Chen Tongqiang itd. Kmetijska inženirska tehnologija vrtnarjenja v rastlinjakih Objavljeno v Pekingu ob 17:30, 6. januarja 2023.

Dober nadzor električne prevodnosti in pH vrednosti rizosfere sta nujna pogoja za doseganje visokega pridelka paradižnika v načinu gojenja brez prsti v pametnem steklenem rastlinjaku. V tem članku je bil kot sadilni objekt vzet paradižnik, povzeti pa so bili primerni razponi električne prevodnosti in pH vrednosti rizosfere v različnih fazah gojenja ter ustrezni kontrolni tehnični ukrepi v primeru nepravilnosti, da bi zagotovili referenco za dejansko pridelavo sadik v tradicionalnih steklenih rastlinjakih.

Glede na nepopolne statistične podatke je površina zasaditve večrazponskih steklenih inteligentnih rastlinjakov na Kitajskem dosegla 630 hm² in se še vedno širi. Stekleni rastlinjak združuje različne objekte in opremo, kar ustvarja primerno rastno okolje za rast rastlin. Dober nadzor okolja, natančno namakanje z vodo in gnojili, pravilno kmetovanje in zaščita rastlin so štirje glavni dejavniki za doseganje visokega pridelka in visoke kakovosti paradižnika. Kar zadeva natančno namakanje, je njegov namen vzdrževanje ustrezne električne prevodnosti (EC), pH-ja, vsebnosti vode v substratu in koncentracije ionov v rizosferi. Dobra EC in pH rizosfere zagotavljata razvoj korenin ter absorpcijo vode in gnojil, kar je nujen predpogoj za ohranjanje rasti rastlin, fotosinteze, transpiracije in drugih presnovnih procesov. Zato je vzdrževanje dobrega okolja v rizosferi nujen pogoj za doseganje visokega pridelka.

Izven nadzora nad električno prevodnostjo (EC) in pH v rizosferi bo imelo nepopravljive učinke na vodno ravnovesje, razvoj korenin, učinkovitost absorpcije gnojil med koreninami in pomanjkanje hranil v rastlini, koncentracijo ionov korenin in absorpcijo gnojil ter pomanjkanje hranil v rastlini in tako naprej. Sajenje in pridelava paradižnika v steklenih rastlinjakih se izvaja brezprsna gojenje. Po mešanju vode in gnojila se integrirano dovajanje vode in gnojila izvede v obliki kapljičnih puščic. EC, pH, pogostost, formula, količina povratne tekočine in čas začetka namakanja bodo neposredno vplivali na EC in pH rizosfere. V tem članku so povzeti ustrezni EC in pH rizosfere v vsaki fazi sajenja paradižnika, analizirani so bili vzroki za nenormalno EC in pH rizosfere ter povzeti sanacijski ukrepi, ki so zagotovili referenco in tehnično podlago za dejansko proizvodnjo tradicionalnih steklenih rastlinjakov.

Primerna električna prevodnost in pH rizosfere v različnih fazah rasti paradižnika

Elektrokondenzacija rizosfere se odraža predvsem v koncentraciji ionov glavnih elementov v rizosferi. Empirična formula za izračun je, da se vsota anionskih in kationskih nabojev deli z 20, in višja kot je vrednost, višja je elektrokondenzacija rizosfere. Primerna elektrokondenzacija rizosfere bo zagotovila primerno in enakomerno koncentracijo ionov elementov za koreninski sistem.

Na splošno je njegova vrednost nizka (EC rizosfere < 2,0 mS/cm). Zaradi nabrekanja koreninskih celic bo to povzročilo prekomerno potrebo korenin po absorpciji vode, kar bo povzročilo več proste vode v rastlinah, presežek proste vode pa se bo porabil za izmet listov, podaljševanje celic in rast rastlinskih jagod; njegova vrednost je na visoki strani (zimski EC rizosfere > 8~10 mS/cm, poletni EC rizosfere > 5~7 mS/cm). Z naraščanjem EC rizosfere je sposobnost korenin za absorpcijo vode nezadostna, kar vodi do stresa zaradi pomanjkanja vode pri rastlinah, v hujših primerih pa bodo rastline ovenele (slika 1). Hkrati bo tekmovanje med listi in plodovi za vodo povzročilo zmanjšanje vsebnosti vode v plodovih, kar bo vplivalo na pridelek in kakovost plodov. Ko se elektrifikacijska vrednost rizosfere zmerno poveča za 0~2 mS/cm, ima to dober regulativni učinek na povečanje koncentracije topnega sladkorja/vsebnosti topnih trdnih snovi v plodu, prilagoditev vegetativne rasti rastlin in ravnovesje reproduktivne rasti, zato pridelovalci češnjevih paradižnikov, ki si prizadevajo za kakovost, pogosto sprejmejo višjo elektrifikacijsko vrednost rizosfere. Ugotovljeno je bilo, da je bil topni sladkor cepljenih kumar bistveno višji kot v kontrolni skupini pod pogojem namakanja z brakično vodo (hranilni raztopini je bilo dodanih 3 g/l doma pripravljene brakične vode z razmerjem NaCl:MgSO4:CaSO4 2:2:1). Značilnosti nizozemskega češnjevega paradižnika 'Honey' so, da ohranja visoko elektrifikacijsko vrednost rizosfere (8~10 mS/cm) skozi celotno sezono pridelave, plod pa ima visoko vsebnost sladkorja, vendar je končni pridelek plodov relativno nizek (5 kg/m2).

pH rizosfere (brez enot) se nanaša predvsem na pH raztopine rizosfere, ki v glavnem vpliva na obarjanje in raztapljanje vsakega elementnega iona v vodi, nato pa vpliva na učinkovitost absorpcije vsakega iona v koreninski sistem. Za večino elementnih ionov je primeren pH razpon 5,5–6,5, kar zagotavlja, da koreninski sistem normalno absorbira vsak ion. Zato je treba med sajenjem paradižnika pH rizosfere vedno vzdrževati pri 5,5–6,5. Tabela 1 prikazuje razpon elektrokonvertibilnosti rizosfere in nadzor pH v različnih fazah rasti paradižnikov z velikimi plodovi. Pri paradižnikih z majhnimi plodovi, kot so češnjevi paradižniki, je elektrokonvertibilnost rizosfere v različnih fazah za 0–1 mS/cm višja kot pri paradižnikih z velikimi plodovi, vendar se vsi prilagajajo v skladu z istim trendom.

Nenormalni vzroki in prilagoditveni ukrepi EC rizosfere paradižnika

EC rizosfere se nanaša na EC hranilne raztopine okoli koreninskega sistema. Ko na Nizozemskem sadijo kameno volno paradižnika, pridelovalci uporabljajo brizge za sesanje hranilne raztopine iz kamene volne, rezultati pa so bolj reprezentativni. V normalnih okoliščinah je EC povratka blizu EC rizosfere, zato se EC povratka vzorčne točke pogosto uporablja kot EC rizosfere na Kitajskem. Dnevno nihanje EC rizosfere se običajno poveča po sončnem vzhodu, začne upadati in ostane stabilno na vrhuncu namakanja, po namakanju pa se počasi povečuje, kot je prikazano na sliki 2.

Glavni razlogi za visoko stopnjo dotoka vode so nizka stopnja dotoka, visoka stopnja dotoka vode in pozno namakanje. Količina namakanja istega dne je manjša, kar kaže na nizko stopnjo dotoka tekočine. Namen dotoka tekočine je popolnoma sprati substrat, zagotoviti, da so stopnja dotoka vode v rizosferi, vsebnost vode v substratu in koncentracija ionov v rizosferi v normalnem območju, stopnja dotoka tekočine pa je nizka in koreninski sistem absorbira več vode kot elementarnih ionov, kar dodatno kaže na povečanje stopnje dotoka vode. Visoka stopnja dotoka vode neposredno vodi do visoke stopnje dotoka vode. Po pravilu je stopnja dotoka vode za 0,5~1,5 ms/cm višja od stopnje dotoka vode. Zadnje namakanje se je končalo prej tistega dne, intenzivnost svetlobe pa je bila po namakanju še vedno višja (300~450 W/m2). Zaradi transpiracije rastlin, ki jo poganja sevanje, je koreninski sistem še naprej absorbiral vodo, vsebnost vode v substratu se je zmanjšala, koncentracija ionov se je povečala in nato se je stopnja dotoka vode v rizosferi povečala. Ko je električna prevodnost rizosfere visoka, intenzivnost sevanja visoka in vlažnost nizka, se rastline soočajo s stresom zaradi pomanjkanja vode, kar se resno kaže kot venenje (slika 1, desno).

Nizka elektrokemična vrednost (EC) v rizosferi je predvsem posledica visoke stopnje vračanja tekočine, poznega zaključka namakanja in nizke EC dovodne tekočine, kar bo težavo še poslabšalo. Visoka stopnja vračanja tekočine bo povzročila neskončno bližino med EC dovodne in povratne tekočine. Ko se namakanje konča pozno, zlasti v oblačnih dneh, skupaj s slabo svetlobo in visoko vlažnostjo, je transpiracija rastlin šibka, razmerje absorpcije elementarnih ionov je višje od razmerja vode, razmerje zmanjšanja vsebnosti vode v matriksu pa je nižje od koncentracije ionov v raztopini, kar bo povzročilo nizko EC povratne tekočine. Ker je tlak nabrekanja koreninskih celic rastlin nižji od vodnega potenciala hranilne raztopine rizosfere, koreninski sistem absorbira več vode in vodno ravnovesje je neuravnoteženo. Ko je transpiracija šibka, se bo rastlina izločala v obliki izpljunjene vode (slika 1, levo), in če je temperatura ponoči visoka, bo rastlina zaman rasla.

Prilagoditveni ukrepi pri nenormalni elektroenergetski vrednosti rizosfere: ① Ko je povratna elektroenergetska vrednost visoka, mora biti vhodna elektroenergetska vrednost v razumnem območju. Na splošno je vhodna elektroenergetska vrednost velikih paradižnikov 2,5~3,5 mS/cm poleti in 3,5~4,0 mS/cm pozimi. Drugič, izboljšajte stopnjo vračanja tekočine, ki je pred visokofrekvenčnim opoldanskim namakanjem, in zagotovite, da se tekočina vrača pri vsakem namakanju. Stopnja vračanja tekočine je pozitivno povezana z akumulacijo sevanja. Poleti, ko je intenzivnost sevanja še vedno večja od 450 W/m2 in traja več kot 30 minut, je treba enkrat ročno dodati majhno količino namakanja (50~100 ml/kapalko) in je bolje, da se tekočina načeloma ne vrača. ② Ko je stopnja vračanja tekočine nizka, so glavni razlogi visoka stopnja vračanja tekočine, nizka elektroenergetska vrednost in pozno zadnje namakanje. Glede na čas zadnjega namakanja se zadnje namakanje običajno konča 2~5 ur pred sončnim zahodom, v oblačnih dneh in pozimi se konča pred rokom, v sončnih dneh in poleti pa se zavleče. Stopnjo vračanja tekočine nadzorujte glede na kopičenje sevanja na prostem. Na splošno je stopnja vračanja tekočine manjša od 10 %, če je kopičenje sevanja manjše od 500 J/(cm2.d), in 10 %~20 %, če je kopičenje sevanja 500~1000 J/(cm2.d) itd.

Nenormalni vzroki in ukrepi za prilagoditev pH rizosfere paradižnika

Na splošno je pH dotoka 5,5, pH izcedne vode pa 5,5–6,5 v idealnih pogojih. Dejavniki, ki vplivajo na pH rizosfere, so formula, gojišče, hitrost izcedka, kakovost vode in tako naprej. Ko je pH rizosfere nizek, se korenine opečejo in matrica kamene volne se močno raztopi, kot je prikazano na sliki 3. Ko je pH rizosfere visok, se absorpcija Mn2+, Fe3+, Mg2+ in PO43- zmanjša, kar povzroči pomanjkanje elementov, kot je pomanjkanje mangana zaradi visokega pH rizosfere, kot je prikazano na sliki 4.

Kar zadeva kakovost vode, sta deževnica in voda, filtrirana z membransko filtracijo RO, kisli, pH matične lužnice pa je običajno 3–4, kar vodi do nizkega pH-ja vhodne lužnice. Za uravnavanje pH-ja vhodne lužnice se pogosto uporabljata kalijev hidroksid in kalijev bikarbonat. Vodo iz vodnjakov in podtalnico pogosto uravnavata z dušikovo in fosforno kislino, ker vsebujeta HCO3, ki je alkalna. Nenormalen pH vhodne vode neposredno vpliva na pH povratne tekočine, zato je pravilen pH vhodne vode osnova za uravnavanje. Kar zadeva gojitveni substrat, je po sajenju pH povratne tekočine substrata iz kokosovih otrobov blizu pH vhodne tekočine, nenormalen pH vhodne tekočine pa zaradi dobrih puferskih lastnosti substrata ne bo povzročil drastičnih nihanj pH-ja rizosfere v kratkem času. Pri gojenju s kameno volno je pH vrednost povratne tekočine po kolonizaciji visoka in traja dolgo časa.

Glede na formulo lahko rastline glede na različno absorpcijsko sposobnost ionov razdelimo na fiziološke kisle soli in fiziološke alkalne soli. Na primer, ko rastline absorbirajo 1 mol NO3-, koreninski sistem sprosti 1 mol OH-, kar povzroči zvišanje pH-ja rizosfere, medtem ko koreninski sistem, ko absorbira NH4+, sprosti enako koncentracijo H+, kar povzroči znižanje pH-ja rizosfere. Nitrat je torej fiziološko bazična sol, amonijeva sol pa fiziološko kisla sol. Na splošno so kalijev sulfat, kalcijev amonijev nitrat in amonijev sulfat fiziološka kisla gnojila, kalijev nitrat in kalcijev nitrat sta fiziološki alkalni soli, amonijev nitrat pa je nevtralna sol. Vpliv hitrosti vračanja tekočine na pH-vrednost rizosfere se odraža predvsem v izpiranju hranilne raztopine rizosfere, nenormalen pH-vrednost rizosfere pa povzroča neenakomerna koncentracija ionov v rizosferi.

Prilagoditveni ukrepi pri nenormalnem pH-ju rizosfere: 1. Najprej preverite, ali je pH dotoka v razumnem območju; (2) Pri uporabi vode, ki vsebuje več karbonata, kot je voda iz vodnjaka, je avtor nekoč ugotovil, da je pH dotoka normalen, vendar je bil po končanem namakanju tistega dne preverjen pH dotoka in ugotovljeno je bilo, da se je povišal. Po analizi je bil možen razlog, da se je pH povišal zaradi pufra HCO3-, zato je pri uporabi vode iz vodnjaka kot vira vode za namakanje priporočljivo uporabiti dušikovo kislino kot regulator; (3) Pri uporabi kamene volne kot substrata za sajenje je pH povratne raztopine v zgodnji fazi sajenja dolgo časa visok. V tem primeru je treba pH dovodne raztopine ustrezno znižati na 5,2~5, hkrati pa povečati odmerek fiziološke kisle soli, namesto kalcijevega nitrata pa uporabiti kalcijev amonijev nitrat, namesto kalijevega nitrata pa kalijev sulfat. Upoštevati je treba, da odmerek NH4+ ne sme presegati 1/10 celotnega N v formuli. Na primer, ko je skupna koncentracija N (NO3- +NH4+) v dotoku 20 mmol/L, je koncentracija NH4+ manjša od 2 mmol/L in se namesto kalijevega nitrata lahko uporabi kalijev sulfat, vendar je treba upoštevati, da je koncentracija SO4^2-Priporočljivo je, da v dotoku za namakanje ne presega 6~8 mmol/L; (4) Kar zadeva stopnjo vračanja tekočine, je treba količino namakanja vsakič povečati in substrat sprati, zlasti kadar se za sajenje uporablja kamena volna, saj pH-ja rizosfere ni mogoče hitro prilagoditi v kratkem času z uporabo fiziološke kisline, zato je treba količino namakanja povečati, da se pH rizosfere čim prej prilagodi na razumno raven.

Povzetek

Razumno območje električne prevodnosti in pH vrednosti rizosfere je predpogoj za normalno absorpcijo vode in gnojil s strani korenin paradižnika. Nenormalne vrednosti bodo povzročile pomanjkanje hranilnih snovi v rastlinah, neravnovesje vodnega ravnovesja (stres zaradi pomanjkanja vode/prekomerna prosta voda), ožig korenin (visoka električna prevodnost in nizek pH) in druge težave. Ker nenormalnosti rastlin, ki jih povzročata nenormalna električna prevodnost in pH rizosfere, ko se težava pojavi, pomeni, da sta nenormalni električni prevodnost in pH rizosfere prisotni že več dni, postopek vrnitve rastline v normalno stanje pa bo trajal nekaj časa, kar neposredno vpliva na pridelek in kakovost. Zato je pomembno, da vsak dan merimo električno prevodnost in pH dovodne in vračajoče se tekočine.

KONEC

[Citirane informacije] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin in drugi. Metoda za nadzor električne prevodnosti in pH v rizosferi pri gojenju paradižnika brez prsti v steklenem rastlinjaku [J]. Agricultural Engineering Technology, 2022,42(31):17-20.