Күнөскана багбанчылыгынын айыл чарба инженериясынын технологиясы. Пекинде 2023-жылдын 13-январында саат 17:30да жарыяланган.

Көпчүлүк азык элементтеринин сиңирилиши өсүмдүк тамырларынын зат алмашуу активдүүлүгү менен тыгыз байланыштуу процесс. Бул процесстер тамыр клеткаларынын дем алуусу менен пайда болгон энергияны талап кылат, ал эми сууну сиңирүү температура жана дем алуу менен жөнгө салынат, ал эми дем алуу кычкылтектин катышуусун талап кылат, ошондуктан тамыр чөйрөсүндөгү кычкылтек өсүмдүктөрдүн кадимки өсүшүнө маанилүү таасир этет. Сууда эриген кычкылтектин курамы температурага жана туздуулукка таасир этет, ал эми субстраттын түзүлүшү тамыр чөйрөсүндөгү абанын курамын аныктайт. Сугат ар кандай суу курамынын абалындагы субстраттарда кычкылтектин курамын жаңыртуу жана толуктоодо чоң айырмачылыктарга ээ. Тамыр чөйрөсүндөгү кычкылтектин курамын оптималдаштыруунун көптөгөн факторлору бар, бирок ар бир фактордун таасир этүү даражасы ар башка. Субстраттын сууну жетиштүү деңгээлде кармоо сыйымдуулугун (абанын курамын) сактоо тамыр чөйрөсүндө кычкылтектин жогорку курамын сактоонун шарты болуп саналат.

Эритмедеги каныккан кычкылтектин курамына температуранын жана туздуулуктун таасири

Сууда эриген кычкылтектин курамы

Эриген кычкылтек суудагы байланышпаган же эркин кычкылтекте эрийт, ал эми суудагы эриген кычкылтектин курамы белгилүү бир температурада, башкача айтканда, каныккан кычкылтектин курамында максимумга жетет. Сууда каныккан кычкылтектин курамы температура менен өзгөрөт, ал эми температура жогорулаганда кычкылтектин курамы азаят. Тунук суунун каныккан кычкылтектин курамы туз камтыган деңиз суусуна караганда жогору (1-сүрөт), ошондуктан ар кандай концентрациядагы азык эритмелеринин каныккан кычкылтектин курамы ар кандай болот.

Матрицадагы кычкылтектин ташылышы

Күнөскана өсүмдүктөрүнүн тамырлары азык эритмесинен ала турган кычкылтек эркин абалда болушу керек, ал эми кычкылтек субстратта аба, суу жана тамырлардын айланасындагы суу аркылуу ташылат. Белгилүү бир температурада абадагы кычкылтектин курамы менен тең салмактуулукта болгондо, сууда эриген кычкылтек максимумга жетет жана абадагы кычкылтектин курамынын өзгөрүшү суудагы кычкылтектин курамынын пропорционалдуу өзгөрүшүнө алып келет.

Тамыр чөйрөсүндөгү гипоксия стрессинин өсүмдүктөргө тийгизген таасири

Тамыр гипоксиянын себептери

Гидропоникада жана субстрат өстүрүү системаларында гипоксия коркунучу жай мезгилинде жогору болушунун бир нече себептери бар. Биринчиден, температура жогорулаган сайын суудагы каныккан кычкылтектин курамы азаят. Экинчиден, тамырдын өсүшүн камсыз кылуу үчүн талап кылынган кычкылтек температуранын жогорулашы менен көбөйөт. Андан тышкары, жай мезгилинде азык заттардын сиңирилиши жогору болот, ошондуктан азык заттарды сиңирүү үчүн кычкылтекке болгон муктаждык жогорулайт. Бул тамыр чөйрөсүндөгү кычкылтектин курамынын төмөндөшүнө жана натыйжалуу кошумчанын жоктугуна алып келет, бул тамыр чөйрөсүндөгү гипоксияга алып келет.

Абсорбция жана өсүү

Көпчүлүк маанилүү азык заттардын сиңирилиши тамыр клеткаларынын дем алуусу, башкача айтканда, кычкылтектин катышуусунда фотосинтетикалык продуктулардын ажыроосунан пайда болгон энергияны талап кылган тамыр метаболизми менен тыгыз байланышкан процесстерге көз каранды. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, помидор өсүмдүктөрүнүн жалпы ассимиляцияларынын 10% ~ 20% тамырларда колдонулат, алардын 50% азык иондорун сиңирүү үчүн, 40% өсүү үчүн жана 10% гана сактоо үчүн колдонулат. Тамырлар CO2 бөлүп чыгарган түз чөйрөдө кычкылтек табышы керек.₂Субстраттарда жана гидропоникада начар желдетүүдөн улам пайда болгон анаэробдук шарттарда гипоксия суунун жана азык заттардын сиңүүсүнө таасир этет. Гипоксия азык заттардын, атап айтканда, нитраттын (NO) активдүү сиңүүсүнө тез жооп берет.₃^-), калий (K) жана фосфат (PO4)₄^3-), бул кальцийдин (Ca) жана магнийдин (Mg) пассивдүү сиңүүсүнө тоскоол болот.

Өсүмдүктүн тамырынын өсүшү энергияны талап кылат, тамырдын кадимки активдүүлүгү үчүн эң төмөнкү кычкылтек концентрациясы талап кылынат, ал эми кычкылтектин концентрациясы COP маанисинен төмөн болгондо, тамыр клеткаларынын метаболизми (гипоксия) чектелүүчү факторго айланат. Кычкылтектин курамы төмөн болгондо, өсүү жайлайт же ал тургай токтойт. Эгерде тамырдын жарым-жартылай гипоксиясы бутактарга жана жалбырактарга гана таасир этсе, тамыр системасы жергиликтүү сиңирүүнү көбөйтүү менен кандайдыр бир себептерден улам активдүү болбой калган тамыр системасынын бөлүгүн компенсациялай алат.

Өсүмдүктөрдүн зат алмашуу механизми электрон акцептору катары кычкылтекке көз каранды. Кычкылтексиз АТФ өндүрүшү токтойт. АТФсиз тамырлардан протондордун агып чыгышы токтойт, тамыр клеткаларынын клетка ширеси кычкыл болуп калат жана бул клеткалар бир нече сааттын ичинде өлөт. Убактылуу жана кыска мөөнөттүү гипоксия өсүмдүктөрдө кайтарылгыс азыктык стрессти жаратпайт. "Нитраттардын дем алуусу" механизминен улам, тамыр гипоксиясы учурунда альтернативдүү жол катары гипоксия менен күрөшүүнүн кыска мөөнөттүү адаптациясы болушу мүмкүн. Бирок, узак мөөнөттүү гипоксия өсүштүн жайлашына, жалбырак аянтынын азайышына жана жаңы жана кургак салмактын азайышына алып келет, бул түшүмдүн түшүмдүүлүгүнүн бир кыйла төмөндөшүнө алып келет.

Этилен

Өсүмдүктөр этиленди катуу стресс астында ордунда пайда кылышат. Адатта, этилен топурактын абасына диффузиялануу менен тамырлардан алынып салынат. Суу каптап кеткенде, этилендин пайда болушу күчөп гана тим болбостон, диффузия да бир топ азаят, анткени тамырлар суу менен курчалган. Этилендин концентрациясынын жогорулашы тамырларда аэрация ткандарынын пайда болушуна алып келет (2-сүрөт). Этилен жалбырактардын картаюусуна да алып келиши мүмкүн, ал эми этилен менен ауксиндин өз ара аракеттенүүсү кошумча тамырлардын пайда болушун күчөтөт.

Кычкылтек стресси жалбырактардын өсүшүнүн төмөндөшүнө алып келет

ABA ар кандай экологиялык стресстерге туруштук берүү үчүн тамырларда жана жалбырактарда өндүрүлөт. Тамыр чөйрөсүндө стресске болгон типтүү реакция - бул ABA пайда болгон устуканын жабылышы. Устучкалар жабыла электе, өсүмдүктүн үстүнкү бөлүгү шишик басымын жоготот, үстүнкү жалбырактар ​​солуп калат жана фотосинтетикалык эффективдүүлүк да төмөндөшү мүмкүн. Көптөгөн изилдөөлөр устучкалар апопласттагы ABA концентрациясынын жогорулашына жабылуу менен, башкача айтканда, жалбыраксыз өсүмдүктөрдөгү ABAнын жалпы курамы клетка ичиндеги ABA бөлүп чыгаруу менен жооп берерин көрсөттү, өсүмдүктөр апопласт ABA концентрациясын абдан тез жогорулата алышат. Өсүмдүктөр экологиялык стресске кабылганда, алар клеткаларда ABA бөлүп чыгара башташат жана тамырдын бөлүп чыгаруу сигналы сааттардын ордуна мүнөттөрдүн ичинде берилиши мүмкүн. Жалбырак тканындагы ABAнын көбөйүшү клетка дубалынын узарышын азайтып, жалбырактын узарышынын азайышына алып келиши мүмкүн. Гипоксиянын дагы бир таасири - жалбырактардын жашоо мөөнөтү кыскарат, бул бардык жалбырактарга таасир этет. Гипоксия, адатта, цитокининдин жана нитраттын ташылышынын азайышына алып келет. Азоттун же цитокининдин жетишсиздиги жалбырак аянтын тейлөө убактысын кыскартат жана бир нече күндүн ичинде бутактардын жана жалбырактардын өсүшүн токтотот.

Өсүмдүктөрдүн тамыр системасынын кычкылтек чөйрөсүн оптималдаштыруу

Субстраттын мүнөздөмөлөрү суу менен кычкылтектин бөлүштүрүлүшү үчүн чечүүчү мааниге ээ. Күнөскана жашылчаларынын тамыр чөйрөсүндөгү кычкылтектин концентрациясы негизинен субстраттын суу кармоо жөндөмдүүлүгүнө, сугаруу (өлчөмү жана жыштыгы), субстраттын түзүлүшүнө жана субстрат тилкесинин температурасына байланыштуу. Тамыр чөйрөсүндөгү кычкылтектин курамы кеминде 10% (4~5 мг/л) жогору болгондо гана тамырдын активдүүлүгүн эң жакшы абалда сактоого болот.

Өсүмдүктөрдүн тамыр системасы өсүмдүктөрдүн өсүшү жана ооруларга туруктуулугу үчүн абдан маанилүү. Суу жана азык заттар өсүмдүктөрдүн муктаждыктарына жараша сиңирилет. Бирок, тамыр чөйрөсүндөгү кычкылтектин деңгээли азык заттардын жана суунун сиңирүү натыйжалуулугун жана тамыр системасынын сапатын көбүнчө аныктайт. Тамыр системасынын чөйрөсүндөгү кычкылтектин жетиштүү деңгээли тамыр системасынын ден соолугун камсыздай алат, ошондуктан өсүмдүктөр патогендик микроорганизмдерге жакшыраак туруктуулукка ээ болот (3-сүрөт). Субстраттагы кычкылтектин жетиштүү деңгээли анаэробдук шарттардын коркунучун азайтат, ошону менен патогендик микроорганизмдердин коркунучун азайтат.

Тамыр чөйрөсүндөгү кычкылтектин керектелиши

Эгиндердин кычкылтекти максималдуу керектөөсү 40 мг/м2/саатка чейин жетиши мүмкүн (керектөө өсүмдүктөргө жараша). Температурага жараша сугат суусунда 7~8 мг/л кычкылтек болушу мүмкүн (4-сүрөт). 40 мгга жетүү үчүн кычкылтек муктаждыгын канааттандыруу үчүн саат сайын 5 л суу берилиши керек, бирок чындыгында бир күндө сугаруунун көлөмүнө жетпешиңиз мүмкүн. Бул сугаруу менен камсыз болгон кычкылтек анча чоң эмес роль ойнойт дегенди билдирет. Кычкылтек менен камсыздоонун көпчүлүк бөлүгү матрицадагы тешикчелер аркылуу тамыр зонасына жетет жана тешикчелер аркылуу кычкылтек менен камсыздоонун салымы күндүн убактысына жараша 90% га чейин жетет. Өсүмдүктөрдүн буулануусу максималдуу чекке жеткенде, сугат көлөмү да максималдуу чекке жетет, бул 1~1,5 л/м2/саатка барабар. Эгерде сугат суусунда 7 мг/л кычкылтек болсо, ал тамыр зонасы үчүн 7~11 мг/м2/саат кычкылтек менен камсыз кылат. Бул муктаждыктын 17%~25% га барабар. Албетте, бул субстраттагы кычкылтекке аз сугат суусу таза сугат суусу менен алмаштырылган кырдаалга гана тиешелүү.

Тамырларды керектөөдөн тышкары, тамыр чөйрөсүндөгү микроорганизмдер да кычкылтекти керектешет. Муну сандык жактан аныктоо кыйын, анткени бул жагынан эч кандай өлчөө жүргүзүлгөн эмес. Жыл сайын жаңы субстраттар алмаштырылып тургандыктан, микроорганизмдер кычкылтекти керектөөдө салыштырмалуу аз роль ойнойт деп болжолдоого болот.

Тамырлардын айлана-чөйрөнүн температурасын оптималдаштыруу

Тамыр системасынын нормалдуу өсүшү жана иштеши үчүн тамыр системасынын айлана-чөйрөнүн температурасы абдан маанилүү, ошондой эле тамыр системасы тарабынан сууну жана азык заттарды сиңирүүгө таасир этүүчү маанилүү фактор болуп саналат.

Субстраттын өтө төмөн температурасы (тамырдын температурасы) сууну сиңирүүдө кыйынчылыктарга алып келиши мүмкүн. 5℃ температурада сиңирүү 20℃ температурага караганда 70% ~ 80% төмөн. Эгерде субстраттын төмөн температурасы жогорку температура менен коштолсо, ал өсүмдүктөрдүн солуп калышына алып келет. Иондордун сиңирилиши, албетте, температурага көз каранды, ал төмөнкү температурада иондордун сиңирилишине тоскоол болот жана ар кандай азык элементтеринин температурага сезгичтиги ар кандай болот.

Субстраттын өтө жогорку температурасы да пайдасыз жана тамыр системасынын өтө чоң болушуна алып келиши мүмкүн. Башкача айтканда, өсүмдүктөрдө кургак заттардын тең салмаксыз бөлүштүрүлүшү бар. Тамыр системасы өтө чоң болгондуктан, дем алуу аркылуу керексиз жоготуулар болот жана жоголгон энергиянын бул бөлүгү өсүмдүктүн түшүм жыйноочу бөлүгү үчүн колдонулушу мүмкүн. Субстраттын жогорку температурасында эриген кычкылтектин курамы төмөн болот, бул микроорганизмдер керектеген кычкылтектин көлөмүнө караганда тамыр чөйрөсүндөгү кычкылтектин курамына алда канча чоң таасир этет. Тамыр системасы көп кычкылтекти керектейт жана ал тургай субстраттын же топурактын начар түзүлүшүндө гипоксияга алып келет, ошентип, суунун жана иондордун сиңүүсүн азайтат.

Матрицанын сууну кармап туруу жөндөмдүүлүгүн акылга сыярлык деңгээлде сактаңыз.

Матрицадагы суунун курамы менен кычкылтектин пайыздык курамынын ортосунда терс корреляция бар. Суунун курамы жогорулаганда, кычкылтектин курамы азаят жана тескерисинче. Матрицадагы суунун курамы менен кычкылтектин ортосунда критикалык диапазон бар, башкача айтканда, 80% ~ 85% суу курамы (5-сүрөт). Субстраттагы суунун курамын 85% дан жогору узак мөөнөттүү сактоо кычкылтек менен камсыздоого таасир этет. Кычкылтек менен камсыздоонун көпчүлүк бөлүгү (75% ~ 90%) матрицадагы тешикчелер аркылуу өтөт.

Субстраттагы кычкылтектин курамына жараша сугат кошумчасы

Күн нурунун көп болушу тамырларда кычкылтектин көп керектелишине жана кычкылтектин концентрациясынын төмөндөшүнө алып келет (6-сүрөт), ал эми канттын көп болушу түнкүсүн кычкылтектин көп керектелишине алып келет. Транспирация күчтүү, сууну сиңирүү жогору жана субстратта аба жана кычкылтек көбүрөөк болот. 7-сүрөттүн сол жагынан көрүнүп тургандай, субстраттын сууну кармоо жөндөмдүүлүгү жогору жана абанын курамы өтө төмөн болгон шартта, сугаруудан кийин субстраттагы кычкылтектин курамы бир аз жогорулайт. 7-сүрөттүн оң жагында көрсөтүлгөндөй, салыштырмалуу жакшы жарыктандыруу шартында, субстраттагы абанын курамы сууну көбүрөөк сиңирүүдөн улам жогорулайт (сугаруу убактысы бирдей). Сугаруунун субстраттагы кычкылтектин курамына салыштырмалуу таасири субстраттагы сууну кармоо жөндөмдүүлүгүнөн (абанын курамынан) алда канча аз.

Талкуулоо

Иш жүзүндөгү өндүрүштө өсүмдүктүн тамыр чөйрөсүндөгү кычкылтектин (абанын) курамы оңой эле көз жаздымда калат, бирок ал өсүмдүктөрдүн нормалдуу өсүшүн жана тамырлардын дени сак өнүгүшүн камсыз кылуу үчүн маанилүү фактор болуп саналат.

Өсүмдүк өстүрүү учурунда максималдуу түшүм алуу үчүн тамыр системасынын чөйрөсүн мүмкүн болушунча эң жакшы абалда коргоо абдан маанилүү. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, O...₂Тамыр системасынын чөйрөсүндөгү 4 мг/лден төмөн болгон кычкылтектин курамы өсүмдүктөрдүн өсүшүнө терс таасирин тийгизет.₂Тамыр чөйрөсүндөгү курамы негизинен сугатка (сугаруунун көлөмү жана жыштыгы), субстраттын түзүлүшүнө, субстраттын суунун курамына, күнөскананын жана субстраттын температурасына таасир этет жана ар кандай отургузуу схемалары ар башка болот. Балырлардын жана микроорганизмдердин гидропоникалык өсүмдүктөрдүн тамыр чөйрөсүндөгү кычкылтектин курамы менен белгилүү бир байланышы бар. Гипоксия өсүмдүктөрдүн жай өнүгүшүнө гана алып келбестен, тамырдын патогендеринин (питий, фитофтора, фузариум) тамырдын өсүшүнө басымын жогорулатат.

Сугат стратегиясы суу ресурстарына олуттуу таасирин тийгизет₂субстраттагы курамын жана отургузуу процессинде бул дагы көзөмөлдөнүүчү жол. Роза отургузуу боюнча айрым изилдөөлөр субстраттагы суунун курамын акырындык менен көбөйтүү (эртең менен) кычкылтектин абалын жакшырта аларын көрсөттү. Сууну кармоо жөндөмдүүлүгү төмөн субстратта субстрат кычкылтектин жогорку курамын сактай алат жана ошол эле учурда сугаруунун жогорку жыштыгы жана кыска аралык аркылуу субстраттардын ортосундагы суунун курамынын айырмачылыгынан качуу керек. Субстраттардын суу кармоо жөндөмдүүлүгү канчалык төмөн болсо, субстраттардын ортосундагы айырма ошончолук чоң болот. Нымдуу субстрат, сугаруунун төмөнкү жыштыгы жана узак аралык абанын көбүрөөк алмашуусун жана жагымдуу кычкылтек шарттарын камсыз кылат.

Субстраттын кургашы - бул субстраттын түрүнө жана суу кармоо жөндөмдүүлүгүнө жараша жаңылануу ылдамдыгына жана субстраттагы кычкылтек концентрациясынын градиентине чоң таасир этүүчү дагы бир фактор. Сугаруу суюктугу субстраттын түбүндө көпкө калбашы керек, тескерисинче, кычкылтекке бай жаңы сугат суусу субстраттын түбүнө кайра жетип турушу үчүн тез агызылышы керек. Дренаж ылдамдыгына субстраттын узунунан жана туурасынан багыттары боюнча градиенти сыяктуу кээ бир салыштырмалуу жөнөкөй өлчөөлөр таасир этиши мүмкүн. Градиент канчалык чоң болсо, дренаж ылдамдыгы ошончолук тез болот. Ар кандай субстраттардын тешиктери ар кандай болот жана чыгуучу жерлердин саны да ар кандай болот.

АЯГЫ

[шилтеме маалыматы]

Се Юаньпэй. Күнөскана өсүмдүктөрүнүн тамырларындагы айлана-чөйрөнүн кычкылтек курамынын өсүмдүктөрдүн өсүшүнө тийгизген таасири [J]. Айыл чарба инженерия технологиясы, 2022,42(31):21-24.