Chen Tongqiang, dsb. Teknologi kejuruteraan pertanian untuk berkebun rumah hijau Diterbitkan di Beijing pada 17:30 pada 6 Januari 2023.

Kawalan EC dan pH rizosfera yang baik adalah syarat yang diperlukan untuk mencapai hasil tomato yang tinggi dalam mod kultur tanpa tanah di rumah hijau kaca pintar. Dalam artikel ini, tomato telah diambil sebagai objek penanaman, dan julat EC dan pH rizosfera yang sesuai pada peringkat yang berbeza diringkaskan, serta langkah-langkah teknikal kawalan yang sepadan sekiranya berlaku keabnormalan, untuk memberikan rujukan bagi pengeluaran penanaman sebenar di rumah hijau kaca tradisional.

Menurut statistik yang tidak lengkap, kawasan penanaman rumah hijau pintar kaca berbilang rentang di China telah mencapai 630hm2, dan ia masih berkembang. Rumah hijau kaca menggabungkan pelbagai kemudahan dan peralatan, mewujudkan persekitaran pertumbuhan yang sesuai untuk pertumbuhan tumbuhan. Kawalan persekitaran yang baik, pengairan air dan baja yang tepat, operasi pertanian yang betul dan perlindungan tumbuhan adalah empat faktor utama untuk mencapai hasil yang tinggi dan kualiti tomato yang tinggi. Bagi pengairan yang tepat, tujuannya adalah untuk mengekalkan EC rhizosfera, pH, kandungan air substrat dan kepekatan ion rhizosfera yang betul. EC dan pH rhizosfera yang baik memenuhi perkembangan akar dan penyerapan air dan baja, yang merupakan prasyarat yang diperlukan untuk mengekalkan pertumbuhan tumbuhan, fotosintesis, transpirasi dan tingkah laku metabolik lain. Oleh itu, mengekalkan persekitaran rhizosfera yang baik adalah syarat yang diperlukan untuk mencapai hasil tanaman yang tinggi.

Ketidakkawalan EC dan pH dalam rizosfera akan memberi kesan yang tidak dapat dipulihkan terhadap keseimbangan air, perkembangan akar, kecekapan penyerapan baja akar-kekurangan nutrien tumbuhan, kepekatan ion akar-penyerapan baja-kekurangan nutrien tumbuhan dan sebagainya. Penanaman dan pengeluaran tomato di rumah hijau kaca menggunakan kultur tanpa tanah. Selepas air dan baja dicampurkan, penghantaran air dan baja bersepadu direalisasikan dalam bentuk anak panah jatuh. EC, pH, kekerapan, formula, jumlah cecair pulangan dan masa mula pengairan pengairan akan secara langsung mempengaruhi EC dan pH rizosfera. Dalam artikel ini, EC dan pH rizosfera yang sesuai dalam setiap peringkat penanaman tomato diringkaskan, dan punca EC dan pH rizosfera yang tidak normal dianalisis dan langkah pemulihan diringkaskan, yang memberikan rujukan dan rujukan teknikal untuk pengeluaran sebenar rumah hijau kaca tradisional.

EC dan pH rhizosfera yang sesuai pada peringkat pertumbuhan tomato yang berbeza

EC rizosfera terutamanya tercermin dalam kepekatan ion unsur-unsur utama dalam rizosfera. Formula pengiraan empirikal ialah jumlah cas anion dan kation dibahagikan dengan 20, dan semakin tinggi nilainya, semakin tinggi EC rizosfera. EC rizosfera yang sesuai akan memberikan kepekatan ion unsur yang sesuai dan seragam untuk sistem akar.

Secara amnya, nilainya adalah rendah (rizosfera EC<2.0mS/cm). Disebabkan oleh tekanan pembengkakan sel akar, ia akan menyebabkan permintaan penyerapan air yang berlebihan oleh akar, mengakibatkan lebih banyak air bebas dalam tumbuhan, dan lebihan air bebas akan digunakan untuk meludah daun, pemanjangan sel-pertumbuhan tumbuhan yang sia-sia; Nilainya adalah tinggi (rizosfera musim sejuk EC>8~10mS/cm, rizosfera musim panas EC>5~7mS/cm). Dengan peningkatan rizosfera EC, kapasiti penyerapan air akar tidak mencukupi, yang menyebabkan tekanan kekurangan air pada tumbuhan, dan dalam kes yang teruk, tumbuhan akan layu (Rajah 1). Pada masa yang sama, persaingan antara daun dan buah untuk mendapatkan air akan menyebabkan penurunan kandungan air buah, yang akan menjejaskan hasil dan kualiti buah. Apabila EC rhizosfera meningkat secara sederhana sebanyak 0~2mS/cm, ia mempunyai kesan pengawalseliaan yang baik terhadap peningkatan kepekatan gula larut/kandungan pepejal larut buah, pelarasan pertumbuhan vegetatif tumbuhan dan keseimbangan pertumbuhan reproduktif, jadi penanam tomato ceri yang mengejar kualiti sering menggunakan EC rhizosfera yang lebih tinggi. Didapati bahawa gula larut timun cantuman adalah jauh lebih tinggi daripada kawalan di bawah keadaan pengairan air payau (3g/L air payau buatan sendiri dengan nisbah NaCl:MgSO4: CaSO4 2:2:1 telah ditambah ke dalam larutan nutrien). Ciri-ciri tomato ceri Dutch' Honey ialah ia mengekalkan EC rhizosfera yang tinggi (8~10mS/cm) sepanjang musim pengeluaran, dan buahnya mempunyai kandungan gula yang tinggi, tetapi hasil buah yang siap agak rendah (5kg/m2).

pH rizosfera (tanpa unit) terutamanya merujuk kepada pH larutan rizosfera, yang terutamanya mempengaruhi pemendakan dan pelarutan setiap ion unsur dalam air, dan kemudian mempengaruhi keberkesanan setiap ion yang diserap oleh sistem akar. Bagi kebanyakan ion unsur, julat pH yang sesuai ialah 5.5~6.5, yang dapat memastikan bahawa setiap ion dapat diserap oleh sistem akar secara normal. Oleh itu, semasa penanaman tomato, pH rizosfera harus sentiasa dikekalkan pada 5.5~6.5. Jadual 1 menunjukkan julat rizosfera EC dan kawalan pH dalam peringkat pertumbuhan tomato buah besar yang berbeza. Bagi tomato buah kecil, seperti tomato ceri, rizosfera EC dalam peringkat yang berbeza adalah 0~1mS/cm lebih tinggi daripada tomato buah besar, tetapi semuanya diselaraskan mengikut trend yang sama.

Sebab-sebab yang tidak normal dan langkah-langkah pelarasan rizosfera tomato EC

Rhizosphere EC merujuk kepada EC larutan nutrien di sekitar sistem akar. Apabila bulu batu tomato ditanam di Belanda, penanam akan menggunakan picagari untuk menyedut larutan nutrien daripada bulu batu, dan hasilnya lebih mewakili. Dalam keadaan biasa, EC pulangan adalah berhampiran dengan EC rizosphere, jadi titik sampel pulangan EC sering digunakan sebagai EC rizosphere di China. Variasi diurnal EC rizosphere biasanya meningkat selepas matahari terbit, mula menurun dan kekal stabil pada puncak pengairan, dan perlahan-lahan meningkat selepas pengairan, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.

Sebab utama pulangan EC yang tinggi adalah kadar pulangan yang rendah, EC masuk yang tinggi dan pengairan lewat. Jumlah pengairan pada hari yang sama adalah kurang, yang menunjukkan bahawa kadar pulangan cecair adalah rendah. Tujuan pulangan cecair adalah untuk mencuci substrat sepenuhnya, memastikan EC rizosfera, kandungan air substrat dan kepekatan ion rizosfera berada dalam julat normal, dan kadar pulangan cecair adalah rendah, dan sistem akar menyerap lebih banyak air daripada ion unsur, yang seterusnya menunjukkan peningkatan EC. EC masuk yang tinggi secara langsung membawa kepada EC pulangan yang tinggi. Mengikut peraturan praktikal, EC pulangan adalah 0.5~1.5ms/cm lebih tinggi daripada EC masuk. Pengairan terakhir berakhir lebih awal pada hari itu, dan keamatan cahaya masih lebih tinggi (300~450W/m2) selepas pengairan. Disebabkan transpirasi tumbuhan yang didorong oleh sinaran, sistem akar terus menyerap air, kandungan air substrat berkurangan, kepekatan ion meningkat, dan kemudian EC rizosfera meningkat. Apabila EC rhizosfera tinggi, keamatan sinaran tinggi, dan kelembapan rendah, tumbuhan menghadapi tekanan kekurangan air, yang ditunjukkan secara serius sebagai layu (Rajah 1, kanan).

EC yang rendah dalam rizosfera terutamanya disebabkan oleh kadar pulangan cecair yang tinggi, penyiapan pengairan yang lewat, dan EC yang rendah dalam salur masuk cecair, yang akan memburukkan lagi masalah. Kadar pulangan cecair yang tinggi akan menyebabkan jarak yang tidak terhingga antara EC salur masuk dan EC pulang. Apabila pengairan berakhir lewat, terutamanya pada hari mendung, ditambah pula dengan cahaya yang rendah dan kelembapan yang tinggi, transpirasi tumbuhan adalah lemah, nisbah penyerapan ion unsur adalah lebih tinggi daripada air, dan nisbah penurunan kandungan air matriks adalah lebih rendah daripada kepekatan ion dalam larutan, yang akan menyebabkan EC cecair pulang yang rendah. Oleh kerana tekanan pembengkakan sel rambut akar tumbuhan adalah lebih rendah daripada potensi air larutan nutrien rizosfera, sistem akar menyerap lebih banyak air dan keseimbangan air tidak seimbang. Apabila transpirasi lemah, tumbuhan akan dilepaskan dalam bentuk air meludah (rajah 1, kiri), dan jika suhu tinggi pada waktu malam, tumbuhan akan tumbuh dengan sia-sia.

Langkah-langkah pelarasan apabila EC rhizosfera tidak normal: ① Apabila EC pulangan tinggi, EC masuk hendaklah berada dalam julat yang munasabah. Secara amnya, EC masuk tomato buah-buahan besar ialah 2.5~3.5mS/cm pada musim panas dan 3.5~4.0mS/cm pada musim sejuk. Kedua, tingkatkan kadar pulangan cecair, iaitu sebelum pengairan frekuensi tinggi pada tengah hari, dan pastikan pulangan cecair berlaku setiap pengairan. Kadar pulangan cecair berkorelasi positif dengan pengumpulan sinaran. Pada musim panas, apabila keamatan sinaran masih melebihi 450 W/m2 dan tempohnya melebihi 30 minit, sedikit pengairan (50~100mL/titisan) perlu ditambah secara manual sekali, dan adalah lebih baik jika tiada pulangan cecair berlaku pada asasnya. ② Apabila kadar pulangan cecair rendah, sebab utamanya ialah kadar pulangan cecair yang tinggi, EC yang rendah dan pengairan terakhir yang lewat. Memandangkan masa pengairan terakhir, pengairan terakhir biasanya berakhir 2~5 jam sebelum matahari terbenam, berakhir pada hari mendung dan musim sejuk lebih awal daripada jadual, dan ditangguhkan pada hari cerah dan musim panas. Kawal kadar pemulangan cecair, mengikut pengumpulan sinaran luar. Secara amnya, kadar pemulangan cecair adalah kurang daripada 10% apabila pengumpulan sinaran kurang daripada 500J/(cm2.d), dan 10%~20% apabila pengumpulan sinaran adalah 500~1000J/(cm2.d), dan sebagainya.

Punca-punca abnormal dan langkah-langkah pelarasan pH rizosfera tomato

Secara amnya, pH influen ialah 5.5 dan pH larut resapan ialah 5.5~6.5 di bawah keadaan ideal. Faktor-faktor yang mempengaruhi pH rizosfera ialah formula, medium kultur, kadar larut resapan, kualiti air dan sebagainya. Apabila pH rizosfera rendah, ia akan membakar akar dan melarutkan matriks bulu batu dengan serius, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. Apabila pH rizosfera tinggi, penyerapan Mn2+, Fe3+, Mg2+ dan PO43- akan berkurangan, yang akan menyebabkan berlakunya kekurangan unsur, seperti kekurangan mangan yang disebabkan oleh pH rizosfera yang tinggi, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.

Dari segi kualiti air, air hujan dan air penapisan membran RO adalah berasid, dan pH cecair induk secara amnya 3~4, yang membawa kepada pH cecair masuk yang rendah. Kalium hidroksida dan kalium bikarbonat sering digunakan untuk melaraskan pH cecair masuk. Air perigi dan air bawah tanah sering dikawal oleh asid nitrik dan asid fosforik kerana ia mengandungi HCO3-yang bersifat alkali. pH cecair masuk yang tidak normal akan secara langsung mempengaruhi pH pulangan, jadi pH masuk yang betul adalah asas pengawalaturan. Bagi substrat penanaman, selepas penanaman, pH cecair kembali substrat dedak kelapa adalah hampir dengan cecair masuk, dan pH cecair masuk yang tidak normal tidak akan menyebabkan turun naik pH rizosfera yang drastik dalam masa yang singkat kerana sifat penimbal substrat yang baik. Di bawah penanaman bulu batu, nilai pH cecair kembali selepas penjajahan adalah tinggi dan tahan lama.

Dari segi formula, mengikut kapasiti penyerapan ion yang berbeza oleh tumbuhan, ia boleh dibahagikan kepada garam asid fisiologi dan garam alkali fisiologi. Dengan mengambil NO3- sebagai contoh, apabila tumbuhan menyerap 1mol NO3-, sistem akar akan melepaskan 1mol OH-, yang akan menyebabkan peningkatan pH rizosfera, manakala apabila sistem akar menyerap NH4+, ia akan melepaskan kepekatan H+ yang sama, yang akan menyebabkan penurunan pH rizosfera. Oleh itu, nitrat adalah garam asas fisiologi, manakala garam ammonium adalah garam berasid fisiologi. Secara amnya, kalium sulfat, kalsium ammonium nitrat dan ammonium sulfat adalah baja asid fisiologi, kalium nitrat dan kalsium nitrat adalah garam alkali fisiologi, dan ammonium nitrat adalah garam neutral. Pengaruh kadar pulangan cecair pada pH rizosfera terutamanya tercermin dalam pembilasan larutan nutrien rizosfera, dan pH rizosfera yang tidak normal disebabkan oleh kepekatan ion yang tidak sekata dalam rizosfera.

Langkah-langkah pelarasan apabila pH rizosfera tidak normal: ① Pertama, periksa sama ada pH influen berada dalam julat yang munasabah; (2) Apabila menggunakan air yang mengandungi lebih banyak karbonat, seperti air perigi, penulis pernah mendapati bahawa pH influen adalah normal, tetapi selepas pengairan tamat pada hari itu, pH influen diperiksa dan didapati meningkat. Selepas analisis, kemungkinan sebabnya ialah pH meningkat disebabkan oleh penimbal HCO3-, jadi disyorkan untuk menggunakan asid nitrik sebagai pengatur apabila menggunakan air perigi sebagai sumber air pengairan; (3) Apabila bulu batu digunakan sebagai substrat penanaman, pH larutan pemulangan adalah tinggi untuk masa yang lama pada peringkat awal penanaman. Dalam kes ini, pH larutan yang masuk harus dikurangkan dengan sewajarnya kepada 5.2~5.5, dan pada masa yang sama, dos garam asid fisiologi harus ditingkatkan, dan kalsium ammonium nitrat harus digunakan sebagai ganti kalsium nitrat dan kalium sulfat harus digunakan sebagai ganti kalium nitrat. Perlu diingatkan bahawa dos NH4+ tidak boleh melebihi 1/10 daripada jumlah N dalam formula. Contohnya, apabila jumlah kepekatan N (NO3- +NH4+) dalam influen ialah 20mmol/L, kepekatan NH4+ adalah kurang daripada 2mmol/L, dan kalium sulfat boleh digunakan sebagai ganti kalium nitrat, tetapi perlu diingatkan bahawa kepekatan SO4^2-Dalam pengaruh pengairan, tidak disyorkan melebihi 6~8 mmol/L; (4) Dari segi kadar pulangan cecair, jumlah pengairan perlu ditingkatkan setiap kali dan substrat perlu dibasuh, terutamanya apabila bulu batu digunakan untuk penanaman, jadi pH rizosfera tidak boleh diselaraskan dengan cepat dalam masa yang singkat dengan menggunakan garam asid fisiologi, jadi jumlah pengairan perlu ditingkatkan untuk melaraskan pH rizosfera kepada julat yang munasabah secepat mungkin.

Ringkasan

Julat EC dan pH rizosfera yang munasabah adalah premis untuk memastikan penyerapan air dan baja yang normal oleh akar tomato. Nilai yang tidak normal akan menyebabkan kekurangan nutrien tumbuhan, ketidakseimbangan air (tekanan kekurangan air/air bebas yang berlebihan), pembakaran akar (EC tinggi dan pH rendah) dan masalah lain. Disebabkan kelewatan keabnormalan tumbuhan yang disebabkan oleh EC dan pH rizosfera yang tidak normal, sebaik sahaja masalah itu berlaku, ini bermakna EC dan pH rizosfera yang tidak normal telah berlaku selama beberapa hari, dan proses tumbuhan kembali normal akan mengambil masa, yang secara langsung mempengaruhi output dan kualiti. Oleh itu, adalah penting untuk mengesan EC dan pH cecair yang masuk dan kembali setiap hari.

TAMAT

[Maklumat yang dipetik] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin, dll. Kaedah kawalan EC dan pH Rhizosphere untuk kultur tanpa tanah tomato dalam rumah hijau kaca [J]. Teknologi Kejuruteraan Pertanian, 2022,42(31):17-20.