Chen Tongqiang, atbp. Teknolohiya sa inhinyerong agrikultural ng paghahalaman sa greenhouse. Inilathala sa Beijing noong 17:30 noong Enero 6, 2023.

Ang mahusay na rhizosphere EC at kontrol sa pH ay mga kinakailangang kondisyon upang makamit ang mataas na ani ng kamatis sa soilless culture mode sa smart glass greenhouse. Sa artikulong ito, kinuha ang kamatis bilang itatanim na bagay, at ang angkop na rhizosphere EC at pH range sa iba't ibang yugto ay binuod, pati na rin ang mga kaukulang teknikal na hakbang sa pagkontrol kung sakaling magkaroon ng abnormalidad, upang magbigay ng sanggunian para sa aktwal na produksyon ng pagtatanim sa mga tradisyonal na glass greenhouse.

Ayon sa hindi kumpletong estadistika, ang lawak ng pagtatanim ng mga multi-span glass intelligent greenhouse sa Tsina ay umabot na sa 630 hm2, at patuloy pa rin itong lumalawak. Pinagsasama ng glass greenhouse ang iba't ibang pasilidad at kagamitan, na lumilikha ng angkop na kapaligiran sa paglaki para sa paglaki ng halaman. Ang mahusay na kontrol sa kapaligiran, tumpak na irigasyon ng tubig at pataba, wastong operasyon sa pagsasaka at proteksyon ng halaman ang apat na pangunahing salik upang makamit ang mataas na ani at mataas na kalidad ng mga kamatis. Kung pag-uusapan ang tumpak na irigasyon, ang layunin nito ay mapanatili ang wastong rhizosphere EC, pH, nilalaman ng tubig sa substrate at konsentrasyon ng ion ng rhizosphere. Ang mahusay na rhizosphere EC at pH ay nakakatugon sa pag-unlad ng mga ugat at pagsipsip ng tubig at pataba, na isang kinakailangang kondisyon para mapanatili ang paglaki ng halaman, photosynthesis, transpiration at iba pang metabolic behaviors. Samakatuwid, ang pagpapanatili ng isang mahusay na kapaligiran sa rhizosphere ay isang kinakailangang kondisyon para sa pagkamit ng mataas na ani ng pananim.

Ang kawalan ng kontrol sa EC at pH sa rhizosphere ay magkakaroon ng hindi na mababagong epekto sa balanse ng tubig, pag-unlad ng ugat, kahusayan sa pagsipsip ng ugat-pataba-kakulangan sa sustansya ng halaman, konsentrasyon ng ion ng ugat-pagsipsip ng pataba-kakulangan sa sustansya ng halaman at iba pa. Ang pagtatanim at produksyon ng kamatis sa glass greenhouse ay gumagamit ng soilless culture. Matapos maghalo ang tubig at pataba, ang pinagsamang paghahatid ng tubig at pataba ay isinasagawa sa anyo ng mga dropping arrow. Ang EC, pH, dalas, pormula, dami ng likidong ibabalik at oras ng pagsisimula ng irigasyon ay direktang makakaapekto sa EC at pH ng rhizosphere. Sa artikulong ito, ang angkop na EC at pH ng rhizosphere sa bawat yugto ng pagtatanim ng kamatis ay binuod, at ang mga sanhi ng abnormal na EC at pH ng rhizosphere ay sinuri at ang mga hakbang sa paglunas ay binuod, na nagbigay ng sanggunian at teknikal na sanggunian para sa aktwal na produksyon ng mga tradisyonal na glass greenhouse.

Angkop na rhizosphere EC at pH sa iba't ibang yugto ng paglaki ng kamatis

Ang rhizosphere EC ay pangunahing makikita sa konsentrasyon ng ion ng mga pangunahing elemento sa rhizosphere. Ang empirical calculation formula ay ang kabuuan ng anion at cation charges ay hinati sa 20, at mas mataas ang value, mas mataas ang rhizosphere EC. Ang angkop na rhizosphere EC ay magbibigay ng angkop at pare-parehong konsentrasyon ng ion ng elemento para sa sistema ng ugat.

Sa pangkalahatan, mababa ang halaga nito (rhizosphere EC<2.0mS/cm). Dahil sa pressure ng pamamaga ng mga ugat, hahantong ito sa labis na pangangailangan ng mga ugat para sa pagsipsip ng tubig, na magreresulta sa mas maraming libreng tubig sa mga halaman, at ang labis na libreng tubig ay gagamitin para sa pagdura ng dahon, pagpapahaba ng selula-paglago ng halaman; mataas ang halaga nito (winter rhizosphere EC>8~10mS/cm, summer rhizosphere EC>5~7mS/cm). Sa pagtaas ng rhizosphere EC, hindi sapat ang kapasidad ng mga ugat sa pagsipsip ng tubig, na humahantong sa stress ng mga halaman dahil sa kakulangan ng tubig, at sa mga malalang kaso, malalanta ang mga halaman (Larawan 1). Kasabay nito, ang kompetisyon sa pagitan ng mga dahon at prutas para sa tubig ay hahantong sa pagbaba ng nilalaman ng tubig ng prutas, na makakaapekto sa ani at kalidad ng prutas. Kapag ang rhizosphere EC ay katamtamang tumaas ng 0~2mS/cm, mayroon itong mahusay na regulatory effect sa pagtaas ng soluble sugar concentration/soluble solid content ng prutas, ang pagsasaayos ng vegetative growth ng halaman at reproductive growth balance, kaya ang mga nagtatanim ng cherry tomato na naghahangad ng kalidad ay kadalasang gumagamit ng mas mataas na rhizosphere EC. Natuklasan na ang soluble sugar ng grafted cucumber ay mas mataas nang malaki kaysa sa control sa ilalim ng kondisyon ng brackish water irrigation (3g/L ng self-made brackish water na may ratio na NaCl:MgSO4: CaSO4 na 2:2:1 ang idinagdag sa nutrient solution). Ang mga katangian ng Dutch' Honey' cherry tomato ay ang pagpapanatili nito ng mataas na rhizosphere EC (8~10mS/cm) sa buong panahon ng produksyon, at ang prutas ay may mataas na sugar content, ngunit ang natapos na ani ng prutas ay medyo mababa (5kg/m2).

Ang rhizosphere pH (unitless) ay pangunahing tumutukoy sa pH ng solusyon ng rhizosphere, na pangunahing nakakaapekto sa presipitasyon at pagkatunaw ng bawat elementong ion sa tubig, at pagkatapos ay nakakaapekto sa bisa ng bawat ion na nasisipsip ng sistema ng ugat. Para sa karamihan ng mga elementong ion, ang angkop na saklaw ng pH nito ay 5.5~6.5, na maaaring makatiyak na ang bawat ion ay maaaring masipsip ng sistema ng ugat nang normal. Samakatuwid, sa panahon ng pagtatanim ng kamatis, ang rhizosphere pH ay dapat palaging mapanatili sa 5.5~6.5. Ipinapakita ng Talahanayan 1 ang saklaw ng rhizosphere EC at kontrol ng pH sa iba't ibang yugto ng paglaki ng malalaking kamatis. Para sa maliliit na kamatis, tulad ng cherry tomatoes, ang rhizosphere EC sa iba't ibang yugto ay 0~1mS/cm na mas mataas kaysa sa malalaking kamatis, ngunit lahat ng mga ito ay inaayos ayon sa parehong trend.

Mga abnormal na dahilan at mga hakbang sa pagsasaayos ng rhizosphere ng kamatis EC

Ang Rhizosphere EC ay tumutukoy sa EC ng solusyon ng sustansya sa paligid ng sistema ng ugat. Kapag ang tomato rock wool ay itinanim sa Holland, ang mga nagtatanim ay gagamit ng mga hiringgilya upang sipsipin ang solusyon ng sustansya mula sa rock wool, at ang mga resulta ay mas kumakatawan. Sa ilalim ng normal na mga pangyayari, ang return EC ay malapit sa rhizosphere EC, kaya ang sample point return EC ay kadalasang ginagamit bilang rhizosphere EC sa Tsina. Ang diurnal variation ng rhizosphere EC ay karaniwang tumataas pagkatapos ng pagsikat ng araw, nagsisimulang bumaba at nananatiling matatag sa tugatog ng irigasyon, at dahan-dahang tumataas pagkatapos ng irigasyon, tulad ng ipinapakita sa Figure 2.

Ang mga pangunahing dahilan ng mataas na return EC ay ang mababang return rate, mataas na inlet EC, at ang huling irigasyon. Mas kaunti ang dami ng irigasyon sa parehong araw, na nagpapakita na mababa ang liquid return rate. Ang layunin ng liquid return ay upang lubusang hugasan ang substrate, tiyaking nasa normal na saklaw ang rhizosphere EC, ang nilalaman ng tubig sa substrate, at ang konsentrasyon ng ion sa rhizosphere, at mababa ang liquid return rate, at mas maraming tubig ang sinisipsip ng sistema ng ugat kaysa sa mga elemental ion, na lalong nagpapakita ng pagtaas ng EC. Ang mataas na inlet EC ay direktang humahantong sa mataas na return EC. Ayon sa karaniwang tuntunin, ang return EC ay 0.5~1.5ms/cm na mas mataas kaysa sa inlet EC. Natapos ang huling irigasyon nang mas maaga sa araw na iyon, at mas mataas pa rin ang intensity ng liwanag (300~450W/m2) pagkatapos ng irigasyon. Dahil sa transpiration ng mga halaman na dulot ng radiation, patuloy na sumisipsip ng tubig ang sistema ng ugat, bumaba ang water content ng substrate, tumaas ang ion concentration, at pagkatapos ay tumaas ang rhizosphere EC. Kapag mataas ang EC ng rhizosphere, mataas ang intensidad ng radiation, at mababa ang humidity, ang mga halaman ay nahaharap sa stress dahil sa kakulangan ng tubig, na malubhang nakikita bilang pagkalanta (Larawan 1, kanan).

Ang mababang EC sa rhizosphere ay pangunahing dahil sa mataas na rate ng pagbabalik ng likido, ang huling pagkumpleto ng irigasyon, at ang mababang EC sa likidong pumapasok, na magpapalala sa problema. Ang mataas na rate ng pagbabalik ng likido ay hahantong sa walang katapusang lapit sa pagitan ng inlet EC at ng return EC. Kapag huli nang natapos ang irigasyon, lalo na sa maulap na mga araw, kasama ang mababang liwanag at mataas na humidity, mahina ang transpiration ng mga halaman, mas mataas ang absorption ratio ng mga elemental ion kaysa sa tubig, at mas mababa ang decrease ratio ng matrix water content kaysa sa ion concentration sa solution, na hahantong sa mababang EC ng return liquid. Dahil ang swelling pressure ng mga root hair cell ng halaman ay mas mababa kaysa sa water potential ng nutrient solution ng rhizosphere, mas maraming tubig ang sinisipsip ng root system at hindi balanse ang water balance. Kapag mahina ang transpiration, ilalabas ang halaman sa anyo ng tubig na tumutulo (figure 1, kaliwa), at kung mataas ang temperatura sa gabi, walang saysay ang paglaki ng halaman.

Mga hakbang sa pagsasaayos kapag ang rhizosphere EC ay abnormal: ① Kapag mataas ang return EC, ang papasok na EC ay dapat nasa loob ng makatwirang saklaw. Sa pangkalahatan, ang papasok na EC ng malalaking prutas na kamatis ay 2.5~3.5mS/cm sa tag-araw at 3.5~4.0mS/cm sa taglamig. Pangalawa, pagbutihin ang rate ng pagbabalik ng likido, na ginagawa bago ang high-frequency na irigasyon sa tanghali, at tiyaking nangyayari ang pagbabalik ng likido sa bawat irigasyon. Ang rate ng pagbabalik ng likido ay positibong nauugnay sa akumulasyon ng radiation. Sa tag-araw, kapag ang intensity ng radiation ay higit pa sa 450 W/m2 at ang tagal ay higit sa 30 minuto, ang kaunting irigasyon (50~100mL/dripper) ay dapat na manu-manong idagdag nang isang beses, at mas mainam na walang pagbabalik ng likido na nangyayari. ② Kapag mababa ang rate ng pagbabalik ng likido, ang mga pangunahing dahilan ay mataas na rate ng pagbabalik ng likido, mababang EC at huli na huling irigasyon. Dahil sa huling oras ng irigasyon, ang huling irigasyon ay karaniwang natatapos 2~5 oras bago lumubog ang araw, na nagtatapos sa maulap na araw at taglamig nang mas maaga sa iskedyul, at naantala sa maaraw na araw at tag-araw. Kontrolin ang rate ng pagbabalik ng likido, ayon sa akumulasyon ng radiation sa labas. Sa pangkalahatan, ang rate ng pagbabalik ng likido ay mas mababa sa 10% kapag ang akumulasyon ng radiation ay mas mababa sa 500J/(cm2.d), at 10%~20% kapag ang akumulasyon ng radiation ay 500~1000J/(cm2.d), at iba pa.

Mga abnormal na sanhi at mga hakbang sa pagsasaayos ng pH ng rhizosphere ng kamatis

Sa pangkalahatan, ang pH ng influent ay 5.5 at ang pH ng leachate ay 5.5~6.5 sa ilalim ng mga ideal na kondisyon. Ang mga salik na nakakaapekto sa pH ng rhizosphere ay formula, culture medium, leachate rate, kalidad ng tubig at iba pa. Kapag mababa ang pH ng rhizosphere, masusunog nito ang mga ugat at matutunaw nang husto ang rock wool matrix, tulad ng ipinapakita sa Figure 3. Kapag mataas ang pH ng rhizosphere, mababawasan ang pagsipsip ng Mn2+, Fe3+, Mg2+ at PO43-, na hahantong sa paglitaw ng kakulangan sa elemento, tulad ng kakulangan sa manganese na dulot ng mataas na pH ng rhizosphere, tulad ng ipinapakita sa Figure 4.

Sa usapin ng kalidad ng tubig, ang tubig-ulan at tubig mula sa pagsasala ng RO membrane ay acidic, at ang pH ng mother liquor ay karaniwang 3~4, na humahantong sa mababang pH ng inlet liquor. Ang potassium hydroxide at potassium bicarbonate ay kadalasang ginagamit upang ayusin ang pH ng inlet liquor. Ang tubig sa balon at tubig sa lupa ay kadalasang kinokontrol ng nitric acid at phosphoric acid dahil naglalaman ang mga ito ng HCO3-na alkaline. Ang abnormal na inlet pH ay direktang makakaapekto sa return pH, kaya ang wastong inlet pH ang batayan ng regulasyon. Para sa substrate ng pagtatanim, pagkatapos ng pagtatanim, ang pH ng returned liquid ng coconut bran substrate ay malapit sa papasok na likido, at ang abnormal na pH ng papasok na likido ay hindi magdudulot ng matinding pagbabago-bago ng rhizosphere pH sa maikling panahon dahil sa mahusay na buffering properties ng substrate. Sa ilalim ng rock wool cultivation, ang pH value ng return liquid pagkatapos ng colonization ay mataas at tumatagal nang mahabang panahon.

Sa pormula, ayon sa iba't ibang kapasidad ng pagsipsip ng mga ion ng mga halaman, maaari itong hatiin sa physiological acid salts at physiological alkaline salts. Halimbawa, kapag ang mga halaman ay sumipsip ng 1mol ng NO3-, ang sistema ng ugat ay maglalabas ng 1mol ng OH-, na hahantong sa pagtaas ng pH ng rhizosphere, habang kapag ang sistema ng ugat ay sumisipsip ng NH4+, maglalabas ito ng parehong konsentrasyon ng H+, na hahantong sa pagbaba ng pH ng rhizosphere. Samakatuwid, ang nitrate ay isang physiologically basic na asin, habang ang ammonium salt ay isang physiologically acidic na asin. Sa pangkalahatan, ang potassium sulfate, calcium ammonium nitrate at ammonium sulfate ay mga physiological acid fertilizers, ang potassium nitrate at calcium nitrate ay mga physiological alkaline salts, at ang ammonium nitrate ay neutral na asin. Ang impluwensya ng liquid return rate sa pH ng rhizosphere ay pangunahing makikita sa pag-flush ng nutrient solution ng rhizosphere, at ang abnormal na pH ng rhizosphere ay sanhi ng hindi pantay na konsentrasyon ng ion sa rhizosphere.

Mga hakbang sa pagsasaayos kapag ang pH ng rhizosphere ay abnormal: ① Una, suriin kung ang pH ng influent ay nasa makatwirang saklaw; (2) Kapag gumagamit ng tubig na naglalaman ng mas maraming carbonate, tulad ng tubig mula sa balon, natuklasan ng may-akda na ang pH ng influent ay normal, ngunit pagkatapos ng irigasyon sa araw na iyon, sinuri ang pH ng influent at natuklasang tumaas ito. Pagkatapos ng pagsusuri, ang posibleng dahilan ay ang pagtaas ng pH dahil sa buffer ng HCO3-, kaya inirerekomenda na gumamit ng nitric acid bilang regulator kapag gumagamit ng tubig mula sa balon bilang pinagmumulan ng tubig sa irigasyon; (3) Kapag ang rock wool ay ginagamit bilang substrate ng pagtatanim, ang pH ng return solution ay mataas sa mahabang panahon sa maagang yugto ng pagtatanim. Sa kasong ito, ang pH ng papasok na solusyon ay dapat na naaangkop na bawasan sa 5.2~5.5, at kasabay nito, ang dosis ng physiological acid salt ay dapat dagdagan, at dapat gamitin ang calcium ammonium nitrate sa halip na calcium nitrate at potassium sulfate sa halip na potassium nitrate. Dapat tandaan na ang dosis ng NH4+ ay hindi dapat lumagpas sa 1/10 ng kabuuang N sa pormula. Halimbawa, kapag ang kabuuang konsentrasyon ng N (NO3- +NH4+) sa influent ay 20mmol/L, ang konsentrasyon ng NH4+ ay mas mababa sa 2mmol/L, at maaaring gamitin ang potassium sulfate sa halip na potassium nitrate, ngunit dapat tandaan na ang konsentrasyon ng SO4^2-sa irigasyon, ang impluwensya ay hindi inirerekomenda na lumampas sa 6~8 mmol/L; (4) Tungkol sa dami ng likidong ibinabalik, ang dami ng irigasyon ay dapat dagdagan sa bawat pagkakataon at ang substrate ay dapat hugasan, lalo na kapag ang rock wool ay ginagamit para sa pagtatanim, kaya ang pH ng rhizosphere ay hindi maaaring mabilis na maiayos sa maikling panahon gamit ang physiological acid salt, kaya ang dami ng irigasyon ay dapat dagdagan upang maiayos ang pH ng rhizosphere sa isang makatwirang saklaw sa lalong madaling panahon.

Buod

Ang makatwirang saklaw ng rhizosphere EC at pH ang batayan upang matiyak ang normal na pagsipsip ng tubig at pataba ng mga ugat ng kamatis. Ang mga abnormal na halaga ay hahantong sa kakulangan sa sustansya ng halaman, kawalan ng balanse ng tubig (stress sa kakulangan ng tubig/labis na libreng tubig), pagkasunog ng ugat (mataas na EC at mababang pH) at iba pang mga problema. Dahil sa pagkaantala ng abnormalidad ng halaman na dulot ng abnormal na rhizosphere EC at pH, kapag nangyari na ang problema, nangangahulugan ito na ang abnormal na rhizosphere EC at pH ay nangyari na nang maraming araw, at ang proseso ng pagbabalik ng halaman sa normal ay mangangailangan ng oras, na direktang nakakaapekto sa output at kalidad. Samakatuwid, mahalagang matukoy ang EC at pH ng papasok at ibinabalik na likido araw-araw.

WAKAS

[Impormasyon na binanggit] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin, atbp. Paraan ng pagkontrol ng Rhizosphere EC at pH sa pagtatanim ng kamatis nang walang lupa sa greenhouse na salamin [J]. Agricultural Engineering Technology, 2022,42(31):17-20.