Teknoloġija ta 'inġinerija agrikola tal-ġardinaġġ tas-serra Ippubblikat f'Beijing fit-17:30 fit-13 ta' Jannar 2023.

L-assorbiment tal-biċċa l-kbira tal-elementi nutrijenti huwa proċess relatat mill-qrib mal-attivitajiet metaboliċi tal-għeruq tal-pjanti.Dawn il-proċessi jeħtieġu enerġija ġġenerata mir-respirazzjoni taċ-ċelluli ta 'l-għeruq, u l-assorbiment ta' l-ilma huwa wkoll regolat mit-temperatura u r-respirazzjoni, u r-respirazzjoni teħtieġ il-parteċipazzjoni ta 'ossiġnu, għalhekk l-ossiġnu fl-ambjent ta' l-għeruq għandu impatt vitali fuq it-tkabbir normali ta 'uċuħ tar-raba'.Il-kontenut tal-ossiġnu maħlul fl-ilma huwa affettwat mit-temperatura u s-salinità, u l-istruttura tas-sottostrat tiddetermina l-kontenut tal-arja fl-ambjent tal-għeruq.L-irrigazzjoni għandha differenzi kbar fit-tiġdid u s-suppliment tal-kontenut ta 'ossiġnu f'sottostrati bi stati differenti ta' kontenut ta 'ilma.Hemm ħafna fatturi biex jiġi ottimizzat il-kontenut ta 'ossiġnu fl-ambjent ta' l-għeruq, iżda l-grad ta 'influwenza ta' kull fattur huwa pjuttost differenti.Iż-żamma ta 'kapaċità ta' żamma tal-ilma tas-sottostrat raġonevoli (kontenut tal-arja) hija l-premessa taż-żamma ta 'kontenut għoli ta' ossiġnu fl-ambjent tal-għeruq.

Effetti tat-temperatura u s-salinità fuq il-kontenut ta' ossiġnu saturat fis-soluzzjoni

Kontenut ta 'ossiġnu maħlul fl-ilma

L-ossiġnu maħlul huwa maħlul f'ossiġnu mhux marbut jew ħieles fl-ilma, u l-kontenut ta 'ossiġnu maħlul fl-ilma jilħaq il-massimu f'ċerta temperatura, li huwa l-kontenut ta' ossiġnu saturat.Il-kontenut ta 'ossiġnu saturat fl-ilma jinbidel mat-temperatura, u meta t-temperatura tiżdied, il-kontenut ta' ossiġnu jonqos.Il-kontenut ta 'ossiġnu saturat ta' ilma ċar huwa ogħla minn dak ta 'ilma baħar li fih il-melħ (Figura 1), għalhekk il-kontenut ta' ossiġnu saturat ta 'soluzzjonijiet ta' nutrijenti b'konċentrazzjonijiet differenti se jkun differenti.

Trasport ta' ossiġnu fil-matriċi

L-ossiġnu li l-għeruq tal-uċuħ tar-raba 'serra jistgħu jiksbu minn soluzzjoni ta' nutrijent għandu jkun fi stat ħieles, u l-ossiġnu jiġi ttrasportat fis-sottostrat permezz tal-arja u l-ilma u l-ilma madwar l-għeruq.Meta jkun f'ekwilibriju mal-kontenut tal-ossiġnu fl-arja f'temperatura partikolari, l-ossiġnu maħlul fl-ilma jilħaq il-massimu, u l-bidla tal-kontenut tal-ossiġnu fl-arja twassal għall-bidla proporzjonali tal-kontenut tal-ossiġnu fl-ilma.

Effetti tal-istress tal-ipoksja fl-ambjent tal-għeruq fuq l-uċuħ tar-raba'

Kawżi ta 'ipoksja ta' l-għeruq

Hemm diversi raġunijiet għaliex ir-riskju ta 'ipoksja fis-sistemi idroponiċi u ta' kultivazzjoni tas-sottostrat huwa ogħla fis-sajf.L-ewwelnett, il-kontenut ta 'ossiġnu saturat fl-ilma se jonqos hekk kif it-temperatura togħla.It-tieni nett, l-ossiġnu meħtieġ biex jinżamm it-tkabbir ta 'l-għeruq jiżdied maż-żieda tat-temperatura.Barra minn hekk, l-ammont ta 'assorbiment tan-nutrijenti huwa ogħla fis-sajf, għalhekk id-domanda ta' ossiġnu għall-assorbiment tan-nutrijenti hija ogħla.Iwassal għat-tnaqqis tal-kontenut ta 'ossiġnu fl-ambjent ta' l-għeruq u n-nuqqas ta 'suppliment effettiv, li jwassal għal ipoksja fl-ambjent ta' l-għeruq.

Assorbiment u tkabbir

L-assorbiment tal-biċċa l-kbira tan-nutrijenti essenzjali jiddependi fuq il-proċessi relatati mill-qrib mal-metaboliżmu tal-għeruq, li jeħtieġu l-enerġija ġġenerata mir-respirazzjoni taċ-ċelluli tal-għeruq, jiġifieri, id-dekompożizzjoni tal-prodotti fotosintetiċi fil-preżenza tal-ossiġnu.Studji wrew li 10% ~ 20% tat-total assimilati tal-pjanti tat-tadam jintużaw fl-għeruq, li 50% minnhom huma użati għall-assorbiment tal-jone tan-nutrijent, 40% għat-tkabbir u 10% biss għall-manutenzjoni.L-għeruq iridu jsibu l-ossiġnu fl-ambjent dirett fejn jirrilaxxaw is-CO₂.Taħt kundizzjonijiet anerobiċi kkawżati minn ventilazzjoni fqira f'sottostrati u idroponiċi, l-ipoksja se taffettwa l-assorbiment ta 'ilma u nutrijenti.L-ipoksja għandha rispons rapidu għall-assorbiment attiv tan-nutrijenti, jiġifieri n-nitrat (NO₃^-), potassju (K) u fosfat (PO₄^3-), li se jinterferixxu ma 'l-assorbiment passiv ta' kalċju (Ca) u manjesju (Mg).

It-tkabbir tal-għeruq tal-pjanti jeħtieġ enerġija, l-attività normali tal-għeruq teħtieġ l-inqas konċentrazzjoni tal-ossiġnu, u l-konċentrazzjoni tal-ossiġnu taħt il-valur COP issir fattur li jillimita l-metaboliżmu taċ-ċelluli tal-għeruq (ipoksja).Meta l-livell tal-kontenut ta 'ossiġnu huwa baxx, it-tkabbir jonqos jew saħansitra jieqaf.Jekk l-ipoksja parzjali ta 'l-għeruq taffettwa biss il-fergħat u l-weraq, is-sistema ta' l-għeruq tista 'tikkumpensa għall-parti tas-sistema ta' l-għeruq li m'għadhiex attiva għal xi raġuni billi żżid l-assorbiment lokali.

Il-mekkaniżmu metaboliku tal-pjanti jiddependi fuq l-ossiġnu bħala aċċettatur tal-elettroni.Mingħajr ossiġnu, il-produzzjoni ta 'ATP se tieqaf.Mingħajr ATP, il-ħruġ tal-protoni mill-għeruq se jieqaf, il-jdgħajjef taċ-ċelluli taċ-ċelloli tal-għeruq se jsir aċiduż, u dawn iċ-ċelloli se jmutu fi żmien ftit sigħat.Ipoksja temporanja u għal żmien qasir mhux se tikkawża stress nutrittiv irriversibbli fil-pjanti.Minħabba l-mekkaniżmu ta '"respirazzjoni tan-nitrat", jista' jkun adattament għal żmien qasir biex ilaħħqu mal-ipoksja bħala mod alternattiv waqt l-ipoksja tal-għeruq.Madankollu, l-ipoksja fit-tul se twassal għal tkabbir bil-mod, tnaqqis fl-erja tal-weraq u tnaqqis fil-piż frisk u niexef, li jwassal għal tnaqqis sinifikanti fir-rendiment tal-uċuħ tar-raba '.

Etilene

Il-pjanti se jiffurmaw etilene in situ taħt ħafna stress.Normalment, l-etilene jitneħħa mill-għeruq billi jinxtered fl-arja tal-ħamrija.Meta jseħħ l-ilma, il-formazzjoni tal-etilene mhux biss tiżdied, iżda wkoll id-diffużjoni titnaqqas ħafna minħabba li l-għeruq huma mdawra bl-ilma.Iż-żieda tal-konċentrazzjoni tal-etilene se twassal għall-formazzjoni ta 'tessut tal-arjazzjoni fl-għeruq (Figura 2).L-etilene jista 'wkoll jikkawża senescence tal-weraq, u l-interazzjoni bejn l-etilene u l-auxin se żżid il-formazzjoni ta' għeruq aċċidentali.

L-istress tal-ossiġnu jwassal għal tnaqqis fit-tkabbir tal-weraq

L-ABA huwa prodott fl-għeruq u l-weraq biex ilaħħaq ma 'diversi stress ambjentali.Fl-ambjent ta 'l-għeruq, ir-rispons tipiku għall-istress huwa l-għeluq stomatiku, li jinvolvi l-formazzjoni ta' ABA.Qabel ma jingħalqu l-istomata, il-parti ta 'fuq tal-pjanta titlef il-pressjoni ta' nefħa, il-weraq ta 'fuq idbiel, u l-effiċjenza fotosintetika tista' tonqos ukoll.Bosta studji wrew li l-istomata jirrispondu għaż-żieda tal-konċentrazzjoni ta 'ABA fl-apoplast billi jagħlaq, jiġifieri, il-kontenut totali ta' ABA f'non-weraq billi jirrilaxxa ABA intraċellulari, il-pjanti jistgħu jżidu l-konċentrazzjoni ta 'apoplast ABA malajr ħafna.Meta l-pjanti jkunu taħt stress ambjentali, jibdew jirrilaxxaw ABA fiċ-ċelloli, u s-sinjal tar-rilaxx tal-għeruq jista 'jiġi trażmess f'minuti minflok f'sigħat.Iż-żieda ta 'ABA fit-tessut tal-weraq tista' tnaqqas it-titwil tal-ħajt taċ-ċellula u twassal għat-tnaqqis tat-titwil tal-weraq.Effett ieħor tal-ipoksja huwa li l-ħajja tal-weraq titqassar, li se taffettwa l-weraq kollha.L-ipoksja ġeneralment twassal għat-tnaqqis taċ-ċitokinin u t-trasport tan-nitrat.Nuqqas ta 'nitroġenu jew ċitokinin se jqassar il-ħin ta' manutenzjoni taż-żona tal-weraq u jwaqqaf it-tkabbir ta 'fergħat u weraq fi ftit jiem.

L-ottimizzazzjoni tal-ambjent tal-ossiġnu tas-sistema tal-għeruq tal-għelejjel

Il-karatteristiċi tas-sottostrat huma deċiżivi għad-distribuzzjoni tal-ilma u l-ossiġnu.Il-konċentrazzjoni ta 'l-ossiġnu fl-ambjent ta' l-għeruq tal-ħaxix tas-serra hija prinċipalment relatata mal-kapaċità ta 'żamma ta' l-ilma tas-sottostrat, irrigazzjoni (daqs u frekwenza), struttura tas-sottostrat u temperatura ta 'strixxa tas-sottostrat.Huwa biss meta l-kontenut ta 'ossiġnu fl-ambjent ta' l-għerq ikun ta 'l-inqas minn 10% (4 ~ 5mg/L) li l-attività ta' l-għeruq tista 'tinżamm fl-aħjar stat.

Is-sistema tal-għeruq tal-għelejjel hija importanti ħafna għat-tkabbir tal-pjanti u r-reżistenza għall-mard tal-pjanti.L-ilma u n-nutrijenti jiġu assorbiti skont il-ħtiġijiet tal-pjanti.Madankollu, il-livell ta 'ossiġnu fl-ambjent ta' l-għeruq jiddetermina fil-biċċa l-kbira l-effiċjenza ta 'assorbiment ta' nutrijenti u ilma u l-kwalità tas-sistema ta 'l-għeruq.Livell suffiċjenti ta 'ossiġnu fl-ambjent tas-sistema ta' l-għeruq jista 'jiżgura s-saħħa tas-sistema ta' l-għeruq, sabiex il-pjanti jkollhom reżistenza aħjar għall-mikro-organiżmi patoġeniċi (Figura 3).Livell ta 'ossiġnu adegwat fis-sottostrat jimminimizza wkoll ir-riskju ta' kundizzjonijiet anerobiċi, u b'hekk jimminimizza r-riskju ta 'mikro-organiżmi patoġeniċi.

Konsum ta 'ossiġnu fl-ambjent ta' l-għeruq

Il-konsum massimu tal-ossiġnu tal-uċuħ tar-raba 'jista' jkun għoli daqs 40mg/m2/h (il-konsum jiddependi fuq l-uċuħ tar-raba ').Skont it-temperatura, l-ilma tal-irrigazzjoni jista 'jkun fih sa 7 ~ 8mg/L ta' ossiġnu (Figura 4).Biex tilħaq 40 mg, 5L ta 'ilma għandhom jingħataw kull siegħa biex jissodisfaw id-domanda ta' ossiġnu, iżda fil-fatt, l-ammont ta 'irrigazzjoni f'ġurnata waħda jista' ma jintlaħaqx.Dan ifisser li l-ossiġnu pprovdut mill-irrigazzjoni għandu biss rwol żgħir.Il-biċċa l-kbira tal-provvista tal-ossiġnu tilħaq iż-żona tal-għeruq permezz tal-pori fil-matriċi, u l-kontribuzzjoni tal-provvista tal-ossiġnu permezz tal-pori hija għolja daqs 90%, skont il-ħin tal-ġurnata.Meta l-evaporazzjoni tal-pjanti tilħaq il-massimu, l-ammont ta 'irrigazzjoni jilħaq ukoll il-massimu, li huwa ekwivalenti għal 1 ~ 1.5L/m2/h.Jekk l-ilma tat-tisqija fih 7mg/L ossiġnu, se jipprovdi 7 ~ 11mg/m2/h ossiġnu għaż-żona ta ' l-għeruq.Dan huwa ekwivalenti għal 17% ~ 25% tad-domanda.Naturalment, dan japplika biss għas-sitwazzjoni li l-ilma ta 'irrigazzjoni fqir fl-ossiġnu fis-sottostrat jiġi sostitwit b'ilma ta' irrigazzjoni frisk.

Minbarra l-konsum ta 'għeruq, mikro-organiżmi fl-ambjent ta' l-għeruq jikkunsmaw ukoll l-ossiġnu.Huwa diffiċli li dan jiġi kkwantifikat minħabba li ma sar l-ebda kejl f'dan ir-rigward.Peress li sottostrati ġodda jiġu sostitwiti kull sena, wieħed jista' jassumi li l-mikro-organiżmi għandhom rwol relattivament żgħir fil-konsum tal-ossiġnu.

Ottimizza t-temperatura ambjentali tal-għeruq

It-temperatura ambjentali tas-sistema tal-għeruq hija importanti ħafna għat-tkabbir u l-funzjoni normali tas-sistema tal-għeruq, u hija wkoll fattur importanti li jaffettwa l-assorbiment tal-ilma u n-nutrijenti bis-sistema tal-għeruq.

Temperatura tas-sottostrat baxxa wisq (temperatura ta 'l-għeruq) tista' twassal għal diffikultà fl-assorbiment ta 'l-ilma.F'5℃, l-assorbiment huwa 70% ~ 80% inqas minn 20℃.Jekk temperatura baxxa tas-sottostrat tkun akkumpanjata minn temperatura għolja, dan iwassal għal dbiel tal-pjanti.L-assorbiment tal-jone ovvjament jiddependi fuq it-temperatura, li jinibixxi l-assorbiment tal-jone f'temperatura baxxa, u s-sensittività ta 'elementi nutrijenti differenti għat-temperatura hija differenti.

It-temperatura tas-sottostrat għolja wisq hija wkoll inutli, u tista 'twassal għal sistema ta' għeruq kbira wisq.Fi kliem ieħor, hemm distribuzzjoni żbilanċjata ta 'materja niexfa fil-pjanti.Minħabba li s-sistema tal-għeruq hija kbira wisq, se jseħħ telf bla bżonn permezz tar-respirazzjoni, u din il-parti tal-enerġija mitlufa setgħet ġiet użata għall-parti tal-ħsad tal-pjanta.F'temperatura ta 'sottostrat ogħla, il-kontenut ta' ossiġnu maħlul huwa aktar baxx, li għandu impatt ferm akbar fuq il-kontenut ta 'ossiġnu fl-ambjent ta' l-għeruq mill-ossiġnu kkunsmat mill-mikro-organiżmi.Is-sistema ta 'l-għeruq tikkonsma ħafna ossiġnu, u anke twassal għal ipoksja fil-każ ta' sottostrat fqir jew struttura tal-ħamrija, u b'hekk tnaqqas l-assorbiment ta 'ilma u joni.

Żomm il-kapaċità raġonevoli taż-żamma tal-ilma tal-matriċi.

Hemm korrelazzjoni negattiva bejn il-kontenut ta 'ilma u l-kontenut perċentwali ta' ossiġnu fil-matriċi.Meta l-kontenut tal-ilma jiżdied, il-kontenut tal-ossiġnu jonqos, u viċi versa.Hemm firxa kritika bejn il-kontenut ta 'ilma u l-ossiġnu fil-matriċi, jiġifieri, 80% ~ 85% kontenut ta' ilma (Figura 5).Il-manutenzjoni fit-tul tal-kontenut tal-ilma 'l fuq minn 85% fis-sottostrat se taffettwa l-provvista tal-ossiġnu.Ħafna mill-provvista ta 'ossiġnu (75% ~ 90%) hija permezz tal-pori fil-matriċi.

Suppliment ta 'irrigazzjoni għal kontenut ta' ossiġnu fis-sottostrat

Aktar dawl tax-xemx iwassal għal konsum ogħla ta 'ossiġnu u konċentrazzjoni ta' ossiġnu aktar baxxa fl-għeruq (Figura 6), u aktar zokkor se jagħmel il-konsum ta 'ossiġnu ogħla bil-lejl.It-transpirazzjoni hija qawwija, l-assorbiment tal-ilma huwa kbir, u hemm aktar arja u aktar ossiġnu fis-sottostrat.Jista 'jidher mix-xellug tal-Figura 7 li l-kontenut ta' ossiġnu fis-sottostrat se jiżdied ftit wara l-irrigazzjoni taħt il-kondizzjoni li l-kapaċità li żżomm l-ilma tas-sottostrat hija għolja u l-kontenut ta 'arja huwa baxx ħafna.Kif muri fuq il-lemin tal-fig.7, taħt il-kondizzjoni ta 'illuminazzjoni relattivament aħjar, il-kontenut ta' l-arja fis-sottostrat jiżdied minħabba aktar assorbiment ta 'ilma (l-istess ħinijiet ta' irrigazzjoni).L-influwenza relattiva ta 'l-irrigazzjoni fuq il-kontenut ta' ossiġnu fis-sottostrat hija ħafna inqas mill-kapaċità li żżomm l-ilma (kontenut ta 'arja) fis-sottostrat.

Iddiskuti

Fil-produzzjoni attwali, il-kontenut ta 'ossiġnu (arja) fl-ambjent ta' l-għeruq tal-għelejjel huwa faċilment injorat, iżda huwa fattur importanti biex jiżgura t-tkabbir normali tal-uċuħ tar-raba 'u l-iżvilupp b'saħħtu tal-għeruq.

Sabiex tinkiseb ir-rendiment massimu matul il-produzzjoni tal-uċuħ tar-raba ', huwa importanti ħafna li jiġi protett l-ambjent tas-sistema ta' l-għeruq fl-aħjar kundizzjoni kemm jista 'jkun.Studji wrew li l-O₂kontenut fl-ambjent tas-sistema ta 'l-għeruq taħt 4mg/L se jkollu impatt negattiv fuq it-tkabbir ta' l-uċuħ tar-raba.L-O₂kontenut fl-ambjent ta ' l-għerq huwa influwenzat prinċipalment mill-irrigazzjoni (l-ammont ta ' l-irrigazzjoni u l-frekwenza), l-istruttura tas-sottostrat, il-kontenut ta ' l-ilma tas-sottostrat, is-serra u t-temperatura tas-sottostrat, u mudelli ta ' tħawwil differenti se jkunu differenti.L-alka u l-mikro-organiżmi għandhom ukoll ċerta relazzjoni mal-kontenut ta 'ossiġnu fl-ambjent ta' l-għeruq ta 'uċuħ tar-raba' idroponiċi.L-ipoksja mhux biss tikkawża l-iżvilupp bil-mod tal-pjanti, iżda żżid ukoll il-pressjoni tal-patoġeni tal-għeruq (pythium, phytophthora, fusarium) fuq it-tkabbir tal-għeruq.

L-istrateġija tat-tisqija għandha influwenza sinifikanti fuq l-O₂kontenut fis-sottostrat, u huwa wkoll mod aktar kontrollabbli fil-proċess tat-tħawwil.Xi studji dwar it-tħawwil tal-ward sabu li ż-żieda bil-mod tal-kontenut tal-ilma fis-sottostrat (filgħodu) tista 'tikseb stat ta' ossiġnu aħjar.Fis-sottostrat b'kapaċità baxxa ta 'żamma ta' ilma, is-sottostrat jista 'jżomm kontenut għoli ta' ossiġnu, u fl-istess ħin, huwa meħtieġ li tiġi evitata d-differenza tal-kontenut ta 'ilma bejn sottostrati permezz ta' frekwenza ogħla ta 'irrigazzjoni u intervall iqsar.Aktar ma tkun baxxa l-kapaċità tas-sottostrati li jżommu l-ilma, akbar tkun id-differenza bejn is-sottostrati.Substrat niedja, frekwenza ta 'irrigazzjoni aktar baxxa u intervall itwal jiżguraw aktar sostituzzjoni ta' arja u kundizzjonijiet favorevoli ta 'ossiġnu.

Id-drenaġġ tas-sottostrat huwa fattur ieħor li għandu influwenza kbira fuq ir-rata ta 'tiġdid u l-gradjent tal-konċentrazzjoni tal-ossiġnu fis-sottostrat, skont it-tip u l-kapaċità li żżomm l-ilma tas-sottostrat.Il-likwidu ta 'l-irrigazzjoni m'għandux jibqa' fil-qiegħ tas-sottostrat għal żmien twil wisq, iżda għandu jiġi skarikat malajr sabiex l-ilma ta 'tisqija frisk arrikkit bl-ossiġnu jista' jerġa 'jilħaq il-qiegħ tas-sottostrat.Il-veloċità tad-drenaġġ tista 'tiġi influwenzata minn xi miżuri relattivament sempliċi, bħall-gradjent tas-sottostrat fid-direzzjonijiet lonġitudinali u wisa'.Iktar ma jkun kbir il-gradjent, aktar mgħaġġla tkun il-veloċità tad-drenaġġ.Substrati differenti għandhom fetħiet differenti u n-numru ta 'ħwienet huwa wkoll differenti.

TMIEM

[informazzjoni dwar iċ-ċitazzjoni]

Xie Yuanpei.Effetti tal-kontenut ta' ossiġnu ambjentali fl-għeruq ta' l-għelejjel tas-serra fuq it-tkabbir ta' l-uċuħ [J].Teknoloġija tal-Inġinerija Agrikola, 2022,42(31):21-24.