Чен Тунцян и др. Агроинженерная технология тепличного садоводства Опубликовано в Пекине в 17:30 6 января 2023 года.

Хорошая электропроводность ризосферы и контроль pH являются необходимыми условиями для достижения высоких урожаев томатов в беспочвенном режиме выращивания в теплице с умным стеклом.В этой статье в качестве объекта посадки был выбран томат, и были обобщены подходящие диапазоны EC и pH ризосферы на разных этапах, а также соответствующие технические меры контроля в случае отклонения от нормы, чтобы обеспечить ссылку на фактическую продукцию посадки в традиционные стеклянные теплицы.

Согласно неполным статистическим данным, площадь посадки многопролетных стеклянных интеллектуальных теплиц в Китае достигла 630 гм2 и продолжает увеличиваться.Стеклянная теплица объединяет различные объекты и оборудование, создавая подходящую среду для роста растений.Надлежащий контроль окружающей среды, точное орошение водой и удобрениями, правильное ведение хозяйства и защита растений — четыре основных фактора для достижения высокой урожайности и высокого качества томатов.Что касается точного орошения, его целью является поддержание надлежащей ризосферной электропроводности, pH, содержания воды в субстрате и концентрации ризосферных ионов.Хорошие ЕС и рН ризосферы обеспечивают развитие корней и поглощение воды и удобрений, что является необходимой предпосылкой для поддержания роста растений, фотосинтеза, транспирации и других метаболических процессов.Поэтому поддержание хорошей ризосферной среды является необходимым условием для достижения высокой урожайности сельскохозяйственных культур.

Выход из-под контроля EC и pH в ризосфере будет иметь необратимые последствия для водного баланса, развития корней, эффективности поглощения корневых удобрений, дефицита питательных веществ для растений, концентрации корневых ионов, поглощения удобрений, дефицита питательных веществ для растений и так далее.Посадка и выращивание помидоров в стеклянной теплице осуществляется без почвы.После смешивания воды и удобрения осуществляется комплексная подача воды и удобрения в виде падающих стрелок.EC, pH, частота, формула, количество возвращаемой жидкости и время начала орошения напрямую влияют на EC и pH ризосферы.В этой статье были обобщены подходящие значения EC и pH ризосферы на каждом этапе посадки томатов, а также были проанализированы причины аномальных значений EC и pH ризосферы, а также обобщены меры по исправлению положения, которые предоставили справочную и техническую информацию для фактического производства традиционного стекла. теплицы.

Подходящие ЕС и рН ризосферы на разных стадиях роста томата

ЭК ризосферы в основном отражается на концентрации ионов основных элементов в ризосфере.Эмпирическая формула расчета состоит в том, что сумма зарядов анионов и катионов делится на 20, и чем выше значение, тем выше ЕС ризосферы.Подходящая ЕС ризосферы обеспечит подходящую и однородную концентрацию ионов элемента для корневой системы.

Вообще говоря, его значение низкое (EC ризосферы <2,0 мСм/см).Из-за давления набухания корневых клеток это приведет к чрезмерной потребности в поглощении воды корнями, что приведет к увеличению количества свободной воды в растениях, а избыток свободной воды будет использоваться для плевания листьев, удлинения клеток и роста растений;Его значение находится на высокой стороне (EC зимней ризосферы>8~10 мСм/см, EC летней ризосферы>5~7 мСм/см).При повышении ЕС ризосферы водопоглотительная способность корней становится недостаточной, что приводит к влагодефицитному стрессу растений, а в тяжелых случаях растения увядают (рис. 1).В то же время конкуренция между листьями и плодами за воду приведет к снижению содержания влаги в плодах, что отразится на урожайности и качестве плодов.Когда электропроводность ризосферы умеренно увеличивается на 0~2 мСм/см, это оказывает хороший регулирующий эффект на увеличение концентрации растворимого сахара/содержания растворимых сухих веществ во фруктах, регулировку вегетативного роста растений и баланса репродуктивного роста, поэтому производители томатов черри, которые добиваться качества часто применяют выше ризосферы ЕС.Установлено, что растворимый сахар привитого огурца был значительно выше, чем в контроле, в условиях полива солоноватой водой (3 г/л самодельной солоноватой воды с соотношением NaCl:MgSO4:CaSO4 2:2:1). добавляли в питательный раствор).Характеристики томатов черри Dutch Honey заключаются в том, что они поддерживают высокую ризосферную электропроводность (8~10 мСм/см) в течение всего производственного сезона, а плоды имеют высокое содержание сахара, но выход готового плода относительно низок (5 кг/см). м2).

pH ризосферы (безразмерный) в основном относится к pH раствора ризосферы, который в основном влияет на осаждение и растворение ионов каждого элемента в воде, а затем влияет на эффективность поглощения каждого иона корневой системой.Для большинства ионов элементов подходящий диапазон pH составляет 5,5–6,5, что может гарантировать, что каждый ион может нормально поглощаться корневой системой.Поэтому при посадке томатов всегда следует поддерживать рН ризосферы на уровне 5,5-6,5.В таблице 1 представлены диапазоны регулирования ЕС и рН ризосферы на разных стадиях роста крупноплодных томатов.У мелкоплодных томатов, таких как черри, ЕС ризосферы на разных стадиях на 0~1 мСм/см выше, чем у крупноплодных, но все они регулируются по одной и той же тенденции.

Аномальные причины и меры по корректировке ризосферы томата EC

ЕС ризосферы относится к ЕС питательного раствора вокруг корневой системы.Когда в Голландии высаживают томатную минеральную вату, производители будут использовать шприцы для высасывания питательного раствора из минеральной ваты, и результаты будут более репрезентативными.При нормальных обстоятельствах возвратная ЕС близка к ЕС ризосферы, поэтому возвратная ЕС точки пробы часто используется в качестве ЕС ризосферы в Китае.Суточная вариация ЕС ризосферы обычно увеличивается после восхода солнца, начинает снижаться и остается стабильной на пике полива и медленно возрастает после полива, как показано на рисунке 2.

Основными причинами высокого возврата EC являются низкий уровень возврата, высокий уровень EC на входе и поздний полив.Объем орошения в тот же день меньше, что говорит о низкой скорости возврата жидкости.Целью возврата жидкости является полное промывание субстрата, обеспечение того, чтобы ЕС ризосферы, содержание воды в субстрате и концентрация ионов в ризосфере находились в нормальном диапазоне, а скорость возврата жидкости была низкой, а корневая система поглощала больше воды, чем элементарных ионов, что дополнительно показывает увеличение EC.Высокая ЕС на входе напрямую приводит к высокой ЕС на возврате.Согласно эмпирическому правилу, ЕС обратного потока на 0,5~1,5 мс/см выше, чем ЕС входа.Последний полив закончился ранее в тот же день, и интенсивность света была еще выше (300~450 Вт/м2) после полива.Из-за транспирации растений, вызванной излучением, корневая система продолжала поглощать воду, обводненность субстрата уменьшалась, концентрация ионов увеличивалась, а затем увеличивалась ЭП ризосферы.При высокой ЕС ризосферы, высокой интенсивности радиации и низкой влажности растения сталкиваются с дефицитом воды, который серьезно проявляется в виде увядания (рис. 1, справа).

Низкий уровень ЕС в ризосфере в основном связан с высокой скоростью возврата жидкости, поздним завершением орошения и низким уровнем ЕС на входе жидкости, что усугубит проблему.Высокая скорость возврата жидкости приведет к бесконечной близости между входным ЭК и обратным ЭК.При позднем орошении, особенно в пасмурные дни, в сочетании с малой освещенностью и высокой влажностью транспирация растений слабая, коэффициент поглощения элементарных ионов выше, чем у воды, а коэффициент снижения матричной влажности ниже, чем у воды. концентрации ионов в растворе, что приведет к низкой ЭП возвратной жидкости.Поскольку давление набухания волосковых клеток корней растений ниже, чем водный потенциал ризосферного питательного раствора, корневая система поглощает больше воды, и водный баланс нарушается.При слабой транспирации растение будет выделяться в виде плева воды (рис. 1, слева), а при высокой температуре ночью растение будет расти напрасно.

Меры по корректировке, когда EC ризосферы ненормальный: ① Когда возврат EC высок, входящий EC должен быть в пределах разумного диапазона.Как правило, входящая электропроводность крупноплодных томатов составляет 2,5–3,5 мСм/см летом и 3,5–4,0 мСм/см зимой.Во-вторых, улучшите скорость возврата жидкости, которая предшествует высокочастотному орошению в полдень, и убедитесь, что возврат жидкости происходит при каждом орошении.Скорость возврата жидкости положительно коррелирует с накоплением радиации.Летом, когда интенсивность излучения все еще превышает 450 Вт/м2, а продолжительность составляет более 30 минут, следует один раз вручную добавить небольшое количество орошения (50~100 мл/капельницу), и лучше, чтобы жидкость не возвращалась. происходит в основном.② Когда скорость возврата жидкости низкая, основными причинами являются высокая скорость возврата жидкости, низкая электропроводность и позднее последнее орошение.Ввиду последнего времени полива, последний полив обычно заканчивается за 2-5 часов до захода солнца, заканчиваясь в пасмурные дни и зимой досрочно, и задерживаясь в солнечные дни и летом.Контролируйте скорость возврата жидкости в соответствии с накоплением наружного излучения.Как правило, скорость возврата жидкости составляет менее 10 % при накоплении радиации менее 500 Дж/(см2.сут) и 10–20 % при накоплении радиации 500–1000 Дж/(см2.сут) и т. д. .

Аномальные причины и меры по корректировке рН ризосферы томата

Как правило, pH входящего потока составляет 5,5, а pH фильтрата составляет 5,5–6,5 в идеальных условиях.Факторами, влияющими на рН ризосферы, являются формула, питательная среда, скорость выщелачивания, качество воды и так далее.Когда рН ризосферы низкий, он сжигает корни и серьезно растворяет матрицу минеральной ваты, как показано на рисунке 3. Когда рН ризосферы высокий, поглощение Mn2+, Fe3+, Mg2+ и PO43- будет снижено. , что приведет к возникновению дефицита элемента, такого как дефицит марганца, вызванный высоким рН ризосферы, как показано на рисунке 4.

С точки зрения качества воды, дождевая вода и вода после мембранной фильтрации обратного осмоса являются кислыми, а pH маточного раствора обычно составляет 3–4, что приводит к низкому pH исходного раствора.Гидроксид калия и бикарбонат калия часто используются для регулирования pH поступающего раствора.Колодезная вода и подземные воды часто регулируются азотной и фосфорной кислотой, потому что они содержат HCO3, который является щелочным.Ненормальный уровень pH на входе будет напрямую влиять на уровень pH на возврате, поэтому правильный уровень pH на входе является основой регулирования.Что касается субстрата для выращивания, после посадки pH возвращающейся жидкости субстрата из кокосовых отрубей близок к pH поступающей жидкости, а аномальный pH поступающей жидкости не вызовет резких колебаний pH ризосферы за короткое время из-за хорошие буферные свойства субстрата.При выращивании минеральной ваты значение pH возвратной жидкости после колонизации высокое и сохраняется в течение длительного времени.

С точки зрения формулы, в соответствии с различной способностью поглощения ионов растениями, ее можно разделить на физиологические кислые соли и физиологические щелочные соли.Возьмем, к примеру, NO3-, когда растения поглощают 1 моль NO3-, корневая система выделяет 1 моль OH-, что приводит к увеличению рН ризосферы, а когда корневая система поглощает NH4+, она выделяет такую ​​же концентрацию Н+, что приведет к снижению рН ризосферы.Следовательно, нитрат является физиологически основной солью, а соль аммония — физиологически кислой солью.Как правило, сульфат калия, известково-аммиачная селитра и сульфат аммония являются физиологическими кислотными удобрениями, нитрат калия и нитрат кальция являются физиологическими щелочными солями, а нитрат аммония представляет собой нейтральную соль.Влияние скорости возврата жидкости на рН ризосферы в основном отражается в вымывании ризосферного питательного раствора, а аномальный рН ризосферы обусловлен неравномерной концентрацией ионов в ризосфере.

Меры по корректировке, когда рН ризосферы ненормальный: ① Во-первых, проверьте, находится ли рН притока в разумных пределах;(2) При использовании воды, содержащей больше карбонатов, такой как колодезная вода, автор однажды обнаружил, что pH притока был нормальным, но после того, как в тот же день закончилось орошение, pH притока был проверен и обнаружил, что он увеличился.После анализа возможная причина заключалась в том, что pH был повышен из-за буфера HCO3-, поэтому рекомендуется использовать азотную кислоту в качестве регулятора при использовании колодезной воды в качестве источника поливной воды;(3) Когда в качестве субстрата для посадки используется минеральная вата, pH возвращаемого раствора остается высоким в течение длительного времени на ранней стадии посадки.В этом случае следует соответствующим образом снизить рН поступающего раствора до 5,2~5,5, при этом следует увеличить дозу физиологической кислой соли, а вместо нитрата кальция и сульфата калия следует использовать известково-аммиачную селитру. можно использовать вместо нитрата калия.Следует отметить, что дозировка NH4+ не должна превышать 1/10 от общего азота в формуле.Например, при концентрации общего азота (NO3- +NH4+) во входящем потоке 20 ммоль/л, концентрации NH4+ менее 2 ммоль/л и вместо нитрата калия можно использовать сульфат калия, но следует отметить, что концентрация SO4^2-в ирригационном стоке не рекомендуется превышать 6~8 ммоль/л;(4) Что касается скорости возврата жидкости, объем орошения следует увеличивать каждый раз, а субстрат следует промывать, особенно когда для посадки используется минеральная вата, поэтому рН ризосферы нельзя быстро отрегулировать за короткое время с помощью физиологических растворов. кислой соли, поэтому объем орошения следует увеличить, чтобы как можно скорее отрегулировать рН ризосферы до разумного диапазона.

Краткое содержание

Разумный диапазон значений ЕС и рН ризосферы является предпосылкой для обеспечения нормального поглощения воды и удобрений корнями томата.Аномальные значения приведут к дефициту питательных веществ для растений, дисбалансу водного баланса (стресс из-за нехватки воды/избыток свободной воды), ожогу корней (высокий уровень электропроводности и низкий уровень pH) и другим проблемам.Из-за задержки аномалии растений, вызванной аномальными EC и pH ризосферы, как только проблема возникает, это означает, что аномальные EC и pH ризосферы имели место в течение многих дней, и процесс возвращения растения к норме займет время, что напрямую влияет на выход и качество.Поэтому важно ежедневно определять электропроводность и рН поступающей и возвращаемой жидкости.

КОНЕЦ

[Цитированная информация] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin и др. Метод регулирования ризосферной электропроводности и pH беспочвенной культуры томатов в стеклянной теплице [J].Технология сельскохозяйственного машиностроения, 2022,42(31):17-20.