Issiqxona bog'dorchiligining qishloq xo'jaligi muhandisligi texnologiyasi Pekinda 2023-yil 13-yanvar kuni soat 17:30 da nashr etilgan.

Ko'pgina ozuqaviy elementlarning so'rilishi o'simlik ildizlarining metabolik faoliyati bilan chambarchas bog'liq jarayondir. Bu jarayonlar ildiz hujayralarining nafas olishi natijasida hosil bo'ladigan energiyani talab qiladi va suvning so'rilishi ham harorat va nafas olish bilan tartibga solinadi va nafas olish kislorodning ishtirokini talab qiladi, shuning uchun ildiz muhitidagi kislorod ekinlarning normal o'sishiga muhim ta'sir ko'rsatadi. Suvdagi erigan kislorod miqdori harorat va sho'rlanishga ta'sir qiladi va substratning tuzilishi ildiz muhitidagi havo miqdorini belgilaydi. Sug'orish turli suv miqdori holatiga ega 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 juda farq qiladi. Substratning suvni ushlab turish qobiliyatini (havo miqdori) oqilona saqlash ildiz muhitida yuqori kislorod miqdorini saqlashning asosidir.

Eritmadagi to'yingan kislorod miqdoriga harorat va sho'rlanishning ta'siri

Suvdagi erigan kislorod miqdori

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

Matritsada kislorod tashish

Issiqxona ekinlari ildizlari ozuqa eritmasidan oladigan kislorod erkin holatda bo'lishi kerak va kislorod substratda havo va suv orqali, shuningdek, ildizlar 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 yetishtirish tizimlarida gipoksiya xavfi yuqori bo'lishining bir qancha sabablari bor. Birinchidan, harorat ko'tarilishi bilan suvdagi to'yingan kislorod miqdori kamayadi. Ikkinchidan, harorat oshishi bilan ildiz o'sishini ta'minlash uchun zarur bo'lgan kislorod ortadi. Bundan tashqari, yozda ozuqa moddalarining so'rilishi miqdori yuqori bo'ladi, shuning uchun ozuqa moddalarining so'rilishi uchun kislorodga bo'lgan ehtiyoj yuqoriroq bo'ladi. Bu ildiz muhitida kislorod miqdorining pasayishiga va samarali qo'shimchaning yo'qligiga olib keladi, bu esa ildiz muhitida gipoksiyaga olib keladi.

Yutish va o'sish

Ko'pgina muhim ozuqa moddalarining so'rilishi ildiz metabolizmi bilan chambarchas bog'liq jarayonlarga bog'liq bo'lib, ular ildiz hujayralari nafas olishi natijasida hosil bo'ladigan energiyani, ya'ni kislorod ishtirokida fotosintetik mahsulotlarning parchalanishini talab qiladi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, pomidor o'simliklarining umumiy assimilyatsiyalarining 10% ~ 20% ildizlarda ishlatiladi, ularning 50% ozuqa ionlarini so'rish uchun, 40% o'sish uchun va atigi 10% parvarish qilish uchun ishlatiladi. Ildizlar CO2 chiqaradigan to'g'ridan-to'g'ri muhitda kislorod topishi kerak.₂Substratlarda va gidroponikada yomon shamollatish natijasida kelib chiqadigan anaerob sharoitlarda 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)₄^3-), bu kaltsiy (Ca) va magniy (Mg) ning passiv so'rilishiga xalaqit beradi.

O'simlik ildizining o'sishi energiyaga muhtoj, normal ildiz faolligi eng past kislorod konsentratsiyasiga muhtoj va COP qiymatidan past kislorod konsentratsiyasi ildiz hujayralari metabolizmini cheklovchi omilga aylanadi (gipoksiya). Kislorod miqdori past bo'lganda, o'sish sekinlashadi yoki hatto to'xtaydi. Agar qisman ildiz gipoksiyasi faqat shoxlar va barglarga ta'sir qilsa, ildiz tizimi mahalliy so'rilishni oshirish orqali biron sababga ko'ra endi faol bo'lmagan ildiz tizimining qismini qoplashi mumkin.

O'simliklar metabolik mexanizmi elektron akseptor sifatida kislorodga bog'liq. Kislorodsiz ATF ishlab chiqarish to'xtaydi. ATFsiz protonlarning ildizlardan chiqishi to'xtaydi, ildiz hujayralarining hujayra sharbati kislotali bo'ladi va bu hujayralar bir necha soat ichida nobud bo'ladi. Vaqtinchalik va qisqa muddatli gipoksiya o'simliklarda qaytarib bo'lmaydigan ozuqaviy stressni keltirib chiqarmaydi. "Nitrat nafas olish" mexanizmi tufayli, ildiz gipoksiyasi paytida muqobil yo'l sifatida gipoksiyaga dosh berishning qisqa muddatli moslashuvi bo'lishi mumkin. Biroq, uzoq muddatli gipoksiya sekin o'sishga, barg maydonining kamayishiga va yangi va quruq vaznning kamayishiga olib keladi, bu esa hosildorlikning sezilarli darajada pasayishiga olib keladi.

Etilen

O'simliklar kuchli stress ostida joyida etilen hosil qiladi. Odatda, etilen tuproq havosiga tarqalish orqali ildizlardan chiqariladi. Suv bosish sodir bo'lganda, etilenning hosil bo'lishi nafaqat kuchayadi, balki diffuziya ham sezilarli darajada kamayadi, chunki ildizlar suv bilan o'ralgan. Etilen konsentratsiyasining ortishi ildizlarda aeratsiya to'qimalarining hosil bo'lishiga olib keladi (2-rasm). Etilen barglarning qarishiga ham olib kelishi mumkin va etilen va auksin o'rtasidagi o'zaro ta'sir qo'shimcha ildizlarning hosil bo'lishini oshiradi.

Kislorod stressi barglarning o'sishini pasayishiga olib keladi

ABA turli xil ekologik stresslarga dosh berish uchun ildiz va barglarda ishlab chiqariladi. Ildiz muhitida stressga odatiy javob stomatal yopilish bo'lib, bu ABA hosil bo'lishini o'z ichiga oladi. Stomatalar yopilmasdan oldin o'simlikning yuqori qismi shish bosimini yo'qotadi, yuqori barglar so'lib qoladi va fotosintetik samaradorlik ham pasayishi mumkin. Ko'pgina tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, stomatalar apoplastdagi ABA konsentratsiyasining oshishiga yopilish orqali, ya'ni barglarsiz o'simliklardagi ABA umumiy miqdorining oshishiga hujayra ichidagi ABA ni chiqarish orqali javob beradi, o'simliklar apoplast ABA konsentratsiyasini juda tez oshirishi mumkin. O'simliklar ekologik stress ostida bo'lganda, ular hujayralarda ABA ni chiqarishni boshlaydilar va ildizning chiqarilish signali soatlar o'rniga bir necha daqiqada uzatilishi mumkin. Barg to'qimasida ABA ning ko'payishi hujayra devorining cho'zilishini kamaytirishi va barg cho'zilishini pasayishiga olib kelishi mumkin. Gipoksiyaning yana bir ta'siri shundaki, barglarning umri qisqaradi, bu esa barcha barglarga ta'sir qiladi. Gipoksiya odatda sitokinin va nitrat tashishning pasayishiga olib keladi. Azot yoki sitokininning yetishmasligi barg maydonini parvarish qilish vaqtini qisqartiradi va bir necha kun ichida shoxlar va barglarning o'sishini to'xtatadi.

Ekin ildiz tizimining kislorod muhitini optimallashtirish

Substratning xususiyatlari suv va kislorodning taqsimlanishi uchun hal qiluvchi ahamiyatga ega. Issiqxona sabzavotlarining ildiz muhitidagi kislorod konsentratsiyasi asosan substratning suvni ushlab turish qobiliyati, sug'orish (hajmi va chastotasi), substrat tuzilishi va substrat polosasi harorati bilan bog'liq. Faqat ildiz muhitidagi kislorod miqdori kamida 10% (4~5 mg/l) dan yuqori bo'lgandagina 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 so'rilish samaradorligini va ildiz tizimining sifatini belgilaydi. Ildiz tizimi muhitida yetarli kislorod darajasi ildiz tizimining sog'lig'ini ta'minlashi mumkin, shunda o'simliklar patogen mikroorganizmlarga yaxshiroq qarshilik ko'rsatadi (3-rasm). Substratda yetarli kislorod darajasi anaerob sharoitlar xavfini ham kamaytiradi, shu bilan patogen mikroorganizmlar xavfini kamaytiradi.

Ildiz muhitida kislorod iste'moli

Ekinlarning maksimal kislorod iste'moli soatiga 40 mg/m2 gacha 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 yetish uchun kislorodga bo'lgan ehtiyojni qondirish uchun har soatda 5 litr suv berilishi kerak, ammo aslida bir kunda sug'orish miqdoriga erishilmasligi mumkin. Bu shuni anglatadiki, sug'orish orqali ta'minlangan kislorod juda kichik rol o'ynaydi. Kislorod ta'minotining katta qismi matritsadagi teshiklar orqali ildiz zonasiga yetib boradi va teshiklar orqali kislorod ta'minotining hissasi kun vaqtiga qarab 90% gacha yetadi. O'simliklarning bug'lanishi maksimal darajaga yetganda, sug'orish miqdori ham maksimal darajaga yetadi, bu soatiga 1~1,5 l/m2 ga teng. Agar sug'orish suvida 7 mg/l kislorod bo'lsa, u ildiz zonasi uchun soatiga 7~11 mg/m2 kislorod beradi. Bu talabning 17%~25% ga teng. Albatta, bu faqat substratdagi kislorodga kam ta'minlangan sug'orish suvi toza sug'orish suvi bilan almashtirilgan holatga tegishli.

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

Ildizlarning atrof-muhit haroratini optimallashtiring

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

Substratning juda past harorati (ildiz harorati) suvni yutishda qiyinchiliklarga olib kelishi mumkin. 5 ℃ da yutilish 20 ℃ ga qaraganda 70% ~ 80% pastroq. Agar substratning past harorati yuqori harorat bilan birga bo'lsa, bu o'simliklarning so'lishiga olib keladi. Ionlarning yutishi, albatta, haroratga bog'liq bo'lib, past haroratda ionlarning yutilishini inhibe qiladi va turli ozuqaviy elementlarning haroratga sezgirligi har xil bo'ladi.

Substratning juda yuqori harorati ham foydasiz bo'lib, ildiz tizimining juda katta bo'lishiga olib kelishi mumkin. Boshqacha qilib aytganda, o'simliklarda quruq moddalarning muvozanatsiz taqsimlanishi mavjud. Ildiz tizimi juda katta bo'lgani uchun nafas olish orqali keraksiz yo'qotishlar yuzaga keladi va yo'qolgan energiyaning bu qismi o'simlikning hosil qismi uchun ishlatilishi mumkin edi. Yuqori substrat haroratida erigan kislorod miqdori pastroq bo'ladi, bu mikroorganizmlar tomonidan iste'mol qilinadigan kislorodga qaraganda ildiz muhitidagi kislorod miqdoriga ancha katta ta'sir ko'rsatadi. Ildiz tizimi ko'p kislorod iste'mol qiladi va hatto substrat yoki tuproq tuzilishi yomon bo'lgan taqdirda gipoksiyaga olib keladi, shu bilan 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 muhim oraliq mavjud, ya'ni 80% ~ 85% suv miqdori (5-rasm). Substratda suv miqdorini 85% dan yuqori darajada uzoq vaqt ushlab turish kislorod ta'minotiga ta'sir qiladi. Kislorod ta'minotining katta qismi (75% ~ 90%) matritsadagi teshiklar orqali amalga oshiriladi.

Substratdagi kislorod miqdoriga qo'shimcha sug'orish

Quyosh nuri ko'proq bo'lsa, ildizlarda kislorod iste'moli ko'payadi va kislorod konsentratsiyasi pasayadi (6-rasm), shakar esa ko'proq bo'lsa, kechasi kislorod iste'moli ko'payadi. Transpiratsiya kuchli, suv singishi katta va substratda havo va kislorod ko'proq bo'ladi. 7-rasmning chap tomonidan ko'rinib turibdiki, substratning suvni ushlab turish qobiliyati yuqori va havo miqdori juda past bo'lgan taqdirda, sug'orishdan keyin substratdagi kislorod miqdori biroz oshadi. 7-rasmning o'ng tomonida ko'rsatilganidek, nisbatan yaxshi yorug'lik sharoitida, substratdagi havo miqdori suvning ko'proq 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 ekin ildizlari muhitidagi kislorod (havo) miqdori osongina e'tibordan chetda qoladi, ammo bu ekinlarning normal o'sishi va ildizlarning sog'lom rivojlanishini ta'minlash uchun muhim omil hisoblanadi.

Ekin yetishtirish jarayonida maksimal hosil olish uchun ildiz tizimi muhitini iloji boricha eng yaxshi holatda himoya qilish juda muhimdir. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, O₂Ildiz tizimi muhitida 4 mg/L dan past bo'lgan miqdor hosilning o'sishiga salbiy ta'sir ko'rsatadi.₂Ildiz muhitidagi tarkib asosan sug'orish (sug'orish miqdori va chastotasi), substrat tuzilishi, substrat suv miqdori, issiqxona va substrat haroratiga bog'liq bo'lib, turli xil ekish shakllari har xil bo'ladi. Suv o'tlari va mikroorganizmlar gidroponik ekinlarning ildiz muhitidagi kislorod miqdori bilan ham ma'lum bir bog'liqlikka ega. Gipoksiya nafaqat o'simliklarning sekin rivojlanishiga olib keladi, balki ildiz patogenlarining (pitiy, fitoftora, fusarium) ildiz o'sishiga bosimini oshiradi.

Sug'orish strategiyasi O ga sezilarli ta'sir ko'rsatadi₂substratdagi tarkib va ​​bu ekish jarayonida yanada nazorat qilinadigan usuldir. Ba'zi atirgul ekish tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, substratdagi suv miqdorini asta-sekin oshirish (ertalab) yaxshiroq kislorod holatiga erishishi mumkin. Suvni ushlab turish qobiliyati past bo'lgan substratda substrat yuqori kislorod miqdorini saqlab turishi mumkin va shu bilan birga, yuqori sug'orish chastotasi va qisqaroq interval orqali substratlar orasidagi suv miqdoridagi farqni oldini olish kerak. Substratlarning suvni ushlab turish qobiliyati qanchalik past bo'lsa, substratlar orasidagi farq shunchalik katta bo'ladi. Nam substrat, past sug'orish chastotasi va uzoqroq interval ko'proq havo almashinuvini va qulay kislorod sharoitlarini ta'minlaydi.

Substratning drenajlanishi substratning turi va suvni ushlab turish qobiliyatiga qarab, yangilanish tezligi va substratdagi kislorod konsentratsiyasi gradiyentiga katta ta'sir ko'rsatadigan yana bir omil hisoblanadi. Sug'orish suyuqligi substratning tubida uzoq vaqt qolmasligi kerak, lekin tezda to'kib tashlanishi kerak, shunda yangi kislorod bilan boyitilgan sug'orish suvi substratning tubiga yana yetib borishi mumkin. Drenaj tezligiga ba'zi nisbatan oddiy o'lchovlar, masalan, substratning bo'ylama va kenglik yo'nalishlaridagi gradiyenti ta'sir qilishi mumkin. Gradiyent qanchalik katta bo'lsa, drenaj tezligi shunchalik tez bo'ladi. Turli substratlarning teshiklari har xil va chiqish joylari soni ham har xil.

OXIRI

[iqtibos haqida ma'lumot]

Xie Yuanpei. Issiqxona ekinlari ildizlaridagi atrof-muhit kislorodining ekinlarning o'sishiga ta'siri [J]. Qishloq xo'jaligi muhandisligi texnologiyasi, 2022,42(31):21-24.