Chen Tongqiang, etc. Landbruksteknologi for drivhushagearbeid Publisert i Beijing kl. 17:30 den 6. januar 2023.

God rhizosfære-EC og pH-kontroll er nødvendige betingelser for å oppnå høyt utbytte av tomat i jordfri dyrkingsmodus i smart glassdrivhus. I denne artikkelen ble tomat valgt som planteobjekt, og passende rhizosfære-EC og pH-område på ulike stadier ble oppsummert, samt tilsvarende kontrolltekniske tiltak i tilfelle avvik, for å gi referanse for den faktiske planteproduksjonen i tradisjonelle glassdrivhus.

Ifølge ufullstendig statistikk har plantearealet til intelligente glassdrivhus med flere spenn i Kina nådd 630 hm2, og det utvides fortsatt. Glassdrivhus integrerer ulike fasiliteter og utstyr, og skaper et passende vekstmiljø for plantevekst. God miljøkontroll, nøyaktig vanning av vann og gjødsel, korrekt jordbruksdrift og plantevern er de fire hovedfaktorene for å oppnå høy avling og høy kvalitet på tomater. Når det gjelder presis vanning, er formålet å opprettholde riktig rhizosfære EC, pH, substratvanninnhold og rhizosfæreionkonsentrasjon. God rhizosfære EC og pH tilfredsstiller utviklingen av røtter og absorpsjon av vann og gjødsel, noe som er en nødvendig forutsetning for å opprettholde plantevekst, fotosyntese, transpirasjon og annen metabolsk atferd. Derfor er det å opprettholde et godt rhizosfæremiljø en nødvendig forutsetning for å oppnå høy avling.

Ute av kontroll over EC og pH i rhizosfæren vil ha irreversible effekter på vannbalanse, rotutvikling, absorpsjonseffektivitet av røtter, gjødsel, mangel på plantenæring, rotionkonsentrasjon, gjødselabsorpsjon, plantenæringsmangel og så videre. Tomatplanting og -produksjon i glassdrivhus bruker jordfri kultur. Etter at vann og gjødsel er blandet, skjer den integrerte tilførselen av vann og gjødsel i form av dråpepiler. EC, pH, frekvens, formel, mengde returvæske og vanningsstarttidspunkt for vanning vil direkte påvirke rhizosfærens EC og pH. I denne artikkelen ble passende rhizosfærens EC og pH i hvert trinn av tomatplantingen oppsummert, årsakene til unormal rhizosfærens EC og pH ble analysert, og korrigerende tiltak ble oppsummert, noe som ga referanse og teknisk referanse for den faktiske produksjonen av tradisjonelle glassdrivhus.

Egnet rhizosfære EC og pH på forskjellige vekststadier av tomat

Rhizosfærens EC gjenspeiles hovedsakelig i ionkonsentrasjonen av hovedelementene i rhizosfæren. Den empiriske beregningsformelen er at summen av anion- og kationladninger deles med 20, og jo høyere verdi, desto høyere rhizosfærens EC. Passende rhizosfærens EC vil gi en passende og jevn elementionkonsentrasjon for rotsystemet.

Generelt sett er verdien lav (rhizosfæren EC < 2,0 mS/cm). På grunn av svellingstrykket i rotcellene vil det føre til overdreven etterspørsel etter vannabsorpsjon fra røttene, noe som resulterer i mer fritt vann i plantene, og det overskytende frie vannet vil bli brukt til bladutspyting, celleforlengelse – plantens forgjevesvekst. Verdien er på den høye siden (vinterrhizosfæren EC > 8~10 mS/cm, sommerrhizosfæren EC > 5~7 mS/cm). Med økningen av rhizosfæren EC blir røttenes vannabsorpsjonskapasitet utilstrekkelig, noe som fører til vannmangel hos planter, og i alvorlige tilfeller vil plantene visne (figur 1). Samtidig vil konkurransen mellom blader og frukt om vann føre til en reduksjon i fruktens vanninnhold, noe som vil påvirke avlingen og fruktkvaliteten. Når rhizosfærens EC økes moderat med 0~2 mS/cm, har det en god regulerende effekt på økningen av løselig sukkerkonsentrasjon/løselig faststoffinnhold i frukten, justeringen av plantens vegetative vekst og reproduktiv vekstbalanse. Derfor bruker cherrytomatdyrkere som søker kvalitet ofte høyere rhizosfære-EC. Det ble funnet at det løselige sukkeret i podede agurker var betydelig høyere enn i kontrollen under brakkvannsvanning (3 g/L hjemmelaget brakkvann med forholdet NaCl:MgSO4:CaSO4 på 2:2:1 ble tilsatt næringsløsningen). Kjennetegnene til nederlandske 'honning'-kirsebærtomater er at de opprettholder en høy rhizosfære-EC (8~10 mS/cm) gjennom hele produksjonssesongen, og frukten har et høyt sukkerinnhold, men det ferdige fruktutbyttet er relativt lavt (5 kg/m2).

Rhizosfærens pH (enhetsløs) refererer hovedsakelig til pH-verdien i rhizosfæreløsningen, som hovedsakelig påvirker utfellingen og oppløsningen av hvert elemention i vann, og deretter hvor effektivt hvert ion absorberes av rotsystemet. For de fleste elementioner er det passende pH-området 5,5–6,5, noe som kan sikre at hvert ion kan absorberes normalt av rotsystemet. Derfor bør rhizosfærens pH alltid opprettholdes på 5,5–6,5 under tomatplanting. Tabell 1 viser området for rhizosfærens EC og pH-kontroll i ulike vekststadier av tomater med stor frukt. For tomater med liten frukt, som cherrytomater, er rhizosfærens EC i ulike stadier 0–1 mS/cm høyere enn for tomater med stor frukt, men alle justeres i henhold til samme trend.

Unormale årsaker og justeringstiltak for tomatens rhizosfære EC

Rhizosfærens EC refererer til EC av næringsløsning rundt rotsystemet. Når tomater i steinull plantes i Nederland, bruker dyrkerne sprøyter for å suge næringsløsning fra steinullen, og resultatene er mer representative. Under normale omstendigheter er retur-EC nær rhizosfærens EC, så retur-EC ved prøvepunktet brukes ofte som rhizosfærens EC i Kina. Den daglige variasjonen i rhizosfærens EC stiger vanligvis etter soloppgang, begynner å avta og forblir stabil på vanningstoppen, og stiger sakte etter vanning, som vist i figur 2.

Hovedårsakene til den høye retur-EC er lav returrate, høy innløps-EC og sen vanning. Vanningsmengden på samme dag er mindre, noe som viser at væskereturraten er lav. Formålet med væskeretur er å vaske substratet fullstendig, sikre at rhizosfærens EC, substratets vanninnhold og rhizosfærens ionkonsentrasjon er innenfor normalområdet, og væskereturraten er lav, og rotsystemet absorberer mer vann enn elementære ioner, noe som ytterligere viser økningen i EC. Høy innløps-EC fører direkte til høy retur-EC. I følge tommelfingerregelen er retur-EC 0,5~1,5 ms/cm høyere enn innløps-EC. Den siste vanningen ble avsluttet tidligere samme dag, og lysintensiteten var fortsatt høyere (300~450 W/m2) etter vanning. På grunn av planters transpirasjon drevet av stråling, fortsatte rotsystemet å absorbere vann, vanninnholdet i substratet minket, ionkonsentrasjonen økte, og deretter økte rhizosfærens EC. Når rhizosfærens EC er høy, strålingsintensiteten er høy og fuktigheten er lav, står plantene overfor vannmangelstres, noe som manifesterer seg alvorlig som visning (figur 1, høyre).

Den lave EC i rhizosfæren skyldes hovedsakelig den høye væskereturhastigheten, sen fullføring av vanning og lav EC i væskeinnløpet, noe som vil forverre problemet. Den høye væskereturhastigheten vil føre til uendelig nærhet mellom innløps-EC og retur-EC. Når vanningen avsluttes sent, spesielt på overskyede dager, kombinert med lite lys og høy luftfuktighet, er plantenes transpirasjon svak, absorpsjonsforholdet for elementære ioner er høyere enn for vann, og reduksjonsforholdet for vanninnhold i matriksen er lavere enn ionekonsentrasjonen i løsningen, noe som vil føre til lav EC for returvæske. Fordi svellingstrykket i plantenes rothårceller er lavere enn vannpotensialet til rhizosfærens næringsløsning, absorberer rotsystemet mer vann og vannbalansen blir ubalansert. Når transpirasjonen er svak, vil planten bli utslippt i form av spyttende vann (figur 1, venstre), og hvis temperaturen er høy om natten, vil planten vokse forgjeves.

Justeringstiltak når rhizosfærens EC er unormal: ① Når retur-EC er høy, bør den innkommende EC være innenfor et rimelig område. Vanligvis er den innkommende EC for store frukttomater 2,5~3,5 mS/cm om sommeren og 3,5~4,0 mS/cm om vinteren. For det andre, forbedre væskereturhastigheten, som er før høyfrekvent vanning midt på dagen, og sørg for at væskeretur skjer ved hver vanning. Væskereturhastigheten er positivt korrelert med strålingsakkumuleringen. Om sommeren, når strålingsintensiteten fortsatt er over 450 W/m2 og varigheten er mer enn 30 minutter, bør en liten mengde vanning (50~100 ml/drypper) tilsettes manuelt én gang, og det er bedre at det i utgangspunktet ikke skjer noen væskeretur. ② Når væskereturhastigheten er lav, er hovedårsakene høy væskereturhastighet, lav EC og sen siste vanning. Med tanke på siste vanningstidspunkt, avsluttes siste vanning vanligvis 2–5 timer før solnedgang, og slutter tidligere enn planlagt på overskyede dager og om vinteren, og utsettes på solfylte dager og om sommeren. Kontroller væskereturhastigheten i henhold til utendørs strålingsakkumulering. Generelt er væskereturhastigheten mindre enn 10 % når strålingsakkumuleringen er mindre enn 500 J/(cm2.d), og 10–20 % når strålingsakkumuleringen er 500–1000 J/(cm2.d), og så videre.

Unormale årsaker og justeringstiltak for pH i tomatens rhizosfære

Vanligvis er pH-verdien i innløpet 5,5 og pH-verdien i sigevannet 5,5–6,5 under ideelle forhold. Faktorene som påvirker pH-verdien i rhizosfæren er formel, kulturmedium, sigevannsmengde, vannkvalitet og så videre. Når pH-verdien i rhizosfæren er lav, vil den brenne røttene og løse opp steinullmatrisen alvorlig, som vist i figur 3. Når pH-verdien i rhizosfæren er høy, vil absorpsjonen av Mn2+, Fe3+, Mg2+ og PO43- reduseres, noe som vil føre til grunnstoffmangel, for eksempel manganmangel forårsaket av høy pH i rhizosfæren, som vist i figur 4.

Når det gjelder vannkvalitet, er regnvann og RO-membranfiltreringsvann surt, og pH-verdien i morvæsken er vanligvis 3–4, noe som fører til lav pH i innløpsvæsken. Kaliumhydroksid og kaliumbikarbonat brukes ofte til å justere pH-verdien i innløpsvæsken. Brønnvann og grunnvann reguleres ofte av salpetersyre og fosforsyre fordi de inneholder HCO3, som er alkalisk. Unormal innløps-pH vil direkte påvirke retur-pH-verdien, så riktig innløps-pH er grunnlaget for reguleringen. Når det gjelder dyrkingssubstratet, er pH-verdien i den tilbakegående væsken fra kokosklisubstratet nær den innkommende væsken etter planting, og den unormale pH-verdien i den innkommende væsken vil ikke forårsake drastiske svingninger i rhizosfærens pH på kort tid på grunn av substratets gode bufferegenskaper. Under steinulldyrking er pH-verdien i returvæsken etter kolonisering høy og varer lenge.

Når det gjelder formel, i henhold til planters ulik absorpsjonskapasitet av ioner, kan det deles inn i fysiologiske syresalter og fysiologiske alkaliske salter. Ta NO3- som et eksempel, når planter absorberer 1 mol NO3-, vil rotsystemet frigjøre 1 mol OH-, noe som vil føre til økning av rhizosfærens pH, mens når rotsystemet absorberer NH4+, vil det frigjøre den samme konsentrasjonen av H+, noe som vil føre til reduksjon av rhizosfærens pH. Derfor er nitrat et fysiologisk basisk salt, mens ammoniumsalt er et fysiologisk surt salt. Generelt er kaliumsulfat, kalsiumammoniumnitrat og ammoniumsulfat fysiologiske syregjødsler, kaliumnitrat og kalsiumnitrat er fysiologiske alkaliske salter, og ammoniumnitrat er nøytrale salt. Innflytelsen av væskereturhastigheten på rhizosfærens pH gjenspeiles hovedsakelig i utskyllingen av rhizosfærens næringsløsning, og den unormale rhizosfærens pH er forårsaket av den ujevn ionkonsentrasjonen i rhizosfæren.

Justeringstiltak når rhizosfærens pH er unormal: ① Først må du kontrollere om pH-verdien til innløpsvannet er innenfor et rimelig område; (2) Ved bruk av vann som inneholder mer karbonat, for eksempel brønnvann, fant forfatteren en gang at pH-verdien til innløpsvannet var normal, men etter at vanningen var avsluttet den dagen, ble pH-verdien til innløpsvannet kontrollert og funnet å være forhøyet. Etter analyse var den mulige årsaken at pH-verdien var forhøyet på grunn av bufferen av HCO3-, så det anbefales å bruke salpetersyre som regulator når man bruker brønnvann som vanningsvannkilde; (3) Når steinull brukes som plantesubstrat, er pH-verdien til returløsningen høy i lang tid i den tidlige plantingsfasen. I dette tilfellet bør pH-verdien til den innkommende løsningen reduseres passende til 5,2~5,5, samtidig bør doseringen av fysiologisk syresalt økes, og kalsiumammoniumnitrat bør brukes i stedet for kalsiumnitrat og kaliumsulfat bør brukes i stedet for kaliumnitrat. Det bør bemerkes at doseringen av NH4+ ikke bør overstige 1/10 av den totale N-mengden i formelen. For eksempel, når den totale N-konsentrasjonen (NO3- +NH4+) i innløpet er 20 mmol/L, er NH4+-konsentrasjonen mindre enn 2 mmol/L, og kaliumsulfat kan brukes i stedet for kaliumnitrat, men det bør bemerkes at konsentrasjonen av SO4^2-Det anbefales ikke at vanningsmengden overstiger 6–8 mmol/L i vanningsanlegget; (4) Når det gjelder væskereturmengde, bør vanningsmengden økes hver gang, og substratet bør vaskes, spesielt når steinull brukes til planting. Dette gjør at rhizosfærens pH-verdi ikke kan justeres raskt på kort tid ved bruk av fysiologisk syresalt. Vanningsmengden bør derfor økes for å justere rhizosfærens pH-verdi til et rimelig område så snart som mulig.

Sammendrag

Et rimelig område med EC og pH i rhizosfæren er forutsetningen for å sikre normal absorpsjon av vann og gjødsel av tomatrøttene. Unormale verdier vil føre til mangel på næringsstoffer i planten, ubalanse i vannbalansen (vannmangel, stress/for mye fritt vann), rotforbrenning (høy EC og lav pH) og andre problemer. På grunn av forsinkelsen i planteavvik forårsaket av unormal EC og pH i rhizosfæren, betyr det at unormal EC og pH i rhizosfæren har vært i mange dager, og prosessen med at planten går tilbake til normalen vil ta tid, noe som direkte påvirker produksjonen og kvaliteten. Derfor er det viktig å måle EC og pH i innkommende og returnerte væsker hver dag.

SLUTT

[Sitert informasjon] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin, etc. Rhizosphere EC og pH-kontrollmetode for jordfri tomatkultur i glassdrivhus [J]. Agricultural Engineering Technology, 2022,42(31):17-20.