Chen Tongqiang atd. Zemědělská inženýrská technologie skleníkového zahradničení. Publikováno v Pekingu v 17:30 dne 6. ledna 2023.

Dobrá kontrola EC a pH rhizosféry je nezbytnou podmínkou pro dosažení vysokého výnosu rajčat v bezpůdním pěstování v inteligentním skleníku. V tomto článku bylo rajče zvoleno jako pěstební objekt a byly shrnuty vhodné rozmezí EC a pH rhizosféry v různých fázích, stejně jako odpovídající kontrolní technická opatření v případě abnormalit, aby poskytlo referenci pro skutečnou produkci rostlin v tradičních sklenících.

Podle neúplných statistik dosáhla plocha osázená vícerozměrnými inteligentními skleníky v Číně 630 hm² a stále se rozšiřuje. Skleněné skleníky integrují různá zařízení a vybavení, čímž vytvářejí vhodné prostředí pro růst rostlin. Dobrá kontrola prostředí, přesné zavlažování vodou a hnojivem, správné zemědělské postupy a ochrana rostlin jsou čtyři hlavní faktory pro dosažení vysokého výnosu a vysoké kvality rajčat. Pokud jde o přesné zavlažování, jeho účelem je udržovat správnou EC a pH rhizosféry, obsah vody v substrátu a koncentraci iontů v rhizosféře. Dobré EC a pH rhizosféry uspokojují vývoj kořenů a absorpci vody a hnojiv, což je nezbytným předpokladem pro udržení růstu rostlin, fotosyntézy, transpirace a dalších metabolických procesů. Proto je udržování dobrého prostředí v rhizosféře nezbytnou podmínkou pro dosažení vysokého výnosu plodin.

Nekontrolovatelné změny v EC a pH v rhizosféře budou mít nevratné účinky na vodní bilanci, vývoj kořenů, účinnost absorpce hnojiv kořeny - nedostatek živin rostlinou, koncentraci iontů kořeny - absorpci hnojiv - nedostatek živin rostlinou atd. Pěstování a produkce rajčat ve skleněných sklenících se provádí bezpůdním způsobem. Po smíchání vody a hnojiva se integrované dodávání vody a hnojiva provádí formou kapacích závlah. EC, pH, frekvence, složení, množství vratné kapaliny a doba zahájení závlahy přímo ovlivní EC a pH rhizosféry. V tomto článku jsou shrnuty vhodné EC a pH rhizosféry v každé fázi pěstování rajčat, analyzovány příčiny abnormální EC a pH rhizosféry a shrnuta nápravná opatření, která poskytla referenční a technické informace pro samotnou výrobu v tradičních skleněných sklenících.

Vhodná EC a pH rhizosféry v různých fázích růstu rajčat

EC rhizosféry se odráží hlavně v koncentraci iontů hlavních prvků v rhizosféře. Empirický výpočetní vzorec spočívá v tom, že součet aniontových a kationtových nábojů se dělí 20 a čím vyšší je hodnota, tím vyšší je EC rhizosféry. Vhodná EC rhizosféry zajistí vhodnou a rovnoměrnou koncentraci iontů prvků pro kořenový systém.

Obecně řečeno, jeho hodnota je nízká (EC rhizosféry < 2,0 mS/cm). Kvůli tlaku bobtnání kořenových buněk to vede k nadměrné potřebě vody kořeny, což má za následek více volné vody v rostlinách a přebytečná volná voda se použije na vyplivávání listů, prodlužování buněk a růst pórů rostliny; jeho hodnota je na vysoké straně (EC rhizosféry v zimě > 8~10 mS/cm, EC rhizosféry v létě > 5~7 mS/cm). Se zvyšující se EC rhizosféry je absorpční kapacita kořenů nedostatečná, což vede ke stresu rostlin z nedostatku vody a v závažných případech rostliny vadnou (obrázek 1). Zároveň konkurence mezi listy a plody o vodu povede ke snížení obsahu vody v plodech, což ovlivní výnos a kvalitu plodů. Mírné zvýšení EC rhizosféry o 0~2 mS/cm má dobrý regulační vliv na zvýšení koncentrace rozpustného cukru/obsahu rozpustné sušiny v plodech, úpravu vegetativního růstu rostlin a rovnováhu reprodukčního růstu, takže pěstitelé cherry rajčat, kteří dbají na kvalitu, často používají vyšší EC rhizosféry. Bylo zjištěno, že rozpustný cukr roubovaných okurek byl výrazně vyšší než u kontroly za podmínek zavlažování brakickou vodou (do živného roztoku bylo přidáno 3 g/l vlastnoručně připravené brakické vody s poměrem NaCl:MgSO4:CaSO4 v poměru 2:2:1). Charakteristickým znakem cherry rajčat odrůdy Dutch 'Honey' je, že si udržují vysokou EC rhizosféry (8~10 mS/cm) po celou produkční sezónu a plody mají vysoký obsah cukru, ale výnos konečného plodu je relativně nízký (5 kg/m2).

pH rhizosféry (bez jednotek) se vztahuje především k pH roztoku rhizosféry, které ovlivňuje především srážení a rozpouštění každého prvku ve vodě a následně ovlivňuje účinnost absorpce každého iontu kořenovým systémem. Pro většinu iontů prvků je vhodné rozmezí pH 5,5~6,5, což zajišťuje, že každý iont může být kořenovým systémem normálně absorbován. Proto by se pH rhizosféry během pěstování rajčat mělo vždy udržovat na hodnotě 5,5~6,5. Tabulka 1 ukazuje rozmezí EC rhizosféry a regulaci pH v různých fázích růstu velkoplodých rajčat. U maloplodých rajčat, jako jsou cherry rajčata, je EC rhizosféry v různých fázích o 0~1 mS/cm vyšší než u velkoplodých rajčat, ale všechna jsou upravována podle stejného trendu.

Abnormální příčiny a opatření pro úpravu EC rhizosféry rajčat

EC rhizosféry se vztahuje k EC živného roztoku kolem kořenového systému. Při pěstování rajčatové minerální vlny v Holandsku pěstitelé používají injekční stříkačky k odsávání živného roztoku z minerální vlny a výsledky jsou reprezentativnější. Za normálních okolností je návratová EC blízká EC rhizosféry, takže v Číně se jako EC rhizosféry často používá návratová EC z odběrového místa. Denní kolísání EC rhizosféry obvykle stoupá po východu slunce, začíná klesat a zůstává stabilní na vrcholu závlahy a po závlaze pomalu stoupá, jak je znázorněno na obrázku 2.

Hlavními důvody vysoké návratové EC jsou nízká návratnost, vysoká vstupní EC a pozdní závlaha. Množství závlahy ve stejný den je nižší, což ukazuje na nízkou návratnost kapaliny. Účelem návratnosti kapaliny je důkladně propláchnout substrát, zajistit, aby EC rhizosféry, obsah vody v substrátu a koncentrace iontů v rhizosféře byly v normálním rozmezí, aby návratnost kapaliny byla nízká a kořenový systém absorboval více vody než elementárních iontů, což dále ukazuje na zvýšení EC. Vysoká vstupní EC přímo vede k vysoké návratové EC. Podle empirického pravidla je návratová EC o 0,5~1,5 ms/cm vyšší než vstupní EC. Poslední závlaha skončila dříve ten den a intenzita světla byla po zavlažování stále vyšší (300~450 W/m2). V důsledku transpirace rostlin poháněné zářením kořenový systém nadále absorboval vodu, obsah vody v substrátu se snížil, koncentrace iontů se zvýšila a následně se zvýšila EC rhizosféry. Pokud je EC rhizosféry vysoká, intenzita záření vysoká a vlhkost nízká, rostliny čelí stresu z nedostatku vody, který se závažně projevuje jako vadnutí (obrázek 1, vpravo).

Nízká EC v rhizosféře je způsobena především vysokou mírou návratnosti kapaliny, pozdním dokončením závlahy a nízkou EC v přívodu kapaliny, což problém zhoršuje. Vysoká míra návratnosti kapaliny vede k nekonečné blízkosti mezi EC vstupu a EC návratu kapaliny. Když závlaha končí pozdě, zejména v zamračených dnech, v kombinaci se slabým osvětlením a vysokou vlhkostí, je transpirace rostlin slabá, poměr absorpce elementárních iontů je vyšší než poměr vody a poměr poklesu obsahu vody v matrici je nižší než poměr koncentrace iontů v roztoku, což vede k nízké EC návratu kapaliny. Protože tlak bobtnání kořenových vláskových buněk rostlin je nižší než vodní potenciál živného roztoku rhizosféry, kořenový systém absorbuje více vody a vodní bilance je nevyvážená. Při slabé transpiraci bude rostlina vypouštěna ve formě srážející se vody (obrázek 1, vlevo) a pokud je v noci vysoká teplota, rostlina bude růst nadarmo.

Opatření pro úpravu při abnormální EC rhizosféry: ① Pokud je návratová EC vysoká, měla by být vstupní EC v rozumném rozmezí. Obecně je vstupní EC velkoplodých rajčat 2,5~3,5 mS/cm v létě a 3,5~4,0 mS/cm v zimě. Za druhé, zlepšete rychlost návratu kapaliny, která se provádí před vysokofrekvenční závlahou v poledne, a zajistěte, aby k návratu kapaliny docházelo při každé závlaze. Rychlost návratu kapaliny pozitivně koreluje s akumulací záření. V létě, kdy je intenzita záření stále vyšší než 450 W/m2 a doba trvání je delší než 30 minut, by se mělo ručně přidat malé množství závlahy (50~100 ml/kapák) jednou a je lepší, aby k návratu kapaliny v podstatě nedocházelo. ② Pokud je rychlost návratu kapaliny nízká, hlavními důvody jsou vysoká rychlost návratu kapaliny, nízká EC a pozdní poslední závlaha. Vzhledem k době poslední závlahy poslední závlaha obvykle končí 2~5 hodin před západem slunce, v oblačných dnech a v zimě končí před plánovaným termínem a v slunečných dnech a v létě se zpožďuje. Říďte rychlost návratu kapaliny podle akumulace záření ve venkovním prostředí. Obecně je rychlost návratu kapaliny menší než 10 %, pokud je akumulace záření menší než 500 J/(cm2.d), a 10 % až 20 %, pokud je akumulace záření 500 až 1000 J/(cm2.d) atd.

Abnormální příčiny a opatření pro úpravu pH rhizosféry rajčat

pH přítokové vody je za ideálních podmínek obecně 5,5 a pH výluhu je 5,5~6,5. Faktory, které ovlivňují pH rhizosféry, jsou složení, kultivační médium, rychlost výluhu, kvalita vody atd. Nízké pH rhizosféry spálí kořeny a vážně rozpustí minerální vlnu, jak je znázorněno na obrázku 3. Vysoké pH rhizosféry sníží absorpci Mn2+, Fe3+, Mg2+ a PO43-, což povede k nedostatku prvků, jako je například nedostatek manganu způsobený vysokým pH rhizosféry, jak je znázorněno na obrázku 4.

Pokud jde o kvalitu vody, dešťová voda a voda filtrovaná membránovou RO jsou kyselé a pH matečného louhu je obvykle 3~4, což vede k nízkému pH vstupního louhu. K úpravě pH vstupního louhu se často používá hydroxid draselný a hydrogenuhličitan draselný. Studniční voda a podzemní voda jsou často regulovány kyselinou dusičnou a kyselinou fosforečnou, protože obsahují HCO3, která je zásaditá. Abnormální pH vstupu přímo ovlivňuje pH vratné vody, takže správné pH vstupu je základem regulace. Co se týče kultivačního substrátu, po výsadbě je pH vratné kapaliny substrátu z kokosových otrub blízké pH vstupní kapaliny a abnormální pH vstupní kapaliny nezpůsobí drastické kolísání pH rhizosféry v krátkém čase díky dobrým pufrovacím vlastnostem substrátu. Při kultivaci s minerální vlnou je hodnota pH vratné kapaliny po kolonizaci vysoká a přetrvává dlouhou dobu.

Z hlediska vzorce lze podle rozdílné absorpční kapacity iontů rostlinami rozdělit na fyziologické kyselé soli a fyziologické alkalické soli. Vezměme-li jako příklad NO3-, když rostliny absorbují 1 mol NO3-, kořenový systém uvolní 1 mol OH-, což povede ke zvýšení pH rhizosféry, zatímco když kořenový systém absorbuje NH4+, uvolní stejnou koncentraci H+, což povede ke snížení pH rhizosféry. Dusičnan je tedy fyziologicky zásaditá sůl, zatímco amonná sůl je fyziologicky kyselá sůl. Obecně platí, že síran draselný, dusičnan vápenato-amonný a síran amonný jsou fyziologická kyselá hnojiva, dusičnan draselný a dusičnan vápenatý jsou fyziologické alkalické soli a dusičnan amonný je neutrální sůl. Vliv rychlosti návratu kapaliny na pH rhizosféry se projevuje hlavně v proplachování živného roztoku rhizosféry a abnormální pH rhizosféry je způsobeno nerovnoměrnou koncentrací iontů v rhizosféře.

Opatření pro úpravu při abnormálním pH rhizosféry: 1) Nejprve zkontrolujte, zda je pH přítoku v rozumném rozmezí; (2) Při použití vody s vyšším obsahem uhličitanu, jako je například voda ze studny, autor jednou zjistil, že pH přítoku je normální, ale po ukončení zavlažování v daný den bylo pH přítoku zkontrolováno a zjištěno, že je zvýšené. Po analýze bylo možným důvodem zvýšení pH v důsledku pufru HCO3-, proto se při použití vody ze studny jako zdroje závlahové vody doporučuje použít kyselinu dusičnou jako regulátor; (3) Pokud se jako substrát pro výsadbu používá minerální vlna, pH vratného roztoku je v rané fázi výsadby dlouhodobě vysoké. V tomto případě by mělo být pH vstupního roztoku vhodně sníženo na 5,2~5,5 a zároveň by mělo být zvýšeno dávkování fyziologické kyselé soli a místo dusičnanu vápenatého by měl být použit dusičnan vápenato-amonný a místo dusičnanu draselného síran draselný. Je třeba poznamenat, že dávkování NH4+ by nemělo překročit 1/10 celkového dusíku ve vzorci. Například, když je celková koncentrace N (NO3- + NH4+) v přítoku 20 mmol/l, koncentrace NH4+ je nižší než 2 mmol/l a místo dusičnanu draselného lze použít síran draselný, ale je třeba poznamenat, že koncentrace SO4^2-v přítokové závlahové vodě se nedoporučuje překročit 6~8 mmol/l; (4) Pokud jde o rychlost návratu kapaliny, mělo by se množství závlahové vody pokaždé zvyšovat a substrát by se měl promývat, zejména pokud se k výsadbě používá minerální vlna. Protože pH rhizosféry nelze rychle upravit v krátkém čase pomocí fyziologické kyselé soli, mělo by se množství závlahové vody zvýšit, aby se pH rhizosféry co nejdříve upravilo na rozumnou úroveň.

Shrnutí

Rozumný rozsah EC a pH rhizosféry je předpokladem pro zajištění normální absorpce vody a hnojiv kořeny rajčat. Abnormální hodnoty povedou k nedostatku živin rostlin, nerovnováze vodní bilance (stres z nedostatku vody/nadbytek volné vody), spálení kořenů (vysoké EC a nízké pH) a dalším problémům. Vzhledem k tomu, že abnormální EC a pH rhizosféry se projeví zpožděním, znamená to, že abnormální EC a pH rhizosféry trvají již mnoho dní a proces návratu rostliny k normálu bude nějakou dobu trvat, což přímo ovlivňuje produkci a kvalitu. Proto je důležité denně měřit EC a pH přiváděné a vracející se tekutiny.

KONEC

[Citované informace] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin, etc. Metoda regulace EC a pH rhizosféry u bezpůdních kultur rajčat ve skleníku [J]. Agricultural Engineering Technology, 2022,42(31):17-20.