Issiqxonada bog'dorchilikning qishloq xo'jaligi muhandislik texnologiyasi 2023 yil 13 yanvar soat 17:30 da Pekinda nashr etilgan.

Ko'pgina ozuqaviy elementlarning so'rilishi o'simlik ildizlarining metabolik faoliyati bilan chambarchas bog'liq bo'lgan jarayondir.Bu jarayonlar ildiz hujayralarining nafas olishi natijasida hosil bo'lgan energiyani talab qiladi va suvning so'rilishi harorat va nafas olish bilan ham tartibga solinadi va nafas olish kislorodning ishtirokini talab qiladi, shuning uchun ildiz muhitidagi kislorod ekinlarning normal o'sishiga hayotiy ta'sir ko'rsatadi.Suvdagi erigan kislorod miqdori harorat va sho'rlanishdan ta'sirlanadi va substratning tuzilishi ildiz muhitidagi havo miqdorini aniqlaydi.Sug'orish turli xil suv tarkibiga ega bo'lgan substratlarda kislorod miqdorini yangilash va to'ldirishda katta farqlarga ega.Ildiz muhitida kislorod miqdorini optimallashtirish uchun ko'plab omillar mavjud, ammo har bir omilning ta'sir darajasi butunlay boshqacha.Substratning oqilona suvni ushlab turish qobiliyatini (havo tarkibini) saqlab turish ildiz muhitida yuqori kislorod miqdorini saqlashning asosidir.

Harorat va sho'rlanishning eritmadagi to'yingan kislorod tarkibiga ta'siri

Suvdagi erigan kislorod miqdori

Erigan kislorod suvda bog'lanmagan yoki erkin kislorodda eriydi va suvdagi erigan kislorod miqdori ma'lum bir haroratda maksimal darajaga etadi, bu to'yingan kislorod miqdori.Suvdagi to'yingan kislorod miqdori harorat bilan o'zgaradi va harorat ko'tarilganda kislorod miqdori kamayadi.Toza suvning to'yingan kislorod miqdori tuzli dengiz suviga qaraganda yuqori (1-rasm), shuning uchun turli konsentratsiyali ozuqa eritmalarining to'yingan kislorod miqdori har xil bo'ladi.

Matritsada kislorodni tashish

Issiqxona ekinlarining ildizlari ozuqa eritmasidan oladigan kislorod erkin holatda bo'lishi kerak va kislorod substratda havo va suv va ildiz atrofidagi suv orqali tashiladi.Ma'lum bir haroratda havodagi kislorod miqdori bilan muvozanatda bo'lganda, suvda erigan kislorod maksimal darajaga etadi va havodagi kislorod miqdorining o'zgarishi suvdagi kislorod miqdorining mutanosib o'zgarishiga olib keladi.

Ildiz muhitidagi gipoksiya stressining ekinlarga ta'siri

Ildiz gipoksiyasining sabablari

Yozda gidroponika va substrat o'stirish tizimlarida gipoksiya xavfi yuqori bo'lishining bir qancha sabablari bor.Avvalo, harorat ko'tarilganda suvdagi to'yingan kislorod miqdori kamayadi.Ikkinchidan, ildiz o'sishi uchun zarur bo'lgan kislorod harorat oshishi bilan ortadi.Bundan tashqari, yozda ozuqa moddalarining so'rilishi miqdori yuqori bo'ladi, shuning uchun ozuqa moddalarining so'rilishi uchun kislorodga bo'lgan talab yuqori bo'ladi.Bu ildiz muhitida kislorod miqdorining pasayishiga va samarali qo'shimchaning etishmasligiga olib keladi, bu esa ildiz muhitida gipoksiyaga olib keladi.

Assimilyatsiya va o'sish

Aksariyat muhim oziq moddalarning so‘rilishi ildiz hujayralarining nafas olishi natijasida hosil bo‘ladigan energiyani, ya’ni kislorod ishtirokida fotosintetik mahsulotlarning parchalanishini talab qiluvchi ildiz almashinuvi bilan chambarchas bog‘liq bo‘lgan jarayonlarga bog‘liq.Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, pomidor o'simliklarining umumiy assimilyatsiyasining 10% ~ 20% ildizlarida ishlatiladi, ularning 50% ozuqa ionlarini singdirish uchun, 40% o'sish uchun va faqat 10% parvarish qilish uchun ishlatiladi.Ildizlar kislorodni CO ni chiqaradigan to'g'ridan-to'g'ri muhitda topishi kerak₂.Substratlarda va gidroponikada yomon ventilyatsiya natijasida kelib chiqqan anaerob sharoitda gipoksiya suv va ozuqa moddalarining so'rilishiga ta'sir qiladi.Gipoksiya ozuqa moddalarining, ya'ni nitratning (NO) faol so'rilishiga tez javob beradi.₃^-), kaliy (K) va fosfat (PO₄^3-), bu kaltsiy (Ca) va magniyning (Mg) passiv so'rilishiga xalaqit beradi.

O'simlik ildizining o'sishi energiya talab qiladi, normal ildiz faoliyati uchun eng past kislorod kontsentratsiyasi kerak va COP qiymatidan past bo'lgan kislorod kontsentratsiyasi ildiz hujayralari metabolizmini cheklovchi omilga aylanadi (gipoksiya).Kislorod miqdori past bo'lsa, o'sish sekinlashadi yoki hatto to'xtaydi.Agar qisman ildiz gipoksiyasi faqat novdalar va barglarga ta'sir qilsa, ildiz tizimi mahalliy emilimni oshirish orqali ildiz tizimining biron sababga ko'ra faol bo'lmagan qismini qoplashi mumkin.

O'simliklar almashinuvi mexanizmi elektron qabul qiluvchi sifatida kislorodga bog'liq.Kislorod bo'lmasa, ATP ishlab chiqarish to'xtaydi.ATP bo'lmasa, protonlarning ildizlardan chiqishi to'xtaydi, ildiz hujayralarining hujayra shirasi kislotali bo'ladi va bu hujayralar bir necha soat ichida nobud bo'ladi.Vaqtinchalik va qisqa muddatli gipoksiya o'simliklarda qaytarilmas oziqlanish stressini keltirib chiqarmaydi."Nitratli nafas olish" mexanizmi tufayli, ildiz hipoksiyasi paytida muqobil usul sifatida gipoksiya bilan kurashish uchun qisqa muddatli moslashuv bo'lishi mumkin.Biroq, uzoq muddatli gipoksiya sekin o'sishga, barg maydonining pasayishiga va yangi va quruq vaznning pasayishiga olib keladi, bu esa hosilning sezilarli pasayishiga olib keladi.

Etilen

O'simliklar juda ko'p stress ostida etilenni in situ hosil qiladi.Odatda, etilen tuproq havosiga tarqalib, ildizlardan chiqariladi.Botqoqlanish sodir bo'lganda, etilen hosil bo'lishi nafaqat kuchayadi, balki diffuziya ham sezilarli darajada kamayadi, chunki ildizlar suv bilan o'ralgan.Etilen kontsentratsiyasining oshishi ildizlarda aeratsiya to'qimalarining shakllanishiga olib keladi (2-rasm).Etilen, shuningdek, barglarning qarishiga olib kelishi mumkin va etilen va auksin o'rtasidagi o'zaro ta'sir tasodifiy ildizlarning shakllanishini oshiradi.

Kislorodli stress barglarning o'sishini pasayishiga olib keladi

ABA turli xil ekologik stresslarga dosh berish uchun ildiz va barglarda ishlab chiqariladi.Ildiz muhitida stressga xos javob stomaning yopilishi bo'lib, u ABA shakllanishini o'z ichiga oladi.Stomatalar yopilishidan oldin o'simlikning yuqori qismi shishish bosimini yo'qotadi, yuqori barglari so'nadi va fotosintez samaradorligi ham pasayishi mumkin.Ko'pgina tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, stomata apoplastdagi ABA kontsentratsiyasining oshishiga yopilish orqali javob beradi, ya'ni barglardagi umumiy ABA tarkibi hujayra ichidagi ABA ni chiqarish orqali o'simliklar apoplast ABA kontsentratsiyasini juda tez oshirishi mumkin.O'simliklar ekologik stress ostida bo'lganda, ular hujayralardagi ABA ni chiqarishni boshlaydilar va ildiz chiqarish signali bir necha soat o'rniga bir necha daqiqada uzatilishi mumkin.Barg to'qimalarida ABA ning ko'payishi hujayra devorining uzayishini kamaytirishi va barg uzayishining pasayishiga olib kelishi mumkin.Gipoksiyaning yana bir ta'siri shundaki, barglarning umr ko'rish muddati qisqaradi, bu esa barcha barglarga ta'sir qiladi.Gipoksiya odatda sitokinin va nitrat tashishning pasayishiga olib keladi.Azot yoki sitokininning etishmasligi barg maydonini parvarish qilish vaqtini qisqartiradi va bir necha kun ichida novdalar va barglarning o'sishini to'xtatadi.

Ekinlarning ildiz tizimining kislorodli muhitini optimallashtirish

Substratning xususiyatlari suv va kislorodning tarqalishi uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega.Issiqxona sabzavotlarining ildiz muhitidagi kislorod kontsentratsiyasi asosan substratning suvni ushlab turish qobiliyatiga, sug'orish (hajmi va chastotasi), substrat tuzilishi va substrat chizig'i haroratiga bog'liq.Ildiz muhitidagi kislorod miqdori kamida 10% (4 ~ 5 mg / L) dan yuqori bo'lsa, ildiz faolligini eng yaxshi holatda saqlash mumkin.

Ekinlarning ildiz tizimi o'simliklarning o'sishi va o'simlik kasalliklariga chidamliligi uchun juda muhimdir.Suv va ozuqa moddalari o'simliklarning ehtiyojlariga qarab so'riladi.Biroq, ildiz muhitidagi kislorod darajasi asosan ozuqa moddalari va suvning emilim samaradorligini va ildiz tizimining sifatini belgilaydi.Ildiz tizimi muhitida etarli miqdorda kislorod darajasi ildiz tizimining sog'lig'ini ta'minlashi mumkin, shuning uchun o'simliklar patogen mikroorganizmlarga yaxshi qarshilik ko'rsatadi (3-rasm).Substratdagi kislorodning etarli darajasi ham anaerob sharoitlar xavfini kamaytiradi, shuning uchun patogen mikroorganizmlar xavfini kamaytiradi.

Ildiz muhitida kislorod iste'moli

Ekinlarning maksimal kislorod iste'moli 40 mg / m2 / soatgacha bo'lishi mumkin (iste'mol ekinlarga bog'liq).Haroratga qarab, sug'orish suvida 7 ~ 8 mg / L gacha kislorod bo'lishi mumkin (4-rasm).40 mg ga erishish uchun kislorodga bo'lgan ehtiyojni qondirish uchun har soatda 5 litr suv berilishi kerak, lekin aslida bir kun ichida sug'orish miqdoriga erishilmasligi mumkin.Bu shuni anglatadiki, sug'orish bilan ta'minlangan kislorod faqat kichik rol o'ynaydi.Kislorod ta'minotining katta qismi matritsadagi teshiklar orqali ildiz zonasiga etib boradi va g'ovak orqali kislorod etkazib berishning hissasi kunning vaqtiga qarab 90% ni tashkil qiladi.O'simliklarning bug'lanishi maksimal darajaga etganida, sug'orish miqdori ham maksimal darajaga etadi, bu 1 ~ 1,5 L / m2 / soatga teng.Agar sug'orish suvida 7 mg / l kislorod bo'lsa, u ildiz zonasi uchun 7 ~ 11 mg / m2 / soat kislorod beradi.Bu talabning 17% ~ 25% ga teng.Albatta, bu faqat substratdagi kislorod kambag'al sug'orish suvi yangi sug'orish suvi bilan almashtirilgan vaziyatga tegishli.

Ildizlarni iste'mol qilishdan tashqari, ildiz muhitidagi mikroorganizmlar ham kislorod iste'mol qiladi.Buni hisoblash qiyin, chunki bu borada hech qanday o'lchov amalga oshirilmagan.Har yili yangi substratlar almashtirilganligi sababli, mikroorganizmlar kislorod iste'molida nisbatan kichik rol o'ynaydi deb taxmin qilish mumkin.

Ildizlarning atrof-muhit haroratini optimallashtirish

Ildiz tizimining atrof-muhit harorati ildiz tizimining normal o'sishi va faoliyati uchun juda muhim, shuningdek, ildiz tizimi tomonidan suv va ozuqa moddalarining singishiga ta'sir qiluvchi muhim omil hisoblanadi.

Substratning juda past harorati (ildiz harorati) suvni singdirishda qiyinchiliklarga olib kelishi mumkin.5 ℃ da assimilyatsiya 20 ℃ ga qaraganda 70% ~ 80% past bo'ladi.Pastki substrat harorati yuqori harorat bilan birga bo'lsa, bu o'simlikning so'lib ketishiga olib keladi.Ionning singishi aniq haroratga bog'liq bo'lib, u past haroratda ionning so'rilishini inhibe qiladi va har xil ozuqaviy elementlarning haroratga sezgirligi har xil.

Juda yuqori substrat harorati ham foydasiz va juda katta ildiz tizimiga olib kelishi mumkin.Boshqacha aytganda, o'simliklarda quruq moddalarning muvozanatsiz taqsimlanishi mavjud.Ildiz tizimi juda katta bo'lganligi sababli, nafas olish orqali keraksiz yo'qotishlar sodir bo'ladi va yo'qolgan energiyaning bu qismi o'simlikning o'rim-yig'im qismi uchun ishlatilishi mumkin edi.Yuqori substrat haroratida erigan kislorod miqdori past bo'ladi, bu mikroorganizmlar tomonidan iste'mol qilinadigan kislorodga qaraganda ildiz muhitidagi kislorod miqdoriga ko'proq ta'sir qiladi.Ildiz tizimi juda ko'p kislorod iste'mol qiladi va hatto substrat yoki tuproq tuzilishi yomon bo'lsa, gipoksiyaga olib keladi, shuning uchun suv va ionlarning so'rilishini kamaytiradi.

Matritsaning oqilona suv ushlab turish qobiliyatini saqlang.

Matritsadagi suv miqdori va kislorodning foiz miqdori o'rtasida salbiy bog'liqlik mavjud.Suv miqdori oshganda, kislorod miqdori kamayadi va aksincha.Matritsadagi suv miqdori va kislorod o'rtasida kritik diapazon mavjud, ya'ni 80% ~ 85% suv miqdori (5-rasm).Substratdagi suv miqdorini 85% dan ortiq uzoq muddatli saqlash kislorod ta'minotiga ta'sir qiladi.Kislorod ta'minotining katta qismi (75% ~ 90%) matritsadagi teshiklar orqali amalga oshiriladi.

Substratdagi kislorod miqdorini sug'orish bilan to'ldirish

Ko'proq quyosh nuri kislorod iste'moli va ildizlardagi kislorod konsentratsiyasining pasayishiga olib keladi (6-rasm), ko'proq shakar esa kechasi kislorod iste'molini oshiradi.Transpiratsiya kuchli, suvning singishi katta, substratda ko'proq havo va ko'proq kislorod mavjud.7-rasmning chap tomonidan ko'rinib turibdiki, substratning suv ushlab turish qobiliyati yuqori va havo miqdori juda past bo'lgan holda sug'orishdan keyin substratdagi kislorod miqdori biroz ortib boradi.Shaklning o'ng tomonida ko'rsatilganidek.7, nisbatan yaxshiroq yoritish sharti bilan, substratdagi havo miqdori ko'proq suv singishi (bir xil sug'orish vaqtlari) tufayli ortadi.Sug'orishning substratdagi kislorod miqdoriga nisbiy ta'siri substratdagi suvni ushlab turish qobiliyatidan (havo miqdori) ancha past.

Muhokama qiling

Haqiqiy ishlab chiqarishda ekinlarning ildiz muhitidagi kislorod (havo) miqdori osongina e'tiborga olinmaydi, ammo bu ekinlarning normal o'sishi va ildizlarning sog'lom rivojlanishini ta'minlash uchun muhim omil hisoblanadi.

Ekinlarni etishtirishda maksimal hosil olish uchun ildiz tizimining muhitini iloji boricha eng yaxshi holatda himoya qilish juda muhimdir.Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, O₂ildiz tizimi muhitida 4mg / L dan past bo'lgan tarkib hosilning o'sishiga salbiy ta'sir qiladi.O₂ildiz muhitidagi tarkibga asosan sug'orish (sug'orish miqdori va chastotasi), substrat tuzilishi, substratdagi suv miqdori, issiqxona va substrat harorati ta'sir qiladi va turli xil ekish naqshlari boshqacha bo'ladi.Suv o'tlari va mikroorganizmlar ham gidroponik ekinlarning ildiz muhitidagi kislorod miqdori bilan ma'lum munosabatga ega.Gipoksiya nafaqat o'simliklarning sekin rivojlanishiga sabab bo'ladi, balki ildiz patogenlarining (pythium, phytophthora, fusarium) ildiz o'sishiga bosimini oshiradi.

Sugʻorish strategiyasi O.ga sezilarli taʼsir koʻrsatadi₂substratdagi tarkib va ​​u ekish jarayonida ham ko'proq nazorat qilinadigan usuldir.Ba'zi atirgul ekish tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, substratdagi suv miqdorini asta-sekin oshirish (ertalab) yaxshi kislorod holatini olishi mumkin.Suvni ushlab turish qobiliyati past bo'lgan substratda substrat yuqori kislorod miqdorini saqlab turishi mumkin va shu bilan birga, yuqoriroq sug'orish chastotasi va qisqaroq interval orqali substratlar orasidagi suv miqdori farqini oldini olish kerak.Substratlarning suvni ushlab turish qobiliyati qanchalik past bo'lsa, substratlar orasidagi farq shunchalik katta bo'ladi.Nam substrat, pastroq sug'orish chastotasi va uzoqroq vaqt oralig'i ko'proq havo almashinuvini va qulay kislorod sharoitlarini ta'minlaydi.

Substratning drenajlanishi substratning turiga va suvni ushlab turish qobiliyatiga qarab, yangilanish tezligiga va substratdagi kislorod kontsentratsiyasi gradientiga katta ta'sir ko'rsatadigan yana bir omildir.Sug'orish suyuqligi substratning pastki qismida uzoq vaqt turmasligi kerak, lekin kislorod bilan boyitilgan yangi sug'orish suvi taglik tagiga yana etib borishi uchun tezda bo'shatish kerak.Drenaj tezligiga ba'zi nisbatan oddiy o'lchovlar ta'sir qilishi mumkin, masalan, bo'ylama va kenglik yo'nalishlaridagi substratning gradienti.Gradient qanchalik katta bo'lsa, drenaj tezligi shunchalik tez bo'ladi.Turli xil substratlar turli xil teshiklarga ega va rozetkalar soni ham farq qiladi.

OXIRI

[iqtibos ma'lumoti]

Xie Yuanpei.Issiqxona ekinlarining ildizlaridagi ekologik kislorod miqdorining ekinlarning o'sishiga ta'siri [J].Qishloq xo'jaligi muhandisligi texnologiyasi, 2022,42 (31): 21-24.