Chen Tongqiang jt. Kasvuhooneaianduse põllumajanduslik inseneritehnoloogia. Avaldatud Pekingis 6. jaanuaril 2023 kell 17.30.

Hea risosfääri EC ja pH kontroll on vajalikud tingimused tomatite suure saagikuse saavutamiseks mullavabas kultiveerimisrežiimis nutikas klaaskasvuhoones. Selles artiklis võeti istutusobjektiks tomat ning võeti kokku sobiv risosfääri EC ja pH vahemik erinevates etappides, samuti vastavad tehnilised kontrollimeetmed kõrvalekallete korral, et anda viide tegeliku istutusproduktsiooni jaoks traditsioonilistes klaaskasvuhoonetes.

Mittetäieliku statistika kohaselt on mitmeavaliste klaasist intelligentsete kasvuhoonete istutusala Hiinas ulatunud 630 hj²-ni ja see kasvab endiselt. Klaaskasvuhooned integreerivad mitmesuguseid rajatisi ja seadmeid, luues taimede kasvuks sobiva kasvukeskkonna. Hea keskkonnakontroll, vee ja väetise täpne niisutamine, nõuetekohane põllumajandustegevus ja taimekaitse on neli peamist tegurit tomatite suure saagikuse ja kõrge kvaliteedi saavutamiseks. Täpse niisutamise eesmärk on säilitada õige risosfääri EC, pH, substraadi veesisaldus ja risosfääri ioonide kontsentratsioon. Hea risosfääri EC ja pH tagavad juurte arengu ning vee ja väetise imendumise, mis on taimede kasvu, fotosünteesi, transpiratsiooni ja muude ainevahetusprotsesside säilitamise eeltingimus. Seetõttu on hea risosfääri keskkonna säilitamine suure saagikuse saavutamiseks vajalik tingimus.

Risosfääri EC ja pH kontrolli alt väljumine avaldab pöördumatut mõju vee tasakaalule, juurte arengule, juurte ja väetise imendumise efektiivsusele - taime toitainete puudusele, juurte ioonide kontsentratsioonile - väetise imendumisele - taime toitainete puudusele jne. Tomatite istutamine ja tootmine klaaskasvuhoones toimub mullata kultuuri abil. Pärast vee ja väetise segamist toimub vee ja väetise integreeritud manustamine tilkuvate noolte kujul. EC, pH, sagedus, valem, tagasivooluvedeliku kogus ja kastmise algusaeg mõjutavad otseselt risosfääri EC ja pH väärtusi. Selles artiklis võeti kokku sobiv risosfääri EC ja pH igas tomatite istutamise etapis ning analüüsiti risosfääri EC ja pH ebanormaalsuse põhjuseid ja võeti kokku parandusmeetmed, mis andis viiteid ja tehnilisi viiteid traditsiooniliste klaaskasvuhoonete tegeliku tootmise jaoks.

Sobiv risosfääri EC ja pH tomatite erinevates kasvufaasides

Risosfääri elektriline koefitsient (EC) kajastub peamiselt risosfääris leiduvate peamiste elementide ioonkontsentratsioonis. Empiiriline arvutusvalem on anioonide ja katioonide laengute summa jagamine 20-ga ning mida suurem on väärtus, seda kõrgem on risosfääri elektriline koefitsient. Sobiv risosfääri elektriline koefitsient tagab juurestiku jaoks sobiva ja ühtlase elementide ioonkontsentratsiooni.

Üldiselt on selle väärtus madal (risosfääri EC<2,0mS/cm). Juurerakkude paisumisrõhu tõttu põhjustab see juurte liigset veeimamisvõimet, mille tulemuseks on taimedes rohkem vaba vett ja liigne vaba vesi kulub lehtede väljalangemiseks, rakkude pikenemiseks ja taimede tühjaks kasvamiseks; selle väärtus on kõrge (talvise risosfääri EC>8~10mS/cm, suvise risosfääri EC>5~7mS/cm). Risosfääri EC suurenemisega on juurte veeimamisvõime ebapiisav, mis põhjustab taimede veepuudusest tingitud stressi ja rasketel juhtudel taimed närbuvad (joonis 1). Samal ajal viib lehtede ja viljade vaheline konkurents vee pärast viljade veesisalduse vähenemiseni, mis mõjutab saagikust ja viljade kvaliteeti. Kui risosfääri EC-d mõõdukalt 0–2 mS/cm võrra suurendatakse, on sellel hea regulatiivne mõju vilja lahustuva suhkru kontsentratsiooni/lahustuva kuivaine sisalduse suurenemisele, taimede vegetatiivse kasvu ja reproduktiivse kasvu tasakaalu korrigeerimisele, mistõttu kirsstomati kasvatajad, kes taotlevad kvaliteeti, rakendavad sageli kõrgemat risosfääri EC-d. Leiti, et poogitud kurgi lahustuva suhkru sisaldus oli riimvee niisutamise tingimustes (toitelahusele lisati 3 g/l isevalmistatud riimvett suhtega NaCl:MgSO4:CaSO4 2:2:1) oluliselt kõrgem kui kontrollrühmal. Hollandi „Honey” kirsstomati iseloomulikuks tunnuseks on see, et see säilitab kogu tootmisperioodi vältel kõrge risosfääri EC (8–10 mS/cm) ning viljal on kõrge suhkrusisaldus, kuid valmis vilja saagikus on suhteliselt madal (5 kg/m2).

Risosfääri pH (ühikuta) viitab peamiselt risosfääri lahuse pH-le, mis mõjutab peamiselt iga elemendi iooni sadestumist ja lahustumist vees ning seejärel iga iooni imendumise efektiivsust juurestikus. Enamiku elemendi ioonide jaoks on sobiv pH vahemik 5,5–6,5, mis tagab iga iooni normaalse imendumise juurestikus. Seetõttu peaks tomatite istutamise ajal hoidma risosfääri pH-d alati vahemikus 5,5–6,5. Tabel 1 näitab risosfääri EC vahemikku ja pH reguleerimist suurte viljadega tomatite erinevates kasvufaasides. Väikeste viljadega tomatite, näiteks kirsstomatite puhul on risosfääri EC erinevates etappides 0–1 mS/cm kõrgem kui suurte viljadega tomatitel, kuid kõiki neid reguleeritakse sama trendi järgi.

Tomati risosfääri EC ebanormaalsed põhjused ja kohanemismeetmed

Risosfääri EC viitab juurestiku ümbritseva toitainelahuse EC-le. Kui Hollandis tomatikivivilla istutatakse, kasutavad kasvatajad toitainelahuse imemiseks kivivillast süstlaid ja tulemused on esinduslikumad. Tavapärastes tingimustes on tagastus-EC lähedane risosfääri EC-le, seega kasutatakse Hiinas risosfääri EC-na sageli proovivõtupunkti tagastus-EC-d. Risosfääri EC päevane kõikumine tõuseb üldiselt pärast päikesetõusu, hakkab langema ja püsib niisutuse tipul stabiilsena ning tõuseb aeglaselt pärast kastmist, nagu on näidatud joonisel 2.

Kõrge tagastus-EC peamised põhjused on madal tagastuskiirus, kõrge sissetuleva EC ja hiline kastmine. Samal päeval kastetud kastmiskogus on väiksem, mis näitab madalat vedeliku tagastuskiirust. Vedeliku tagastuse eesmärk on substraadi täielik pesemine, et risosfääri EC, substraadi veesisaldus ja risosfääri ioonide kontsentratsioon oleksid normi piires ning vedeliku tagastuskiirus oleks madal ja juurestik imaks rohkem vett kui elementaarseid ioone, mis näitab veelgi EC suurenemist. Kõrge sissetuleva EC viib otseselt kõrge tagastus-EC-ni. Rusikareegli kohaselt on tagastus-EC 0,5–1,5 ms/cm kõrgem kui sissetuleva EC. Viimane kastmine lõppes samal päeval varem ja valguse intensiivsus oli pärast kastmist endiselt kõrgem (300–450 W/m2). Kiirguse poolt põhjustatud taimede transpiratsiooni tõttu jätkas juurestik vee imamist, substraadi veesisaldus vähenes, ioonide kontsentratsioon suurenes ja seejärel suurenes risosfääri EC. Kui risosfääri EC on kõrge, kiirguse intensiivsus on kõrge ja õhuniiskus on madal, seisavad taimed silmitsi veepuudusest tingitud stressiga, mis avaldub tõsiselt närbumisena (joonis 1, paremal).

Madal transpiratsioon risosfääris on peamiselt tingitud vedeliku kõrgest tagasivoolukiirusest, niisutamise hilisest lõpetamisest ja madalast transpiratsioonikiirusest vedeliku sissevoolus, mis süvendab probleemi. Kõrge vedeliku tagasivoolukiirus viib sissetuleva ja tagasivoolu transpiratsioonikiiruse lõpmatu läheduseni. Kui niisutamine lõpeb hilja, eriti pilvise ilmaga, koos vähese valguse ja kõrge õhuniiskusega, on taimede transpiratsioon nõrk, elementaarsete ioonide neeldumismäär on kõrgem kui veel ja maatriksi veesisalduse vähenemise suhe on madalam kui ioonide kontsentratsioon lahuses, mis viib tagasivooluvedeliku madala transpiratsioonikiiruseni. Kuna taime juurekarvarakkude paisumisrõhk on madalam kui risosfääri toitainelahuse veepotentsiaal, imab juurestik rohkem vett ja veetasakaal on tasakaalust väljas. Kui transpiratsioon on nõrk, eritub taim roiskuva veena (joonis 1, vasakul) ja kui öösel on temperatuur kõrge, kasvab taim asjatult.

Kohandusmeetmed risosfääri EC ebanormaalse väärtuse korral: ① Kui tagastuv EC on kõrge, peaks sissetulev EC olema mõistlikus vahemikus. Üldiselt on suurte viljatomatite sissetulev EC suvel 2,5–3,5 mS/cm ja talvel 3,5–4,0 mS/cm. Teiseks tuleb parandada vedeliku tagasivoolu kiirust, mis on enne keskpäevast kõrgsageduslikku kastmist, ja tagada, et vedeliku tagasivool toimuks iga kastmise ajal. Vedeliku tagasivoolu kiirus on positiivses korrelatsioonis kiirguse akumuleerumisega. Suvel, kui kiirguse intensiivsus on endiselt üle 450 W/m2 ja kestus on üle 30 minuti, tuleks üks kord käsitsi lisada väike kogus niisutust ja parem on, kui vedeliku tagasivoolu üldse ei toimu. ② Kui vedeliku tagasivoolu kiirus on madal, on peamised põhjused kõrge vedeliku tagasivoolu kiirus, madal EC ja hiline viimane kastmine. Viimase kastmise aega arvestades lõpeb viimane kastmine tavaliselt 2–5 tundi enne päikeseloojangut, pilvise ilmaga ja talvel graafikust varem ning päikesepaistelistel päevadel ja suvel hilineb. Vedeliku tagastuskiirust tuleb reguleerida vastavalt väliskiirguse akumuleerumisele. Üldiselt on vedeliku tagastuskiirus alla 10%, kui kiirguse akumuleerumine on alla 500J/(cm2.d), ja 10% ~ 20%, kui kiirguse akumuleerumine on 500~1000J/(cm2.d) jne.

Tomati risosfääri pH ebanormaalsed põhjused ja korrigeerimismeetmed

Üldiselt on sissevoolu pH ideaalsetes tingimustes 5,5 ja leostuvee pH on 5,5–6,5. Risosfääri pH-d mõjutavad tegurid on koostis, sööde, leostuvee kiirus, vee kvaliteet jne. Kui risosfääri pH on madal, kõrvetab see juuri ja lahustab kivivilla maatriksi tõsiselt, nagu on näidatud joonisel 3. Kui risosfääri pH on kõrge, väheneb Mn2+, Fe3+, Mg2+ ja PO43- ioonide imendumine, mis viib elementide defitsiidini, näiteks mangaani defitsiidini, mida põhjustab kõrge risosfääri pH, nagu on näidatud joonisel 4.

Vee kvaliteedi osas on vihmavesi ja RO membraanfiltratsioonivesi happelised ning emalahuse pH on üldiselt 3–4, mis viib sisselaskelahuse madala pH-ni. Sisselaskelahuse pH reguleerimiseks kasutatakse sageli kaaliumhüdroksiidi ja kaaliumvesinikkarbonaati. Kaevu- ja põhjavett reguleeritakse sageli lämmastikhappe ja fosforhappega, kuna need sisaldavad HCO3, mis on aluseline. Ebanormaalne sisselaskevee pH mõjutab otseselt tagasivoolu pH-d, seega on õige sisselaskevee pH reguleerimise aluseks. Mis puutub kultiveerimissubstraati, siis pärast istutamist on kookoskliide substraadi tagasivooluvedeliku pH lähedane sissetuleva vedeliku pH-le ja sissetuleva vedeliku ebanormaalne pH ei põhjusta risosfääri pH drastilisi kõikumisi lühikese aja jooksul tänu substraadi heale puhverdusvõimele. Kivivilla kultiveerimisel on tagasivooluvedeliku pH väärtus pärast koloniseerimist kõrge ja püsib pikka aega.

Valemi järgi saab taimede erineva ioonide neeldumisvõime järgi jagada füsioloogilised happesoolad ja füsioloogilised aluselised soolad. Näiteks NO3- absorbeerides vabastab taime juurestik 1 mooli OH- iooni, mis viib risosfääri pH tõusuni, samas kui NH4+ absorbeerides vabastab juurestik sama kontsentratsiooni H+ iooni, mis viib risosfääri pH languseni. Seega on nitraat füsioloogiliselt aluseline sool, ammooniumsool aga füsioloogiliselt happeline sool. Üldiselt on kaaliumsulfaat, kaltsiumammooniumnitraat ja ammooniumsulfaat füsioloogilised happeväetised, kaaliumnitraat ja kaltsiumnitraat on füsioloogilised aluselised soolad ning ammooniumnitraat on neutraalne sool. Vedeliku tagasivoolu kiiruse mõju risosfääri pH-le kajastub peamiselt risosfääri toitainelahuse läbivoolus ning risosfääri ebanormaalne pH on tingitud risosfääri ebaühtlasest ioonide kontsentratsioonist.

Reguleerimismeetmed risosfääri pH ebanormaalse taseme korral: 1. Esiteks kontrollige, kas sissevoolu pH on mõistlikus vahemikus; (2) Karbonaadirikkama vee, näiteks kaevuvee kasutamisel leidis autor, et sissevoolu pH oli normaalne, kuid pärast kastmise lõppu samal päeval kontrolliti sissevoolu pH-d ja leiti, et see oli tõusnud. Pärast analüüsi oli võimalikuks põhjuseks see, et pH oli HCO3- puhvri tõttu tõusnud, seega on kaevuvee kasutamisel niisutusvee allikana soovitatav kasutada regulaatorina lämmastikhapet; (3) Kui istutussubstraadina kasutatakse kivivilla, on tagasivoolulahuse pH istutamise algstaadiumis pikka aega kõrge. Sellisel juhul tuleks sissevoolulahuse pH-d vastavalt vähendada 5,2–5,5-ni ja samal ajal suurendada füsioloogilise happesoola annust ning kaltsiumnitraadi asemel kasutada kaltsiummalmooniumnitraati ja kaaliumnitraadi asemel kaaliumsulfaati. Tuleb märkida, et NH4+ annus ei tohiks ületada 1/10 valemis olevast lämmastiku koguhulgast. Näiteks kui sissevoolus on N (NO3- +NH4+) kogukontsentratsioon 20 mmol/l ja NH4+ kontsentratsioon on alla 2 mmol/l, võib kaaliumnitraadi asemel kasutada kaaliumsulfaati, kuid tuleb märkida, et SO4 kontsentratsioon^2-Niisutusvoolus ei ole soovitatav ületada 6–8 mmol/l; (4) Vedeliku tagasivoolukiiruse osas tuleks niisutuskogust iga kord suurendada ja substraati pesta, eriti kui istutamiseks kasutatakse kivivilla, kuna risosfääri pH-d ei saa füsioloogilise happesoola abil lühikese aja jooksul kiiresti reguleerida, seega tuleks niisutuskogust suurendada, et risosfääri pH võimalikult kiiresti mõistlikku vahemikku viia.

Kokkuvõte

Tomati juurte vee ja väetise normaalse omastamise tagamiseks on oluline hoida risosfääri EC ja pH väärtus mõistlikus vahemikus. Ebanormaalsed väärtused põhjustavad taimede toitainete puudust, vee tasakaalu häireid (veepuudusstress/liigne vaba vesi), juurte põlemist (kõrge EC ja madal pH) ja muid probleeme. Kuna ebanormaalne risosfääri EC ja pH põhjustab taimede anomaaliate edasilükkamist, tähendab see, et ebanormaalne risosfääri EC ja pH on püsinud juba mitu päeva ning taime normaalseks taastumine võtab aega, mis mõjutab otseselt saagikust ja kvaliteeti. Seetõttu on oluline iga päev mõõta sissetuleva ja tagastatava vedeliku EC-d ja pH-d.

LÕPP

[Viide] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin jt. Risosfääri EC ja pH kontrollimeetod tomatite mullata kultuuris klaaskasvuhoones [J]. Põllumajanduse tehnika tehnoloogia, 2022,42(31):17-20.