Chen Tongqiang osv. Landbrugsteknologi til drivhusgartneri Udgivet i Beijing kl. 17:30 den 6. januar 2023.

God rhizosfære EC og pH-kontrol er nødvendige betingelser for at opnå et højt udbytte af tomater i jordløs dyrkningstilstand i smart glasdrivhuse. I denne artikel blev tomat valgt som planteobjekt, og det passende rhizosfære EC og pH-område på forskellige stadier blev opsummeret, samt de tilsvarende kontroltekniske foranstaltninger i tilfælde af unormalheder, for at give reference til den faktiske plantningsproduktion i traditionelle glasdrivhuse.

Ifølge ufuldstændige statistikker har plantningsarealet for intelligente glasdrivhuse med flere spans i Kina nået 630 hm2, og det er stadig i vækst. Glasdrivhuse integrerer forskellige faciliteter og udstyr, hvilket skaber et passende vækstmiljø for plantevækst. God miljøkontrol, præcis vanding af vand og gødning, korrekt landbrugsdrift og plantebeskyttelse er de fire vigtigste faktorer for at opnå et højt udbytte og høj kvalitet af tomater. Hvad angår præcis vanding, er dens formål at opretholde korrekt rhizosfære EC, pH, substratvandindhold og rhizosfæreionkoncentration. God rhizosfære EC og pH tilfredsstiller udviklingen af ​​rødder og absorptionen af ​​vand og gødning, hvilket er en nødvendig forudsætning for at opretholde plantevækst, fotosyntese, transpiration og andre metaboliske adfærd. Derfor er opretholdelse af et godt rhizosfæremiljø en nødvendig betingelse for at opnå et højt afgrødeudbytte.

Ukontrol af EC og pH i rhizosfæren vil have irreversible virkninger på vandbalancen, rodudviklingen, rodgødningsabsorptionseffektiviteten - mangel på plantenæringsstoffer, rodionkoncentrationen - gødningsabsorption - mangel på plantenæringsstoffer osv. Tomatplantning og -produktion i glasdrivhus anvender jordløs kultur. Efter at vand og gødning er blandet, sker den integrerede tilførsel af vand og gødning i form af dråbepile. EC, pH, hyppighed, formel, mængde returvæske og vandingsstarttidspunkt for vanding vil direkte påvirke rhizosfærens EC og pH. I denne artikel blev den passende rhizosfære EC og pH i hvert trin af tomatplantningen opsummeret, årsagerne til unormal rhizosfære EC og pH blev analyseret, og de afhjælpende foranstaltninger blev opsummeret, hvilket gav reference og teknisk reference til den faktiske produktion af traditionelle glasdrivhuse.

Egnet rhizosfære EC og pH på forskellige vækststadier af tomat

Rhizosfærens EC afspejles hovedsageligt i ionkoncentrationen af ​​hovedelementerne i rhizosfæren. Den empiriske beregningsformel er, at summen af ​​anion- og kationladninger divideres med 20, og jo højere værdien er, desto højere er rhizosfærens EC. En passende rhizosfærens EC vil give en passende og ensartet elementionkoncentration for rodsystemet.

Generelt er dens værdi lav (rhizosfæren EC <2,0 mS/cm). På grund af rodcellernes hævelsestryk vil det føre til et for stort behov for vandabsorption fra rødderne, hvilket resulterer i mere frit vand i planterne, og det overskydende frie vand vil blive brugt til bladudspytning, celleforlængelse - plantens forfængelige vækst. Dens værdi er i den høje ende (vinterrhizosfæren EC >8~10 mS/cm, sommerrhizosfæren EC >5~7 mS/cm). Med stigende rhizosfæren EC er røddernes vandabsorptionskapacitet utilstrækkelig, hvilket fører til vandmangel hos planter, og i alvorlige tilfælde vil planterne visne (Figur 1). Samtidig vil konkurrencen mellem blade og frugter om vand føre til et fald i frugtens vandindhold, hvilket vil påvirke udbyttet og frugtkvaliteten. Når rhizosfærens EC øges moderat med 0~2 mS/cm, har det en god regulerende effekt på stigningen i frugtens opløselige sukkerkoncentration/opløseligt faststofindhold, justeringen af ​​plantens vegetative vækst og reproduktive vækstbalance. Derfor anvender cherrytomatdyrkere, der stræber efter kvalitet, ofte højere rhizosfære-EC. Det blev konstateret, at det opløselige sukker i podede agurker var betydeligt højere end i kontrolgruppen under brakvandsvanding (3 g/L hjemmelavet brakvand med forholdet NaCl:MgSO4:CaSO4 på 2:2:1 blev tilsat næringsopløsningen). Karakteristikaene for hollandske 'honning'-kirsebærtomater er, at de opretholder en høj rhizosfære-EC (8~10 mS/cm) gennem hele produktionssæsonen, og frugten har et højt sukkerindhold, men det færdige frugtudbytte er relativt lavt (5 kg/m2).

Rhizosfærens pH (enhedsløs) refererer primært til pH-værdien af ​​rhizosfærens opløsning, som primært påvirker udfældningen og opløsningen af ​​hver elemention i vand, og derefter påvirker effektiviteten af ​​hver ion, der absorberes af rodsystemet. For de fleste elementioner er det passende pH-område 5,5~6,5, hvilket kan sikre, at hver ion kan absorberes normalt af rodsystemet. Derfor bør rhizosfærens pH altid opretholdes på 5,5~6,5 under tomatplantning. Tabel 1 viser området for rhizosfærens EC og pH-kontrol i forskellige vækststadier af store tomater. For små tomater, såsom cherrytomater, er rhizosfærens EC i forskellige stadier 0~1 mS/cm højere end for store tomater, men alle justeres i henhold til den samme tendens.

Unormale årsager og justeringsforanstaltninger for tomatens rhizosfære EC

Rhizosfærens EC refererer til næringsopløsningens EC omkring rodsystemet. Når tomater i stenuld plantes i Holland, bruger avlerne sprøjter til at suge næringsopløsningen op fra stenulden, og resultaterne er mere repræsentative. Under normale omstændigheder er retur-EC tæt på rhizosfærens EC, så prøvepunktets retur-EC bruges ofte som rhizosfærens EC i Kina. Den daglige variation af rhizosfærens EC stiger generelt efter solopgang, begynder at falde og forbliver stabil ved vandingstoppen og stiger langsomt efter vanding, som vist i figur 2.

Hovedårsagerne til den høje retur-EC er lav returhastighed, høj indløbs-EC og sen vanding. Vandingsmængden på samme dag er mindre, hvilket viser, at væskereturhastigheden er lav. Formålet med væskereturhastigheden er at skylle substratet fuldstændigt, sikre, at rhizosfærens EC, substratets vandindhold og rhizosfærens ionkoncentration er inden for det normale område, og at væskereturhastigheden er lav, og at rodsystemet absorberer mere vand end elementære ioner, hvilket yderligere viser stigningen i EC. Den høje indløbs-EC fører direkte til den høje retur-EC. Ifølge tommelfingerreglen er retur-EC 0,5~1,5 ms/cm højere end indløbs-EC. Den sidste vanding sluttede tidligere på dagen, og lysintensiteten var stadig højere (300~450 W/m2) efter vanding. På grund af planternes transpiration drevet af stråling fortsatte rodsystemet med at absorbere vand, vandindholdet i substratet faldt, ionkoncentrationen steg, og derefter steg rhizosfærens EC. Når rhizosfærens EC er høj, strålingsintensiteten er høj, og luftfugtigheden er lav, står planterne over for vandmangel, hvilket manifesterer sig alvorligt som visnen (figur 1, højre).

Den lave EC i rhizosfæren skyldes primært den høje væskereturhastighed, den sene færdiggørelse af vanding og den lave EC i væskeindløbet, hvilket vil forværre problemet. Den høje væskereturhastighed vil føre til den uendelige afstand mellem indløbs-EC og retur-EC. Når vandingen slutter sent, især på overskyede dage, kombineret med lavt lys og høj luftfugtighed, er planternes transpiration svag, absorptionsforholdet for elementære ioner er højere end vandets, og det reducerede forhold mellem matrixvandindhold og ionkoncentration i opløsning er lavere end ionkoncentrationen i opløsning, hvilket vil føre til lav EC af returvæske. Fordi hævelsestrykket i planternes rodhårceller er lavere end vandpotentialet i rhizosfærens næringsopløsning, absorberer rodsystemet mere vand, og vandbalancen er ubalanceret. Når transpirationen er svag, vil planten blive udledt i form af spyttende vand (figur 1, venstre), og hvis temperaturen er høj om natten, vil planten vokse forgæves.

Justeringsforanstaltninger, når rhizosfærens EC er unormal: ① Når retur-EC er høj, bør den indkommende EC ligge inden for et rimeligt område. Generelt er den indkommende EC for store frugttomater 2,5~3,5 mS/cm om sommeren og 3,5~4,0 mS/cm om vinteren. For det andet skal væskereturhastigheden forbedres, som er før højfrekvent vanding ved middagstid, og det skal sikres, at væskeretur sker ved hver vanding. Væskereturhastigheden er positivt korreleret med strålingsakkumuleringen. Om sommeren, når strålingsintensiteten stadig er over 450 W/m2, og varigheden er mere end 30 minutter, bør en lille mængde vanding (50~100 ml/drypper) tilsættes manuelt én gang, og det er bedre, at der stort set ikke sker nogen væskeretur. ② Når væskereturhastigheden er lav, er hovedårsagerne høj væskereturhastighed, lav EC og sen sidste vanding. I betragtning af det sidste vandingstidspunkt slutter den sidste vanding normalt 2~5 timer før solnedgang, hvilket slutter tidligere på overskyede dage og om vinteren, og senere på solrige dage og om sommeren. Kontroller væskereturhastigheden i henhold til den udendørs strålingsakkumulering. Generelt er væskereturhastigheden mindre end 10%, når strålingsakkumuleringen er mindre end 500J/(cm2.d), og 10%~20%, når strålingsakkumuleringen er 500~1000J/(cm2.d), og så videre.

Unormale årsager og justeringsforanstaltninger for tomatens rhizosfære pH

Generelt er tilløbets pH-værdi 5,5, og perkolatets pH-værdi er 5,5~6,5 under ideelle forhold. Faktorer, der påvirker rhizosfærens pH-værdi, er formel, dyrkningsmedium, perkolathastighed, vandkvalitet osv. Når rhizosfærens pH-værdi er lav, vil det brænde rødderne og opløse stenuldsmatrixen alvorligt, som vist i figur 3. Når rhizosfærens pH-værdi er høj, vil absorptionen af ​​Mn2+, Fe3+, Mg2+ og PO43- blive reduceret, hvilket vil føre til forekomst af grundstofmangel, såsom manganmangel forårsaget af høj rhizosfærens pH-værdi, som vist i figur 4.

Med hensyn til vandkvalitet er regnvand og RO-membranfiltreringsvand surt, og moderludens pH-værdi er generelt 3-4, hvilket fører til en lav pH-værdi i indløbsvæsken. Kaliumhydroxid og kaliumbicarbonat bruges ofte til at justere pH-værdien i indløbsvæsken. Brøndvand og grundvand reguleres ofte af salpetersyre og fosforsyre, fordi de indeholder HCO3, som er alkalisk. Unormal indløbs-pH vil direkte påvirke retur-pH'en, så korrekt indløbs-pH er grundlaget for reguleringen. Hvad angår dyrkningssubstratet, er pH-værdien i den returnerende væske fra kokoskli-substratet efter plantning tæt på den indkommende væske, og den unormale pH-værdi i den indkommende væske vil ikke forårsage drastiske udsving i rhizosfærens pH på kort tid på grund af substratets gode bufferegenskaber. Under stenuldsdyrkning er pH-værdien af ​​returvæsken efter kolonisering høj og varer i lang tid.

Med hensyn til formel kan planter opdeles i fysiologiske syresalte og fysiologiske alkaliske salte, afhængigt af deres absorptionskapacitet. Hvis man tager NO3- som et eksempel, frigiver rodsystemet 1 mol OH-, når planter absorberer 1 mol NO3-, hvilket fører til en stigning i rhizosfærens pH-værdi, mens rodsystemet, når NH4+ absorberer, frigiver den samme koncentration af H+, hvilket fører til et fald i rhizosfærens pH-værdi. Derfor er nitrat et fysiologisk basisk salt, mens ammoniumsalt er et fysiologisk surt salt. Generelt er kaliumsulfat, calciumammoniumnitrat og ammoniumsulfat fysiologiske syregødninger, kaliumnitrat og calciumnitrat er fysiologiske alkaliske salte, og ammoniumnitrat er et neutralt salt. Indflydelsen af ​​væskens returhastighed på rhizosfærens pH-værdi afspejles primært i udskylningen af ​​rhizosfærens næringsopløsning, og den unormale pH-værdi i rhizosfæren skyldes den ujævne ionkoncentration i rhizosfæren.

Justeringsforanstaltninger, når rhizosfærens pH-værdi er unormal: ① Først skal det kontrolleres, om den indkommende væskes pH-værdi er inden for et rimeligt område; (2) Når der anvendes vand med mere karbonat, såsom brøndvand, fandt forfatteren engang, at den indkommende væskes pH-værdi var normal, men efter at vandingen var afsluttet den dag, blev den indkommende væskes pH-værdi kontrolleret og fundet forhøjet. Efter analyse var den mulige årsag, at pH-værdien var forhøjet på grund af bufferen af ​​HCO3-, så det anbefales at bruge salpetersyre som regulator, når brøndvand bruges som vandingsvandkilde; (3) Når stenuld bruges som plantesubstrat, er pH-værdien i returopløsningen høj i lang tid i den tidlige fase af plantningen. I dette tilfælde bør pH-værdien i den indkommende opløsning reduceres passende til 5,2~5,5, og samtidig bør doseringen af ​​fysiologisk syresalt øges, og calciumammoniumnitrat bør anvendes i stedet for calciumnitrat og kaliumsulfat bør anvendes i stedet for kaliumnitrat. Det skal bemærkes, at doseringen af ​​NH4+ ikke bør overstige 1/10 af den samlede N i formlen. For eksempel, når den samlede N-koncentration (NO3- +NH4+) i indløbet er 20 mmol/L, er NH4+-koncentrationen mindre end 2 mmol/L, og kaliumsulfat kan anvendes i stedet for kaliumnitrat, men det skal bemærkes, at koncentrationen af ​​SO4^2-Det anbefales ikke at overstige 6~8 mmol/L i vandingsindløbet; (4) Med hensyn til væskereturmængden bør vandingsmængden øges hver gang, og substratet bør vaskes, især når der anvendes stenuld til plantning, så rhizosfærens pH-værdi ikke kan justeres hurtigt på kort tid ved hjælp af fysiologisk syresalt, så vandingsmængden bør øges for at justere rhizosfærens pH-værdi til et rimeligt interval så hurtigt som muligt.

Oversigt

Et rimeligt interval for rhizosfærens EC og pH er forudsætningen for at sikre normal absorption af vand og gødning af tomatrødder. Unormale værdier vil føre til mangel på næringsstoffer i planten, ubalance i vandbalancen (vandmangel, stress/for meget frit vand), afbrænding af rødderne (høj EC og lav pH) og andre problemer. På grund af forsinkelsen af ​​planteabnormaliteter forårsaget af unormal rhizosfærens EC og pH, betyder det, at unormal rhizosfærens EC og pH har været til stede i mange dage, og processen med at vende tilbage til normalitet vil tage tid, hvilket direkte påvirker output og kvalitet. Derfor er det vigtigt at måle EC og pH i den indkommende og returnerede væske hver dag.

ENDE

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