چن تونگ‌کیانگ و غیره. فناوری مهندسی کشاورزی باغبانی گلخانه‌ای. منتشر شده در پکن، ساعت ۱۷:۳۰، ۶ ژانویه ۲۰۲۳.

کنترل خوب EC و pH ریزوسفر، شرایط لازم برای دستیابی به عملکرد بالای گوجه‌فرنگی در حالت کشت بدون خاک در گلخانه شیشه‌ای هوشمند است. در این مقاله، گوجه‌فرنگی به عنوان هدف کاشت در نظر گرفته شده است و محدوده مناسب EC و pH ریزوسفر در مراحل مختلف به طور خلاصه بیان شده است، همچنین اقدامات فنی کنترلی مربوطه در صورت بروز ناهنجاری ارائه شده است تا مرجعی برای تولید واقعی کاشت در گلخانه‌های شیشه‌ای سنتی باشد.

طبق آمار ناقص، مساحت زیر کشت گلخانه‌های هوشمند شیشه‌ای چند دهانه در چین به 630 هکتار مربع رسیده است و همچنان در حال گسترش است. گلخانه شیشه‌ای امکانات و تجهیزات مختلفی را در خود جای داده و محیط رشد مناسبی را برای رشد گیاه ایجاد می‌کند. کنترل خوب محیط، آبیاری دقیق آب و کود، عملیات صحیح کشاورزی و حفاظت از گیاه چهار عامل اصلی برای دستیابی به عملکرد بالا و کیفیت بالای گوجه‌فرنگی هستند. در مورد آبیاری دقیق، هدف آن حفظ EC، pH، محتوای آب بستر و غلظت یون ریزوسفر مناسب است. EC و pH خوب ریزوسفر، توسعه ریشه‌ها و جذب آب و کود را که پیش‌نیاز ضروری برای حفظ رشد گیاه، فتوسنتز، تعرق و سایر رفتارهای متابولیکی است، برآورده می‌کند. بنابراین، حفظ یک محیط ریزوسفر خوب شرط لازم برای دستیابی به عملکرد بالای محصول است.

خارج از کنترل بودن EC و pH در ریزوسفر، اثرات جبران‌ناپذیری بر تعادل آب، توسعه ریشه، راندمان جذب کود توسط ریشه - کمبود مواد مغذی گیاه، غلظت یون ریشه - جذب کود - کمبود مواد مغذی گیاه و غیره خواهد داشت. کاشت و تولید گوجه‌فرنگی در گلخانه شیشه‌ای، کشت بدون خاک را اتخاذ می‌کند. پس از مخلوط کردن آب و کود، تحویل یکپارچه آب و کود به شکل فلش‌های در حال سقوط انجام می‌شود. EC، pH، دفعات، فرمول، مقدار مایع برگشتی و زمان شروع آبیاری مستقیماً بر EC و pH ریزوسفر تأثیر می‌گذارد. در این مقاله، EC و pH مناسب ریزوسفر در هر مرحله از کاشت گوجه‌فرنگی خلاصه شده و علل EC و pH غیرطبیعی ریزوسفر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و اقدامات اصلاحی خلاصه شده است که مرجع و مرجع فنی برای تولید واقعی گلخانه‌های شیشه‌ای سنتی ارائه می‌دهد.

EC و pH مناسب ریزوسفر در مراحل مختلف رشد گوجه فرنگی

EC ریزوسفر عمدتاً در غلظت یون عناصر اصلی در ریزوسفر منعکس می‌شود. فرمول محاسبه تجربی این است که مجموع بارهای آنیون و کاتیون بر 20 تقسیم می‌شود و هرچه مقدار بیشتر باشد، EC ریزوسفر بیشتر است. EC مناسب ریزوسفر، غلظت یون عناصر مناسب و یکنواختی را برای سیستم ریشه فراهم می‌کند.

به طور کلی، مقدار آن کم است (EC ریزوسفر <2.0mS/cm). به دلیل فشار تورم سلول‌های ریشه، منجر به تقاضای بیش از حد ریشه‌ها برای جذب آب می‌شود و در نتیجه آب آزاد بیشتری در گیاهان وجود دارد و آب آزاد اضافی برای تف کردن برگ، طویل شدن سلول‌ها - رشد بیهوده گیاه استفاده می‌شود. مقدار آن در سمت بالا است (EC ریزوسفر زمستانه >8~10mS/cm، EC ریزوسفر تابستانه >5~7mS/cm). با افزایش EC ریزوسفر، ظرفیت جذب آب ریشه‌ها ناکافی است که منجر به تنش کمبود آب گیاهان می‌شود و در موارد شدید، گیاهان پژمرده می‌شوند (شکل 1). در عین حال، رقابت بین برگ‌ها و میوه‌ها برای آب منجر به کاهش محتوای آب میوه می‌شود که بر عملکرد و کیفیت میوه تأثیر می‌گذارد. وقتی EC ریزوسفر به میزان متوسط ​​0 تا 2 میلی‌زیمنس بر سانتی‌متر افزایش یابد، تأثیر تنظیمی خوبی بر افزایش غلظت قند محلول/محتوای جامد محلول میوه، تنظیم رشد رویشی گیاه و تعادل رشد زایشی دارد، بنابراین پرورش‌دهندگان گوجه‌فرنگی گیلاسی که به دنبال کیفیت هستند، اغلب EC ریزوسفر بالاتری را انتخاب می‌کنند. مشخص شد که قند محلول خیار پیوندی در شرایط آبیاری با آب شور (3 گرم در لیتر آب شور خانگی با نسبت NaCl:MgSO4:CaSO4 2:2:1 به محلول غذایی اضافه شد) به طور قابل توجهی بالاتر از خیار شاهد بود. از ویژگی‌های گوجه‌فرنگی گیلاسی Dutch' Honey این است که EC ریزوسفر بالایی (8 تا 10 میلی‌زیمنس بر سانتی‌متر) را در کل فصل تولید حفظ می‌کند و میوه دارای محتوای قند بالایی است، اما عملکرد میوه نهایی نسبتاً کم است (5 کیلوگرم در متر مربع).

pH ریزوسفر (بدون واحد) عمدتاً به pH محلول ریزوسفر اشاره دارد که عمدتاً بر رسوب و انحلال هر یون عنصر در آب تأثیر می‌گذارد و سپس بر اثربخشی جذب هر یون توسط سیستم ریشه تأثیر می‌گذارد. برای اکثر یون‌های عنصر، محدوده pH مناسب آن 5.5 تا 6.5 است که می‌تواند تضمین کند که هر یون می‌تواند به طور عادی توسط سیستم ریشه جذب شود. بنابراین، در طول کاشت گوجه‌فرنگی، pH ریزوسفر همیشه باید در 5.5 تا 6.5 حفظ شود. جدول 1 محدوده EC ریزوسفر و کنترل pH را در مراحل مختلف رشد گوجه‌فرنگی‌های میوه درشت نشان می‌دهد. برای گوجه‌فرنگی‌های میوه ریز، مانند گوجه‌فرنگی گیلاسی، EC ریزوسفر در مراحل مختلف 0 تا 1 میلی‌زیمنس بر سانتی‌متر بیشتر از گوجه‌فرنگی‌های میوه درشت است، اما همه آنها طبق همین روند تنظیم می‌شوند.

دلایل غیرطبیعی و اقدامات اصلاحی EC ریزوسفر گوجه فرنگی

EC ریزوسفری به EC محلول غذایی اطراف سیستم ریشه اشاره دارد. وقتی پشم سنگ گوجه فرنگی در هلند کاشته می‌شود، کشاورزان از سرنگ برای مکیدن محلول غذایی از پشم سنگ استفاده می‌کنند و نتایج حاصل از آن، گویاتر است. در شرایط عادی، EC برگشتی نزدیک به EC ریزوسفری است، بنابراین EC برگشتی نقطه نمونه اغلب به عنوان EC ریزوسفری در چین استفاده می‌شود. تغییرات روزانه EC ریزوسفری عموماً پس از طلوع آفتاب افزایش می‌یابد، شروع به کاهش می‌کند و در اوج آبیاری ثابت می‌ماند و پس از آبیاری به آرامی افزایش می‌یابد، همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است.

دلایل اصلی EC برگشتی بالا، نرخ برگشتی پایین، EC ورودی بالا و آبیاری دیرهنگام است. مقدار آبیاری در همان روز کمتر است که نشان می‌دهد نرخ برگشت مایع پایین است. هدف از برگشت مایع، شستشوی کامل بستر، اطمینان از اینکه EC ریزوسفر، محتوای آب بستر و غلظت یون ریزوسفر در محدوده طبیعی هستند و نرخ برگشت مایع کم است و سیستم ریشه آب بیشتری نسبت به یون‌های عنصری جذب می‌کند، که این امر افزایش EC را بیشتر نشان می‌دهد. EC ورودی بالا مستقیماً منجر به EC برگشتی بالا می‌شود. طبق قاعده سرانگشتی، EC برگشتی 0.5 تا 1.5 میلی‌ثانیه بر سانتی‌متر بیشتر از EC ورودی است. آخرین آبیاری زودتر از آن روز تمام شد و شدت نور پس از آبیاری همچنان بالاتر بود (300 تا 450 وات بر متر مربع). به دلیل تعرق گیاهان ناشی از تابش، سیستم ریشه به جذب آب ادامه داد، محتوای آب بستر کاهش یافت، غلظت یون افزایش یافت و سپس EC ریزوسفر افزایش یافت. وقتی EC ریزوسفر بالا، شدت تابش زیاد و رطوبت کم باشد، گیاهان با تنش کمبود آب مواجه می‌شوند که به طور جدی به صورت پژمردگی بروز می‌کند (شکل 1، سمت راست).

پایین بودن EC در ریزوسفر عمدتاً به دلیل نرخ بالای بازگشت مایع، اتمام دیرهنگام آبیاری و EC پایین در ورودی مایع است که مشکل را تشدید می‌کند. نرخ بالای بازگشت مایع منجر به نزدیکی بی‌نهایت بین EC ورودی و EC برگشتی می‌شود. وقتی آبیاری دیر تمام می‌شود، به خصوص در روزهای ابری، همراه با نور کم و رطوبت بالا، تعرق گیاهان ضعیف است، نسبت جذب یون‌های عنصری بیشتر از آب است و نسبت کاهش محتوای آب ماتریکس کمتر از غلظت یون در محلول است که منجر به پایین بودن EC مایع برگشتی می‌شود. از آنجا که فشار تورم سلول‌های مویی ریشه گیاه کمتر از پتانسیل آب محلول غذایی ریزوسفر است، سیستم ریشه آب بیشتری جذب می‌کند و تعادل آب نامتعادل می‌شود. وقتی تعرق ضعیف باشد، گیاه به صورت آب تف شده تخلیه می‌شود (شکل 1، سمت چپ) و اگر دما در شب بالا باشد، گیاه بیهوده رشد خواهد کرد.

اقدامات لازم برای تنظیم زمانی که EC ریزوسفر غیرطبیعی است: ۱. وقتی EC برگشتی بالا است، EC ورودی باید در محدوده معقولی باشد. به طور کلی، EC ورودی گوجه فرنگی‌های میوه‌ای بزرگ در تابستان ۲.۵ تا ۳.۵ میلی‌زیمنس بر سانتی‌متر و در زمستان ۳.۵ تا ۴.۰ میلی‌زیمنس بر سانتی‌متر است. ثانیاً، نرخ بازگشت مایع را که قبل از آبیاری با فرکانس بالا در ظهر انجام می‌شود، بهبود بخشید و اطمینان حاصل کنید که بازگشت مایع در هر آبیاری اتفاق می‌افتد. نرخ بازگشت مایع با تجمع تابش همبستگی مثبت دارد. در تابستان، زمانی که شدت تابش هنوز بیش از ۴۵۰ وات بر متر مربع و مدت زمان آن بیش از ۳۰ دقیقه است، باید مقدار کمی آبیاری (۵۰ تا ۱۰۰ میلی‌لیتر در هر قطره‌چکان) به صورت دستی یک بار اضافه شود و بهتر است که اساساً هیچ بازگشت مایعی رخ ندهد. ۲. وقتی نرخ بازگشت مایع پایین است، دلایل اصلی آن نرخ بازگشت مایع بالا، EC پایین و آخرین آبیاری دیرهنگام است. با توجه به آخرین زمان آبیاری، آخرین آبیاری معمولاً ۲ تا ۵ ساعت قبل از غروب آفتاب به پایان می‌رسد، در روزهای ابری و زمستان زودتر از موعد و در روزهای آفتابی و تابستان با تأخیر. میزان بازگشت مایع را با توجه به میزان تجمع تابش در فضای باز کنترل کنید. به طور کلی، میزان بازگشت مایع زمانی که میزان تجمع تابش کمتر از ۵۰۰ ژول بر (سانتی‌متر مربع در روز) باشد، کمتر از ۱۰٪ و زمانی که میزان تجمع تابش ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ ژول بر (سانتی‌متر مربع در روز) باشد، ۱۰٪ تا ۲۰٪ و به همین ترتیب ادامه می‌یابد.

علل غیرطبیعی و اقدامات اصلاحی pH ریزوسفر گوجه فرنگی

به طور کلی، pH ورودی ۵.۵ و pH شیرابه در شرایط ایده‌آل ۵.۵ تا ۶.۵ است. عواملی که بر pH ریزوسفر تأثیر می‌گذارند عبارتند از فرمول، محیط کشت، میزان شیرابه، کیفیت آب و غیره. هنگامی که pH ریزوسفر پایین باشد، ریشه‌ها را می‌سوزاند و ماتریس پشم سنگ را به طور جدی حل می‌کند، همانطور که در شکل ۳ نشان داده شده است. هنگامی که pH ریزوسفر بالا باشد، جذب Mn2+، Fe3+، Mg2+ و PO43- کاهش می‌یابد که منجر به بروز کمبود عناصر، مانند کمبود منگنز ناشی از pH بالای ریزوسفر، همانطور که در شکل ۴ نشان داده شده است، می‌شود.

از نظر کیفیت آب، آب باران و آب فیلتراسیون غشایی RO اسیدی هستند و pH مایع مادر معمولاً 3 تا 4 است که منجر به pH پایین مایع ورودی می‌شود. هیدروکسید پتاسیم و بی‌کربنات پتاسیم اغلب برای تنظیم pH مایع ورودی استفاده می‌شوند. آب چاه و آب‌های زیرزمینی اغلب توسط اسید نیتریک و اسید فسفریک تنظیم می‌شوند زیرا حاوی HCO3 هستند که قلیایی است. pH غیرطبیعی ورودی مستقیماً بر pH برگشتی تأثیر می‌گذارد، بنابراین pH مناسب ورودی اساس تنظیم است. در مورد بستر کشت، پس از کاشت، pH مایع برگشتی بستر سبوس نارگیل نزدیک به مایع ورودی است و pH غیرطبیعی مایع ورودی به دلیل خاصیت بافری خوب بستر، باعث نوسان شدید pH ریزوسفر در مدت زمان کوتاهی نمی‌شود. در کشت با پشم سنگ، مقدار pH مایع برگشتی پس از کلونیزاسیون بالا است و برای مدت طولانی باقی می‌ماند.

از نظر فرمول، با توجه به ظرفیت جذب متفاوت یون‌ها توسط گیاهان، می‌توان آن را به نمک‌های اسیدی فیزیولوژیکی و نمک‌های قلیایی فیزیولوژیکی تقسیم کرد. به عنوان مثال، وقتی گیاهان 1 مول NO3- جذب می‌کنند، سیستم ریشه 1 مول OH- آزاد می‌کند که منجر به افزایش pH ریزوسفر می‌شود، در حالی که وقتی سیستم ریشه NH4+ را جذب می‌کند، همان غلظت H+ را آزاد می‌کند که منجر به کاهش pH ریزوسفر می‌شود. بنابراین، نیترات یک نمک بازی فیزیولوژیکی است، در حالی که نمک آمونیوم یک نمک اسیدی فیزیولوژیکی است. به طور کلی، سولفات پتاسیم، نیترات آمونیوم کلسیم و سولفات آمونیوم کودهای اسیدی فیزیولوژیکی هستند، نیترات پتاسیم و نیترات کلسیم نمک‌های قلیایی فیزیولوژیکی هستند و نیترات آمونیوم نمک خنثی است. تأثیر سرعت بازگشت مایع بر pH ریزوسفر عمدتاً در شستشوی محلول غذایی ریزوسفر منعکس می‌شود و pH غیرطبیعی ریزوسفر ناشی از غلظت ناهموار یون در ریزوسفر است.

اقدامات اصلاحی در صورت غیرطبیعی بودن pH ریزوسفر: ① ابتدا بررسی کنید که آیا pH آب ورودی در محدوده معقولی قرار دارد یا خیر؛ (2) هنگام استفاده از آب حاوی کربنات بیشتر، مانند آب چاه، نویسنده یک بار متوجه شد که pH آب ورودی طبیعی است، اما پس از پایان آبیاری در آن روز، pH آب ورودی بررسی و افزایش یافته است. پس از تجزیه و تحلیل، دلیل احتمالی این بود که pH به دلیل بافر HCO3- افزایش یافته است، بنابراین توصیه می‌شود هنگام استفاده از آب چاه به عنوان منبع آب آبیاری، از اسید نیتریک به عنوان تنظیم کننده استفاده شود؛ (3) هنگامی که از پشم سنگ به عنوان بستر کاشت استفاده می‌شود، pH محلول برگشتی برای مدت طولانی در مراحل اولیه کاشت بالا است. در این حالت، pH محلول ورودی باید به طور مناسب به 5.2 تا 5.5 کاهش یابد و همزمان، دوز نمک اسید فیزیولوژیکی باید افزایش یابد و به جای نیترات کلسیم از نیترات آمونیوم کلسیم و به جای نیترات پتاسیم از سولفات پتاسیم استفاده شود. باید توجه داشت که دوز NH4+ نباید از 1/10 کل N موجود در فرمول تجاوز کند. به عنوان مثال، وقتی غلظت کل N (NO3- +NH4+) در فاضلاب ورودی 20 میلی مول در لیتر باشد، غلظت NH4+ کمتر از 2 میلی مول در لیتر است و می‌توان به جای نیترات پتاسیم از سولفات پتاسیم استفاده کرد، اما باید توجه داشت که غلظت SO4^2-در ورودی آبیاری، توصیه نمی‌شود که از 6 تا 8 میلی‌مول در لیتر تجاوز کند؛ (4) از نظر سرعت برگشت مایع، مقدار آبیاری باید هر بار افزایش یابد و بستر باید شسته شود، به خصوص هنگامی که از پشم سنگ برای کاشت استفاده می‌شود، بنابراین pH ریزوسفر را نمی‌توان به سرعت در مدت زمان کوتاهی با استفاده از نمک اسید فیزیولوژیکی تنظیم کرد، بنابراین مقدار آبیاری باید افزایش یابد تا pH ریزوسفر در اسرع وقت به محدوده معقولی تنظیم شود.

خلاصه

محدوده معقولی از EC و pH ریزوسفر، شرط لازم برای اطمینان از جذب طبیعی آب و کود توسط ریشه‌های گوجه‌فرنگی است. مقادیر غیرطبیعی منجر به کمبود مواد مغذی گیاه، عدم تعادل آب (تنش کمبود آب/آب آزاد بیش از حد)، سوختن ریشه (EC بالا و pH پایین) و سایر مشکلات می‌شود. به دلیل تأخیر در ناهنجاری گیاه ناشی از EC و pH غیرطبیعی ریزوسفر، پس از بروز مشکل، به این معنی است که EC و pH غیرطبیعی ریزوسفر برای روزهای زیادی رخ داده است و روند بازگشت گیاه به حالت عادی زمان می‌برد که مستقیماً بر خروجی و کیفیت تأثیر می‌گذارد. بنابراین، تشخیص EC و pH مایع ورودی و برگشتی هر روز مهم است.

پایان

[اطلاعات ذکر شده] چن تونگ‌کیانگ، شو فنگ‌جیائو، ما تیه‌مین و غیره. روش کنترل EC و pH ریزوسفر کشت بدون خاک گوجه‌فرنگی در گلخانه شیشه‌ای [J]. فناوری مهندسی کشاورزی، 2022،42(31):17-20.