылен in situ пры моцным стрэсе.Звычайна этылен выдаляецца з каранёў шляхам дыфузіі ў глебавае паветра.Калі адбываецца забалочванне, адукацыя этылену не толькі павялічваецца, але і значна зніжаецца дыфузія, таму што карані акружаны вадой.Павелічэнне канцэнтрацыі этылену прывядзе да адукацыі аэрацыйнай тканіны ў каранях (малюнак 2).Этылен таксама можа выклікаць старэнне лісця, і ўзаемадзеянне паміж этыленам і аўксінам павялічыць адукацыю даданых каранёў.

Кіслародны стрэс прыводзіць да зніжэння росту лісця

ABA вырабляецца ў каранях і лісці, каб справіцца з рознымі стрэсамі навакольнага асяроддзя.У каранёвым асяроддзі тыповай рэакцыяй на стрэс з'яўляецца закрыццё вусцейкаў, якое ўключае адукацыю ABA.Перш чым вусцейкі зачыняюцца, верхняя частка расліны губляе ціск набракання, верхнія лісце вянуць, і эфектыўнасць фотасінтэзу таксама можа знізіцца.Многія даследаванні паказалі, што вусцейкі рэагуюць на павышэнне канцэнтрацыі АБК у апапласце шляхам закрыцця, гэта значыць агульнага ўтрымання АБК у не-лісцях шляхам вызвалення ўнутрыклеткавай АБК, расліны могуць вельмі хутка павялічыць канцэнтрацыю апапласта АБК.Калі расліны знаходзяцца пад уздзеяннем навакольнага асяроддзя, яны пачынаюць вылучаць АБК у клетках, і сігнал вызвалення каранёў можа перадавацца за некалькі хвілін замест гадзін.Павелічэнне АБК у тканінах ліста можа паменшыць падаўжэнне клеткавай сценкі і прывесці да памяншэння падаўжэння ліста.Іншым эфектам гіпаксіі з'яўляецца тое, што працягласць жыцця лісця скарачаецца, што закране ўсе лісце.Гіпаксія звычайна прыводзіць да зніжэння транспарціроўкі цітокіны і нітратаў.Недахоп азоту або цытакініны скароціць час падтрымання плошчы лісця і спыніць рост галін і лісця на працягу некалькіх дзён.

Аптымізацыя кіслароднага асяроддзя каранёвай сістэмы культур

Характарыстыкі субстрата з'яўляюцца вырашальнымі для размеркавання вады і кіслароду.Канцэнтрацыя кіслароду ў каранёвым асяроддзі цяплічных гародніны ў асноўным залежыць ад здольнасці субстрата да ўтрымання вады, паліву (памер і частата), структуры субстрата і тэмпературы паласы субстрата.Толькі тады, калі ўтрыманне кіслароду ў каранёвым асяроддзі складае не менш за 10 % (4~5 мг/л), актыўнасць каранёў можа падтрымлівацца ў найлепшым стане.

Каранёвая сістэма культур вельмі важная для росту і ўстойлівасці раслін да хвароб.Вада і пажыўныя рэчывы будуць засвойвацца ў адпаведнасці з патрэбамі раслін.Аднак узровень кіслароду ў каранёвым асяроддзі шмат у чым вызначае эфектыўнасць паглынання пажыўных рэчываў і вады і якасць каранёвай сістэмы.Дастатковы ўзровень кіслароду ў асяроддзі каранёвай сістэмы можа забяспечыць здароўе каранёвай сістэмы, каб расліны мелі лепшую ўстойлівасць да патагенных мікраарганізмаў (малюнак 3).Адэкватны ўзровень кіслароду ў субстраце таксама мінімізуе рызыку анаэробных умоў, такім чынам мінімізуючы рызыку патагенных мікраарганізмаў.

Спажыванне кіслароду ў каранёвай асяроддзі

Максімальнае спажыванне кіслароду культурамі можа дасягаць 40 мг/м2/г (спажыванне залежыць ад культуры).У залежнасці ад тэмпературы вада для паліву можа ўтрымліваць да 7~8 мг/л кіслароду (малюнак 4).Каб дасягнуць 40 мг, трэба даваць 5 л вады кожную гадзіну, каб задаволіць патрэбу ў кіслародзе, але на самой справе колькасць паліву за адзін дзень можа не быць дасягнута.Гэта азначае, што кісларод, які забяспечваецца абрашэннем, гуляе толькі невялікую ролю.Большая частка кіслароду дасягае каранёвай зоны праз поры ў матрыцы, і ўклад кіслароду праз поры дасягае 90 %, у залежнасці ад часу сутак.Калі выпарэнне раслін дасягае максімуму, колькасць паліву таксама дасягае максімуму, што эквівалентна 1~1,5 л/м2/гадз.Калі паліўная вада змяшчае 7 мг/л кіслароду, яна будзе забяспечваць 7~11 мг/м2/г кіслароду для каранёвай зоны.Гэта эквівалентна 17%~25% попыту.Вядома, гэта адносіцца толькі да сітуацыі, калі бедная кіслародам паліўная вада ў субстраце замяняецца свежай паліўнай вадой.

Акрамя спажывання каранёў, мікраарганізмы ў каранёвым асяроддзі таксама спажываюць кісларод.Цяжка ацаніць гэта колькасна, таму што ніякіх вымярэнняў у гэтым плане не было зроблена.Паколькі новыя субстраты замяняюцца кожны год, можна меркаваць, што мікраарганізмы гуляюць адносна невялікую ролю ў спажыванні кіслароду.

Аптымізуйце тэмпературу навакольнага асяроддзя каранёў

Тэмпература навакольнага асяроддзя каранёвай сістэмы вельмі важная для нармальнага росту і функцыянавання каранёвай сістэмы, а таксама з'яўляецца важным фактарам, які ўплывае на паглынанне вады і пажыўных рэчываў каранёвай сістэмай.

Занадта нізкая тэмпература субстрата (тэмпература каранёў) можа прывесці да цяжкасці водапаглынання.Пры 5 ℃ паглынанне на 70%~80% ніжэй, чым пры 20 ℃.Калі нізкая тэмпература субстрата суправаджаецца высокай тэмпературай, гэта прывядзе да завядання раслін.Відавочна, што паглынанне іёнаў залежыць ад тэмпературы, якая перашкаджае паглынанню іёнаў пры нізкай тэмпературы, і адчувальнасць розных пажыўных элементаў да тэмпературы розная.

Занадта высокая тэмпература субстрата таксама бескарысная і можа прывесці да занадта вялікай каранёвай сістэмы.Іншымі словамі, у раслінах адбываецца незбалансаванае размеркаванне сухога рэчыва.Паколькі каранёвая сістэма занадта вялікая, будуць адбывацца непатрэбныя страты праз дыханне, і гэтая частка страчанай энергіі магла быць выкарыстана для збору ўраджаю часткі расліны.Пры больш высокай тэмпературы субстрата ўтрыманне растворанага кіслароду ніжэй, што значна больш уплывае на ўтрыманне кіслароду ў каранёвым асяроддзі, чым кісларод, спажываны мікраарганізмамі.Каранёвая сістэма спажывае шмат кіслароду, і нават прыводзіць да гіпаксіі ў выпадку дрэннай структуры субстрата або глебы, такім чынам памяншаючы паглынанне вады і іёнаў.

Падтрымлівайце разумную водоудерживающую здольнасць матрыцы.

Існуе адмоўная карэляцыя паміж утрыманнем вады і працэнтным утрыманнем кіслароду ў матрыцы.Пры павелічэнні ўтрымання вады ўтрыманне кіслароду памяншаецца, і наадварот.Існуе крытычны дыяпазон паміж утрыманнем вады і кіслародам у матрыцы, гэта значыць 80%~85% утрымання вады (малюнак 5).Працяглае падтрыманне ўтрымання вады ў субстраце вышэй за 85% паўплывае на забеспячэнне кіслародам.Большая частка кіслароду (75% ~ 90%) адбываецца праз поры ў матрыцы.

Дабаўка паліву да ўтрымання кіслароду ў субстраце

Больш сонечнага святла прывядзе да большага спажывання кіслароду і зніжэння канцэнтрацыі кіслароду ў каранях (малюнак 6), а большая колькасць цукру прывядзе да большага спажывання кіслароду ўначы.Транспірацыя моцная, паглынанне вады вялікае, у субстраце больш паветра і больш кіслароду.На малюнку 7 злева відаць, што ўтрыманне кіслароду ў субстраце крыху павялічыцца пасля паліву пры ўмове, што здольнасць субстрата да ўтрымання вады высокая, а ўтрыманне паветра вельмі нізкае.Як паказана справа на мал.7, ва ўмовах адносна лепшага асвятлення ўтрыманне паветра ў субстраце павялічваецца за кошт большага паглынання вады (аднолькавы час арашэння).Адносны ўплыў паліву на ўтрыманне кіслароду ў субстраце значна меншы, чым здольнасць утрымліваць ваду (утрыманне паветра) у субстраце.

Абмеркаваць

Пры рэальным вытворчасці лёгка не заўважыць утрыманне кіслароду (паветра) у асяроддзі каранёў культур, але гэта важны фактар ​​для забеспячэння нармальнага росту культур і здаровага развіцця каранёў.

Для таго, каб атрымаць максімальны ўраджай падчас раслінаводства, вельмі важна, наколькі гэта магчыма, абараніць сераду каранёвай сістэмы ў найлепшым стане.Даследаванні паказалі, што О₂ўтрыманне ў асяроддзі каранёвай сістэмы ніжэй за 4 мг / л будзе мець негатыўны ўплыў на рост культур.О₂на ўтрыманне ў каранёвым асяроддзі ў асноўным уплываюць абрашэнне (колькасць і частата паліву), структура субстрата, утрыманне вады ў субстраты, цяпліца і тэмпература субстрата, і розныя схемы пасадкі будуць рознымі.Багавінне і мікраарганізмы таксама маюць пэўную сувязь з утрыманнем кіслароду ў каранёвым асяроддзі гідрапонных культур.Гіпаксія не толькі выклікае запаволенне развіцця раслін, але і ўзмацняе ціск каранёвых узбуджальнікаў (питиум, фітафтароз, фузарыёз) на рост каранёў.

Ірыгацыйная стратэгія аказвае значны ўплыў на O₂ўтрыманне ў субстраце, а таксама гэта больш кантраляваны спосаб у працэсе пасадкі.Некаторыя даследаванні па пасадцы руж выявілі, што павольнае павелічэнне ўтрымання вады ў субстраце (раніцай) можа палепшыць кіслародны стан.У субстраце з нізкай здольнасцю да ўтрымання вады субстрат можа падтрымліваць высокае ўтрыманне кіслароду, і ў той жа час неабходна пазбягаць розніцы ўтрымання вады паміж субстратамі праз большую частату арашэння і меншы інтэрвал.Чым ніжэй водоудерживающая здольнасць субстратаў, тым большая розніца паміж субстратамі.Вільготны субстрат, меншая частата арашэння і большы інтэрвал забяспечваюць большую замену паветра і спрыяльныя ўмовы кіслароду.

Дрэнаж субстрата з'яўляецца яшчэ адным фактарам, які мае вялікі ўплыў на хуткасць абнаўлення і градыент канцэнтрацыі кіслароду ў субстраце, у залежнасці ад тыпу і водоудерживающей здольнасці субстрата.Ірыгацыйная вадкасць не павінна заставацца на дне субстрата занадта доўга, але павінна быць выліта хутка, каб свежая вада, узбагачаная кіслародам, магла зноў дасягнуць дна субстрата.На хуткасць дрэнажу можна паўплываць некаторымі адносна простымі мерамі, такімі як градыент падкладкі ў падоўжным і шырыньным напрамках.Чым больш градыент, тым хутчэй хуткасць дрэнажу.Розныя падкладкі маюць розныя адтуліны і колькасць выхадных адтулін таксама адрозніваецца.

КАНЕЦ

[цытата інфармацыя]

Се Юаньпэй.Уплыў утрымання кіслароду ў навакольным асяроддзі ў каранях цяплічных культур на рост культур [J].Тэхналогія сельскагаспадарчага машынабудавання, 2022,42(31):21-24.