Agricultural engineering technology of greenhouse gardening Publisearre yn Peking om 17:30 oere op 13 jannewaris 2023.

De opname fan de measte fiedingseleminten is in proses dat nau besibbe is oan de metabolike aktiviteiten fan plantwurzels.Dizze prosessen fereaskje enerzjy opwekt troch root cell respiraasje, en wetter absorption wurdt ek regele troch temperatuer en respiraasje, en respiraasje fereasket de dielname fan soerstof, sadat soerstof yn 'e woartel omjouwing hat in fitale ynfloed op de normale groei fan gewaaksen.De oploste soerstof ynhâld yn wetter wurdt beynfloede troch temperatuer en salinity, en de struktuer fan substraat bepaalt de loft ynhâld yn woartel omjouwing.Yrrigaasje hat grutte ferskillen yn de fernijing en oanfolling fan soerstof ynhâld yn substraten mei ferskillende wetter ynhâld steaten.D'r binne in protte faktoaren om de soerstofynhâld yn woartelomjouwing te optimalisearjen, mar de ynfloedgraad fan elke faktor is hiel oars.Behâld fan ridlike substraatwetterhâldkapasiteit (loftynhâld) is it útgongspunt fan it behâld fan hege soerstofynhâld yn woartelomjouwing.

Effekten fan temperatuer en salinity op verzadigde soerstof ynhâld yn oplossing

Oplost soerstof ynhâld yn wetter

Oploste soerstof wurdt oplost yn ûnbûn of frije soerstof yn wetter, en de ynhâld fan oploste soerstof yn wetter sil it maksimum berikke op in bepaalde temperatuer, dat is de verzadigde soerstofynhâld.De verzadigde soerstofynhâld yn wetter feroaret mei temperatuer, en as de temperatuer ferheget, nimt de soerstofynhâld ôf.De verzadigde soerstof ynhâld fan dúdlik wetter is heger as dy fan sâlt-befette seewetter (Figure 1), sadat de verzadigde soerstof ynhâld fan fiedingsstoffen oplossings mei ferskillende konsintraasjes sil wêze oars.

Ferfier fan soerstof yn matrix

De soerstof dy't de woartels fan glêstúnbou kin krije fan fiedingsoplossing moat yn in frije steat wêze, en soerstof wurdt yn it substraat troch loft en wetter en wetter om 'e woartels ferfierd.As it yn lykwicht is mei de soerstofynhâld yn loft by in opjûne temperatuer, berikt de soerstof dy't yn wetter oplost is it maksimum, en de feroaring fan soerstofynhâld yn loft sil liede ta de evenredige feroaring fan soerstofynhâld yn wetter.

Effekten fan hypoxia-stress yn woartelomjouwing op gewaaksen

De oarsaken fan root hypoxia

D'r binne ferskate redenen wêrom't it risiko fan hypoxia yn hydroponika en substratkultivsystemen yn 'e simmer heger is.Alderearst sil de verzadigde soerstofynhâld yn wetter ôfnimme as de temperatuer opkomt.Twads nimt de soerstof dy't nedich is om woartelgroei te behâlden ta mei de tanimming fan temperatuer.Fierder is de hoemannichte fiedingsopname heger yn 'e simmer, sadat de fraach nei soerstof foar fiedingsopname heger is.It liedt ta de fermindering fan soerstofynhâld yn woartelomjouwing en it ûntbrekken fan effektive oanfolling, wat liedt ta hypoxia yn woartelomjouwing.

Absorpsje en groei

De opname fan de meast essinsjele fiedingsstoffen hinget ôf fan de prosessen nau besibbe oan woartel stofwikseling, dy't fereaskje de enerzjy opwekt troch woartel sellen respiraasje, dat is, de ûntbining fan fotosyntetyske produkten yn 'e oanwêzigens fan soerstof.Stúdzjes hawwe oantoand dat 10% ~ 20% fan 'e totale assimilaten fan tomaatplanten wurde brûkt yn woartels, wêrfan 50% wurde brûkt foar absorption fan fiedingsstoffen, 40% foar groei en mar 10% foar ûnderhâld.Wortels moatte soerstof fine yn 'e direkte omjouwing wêr't se CO frijlitte₂.Under anaerobe omstannichheden feroarsake troch minne fentilaasje yn substraten en hydroponika, sil hypoxia de opname fan wetter en fiedingsstoffen beynfloedzje.Hypoxia hat in rappe reaksje op de aktive opname fan fiedingsstoffen, nammentlik nitraat (NO₃^-), kalium (K) en fosfaat (PO₄^3-), dy't de passive opname fan kalzium (Ca) en magnesium (Mg) ynterferearje sil.

Plantwurzelgroei hat enerzjy nedich, normale woartelaktiviteit hat de leechste soerstofkonsintraasje nedich, en de soerstofkonsintraasje ûnder de COP-wearde wurdt in faktor dy't it metabolisme fan woartelzellen beheint (hypoxia).As it nivo fan soerstofynhâld leech is, fertraget de groei of stopet sels.As partielwurzelhypoxia allinich tûken en blêden beynfloedet, kin it woartelsysteem it diel fan it woartelsysteem dat om ien of oare reden net mear aktyf is, kompensearje troch de lokale opname te ferheegjen.

Plant metabolic meganisme hinget ôf fan soerstof as elektron akseptor.Sûnder soerstof sil ATP-produksje stopje.Sûnder ATP sil de útstream fan protoanen út 'e woartels stopje, it sel sap fan woartelsellen sil soer wurde, en dizze sellen sille binnen in pear oeren stjerre.Tydlike en koarte termyn hypoxia sil gjin ûnomkearbere fiedingsstress yn planten feroarsaakje.Fanwegen it meganisme "nitrate respiraasje" kin it in koarte termyn oanpassing wêze om te gean mei hypoxia as in alternative manier by roothypoxia.Lange-termyn hypoxia sil lykwols liede ta stadige groei, fermindere blêdgebiet en fermindere fris en droech gewicht, wat sil liede ta in signifikante delgong yn gewaaksopbringst.

Ethyleen

Planten sille ethyleen yn situ foarmje ûnder in protte stress.Meastentiids wurdt ethylene fan 'e woartels fuortsmiten troch diffúsje yn' e boaiemloft.As wetteroerlêst optreedt, sil de foarming fan etyleen net allinich tanimme, mar ek de diffusion sil gâns fermindere wurde, om't de woartels omjûn binne troch wetter.De ferheging fan etyleenkonsintraasje sil liede ta de formaasje fan beluchtingsweefsel yn 'e woartels (figuer 2).Ethylene kin ek feroarsaakje blêd senescence, en de ynteraksje tusken ethylene en auxin sil tanimme de formaasje fan adventitious woartels.

Oxygen stress liedt ta fermindere blêdgroei

ABA wurdt produsearre yn woartels en blêden om te gean mei ferskate omjouwingsstressen.Yn 'e woartelomjouwing is de typyske reaksje op stress stomatale sluting, wêrby't de formaasje fan ABA giet.Foardat de stomata sletten wurde, ferliest de top fan 'e plant de swellende druk, de boppeblêden wolle, en de fotosyntetyske effisjinsje kin ek ôfnimme.In protte stúdzjes hawwe sjen litten dat de stomata reagearje op de tanimming fan ABA konsintraasje yn apoplast troch sluten, dat is, de totale ABA ynhâld yn net-blêden troch it frijlitten fan intracellular ABA, planten kinne fergrutsje de konsintraasje fan apoplast ABA hiel fluch.Wannear't planten binne ûnder miljeu stress, se begjinne te loslitte ABA yn sellen, en de woartel release sinjaal kin wurde oerdroegen yn minuten ynstee fan oeren.De ferheging fan ABA yn blêdweefsel kin de ferlinging fan 'e selwand ferminderje en liede ta it ferminderjen fan blêdferlinging.In oar effekt fan hypoxia is dat it libben fan blêden ynkoarte wurdt, wat alle blêden beynfloedet.Hypoxia liedt normaal ta it ferminderjen fan cytokinine en nitraattransport.Gebrek oan stikstof of cytokinin sil de ûnderhâldstiid fan blêdgebiet koarter meitsje en de groei fan tûken en blêden binnen in pear dagen stopje.

Optimalisearje fan soerstofomjouwing fan gewaaksrootsysteem

De skaaimerken fan substraat binne beslissend foar de ferdieling fan wetter en soerstof.De soerstofkonsintraasje yn 'e woartelomjouwing fan kasgriente is benammen relatearre oan de wetterhâldkapasiteit fan substraat, yrrigaasje (grutte en frekwinsje), substraatstruktuer en substraatstriptemperatuer.Allinich as de soerstofynhâld yn 'e woartelomjouwing op syn minst boppe 10% (4 ~ 5mg / L) is, kin de woartelaktiviteit yn' e bêste steat bewarre wurde.

It woartelsysteem fan gewaaksen is tige wichtich foar plantgroei en ferset tsjin plantsykte.Wetter en fiedingsstoffen wurde opnommen neffens de behoeften fan planten.It soerstofnivo yn 'e woartelomjouwing bepaalt lykwols foar in grut part de effisjinsje fan absorption fan fiedingsstoffen en wetter en de kwaliteit fan it woartelsysteem.Genôch soerstofnivo yn 'e omjouwing fan' e woartelsysteem kin de sûnens fan it woartelsysteem garandearje, sadat planten bettere ferset hawwe foar patogene mikroorganismen (figuer 3).Adekwate soerstofnivo yn it substraat minimearret ek it risiko fan anaërobe omstannichheden, sadat it risiko fan patogene mikroorganismen minimearje.

Oxygen konsumpsje yn woartel omjouwing

De maksimale soerstofferbrûk fan gewaaksen kin sa heech wêze as 40mg/m2/h (konsumpsje hinget ôf fan gewaaksen).Ofhinklik fan 'e temperatuer kin it yrrigaasjewetter oant 7 ~ 8mg / L soerstof befetsje (figuer 4).Om 40 mg te berikken, moat elke oere 5L wetter jûn wurde om de soerstoffraach te foldwaan, mar feitlik kin it irrigaasjebedrach yn ien dei net berikt wurde.Dat betsjut dat de soerstof dy't troch yrrigaasje levere wurdt mar in lytse rol spilet.It grutste part fan 'e soerstof oanbod berikt de woartel sône troch poaren yn' e matrix, en de bydrage fan soerstof oanbod troch poaren is sa heech as 90%, ôfhinklik fan de tiid fan de dei.As de ferdamping fan planten it maksimum berikt, berikt it irrigaasjebedrach ek it maksimum, dat lykweardich is oan 1 ~ 1.5L / m2 / h.As it yrrigaasjewetter 7mg / L soerstof befettet, sil it 7 ~ 11mg / m2 / h soerstof leverje foar de woartelsône.Dit is lykweardich oan 17% ~ 25% fan 'e fraach.Dat jildt fansels allinnich foar de situaasje dat it soerstofarme yrrigaasjewetter yn it substraat ferfongen wurdt troch swiet yrrigaasjewetter.

Njonken it konsumpsje fan woartels ferbrûke mikroorganismen yn 'e woartelomjouwing ek soerstof.It is dreech om dit te kwantifisearjen, om't der yn dit ferbân gjin mjitting dien is.Om't alle jierren nije substraten ferfongen wurde, kin oannommen wurde dat mikroorganismen in relatyf lytse rol spylje by soerstofkonsumpsje.

Optimalisearje de omjouwingstemperatuer fan 'e woartels

De omjouwingstemperatuer fan it rootsysteem is heul wichtich foar de normale groei en funksje fan it rootsysteem, en it is ek in wichtige faktor dy't de opname fan wetter en fiedingsstoffen troch it rootsysteem beynfloedet.

Te lege substraattemperatuer (woarteltemperatuer) kin liede ta swierrichheden by wetteropname.By 5 ℃ is de opname 70% ~ 80% leger as by 20 ℃.As lege substraattemperatuer begelaat wurdt troch hege temperatueren, sil it liede ta ferwelting fan planten.Ionopname is fansels ôfhinklik fan temperatuer, dy't ionopname by lege temperatuer ynhibeart, en de gefoelichheid fan ferskate fiedingseleminten foar temperatuer is oars.

Te hege substraattemperatuer is ek nutteloos, en kin liede ta te grut woartelsysteem.Mei oare wurden, der is in ûnbalansearre ferdieling fan droege stof yn planten.Om't it woartelsysteem te grut is, sille troch de respiraasje ûnnedige ferliezen foarkomme, en dit diel fan 'e ferlerne enerzjy koe brûkt wurde foar it rispingepart fan 'e plant.By hegere substraattemperatuer is it oploste soerstofgehalte leger, wat in folle gruttere ynfloed hat op it soerstofgehalte yn 'e woartelomjouwing as de soerstof dy't troch mikro-organismen konsumearre wurdt.It woartelsysteem ferbrûkt in protte soerstof, en liedt sels ta hypoxia yn it gefal fan minne substraat of boaiemstruktuer, sadat de opname fan wetter en ioanen ferminderje.

Hanthavenje ridlike wetter holding kapasiteit fan matrix.

Der is in negative korrelaasje tusken it wettergehalte en it persintaazje ynhâld fan soerstof yn 'e matrix.As de wetterynhâld ferheget, nimt de soerstofynhâld ôf, en oarsom.D'r is in kritysk berik tusken wetterynhâld en soerstof yn 'e matrix, dat is 80% ~ 85% wetterynhâld (figuer 5).Lange-termyn ûnderhâld fan wetter ynhâld boppe 85% yn it substraat sil beynfloedzje de soerstof oanbod.It grutste part fan 'e soerstoffoarsjenning (75% ~ 90%) is troch de poaren yn' e matrix.

Oanfolling fan yrrigaasje oan soerstof ynhâld yn substraat

Mear sinneljocht sil liede ta hegere soerstofkonsumpsje en legere soerstofkonsintraasje yn woartels (figuer 6), en mear sûker sil it soerstofkonsumpsje nachts heger meitsje.Transpiraasje is sterk, wetter opname is grut, en der is mear lucht en mear soerstof yn it substraat.It is te sjen fan lofts fan figuer 7 dat de soerstof ynhâld yn it substraat sil tanimme wat nei yrrigaasje ûnder de betingst dat de wetter holding kapasiteit fan it substraat is heech en de lucht ynhâld is tige leech.As oan 'e rjochterkant fan fig.7, ûnder de betingst fan relatyf bettere ferljochting, ferheget de loftynhâld yn it substraat troch mear wetterabsorption (deselde irrigaasjetiden).De relative ynfloed fan yrrigaasje op de soerstofynhâld yn it substraat is folle minder as de wetterhâldkapasiteit (loftynhâld) yn it substraat.

Diskusjearje

Yn 'e eigentlike produksje wurdt de ynhâld fan soerstof (loft) yn' e gewaaksrootomjouwing maklik oersjoen, mar it is in wichtige faktor om de normale groei fan gewaaksen en de sûne ûntwikkeling fan woartels te garandearjen.

Om de maksimale opbringst by gewaaksproduksje te krijen, is it heul wichtich om it rootsysteemomjouwing yn 'e bêste steat safolle mooglik te beskermjen.Stúdzjes hawwe oantoand dat de O₂ynhâld yn it woartelsysteem omjouwing ûnder 4mg / L sil in negative ynfloed hawwe op gewaaksgroei.De O₂ynhâld yn 'e woartel omjouwing wurdt benammen beynfloede troch yrrigaasje (yrrigaasje bedrach en frekwinsje), substraat struktuer, substraat wetter ynhâld, glêstúnbou en substraat temperatuer, en ferskillende planting patroanen sille wêze oars.Algen en mikroorganismen hawwe ek in bepaalde relaasje mei de soerstofynhâld yn 'e woartelomjouwing fan hydroponyske gewaaksen.Hypoxia feroarsaket net allinich de stadige ûntwikkeling fan planten, mar fergruttet ek de druk fan woartelpatogenen (pythium, phytophthora, fusarium) op woartelgroei.

Irrigaasjestrategy hat in wichtige ynfloed op 'e O₂ynhâld yn it substraat, en it is ek in mear kontrolearbere wize yn it plantsjen proses.Guon stúdzjes foar roazeplanting hawwe fûn dat it stadichoan ferheegjen fan de wetterynhâld yn it substraat (moarns) in bettere soerstofstatus krije kin.Yn it substraat mei lege wetterholding kapasiteit, it substraat kin hanthavenje hege soerstof ynhâld, en tagelyk, is it nedich om te kommen dat it ferskil fan wetter ynhâld tusken substrates troch hegere yrrigaasje frekwinsje en koarter ynterval.Hoe leger de wetterhâldende kapasiteit fan substraten, hoe grutter it ferskil tusken substraten.Fochtich substraat, legere yrrigaasjefrekwinsje en langere ynterval soargje foar mear luchtferfanging en geunstige soerstofomstannichheden.

De ôfwettering fan it substraat is in oare faktor dy't in grutte ynfloed hat op de fernijingssnelheid en de soerstofkonsintraasjegradient yn it substraat, ôfhinklik fan it type en wetterhâldend kapasiteit fan it substraat.Irrigaasjefloeistof moat net te lang ûnder de ûndergrûn bliuwe, mar moat fluch ôffierd wurde sadat farsk mei soerstof ferrike yrrigaasjewetter wer de boaiem fan it substraat berikke kin.De ôfwetteringssnelheid kin beynfloede wurde troch guon relatyf ienfâldige maatregels, lykas de gradient fan it substraat yn 'e longitudinale en breedterjochtingen.Hoe grutter de helling, de flugger de ôfwetteringssnelheid.Ferskillende substraten hawwe ferskillende iepeningen en it oantal útgongen is ek oars.

EIN

[sitaat ynformaasje]

Xie Yuanpei.Effekten fan miljeu soerstof ynhâld yn glêstúnbou crop woartels op gewaaks groei [J].Agricultural Engineering Technology, 2022,42 (31): 21-24.