צ'ן טונגצ'יאנג, וכו'. טכנולוגיה הנדסית חקלאית של גינון חממות פורסם בבייג'ינג בשעה 17:30 ב-6 בינואר 2023.

בקרת EC ו-pH טובים של הריזופירה הם תנאים הכרחיים להשגת יבול גבוה של עגבניות במצב גידול ללא אדמה בחממת זכוכית חכמה. במאמר זה, עגבנייה נלקחה כאובייקט שתילה, וסוכמו טווח ה-EC וה-pH המתאימים של הריזופירה בשלבים שונים, כמו גם אמצעי הבקרה הטכניים המתאימים במקרה של חריגה, על מנת לספק ייחוס לייצור השתילה בפועל בחממות זכוכית מסורתיות.

על פי סטטיסטיקות חלקיות, שטח השתילה של חממות זכוכית חכמות רב-ממדיות בסין הגיע ל-630 קמ"ר, והוא עדיין מתרחב. חממת זכוכית משלבת מתקנים וציוד שונים, ויוצרת סביבת גידול מתאימה לגידול צמחים. בקרת סביבה טובה, השקיה מדויקת של מים ודשן, תפעול חקלאי נכון והגנה על הצומח הם ארבעת הגורמים העיקריים להשגת יבול גבוה ואיכות גבוהה של עגבניות. בכל הנוגע להשקיה מדויקת, מטרתה היא לשמור על EC ריזוספרה תקינים, pH, תכולת מים במצע וריכוז יוני ריזוספרה. EC ו-pH טובים של ריזוספרה מספקים את התפתחות השורשים ואת ספיגת המים והדשן, שהם תנאי הכרחי לשמירה על צמיחת צמחים, פוטוסינתזה, דיות והתנהגויות מטבוליות אחרות. לכן, שמירה על סביבה ריזוספרית טובה היא תנאי הכרחי להשגת יבול גבוה.

חוסר שליטה בטמפרטורה נמוכה (EC) ובpH בריזוספרה תגרום להשפעות בלתי הפיכות על מאזן המים, התפתחות השורשים, יעילות ספיגת הדשן בשורשים - מחסור בחומרי הזנה לצמח, ריכוז יוני השורשים - ספיגת הדשן - מחסור בחומרי הזנה לצמח וכן הלאה. שתילת וגידול עגבניות בחממת זכוכית מאמצים גידול ללא אדמה. לאחר ערבוב המים והדשן, האספקה ​​המשולבת של מים ודשן מתבצעת בצורת חצים. ה-EC, ה-pH, התדירות, הנוסחה, כמות הנוזל החוזר וזמן תחילת ההשקיה ישפיעו ישירות על ה-EC וה-pH של הריזוספרה. במאמר זה, סוכמו ה-EC וה-pH המתאימים של הריזוספרה בכל שלב של שתילת עגבניות, נותחו הגורמים ל-EC ו-pH חריגים בריזוספרה וסוכמו אמצעי התיקון, אשר סיפקו מקורות ייחוס וטכניים לייצור בפועל של חממות זכוכית מסורתיות.

EC ו-pH מתאימים לריזוספרה בשלבי גידול שונים של עגבנייה

ריכוז היונים של הריזוספירה משתקף בעיקר בריכוז היונים של היסודות העיקריים בריזוספירה. נוסחת החישוב האמפירית היא שסכום מטעני האניון והקטיון מחולק ב-20, וככל שהערך גבוה יותר, כך ריכוז היונים של הריזוספירה גבוה יותר. ריכוז יונים מתאים של הריזוספירה יספק ריכוז יונים מתאים ואחיד של היסודות למערכת השורשים.

באופן כללי, ערכו נמוך (EC ריזוספרה <2.0mS/cm). בגלל לחץ הנפיחות של תאי השורש, זה יוביל לביקוש מוגזם לספיגת מים על ידי השורשים, וכתוצאה מכך יש יותר מים חופשיים בצמחים, ועודפי המים החופשיים ישמשו ליריקת עלים, התארכות תאים - צמיחת צמחים חסרת משמעות; ערכו גבוה (EC ריזוספרה בחורף >8~10mS/cm, EC ריזוספרה בקיץ >5~7mS/cm). עם עליית ה-EC ריזוספרה, יכולת ספיגת המים של השורשים אינה מספקת, מה שמוביל למחסור במים בצמחים, ובמקרים חמורים, הצמחים יקמולו (איור 1). יחד עם זאת, התחרות בין עלים לפירות על מים תוביל לירידה בתכולת המים בפרי, דבר שישפיע על היבול ואיכות הפרי. כאשר צריכת הסוכר המסיסת (EC) בריזופירה (RHizosphere EC) עולה במידה מתונה ב-0~2mS/cm, יש לכך השפעה מווסתת טובה על העלייה בריכוז הסוכר המסיס/תכולת המוצקים המסיסים בפרי, התאמת הצמיחה הווגטטיבית של הצמח ואיזון הצמיחה הרבייתית, ולכן מגדלי עגבניות שרי השואפים לאיכות מאמצים לעתים קרובות צריכת סוכר גבוהה יותר בריזופירה. נמצא כי רמת הסוכר המסיסה במלפפון מורכב היה גבוהה משמעותית מזו של הביקורת בתנאי השקיה במים מליחים (3 גרם/ליטר של מים מליחים תוצרת בית ביחס של NaCl:MgSO4:CaSO4 של 2:2:1 נוספו לתמיסת התזונה). המאפיינים של עגבניות שרי 'דבש הולנדיות' הם שהיא שומרת על צריכת סוכר גבוהה בריזופירה (8~10mS/cm) לאורך כל עונת הייצור, ולפרי תכולת סוכר גבוהה, אך תנובת הפרי הסופית נמוכה יחסית (5 ק"ג/מ"ר).

רמת החומציות (pH) של הריזוספרה (ללא יחידות) מתייחסת בעיקר לרמת החומציות (pH) של תמיסת הריזוספרה, אשר משפיעה בעיקר על המשקע וההמסה של כל יון יסוד במים, ולאחר מכן משפיעה על יעילות הספיגה של כל יון על ידי מערכת השורשים. עבור רוב יוני היסודות, טווח ה-pH המתאים הוא 5.5~6.5, מה שיכול להבטיח שכל יון ייספג על ידי מערכת השורשים כרגיל. לכן, במהלך שתילת עגבניות, יש לשמור על רמת החומציות של הריזוספרה תמיד על 5.5~6.5. טבלה 1 מציגה את טווח בקרת ה-EC של הריזוספרה ובקרת ה-pH בשלבי גידול שונים של עגבניות גדולות. עבור עגבניות קטנות, כמו עגבניות שרי, רמת החומציות של הריזוספרה בשלבים שונים גבוהה ב-0~1mS/cm מזה של עגבניות גדולות, אך כולם מותאמים בהתאם לאותה מגמה.

סיבות חריגות ואמצעי התאמה של ריזוספרת עגבניות EC

EC ריזוספרה מתייחס ל-EC של תמיסת הזנה סביב מערכת השורשים. כאשר נשתלים צמר סלעים של עגבניות בהולנד, מגדלים משתמשים במזרקים כדי לשאוב תמיסת הזנה מצמר הסלעים, והתוצאות מייצגות יותר. בנסיבות רגילות, EC החזרה קרוב ל-EC הריזוספרה, ולכן EC החזרה של נקודת הדגימה משמש לעתים קרובות כ-EC הריזוספרה בסין. השונות היומית של EC הריזוספרה עולה בדרך כלל לאחר הזריחה, מתחילה לרדת ונשארת יציבה בשיא ההשקיה, ועולה באיטיות לאחר ההשקיה, כפי שמוצג באיור 2.

הסיבות העיקריות ל-EC החזר גבוה הן קצב החזר נמוך, EC כניסה גבוה והשקיה מאוחרת. כמות ההשקיה באותו יום נמוכה יותר, דבר המצביע על כך שקצב החזרת הנוזלים נמוך. מטרת החזרת הנוזלים היא לשטוף לחלוטין את המצע, להבטיח ש-EC הריזוספרה, תכולת המים במצע וריכוז היונים בריזוספרה נמצאים בטווח הנורמלי, וקצב החזרת הנוזלים נמוך, ומערכת השורשים סופגת יותר מים מאשר יונים אלמנטריים, דבר המעיד עוד יותר על עלייה ב-EC. EC כניסה גבוה מוביל ישירות ל-EC החזר גבוה. על פי כלל האצבע, EC החזר גבוה ב-0.5~1.5ms/cm מ-EC הכניסה. ההשקיה האחרונה הסתיימה מוקדם יותר באותו יום, ועוצמת האור עדיין הייתה גבוהה יותר (300~450W/m2) לאחר ההשקיה. בגלל דיות הצמחים המונעת על ידי קרינה, מערכת השורשים המשיכה לספוג מים, תכולת המים של המצע ירדה, ריכוז היונים גדל, ולאחר מכן EC הריזוספרה גדל. כאשר EC של הריזופירה גבוה, עוצמת הקרינה גבוהה והלחות נמוכה, הצמחים מתמודדים עם עקה של מחסור במים, המתבטאת באופן חמור בקמלה (איור 1, מימין).

צריכת נוזלים נמוכה (EC) בריזוספרה נובעת בעיקר מקצב החזרה גבוה של נוזלים, השלמת ההשקיה המאוחרת וצריכת נוזלים נמוכה בכניסת הנוזלים, מה שמחמיר את הבעיה. קצב החזרה הגבוה של הנוזלים יוביל לקרבה אינסופית בין צריכת נוזלים בכניסת הנוזלים לצריכת נוזלים חוזרת. כאשר ההשקיה מסתיימת מאוחר, במיוחד בימים מעוננים, בשילוב עם אור נמוך ולחות גבוהה, דיות הצמחים חלשה, יחס הספיגה של יונים אלמנטריים גבוה מזה של מים, ויחס הירידה בתכולת המים במטריצה ​​נמוך מזה של ריכוז היונים בתמיסה, מה שיוביל לצריכת נוזלים חוזרת נמוכה. מכיוון שלחץ הנפיחות של תאי שיער שורש הצמח נמוך מפוטנציאל המים של תמיסת התזונה בריזוספרה, מערכת השורשים סופגת יותר מים ומאזן המים אינו מאוזן. כאשר הדיות חלשה, הצמח יפלט בצורת מים יורקים (איור 1, משמאל), ואם הטמפרטורה גבוהה בלילה, הצמח יגדל לשווא.

אמצעי התאמה כאשר טמפרטורת הזרימה (EC) בריזוספרה אינה תקינה: ① כאשר טמפרטורת הזרימה החוזרת גבוהה, טמפרטורת הזרימה הנכנסת צריכה להיות בטווח סביר. באופן כללי, טמפרטורת הזרימה הנכנסת של עגבניות גדולות היא 2.5~3.5mS/cm בקיץ ו-3.5~4.0mS/cm בחורף. שנית, יש לשפר את קצב החזרת הנוזלים, המתרחש לפני ההשקיה בתדירות גבוהה בצהריים, ולהבטיח שהחזרת הנוזלים מתרחשת בכל השקיה. קצב החזרת הנוזלים נמצא בקורלציה חיובית עם הצטברות הקרינה. בקיץ, כאשר עוצמת הקרינה עדיין גבוהה מ-450 W/m2 ומשך הזמן עולה מ-30 דקות, יש להוסיף ידנית כמות קטנה של השקיה (50~100 מ"ל/טפטף) פעם אחת, ועדיף שלא תתרחש החזרת נוזלים כלל. ② כאשר קצב החזרת הנוזלים נמוך, הסיבות העיקריות הן קצב החזרת נוזלים גבוה, EC נמוך והשקיה אחרונה מאוחרת. בהתחשב בזמן ההשקיה האחרון, ההשקיה האחרונה מסתיימת בדרך כלל 2~5 שעות לפני השקיעה, בימים מעוננים ובחורף מסתיימת מוקדם מהמתוכנן, ובימים שטופי שמש ובקיץ מתעכבת. יש לשלוט בקצב החזרת הנוזלים בהתאם לצבירת הקרינה בחוץ. באופן כללי, קצב החזרת הנוזלים נמוך מ-10% כאשר צבירת הקרינה נמוכה מ-500 ג'אול/(סמ"ר.ד), ו-10%~20% כאשר צבירת הקרינה היא 500~1000 ג'אול/(סמ"ר.ד), וכן הלאה.

סיבות חריגות ואמצעי התאמה של pH ריזוספרה של עגבניות

באופן כללי, רמת החומציות (pH) של המים הישירים היא 5.5 ורמת התשטיפים היא 5.5~6.5 בתנאים אידיאליים. הגורמים המשפיעים על רמת החומציות של הריזופירה הם פורמולה, מצע גידול, קצב התשטיפים, איכות המים וכן הלאה. כאשר רמת החומציות של הריזופירה נמוכה, היא תגרום לשריפת השורשים ולהמסת מטריצת צמר הסלעים באופן משמעותי, כפי שמוצג באיור 3. כאשר רמת החומציות של הריזופירה גבוהה, ספיגת Mn2+, Fe3+, Mg2+ ו-PO43- תפחת, מה שיוביל להופעת מחסור ביסודות, כגון מחסור במנגן הנגרם מ-pH גבוה של הריזופירה, כפי שמוצג באיור 4.

מבחינת איכות המים, מי גשמים ומי סינון באמצעות ממברנת RO הם חומציים, וערך ה-pH של נוזל האם הוא בדרך כלל 3-4, מה שמוביל ל-pH נמוך של נוזל הכניסה. אשלגן הידרוקסידי ואשלגן ביקרבונט משמשים לעתים קרובות להתאמת ה-pH של נוזל הכניסה. מי בארות ומי תהום מווסתים לעתים קרובות על ידי חומצה חנקתית וחומצה זרחתית מכיוון שהם מכילים HCO3 - שהיא בסיסית. רמת pH חריגה בכניסה תשפיע ישירות על רמת ה-pH החוזרת, ולכן רמת pH תקינה בכניסה היא הבסיס לוויסות. באשר למצע הגידול, לאחר השתילה, רמת ה-pH של הנוזל החוזר של מצע סובין קוקוס קרובה לזה של הנוזל הנכנס, ורמת ה-pH החריגה של הנוזל הנכנס לא תגרום לתנודות דרסטיות ב-pH של הריזוספרה בזמן קצר בגלל תכונת הבופר הטובה של המצע. בגידול צמר סלעים, ערך ה-pH של הנוזל החוזר לאחר ההתיישבות גבוה ונמשך זמן רב.

מבחינת נוסחה, בהתאם ליכולת הספיגה השונה של יונים על ידי צמחים, ניתן לחלק זאת למלחים חומציים פיזיולוגיים ומלחים אלקליים פיזיולוגיים. ניקח כדוגמה את ה-NO3-, כאשר צמחים סופגים 1 מול של NO3-, מערכת השורשים תשחרר 1 מול של OH-, מה שיוביל לעלייה ב-pH של הריזופירה, בעוד שכאשר מערכת השורשים סופגת NH4+, היא תשחרר את אותו ריכוז של H+, מה שיוביל לירידה ב-pH של הריזופירה. לכן, ניטרט הוא מלח בסיסי פיזיולוגית, בעוד שמלח אמוניום הוא מלח חומצי פיזיולוגית. באופן כללי, אשלגן גופרתי, סידן אמוניום חנקתי ואמוניום גופרתי הם דשנים חומציים פיזיולוגיים, אשלגן חנקתי וסידן חנקתי הם מלחים אלקליים פיזיולוגיים, ואמוניום חנקתי הוא מלח ניטרלי. השפעת קצב החזרת הנוזלים על ה-pH של הריזופירה באה לידי ביטוי בעיקר בשטיפת תמיסת המזון של הריזופירה, ו-pH חריג של הריזופירה נגרם על ידי ריכוז יונים לא אחיד בריזופירה.

אמצעי התאמה כאשר ה-pH של הריזוספרה אינו תקין: ① ראשית, יש לבדוק האם ה-pH של מי הזרם נמצא בטווח סביר; (2) בעת שימוש במים המכילים יותר פחמתי, כגון מי באר, המחבר מצא פעם אחת ש-pH של מי הזרם היה תקין, אך לאחר סיום ההשקיה באותו יום, נבדק ה-pH של מי הזרם ונמצא שהוא גבוה יותר. לאחר הניתוח, הסיבה האפשרית הייתה שה-pH עלה עקב חוצץ HCO3-, לכן מומלץ להשתמש בחומצה חנקתית כווסת בעת שימוש במי באר כמקור מים להשקיה; (3) כאשר משתמשים בצמר סלעים כמצע שתילה, ה-pH של תמיסת ההחזרה גבוה במשך זמן רב בשלב המוקדם של השתילה. במקרה זה, יש להפחית את ה-pH של התמיסה הנכנסת בצורה מתאימה ל-5.2~5.5, ובמקביל, יש להגדיל את מינון מלח החומצה הפיזיולוגית, ויש להשתמש בסידן אמוניום חנקתי במקום סידן חנקתי ואשלגן גופרתי במקום אשלגן חנקתי. יש לציין כי מינון ה-NH4+ לא יעלה על 1/10 מסך ה-N בנוסחה. לדוגמה, כאשר ריכוז ה-N הכולל (NO3- +NH4+) במימי הזרם הוא 20 ממול/ליטר, ריכוז ה-NH4+ נמוך מ-2 ממול/ליטר, וניתן להשתמש באשלגן גופרתי במקום אשלגן חנקתי, אך יש לציין כי ריכוז ה-SO4^2-לא מומלץ לעלות על 6~8 מילימול/ליטר בזרם ההשקיה; (4) מבחינת קצב החזרת הנוזלים, יש להגדיל את כמות ההשקיה בכל פעם ולשטוף את המצע, במיוחד כאשר משתמשים בצמר סלעים לשתילה, כך שלא ניתן יהיה להתאים את רמת החומציות של הריזוספרה במהירות ובזמן קצר באמצעות מלח חומצי פיזיולוגי, לכן יש להגדיל את כמות ההשקיה כדי להתאים את רמת החומציות של הריזוספרה לטווח סביר בהקדם האפשרי.

תַקצִיר

טווח סביר של EC ו-pH בריזוספרה הוא התנאי להבטחת ספיגה תקינה של מים ודשן על ידי שורשי עגבניות. ערכים חריגים יובילו למחסור בחומרי הזנה בצמח, חוסר איזון במאזן המים (לחץ מחסור במים/עודף מים חופשיים), שריפת שורשים (EC גבוה ו-pH נמוך) ובעיות אחרות. בגלל העיכוב בחריגות הצמח הנגרמות על ידי EC ו-pH חריגים בריזוספרה, ברגע שהבעיה מתרחשת, משמעות הדבר היא ש-EC ו-pH חריגים בריזוספרה התרחשו במשך ימים רבים, ותהליך חזרת הצמח לשגרה ייקח זמן, דבר המשפיע ישירות על התפוקה והאיכות. לכן, חשוב לאתר את ה-EC וה-pH של הנוזל הנכנס והחוזר מדי יום.

סוֹף

[מידע מצוטט] צ'ן טונגצ'יאנג, שו פנגג'יאו, מא טיימין, וכו'. EC של ריזוספרה ושיטת בקרת pH של גידול עגבניות ללא אדמה בחממת זכוכית [J]. טכנולוגיית הנדסה חקלאית, 2022,42(31):17-20.