Chen Tongqiang ym. Kasvihuoneviljelyn maataloustekniikka Julkaistu Pekingissä 6. tammikuuta 2023 klo 17.30.

Hyvä ritsosfäärin EC- ja pH-arvojen hallinta on välttämätöntä tomaatin korkean sadon saavuttamiseksi älykkäissä lasikasvihuoneissa tapahtuvassa mullattomassa viljelytilassa. Tässä artikkelissa istutettiin tomaatti, ja sopivat ritsosfäärin EC- ja pH-alueet eri vaiheissa sekä vastaavat tekniset torjuntatoimenpiteet poikkeavuuksien varalta esitettiin vertailuarvona perinteisten lasikasvihuoneiden todelliselle viljelylle.

Puutteellisten tilastojen mukaan moniaukkoisten lasisten älykkäiden kasvihuoneiden istutusala Kiinassa on saavuttanut 630 neliöjalan neliömetrin laajuuden, ja se kasvaa edelleen. Lasikasvihuoneissa on integroitu erilaisia ​​​​tiloja ja laitteita, jotka luovat sopivan kasvuympäristön kasvien kasvulle. Hyvä ympäristönsuojelu, veden ja lannoitteiden tarkka kastelu, oikea viljelytoiminta ja kasvinsuojelu ovat neljä tärkeintä tekijää tomaattien korkean sadon ja laadun saavuttamiseksi. Tarkan kastelun tarkoituksena on ylläpitää oikeaa rhizosfäärin EC:tä, pH:ta, substraatin vesipitoisuutta ja rhizosfäärin ionipitoisuutta. Hyvä rhizosfäärin EC ja pH edistävät juurien kehitystä sekä veden ja lannoitteiden imeytymistä, mikä on välttämätön edellytys kasvien kasvulle, fotosynteesille, haihdunnalle ja muille aineenvaihduntatoiminnoille. Siksi hyvän rhizosfääriympäristön ylläpitäminen on välttämätön edellytys korkean sadon saavuttamiseksi.

Ritosfäärin EC-arvon ja pH-arvon hallitsemattomuus vaikuttaa peruuttamattomasti veden tasapainoon, juurien kehitykseen, juurien ja lannoitteiden imeytymistehokkuuteen ja kasvien ravinteiden puutteeseen, juurien ionipitoisuuteen, lannoitteiden imeytymiseen ja kasvien ravinteiden puutteeseen ja niin edelleen. Tomaattien istutus ja tuotanto lasikasvihuoneissa perustuu mullattomaan viljelyyn. Kun vesi ja lannoite on sekoitettu, veden ja lannoitteen integroitu annostelu tapahtuu tippuvien nuolien muodossa. EC-arvo, pH, kastelutiheys, kaava, paluunesteen määrä ja kastelun aloitusaika vaikuttavat suoraan ritsosfäärin EC-arvoon ja pH-arvoon. Tässä artikkelissa esitetään yhteenveto sopivasta ritsosfäärin EC-arvosta ja pH-arvosta tomaattien istutuksen jokaisessa vaiheessa, analysoidaan epänormaalin ritsosfäärin EC-arvon ja pH-arvon syitä ja esitetään yhteenveto korjaavista toimenpiteistä, jotka tarjoavat viitteitä ja teknisiä viitteitä perinteisten lasikasvihuoneiden tuotantoon.

Sopiva rhizosfäärin EC ja pH tomaatin eri kasvuvaiheissa

Ritosfäärin sähkönjohtavuus (EC) heijastuu pääasiassa ritsosfäärin pääalkuaineiden ionipitoisuuksissa. Empiirinen laskukaava on, että anioni- ja kationivarausten summa jaetaan 20:llä, ja mitä suurempi arvo, sitä suurempi ritsosfäärin sähkönjohtavuus. Sopiva ritsosfäärin sähkönjohtavuus tarjoaa sopivan ja tasaisen alkuaineiden ionipitoisuuden juuristolle.

Yleisesti ottaen sen arvo on alhainen (rhizosfäärin EC<2,0 mS/cm). Juurisolujen turpoamispaineen vuoksi se johtaa juurien liialliseen vedenimeytymistarveeseen, mikä johtaa kasvien vapaan veden lisääntymiseen, ja ylimääräinen vapaa vesi käytetään lehtien sylkemiseen, solujen pidentymiseen ja kasvien turhaan kasvuun. Sen arvo on korkea (talven rhizosfäärin EC>8~10 mS/cm, kesän rhizosfäärin EC>5~7 mS/cm). Rhizosfäärin EC:n kasvaessa juurien vedenimemiskyky on riittämätön, mikä johtaa kasvien vedenpuutteesta johtuvaan stressiin ja vakavissa tapauksissa kasvit kuihtuvat (kuva 1). Samaan aikaan lehtien ja hedelmien välinen kilpailu vedestä johtaa hedelmien vesipitoisuuden laskuun, mikä vaikuttaa satoon ja hedelmien laatuun. Kun rhizosfäärin EC-arvoa nostetaan kohtalaisesti 0–2 mS/cm, sillä on hyvä säätelyvaikutus hedelmän liukoisen sokerin pitoisuuden/liukoisen kiintoaineen pitoisuuden kasvuun, kasvien vegetatiivisen kasvun ja lisääntymiskasvun tasapainon säätelyyn, joten laatuun pyrkivät kirsikkatomaattien viljelijät käyttävät usein korkeampaa rhizosfäärin EC-arvoa. Havaittiin, että vartetun kurkun liukoisen sokerin pitoisuus oli merkittävästi korkeampi kuin kontrollilla murtovesikasteluolosuhteissa (ravinneliuokseen lisättiin 3 g/l itse tehtyä murtovettä, jonka NaCl:MgSO4:CaSO4-suhde oli 2:2:1). Hollantilaisen 'Honey'-kirsikkatomaatin ominaispiirteisiin kuuluu, että se ylläpitää korkeaa rhizosfäärin EC-arvoa (8–10 mS/cm) koko tuotantokauden ajan, ja hedelmän sokeripitoisuus on korkea, mutta valmiin hedelmän sato on suhteellisen alhainen (5 kg/m2).

Rizosfäärin pH (yksikköön lukematon) viittaa pääasiassa ritsosfääriliuoksen pH-arvoon, joka vaikuttaa pääasiassa kunkin alkuaine-ionin saostumiseen ja liukenemiseen veteen ja sitten kunkin ionin imeytymistehokkuuteen juuristossa. Useimmille alkuaine-ioneille sopiva pH-alue on 5,5–6,5, mikä varmistaa, että juuristo voi imeä jokaisen ionin normaalisti. Siksi tomaattien istutuksen aikana ritsosfäärin pH-arvon tulisi aina olla 5,5–6,5. Taulukko 1 esittää ritsosfäärin EC-arvon ja pH-arvon säätelyn vaihteluvälin suurikokoisten tomaattien eri kasvuvaiheissa. Pienikokoisilla tomaateilla, kuten kirsikkatomaateilla, ritsosfäärin EC-arvo on eri vaiheissa 0–1 mS/cm korkeampi kuin suurikokoisilla tomaateilla, mutta niitä kaikkia säädetään saman trendin mukaan.

Tomaatin rhizosfäärin EC:n poikkeavat syyt ja sopeutumistoimenpiteet

Rizosfäärin EC viittaa juuriston ympärillä olevan ravinneliuoksen EC-arvoon. Kun tomaattikivivillaa istutetaan Hollannissa, viljelijät imevät ravinneliuosta ruiskuilla, jolloin tulokset ovat edustavampia. Normaalioloissa paluu-EC on lähellä ritsosfäärin EC-arvoa, joten näytteenottopisteen paluu-EC:tä käytetään usein ritsosfäärin EC-arvona Kiinassa. Rizosfäärin EC:n vuorokausivaihtelu yleensä nousee auringonnousun jälkeen, alkaa laskea ja pysyy vakaana kastelun huipulla ja nousee hitaasti kastelun jälkeen, kuten kuvassa 2 on esitetty.

Korkean paluu-EC:n tärkeimmät syyt ovat alhainen paluunopeus, korkea sisääntulevan veden EC ja myöhäinen kastelu. Saman päivän kastelumäärä on pieni, mikä osoittaa, että nesteen palautusnopeus on alhainen. Nesteen palautuksen tarkoituksena on pestä kasvualusta kokonaan, varmistaa, että ritsosfäärin EC, kasvualustan vesipitoisuus ja ritsosfäärin ionipitoisuus ovat normaalilla alueella, ja nesteen palautusnopeus on alhainen, ja juuristo imee enemmän vettä kuin alkuaineioneja, mikä osoittaa edelleen EC:n kasvua. Korkea sisääntulevan veden EC johtaa suoraan korkeaan paluu-EC:hen. Nykyohjeen mukaan paluu-EC on 0,5–1,5 ms/cm korkeampi kuin sisääntulevan veden EC. Viimeinen kastelu päättyi aiemmin samana päivänä, ja valon intensiteetti oli kastelun jälkeen edelleen korkeampi (300–450 W/m2). Säteilyn aiheuttaman kasvien haihtumisen vuoksi juuristo jatkoi veden imeytymistä, kasvualustan vesipitoisuus laski, ionipitoisuus nousi ja sitten ritsosfäärin EC nousi. Kun ritsosfäärin sähkönjohtavuus (EC) on korkea, säteilyn intensiteetti on korkea ja kosteus on alhainen, kasvit kohtaavat vedenpuutteesta johtuvan stressin, joka ilmenee vakavana kuihtumisena (kuva 1, oikea).

Rizosfäärin alhainen energiansiirtokyky (EC) johtuu pääasiassa korkeasta nesteen palautusnopeudesta, kastelun myöhäisestä päättymisestä ja nesteen sisäänvirtauksen alhaisesta energiansiirtokyvystä, mikä pahentaa ongelmaa. Korkea nesteen palautusnopeus johtaa sisäänvirtaus-EC:n ja paluu-EC:n äärettömän läheisyyteen. Kun kastelu päättyy myöhään, erityisesti pilvisinä päivinä, yhdistettynä vähäiseen valoon ja korkeaan ilmankosteuteen, kasvien haihtuminen on heikkoa, alkuaine-ionien absorptiosuhde on korkeampi kuin veden, ja matriisin vesipitoisuuden laskusuhde on pienempi kuin liuoksen ionipitoisuuden, mikä johtaa paluunesteen alhaiseen energiansiirtokykyyn. Koska kasvien juurisolujen turpoamispaine on alhaisempi kuin ritsosfäärin ravinneliuoksen vesipotentiaali, juuristo imee enemmän vettä ja vesitasapaino on epätasapainossa. Kun haihtuminen on heikkoa, kasvi purkautuu ulos roiskeveden muodossa (kuva 1, vasen), ja jos lämpötila on korkea yöllä, kasvi kasvaa turhaan.

Säätötoimenpiteet, kun rhizosfäärin EC on epänormaali: ① Kun paluu-EC on korkea, tulevan EC:n tulisi olla kohtuullisella alueella. Yleisesti ottaen suurten hedelmätomaattien tuleva EC on kesällä 2,5–3,5 mS/cm ja talvella 3,5–4,0 mS/cm. Toiseksi, paranna nesteen palautusnopeutta, joka on ennen keskipäivän suurtaajuuskastelua, ja varmista, että neste palaa joka kastelulla. Nesteen palautusnopeus korreloi positiivisesti säteilyn kertymisen kanssa. Kesällä, kun säteilyn intensiteetti on edelleen yli 450 W/m2 ja kesto on yli 30 minuuttia, pieni määrä kastelua (50–100 ml/tippa) tulisi lisätä manuaalisesti kerran, ja on parempi, ettei nesteen palautusta tapahdu lainkaan. ② Kun nesteen palautusnopeus on alhainen, tärkeimmät syyt ovat korkea nesteen palautusnopeus, alhainen EC ja myöhäinen viimeinen kastelu. Viimeisen kasteluajankohdan huomioon ottaen viimeinen kastelu päättyy yleensä 2–5 tuntia ennen auringonlaskua, pilvisinä päivinä ja talvella etuajassa ja aurinkoisina päivinä ja kesällä viivästyy. Säädä nesteen paluunopeutta ulkoilman säteilyn kertymisen mukaan. Yleensä nesteen paluunopeus on alle 10 %, kun säteilyn kertyminen on alle 500 J/(cm2.d), ja 10–20 %, kun säteilyn kertyminen on 500–1000 J/(cm2.d), ja niin edelleen.

Tomaatin rhizosfäärin pH:n poikkeavat syyt ja säätötoimenpiteet

Yleensä sisäänvirtausveden pH on 5,5 ja suotoveden pH on ihanteellisissa olosuhteissa 5,5–6,5. Ritosfäärin pH-arvoon vaikuttavia tekijöitä ovat kaava, viljelyalusta, suotoveden virtausnopeus, veden laatu ja niin edelleen. Kun ritsosfäärin pH on alhainen, se polttaa juuria ja liuottaa kivivillamatriisia merkittävästi, kuten kuvassa 3 on esitetty. Kun ritsosfäärin pH on korkea, Mn2+:n, Fe3+:n, Mg2+:n ja PO43-:n imeytyminen vähenee, mikä johtaa alkuaineiden puutokseen, kuten mangaanin puutokseen, jonka korkea ritsosfäärin pH aiheuttaa, kuten kuvassa 4 on esitetty.

Veden laadun osalta sadevesi ja käänteisosmoosikalvosuodatuksella tuotettu vesi ovat happamia, ja emäliuoksen pH on yleensä 3–4, mikä johtaa sisäänvirtausliuoksen alhaiseen pH-arvoon. Kaliumhydroksidia ja kaliumbikarbonaattia käytetään usein sisäänvirtausliuoksen pH-arvon säätämiseen. Kaivo- ja pohjavettä säädellään usein typpihapolla ja fosforihapolla, koska ne sisältävät emäksistä HCO3:a. Epänormaali sisäänvirtaus-pH vaikuttaa suoraan paluu-pH-arvoon, joten oikea sisäänvirtaus-pH on säätelyn perusta. Viljelyalustan osalta kookoslesealustan paluunesteen pH on istutuksen jälkeen lähellä sisäänvirtausnesteen pH-arvoa, eikä sisäänvirtausnesteen epänormaali pH aiheuta rhizosfäärin pH-arvon dramaattisia vaihteluita lyhyessä ajassa alustan hyvän puskurointiominaisuuden ansiosta. Kivivillaviljelyssä paluunesteen pH-arvo on korkea istutuksen jälkeen ja pysyy pitkään.

Kaavan mukaan kasvien ionien absorptiokyvyn mukaan ne voidaan jakaa fysiologisiin happosuoloihin ja fysiologisiin emäksisuoloihin. Esimerkiksi NO3-:n absorboidessa 1 moolin NO3-:a juuristo vapauttaa 1 moolin OH-:a, mikä johtaa ritsosfäärin pH-arvon nousuun. Kun juuristo absorboi NH4+:aa, se vapauttaa saman pitoisuuden H+:aa, mikä johtaa ritsosfäärin pH-arvon laskuun. Siksi nitraatti on fysiologisesti emäksinen suola, kun taas ammoniumsuola on fysiologisesti hapan suola. Yleensä kaliumsulfaatti, kalsiumammoniumnitraatti ja ammoniumsulfaatti ovat fysiologisia happamia lannoitteita, kaliumnitraatti ja kalsiumnitraatti ovat fysiologisia emäksisiä suoloja ja ammoniumnitraatti on neutraali suola. Nesteen palautusnopeuden vaikutus ritsosfäärin pH-arvoon heijastuu pääasiassa ritsosfäärin ravinneliuoksen huuhteluun, ja epänormaali ritsosfäärin pH johtuu ritsosfäärin epätasaisesta ionipitoisuudesta.

Säätötoimenpiteet, kun ritsosfäärin pH on epänormaali: ① Tarkista ensin, onko tuloveden pH kohtuullisella alueella; (2) Käytettäessä runsaasti karbonaattia sisältävää vettä, kuten kaivovettä, kirjoittaja havaitsi kerran, että tuloveden pH oli normaali, mutta kastelun päätyttyä kyseisenä päivänä tuloveden pH tarkistettiin ja havaittiin kohonneeksi. Analyysin jälkeen mahdollinen syy oli pH:n nousu HCO3--puskurin vuoksi, joten on suositeltavaa käyttää typpihappoa säätöaineena, kun kaivovettä käytetään kasteluveden lähteenä; (3) Kun istutusalustana käytetään kivivillaa, paluuliuoksen pH on korkea pitkään istutuksen alkuvaiheessa. Tässä tapauksessa tulevan liuoksen pH-arvoa tulisi laskea asianmukaisesti arvoon 5,2–5,5 ja samalla fysiologisen happosuolan annosta tulisi lisätä, ja kalsiumnitraatin sijasta tulisi käyttää kaliumsulfaattia ja kaliumnitraatin sijasta kaliumsulfaattia. On huomattava, että NH4+-annos ei saisi ylittää 1/10 kaavan kokonaistypemäärästä. Esimerkiksi kun kokonais-N-pitoisuus (NO3- +NH4+) tulovirrassa on 20 mmol/l, NH4+-pitoisuus on alle 2 mmol/l, ja kaliumsulfaattia voidaan käyttää kaliumnitraatin sijasta, mutta on huomattava, että SO4-pitoisuus^2-kasteluveden tulovedessä ei suositella ylittävän 6–8 mmol/l; (4) Nesteen palautusnopeuden osalta kastelun määrää on lisättävä joka kerta ja kasvualusta on pestävä, erityisesti silloin, kun istutuksissa käytetään kivivillaa, koska rhizosfäärin pH:ta ei voida säätää nopeasti lyhyessä ajassa käyttämällä fysiologista happosuolaa, joten kastelun määrää on lisättävä, jotta rhizosfäärin pH saadaan kohtuulliselle tasolle mahdollisimman pian.

Yhteenveto

Kohtuullinen rhizosfäärin EC- ja pH-arvojen vaihteluväli on edellytys tomaatin juurien normaalille veden ja lannoitteiden imeytymiselle. Epänormaalit arvot johtavat kasvien ravinteiden puutteeseen, vesitasapainon epätasapainoon (vedenpuutteesta johtuva stressi/liiallinen vapaa vesi), juurien palamiseen (korkea EC-arvo ja matala pH) ja muihin ongelmiin. Koska epänormaali rhizosfäärin EC-arvo ja pH-arvo viivästyttävät kasvien poikkeavuuksia, ongelman ilmeneminen tarkoittaa, että epänormaali rhizosfäärin EC-arvo ja pH-arvo ovat olleet olemassa useita päiviä, ja kasvien palautuminen normaaliksi vie aikaa. Tämä vaikuttaa suoraan satoon ja laatuun. Siksi on tärkeää mitata tulevan ja palautetun nesteen EC-arvot ja pH-arvot päivittäin.

LOPPU

[Viitatut tiedot] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin ym. Tomaatin multaamattoman viljelyn ritsosfäärin EC- ja pH-säätömenetelmä lasikasvihuoneessa [J]. Maataloustekniikka, 2022,42(31):17-20.