Chen Tongqiang, etc. Jordbruksteknisk teknik för växthusodling Publicerad i Peking kl. 17:30 den 6 januari 2023.

God rhizosfärisk EC och pH-kontroll är nödvändiga förutsättningar för att uppnå hög avkastning av tomater i jordlös odling i smarta glasväxthus. I den här artikeln användes tomat som planteringsobjekt, och lämplig rhizosfärisk EC och pH-intervall i olika stadier sammanfattades, liksom motsvarande kontrolltekniska åtgärder vid avvikelser, för att ge referens för den faktiska planteringsproduktionen i traditionella glasväxthus.

Enligt ofullständig statistik har planteringsytan för intelligenta glasväxthus med flera spann i Kina nått 630 hm2, och den expanderar fortfarande. Glasväxthus integrerar olika anläggningar och utrustning, vilket skapar en lämplig tillväxtmiljö för växttillväxt. God miljökontroll, noggrann bevattning av vatten och gödningsmedel, korrekt jordbruksdrift och växtskydd är de fyra viktigaste faktorerna för att uppnå hög avkastning och hög kvalitet på tomater. När det gäller noggrann bevattning är dess syfte att upprätthålla korrekt rhizosfärisk EC, pH, substratets vattenhalt och rhizosfärisk jonkoncentration. Bra rhizosfärisk EC och pH tillgodoser utvecklingen av rötter och absorptionen av vatten och gödningsmedel, vilket är en nödvändig förutsättning för att upprätthålla växttillväxt, fotosyntes, transpiration och andra metaboliska beteenden. Därför är upprätthållandet av en god rhizosfärisk miljö en nödvändig förutsättning för att uppnå hög skörd.

Okontrollerad EC och pH i rhizosfären kommer att få irreversibla effekter på vattenbalansen, rotutvecklingen, rotgödselns absorptionseffektivitet - växtnäringsbrist, rotjonkoncentration - gödselmedelsabsorption - växtnäringsbrist och så vidare. Tomatplantering och produktion i glasväxthus använder jordfri kultur. Efter att vatten och gödselmedel har blandats sker den integrerade tillförseln av vatten och gödselmedel i form av dropppilar. EC, pH, frekvens, formel, mängd returvätska och bevattningsstarttid kommer direkt att påverka rhizosfärens EC och pH. I den här artikeln sammanfattas lämplig rhizosfärs EC och pH i varje steg av tomatplanteringen, och orsakerna till onormal rhizosfärs EC och pH analyserades och korrigerande åtgärder sammanfattades, vilket gav referens och teknisk referens för faktisk produktion av traditionella glasväxthus.

Lämplig rhizosfär EC och pH vid olika tillväxtstadier av tomat

Rhizosfärens EC återspeglas huvudsakligen i jonkoncentrationen av huvudelementen i rhizosfären. Den empiriska beräkningsformeln är att summan av anjon- och katjonladdningar divideras med 20, och ju högre värde, desto högre rhizosfärens EC. Lämplig rhizosfärisk EC ger en lämplig och enhetlig elementjonkoncentration för rotsystemet.

Generellt sett är dess värde lågt (rhizosfärens EC <2,0 mS/cm). På grund av rotcellernas svälltryck leder det till ett överdrivet behov av vattenabsorption från rötterna, vilket resulterar i mer fritt vatten hos växterna, och det överskottsfria vattnet används för bladsprutning, cellförlängning och växternas fåfänga tillväxt. Dess värde är i den höga delen (vinterrhizosfärens EC >8~10 mS/cm, sommarrhizosfärens EC >5~7 mS/cm). Med ökande rhizosfärens EC blir rötternas vattenabsorptionsförmåga otillräcklig, vilket leder till vattenbrist hos växterna, och i svåra fall vissnar växterna (Figur 1). Samtidigt leder konkurrensen mellan blad och frukter om vatten till en minskning av fruktens vattenhalt, vilket påverkar avkastningen och fruktkvaliteten. När rhizosfärens EC ökar måttligt med 0~2 mS/cm, har det en god reglerande effekt på ökningen av lösligt sockerinnehåll/lösligt fast innehåll i frukten, justeringen av växtens vegetativa tillväxt och reproduktiva tillväxtbalans, så körsbärstomatodlare som strävar efter kvalitet använder ofta högre rhizosfär-EC. Det visade sig att det lösliga sockret i ympad gurka var signifikant högre än i kontrollgruppen under bevattning i brackvatten (3 g/L hemmagjort brackvatten med förhållandet NaCl:MgSO4:CaSO4 på 2:2:1 tillsattes till näringslösningen). Kännetecknen hos holländska 'honungs'-körsbärstomater är att de bibehåller en hög rhizosfär-EC (8~10 mS/cm) under hela produktionssäsongen, och frukten har en hög sockerhalt, men det färdiga fruktutbytet är relativt lågt (5 kg/m2).

Rhizosfärens pH (enhetslös) avser huvudsakligen pH-värdet i rhizosfärlösningen, vilket huvudsakligen påverkar utfällningen och upplösningen av varje elementjon i vatten, och sedan påverkar effektiviteten hos varje jon som absorberas av rotsystemet. För de flesta elementjoner är det lämpliga pH-intervallet 5,5~6,5, vilket kan säkerställa att varje jon kan absorberas normalt av rotsystemet. Därför bör rhizosfärens pH alltid bibehållas vid 5,5~6,5 under tomatplantering. Tabell 1 visar intervallet för rhizosfärens EC och pH-kontroll i olika tillväxtstadier av tomater med stora frukter. För tomater med små frukter, såsom körsbärstomater, är rhizosfärens EC i olika stadier 0~1 mS/cm högre än för tomater med stora frukter, men alla justeras enligt samma trend.

Onormala orsaker och justeringsåtgärder för tomatens rhizosfär EC

Rhizosfärens EC avser EC för näringslösning runt rotsystemet. När man planterar tomater med stenull i Holland använder odlare sprutor för att suga näringslösning från stenullen, och resultaten är mer representativa. Under normala omständigheter ligger retur-EC nära rhizosfärens EC, så samplingspunktens retur-EC används ofta som rhizosfärens EC i Kina. Den dygnsmässiga variationen av rhizosfärens EC stiger vanligtvis efter soluppgången, börjar minska och förblir stabil vid bevattningens topp, och stiger långsamt efter bevattning, som visas i figur 2.

De främsta orsakerna till den höga retur-EC är låg returhastighet, hög inlopps-EC och sen bevattning. Bevattningsmängden samma dag är mindre, vilket visar att vätskeåterföringen är låg. Syftet med vätskeåterföringen är att tvätta substratet helt, säkerställa att rhizosfärens EC, substratets vattenhalt och rhizosfärens jonkoncentration är inom det normala intervallet, och vätskeåterföringen är låg, och rotsystemet absorberar mer vatten än elementära joner, vilket ytterligare visar ökningen av EC. Den höga inlopps-EC leder direkt till den höga retur-EC. Enligt tumregeln är retur-EC 0,5~1,5 ms/cm högre än inlopps-EC. Den sista bevattningen avslutades tidigare samma dag, och ljusintensiteten var fortfarande högre (300~450 W/m2) efter bevattning. På grund av växternas transpiration driven av strålning fortsatte rotsystemet att absorbera vatten, substratets vattenhalt minskade, jonkoncentrationen ökade och sedan ökade rhizosfärens EC. När rhizosfärens EC är hög, strålningsintensiteten är hög och luftfuktigheten är låg, utsätts växterna för vattenbriststress, vilket allvarligt manifesteras som vissnande (Figur 1, höger).

Den låga EC i rhizosfären beror främst på den höga vätskeåterföringshastigheten, den sena bevattningen och den låga EC i vätskeinloppet, vilket förvärrar problemet. Den höga vätskeåterföringshastigheten leder till en oändlig närhet mellan inloppets EC och returens EC. När bevattningen avslutas sent, särskilt på molniga dagar, i kombination med svagt ljus och hög luftfuktighet, är växternas transpiration svag, absorptionsförhållandet för elementära joner är högre än för vatten, och minskningen av matrisvattenhalten är lägre än jonkoncentrationen i lösningen, vilket leder till låg EC för returvätskan. Eftersom svälltrycket hos växternas rothårsceller är lägre än vattenpotentialen i rhizosfärens näringslösning, absorberar rotsystemet mer vatten och vattenbalansen blir obalanserad. När transpirationen är svag kommer växten att utsöndras i form av spottande vatten (figur 1, vänster), och om temperaturen är hög på natten kommer växten att växa förgäves.

Justeringsåtgärder när rhizosfärens EC är onormal: ① När retur-EC är hög bör den inkommande EC ligga inom ett rimligt intervall. Generellt sett är den inkommande EC för stora frukttomater 2,5~3,5 mS/cm på sommaren och 3,5~4,0 mS/cm på vintern. För det andra, förbättra vätskeåterföringshastigheten, vilket är före högfrekvent bevattning vid middagstid, och se till att vätskeåterföring sker vid varje bevattning. Vätskeåterföringshastigheten är positivt korrelerad med strålningsackumuleringen. På sommaren, när strålningsintensiteten fortfarande är mer än 450 W/m2 och varaktigheten är mer än 30 minuter, bör en liten mängd bevattning (50~100 ml/droppar) tillsättas manuellt en gång, och det är bättre att ingen vätskeåterföring sker i princip. ② När vätskeåterföringshastigheten är låg är de främsta orsakerna hög vätskeåterföringshastighet, låg EC och sen sista bevattning. Med tanke på den sista bevattningstiden avslutas den sista bevattningen vanligtvis 2–5 timmar före solnedgången, vilket slutar tidigare än planerat på molniga dagar och vinterdagar, och senareläggs på soliga dagar och sommardagar. Kontrollera vätskeåterföringshastigheten i enlighet med utomhusstrålningsackumuleringen. Generellt sett är vätskeåterföringshastigheten mindre än 10 % när strålningsackumuleringen är mindre än 500 J/(cm2.d), och 10–20 % när strålningsackumuleringen är 500–1000 J/(cm2.d), och så vidare.

Onormala orsaker och justeringsåtgärder för tomatens rhizosfärs pH

Generellt sett är inflödets pH 5,5 och lakvattnets pH 5,5–6,5 under ideala förhållanden. Faktorer som påverkar rhizosfärens pH är formel, odlingsmedium, lakvattenmängd, vattenkvalitet och så vidare. När rhizosfärens pH är lågt kommer det att bränna rötterna och lösa upp stenullsmatrisen allvarligt, såsom visas i figur 3. När rhizosfärens pH är högt kommer absorptionen av Mn2+, Fe3+, Mg2+ och PO43- att minska, vilket kommer att leda till uppkomsten av grundämnesbrist, såsom manganbrist orsakad av högt rhizosfärens pH, såsom visas i figur 4.

När det gäller vattenkvalitet är regnvatten och RO-membranfiltreringsvatten surt, och modervätskans pH är generellt 3~4, vilket leder till det låga pH-värdet i inloppsvätskan. Kaliumhydroxid och kaliumbikarbonat används ofta för att justera pH-värdet i inloppsvätskan. Brunnsvatten och grundvatten regleras ofta av salpetersyra och fosforsyra eftersom de innehåller HCO3, som är alkaliskt. Onormalt inlopps-pH påverkar direkt retur-pH-värdet, så korrekt inlopps-pH är grunden för regleringen. När det gäller odlingssubstratet är pH-värdet i den återgående vätskan från kokosklisubstratet efter plantering nära den inkommande vätskans, och det onormala pH-värdet i den inkommande vätskan kommer inte att orsaka drastiska fluktuationer i rhizosfärens pH på kort tid på grund av substratets goda buffrande egenskaper. Under stenullsodling är pH-värdet i returvätskan efter kolonisering högt och varar länge.

Enligt växternas olika absorptionskapacitet kan joner delas in i fysiologiska sura salter och fysiologiska alkaliska salter. Om man tar NO3- som exempel, när växter absorberar 1 mol NO3- frigör rotsystemet 1 mol OH-, vilket leder till en ökning av rhizosfärens pH, medan rotsystemet, när det absorberar NH4+, frigör samma koncentration av H+, vilket leder till en minskning av rhizosfärens pH. Därför är nitrat ett fysiologiskt basiskt salt, medan ammoniumsalt är ett fysiologiskt surt salt. Generellt sett är kaliumsulfat, kalciumammoniumnitrat och ammoniumsulfat fysiologiska sura gödningsmedel, kaliumnitrat och kalciumnitrat är fysiologiska alkaliska salter, och ammoniumnitrat är ett neutralt salt. Vätskeåterflödets inverkan på rhizosfärens pH återspeglas huvudsakligen i utspolningen av rhizosfärens näringslösning, och det onormala rhizosfärens pH orsakas av den ojämna jonkoncentrationen i rhizosfären.

Justeringsåtgärder när rhizosfärens pH-värde är onormalt: ① Kontrollera först om det inkommande vattnets pH-värde ligger inom ett rimligt intervall; (2) Vid användning av vatten som innehåller mer karbonat, såsom brunnsvatten, fann författaren en gång att det inkommande vattnets pH-värde var normalt, men efter att bevattningen avslutats den dagen kontrollerades det inkommande vattnets pH-värde och fann sig vara förhöjt. Efter analys var den möjliga orsaken att pH-värdet hade ökat på grund av bufferten av HCO3-, så det rekommenderas att använda salpetersyra som regulator när brunnsvatten används som bevattningsvattenkälla; (3) När stenull används som planteringssubstrat är pH-värdet i returlösningen högt under lång tid i det tidiga stadiet av planteringen. I detta fall bör pH-värdet i den inkommande lösningen sänkas på lämpligt sätt till 5,2~5,5, och samtidigt bör doseringen av fysiologiskt syrasalt ökas, och kalciumammoniumnitrat bör användas istället för kalciumnitrat och kaliumsulfat bör användas istället för kaliumnitrat. Det bör noteras att doseringen av NH4+ inte bör överstiga 1/10 av den totala kväven i formeln. Till exempel, när den totala kvävekoncentrationen (NO3- +NH4+) i inloppet är 20 mmol/L, är NH4+-koncentrationen mindre än 2 mmol/L, och kaliumsulfat kan användas istället för kaliumnitrat, men det bör noteras att koncentrationen av SO4^2-I bevattningsinflödet rekommenderas inte att överstiga 6~8 mmol/L; (4) När det gäller vätskeåterföringshastigheten bör bevattningsmängden ökas varje gång och substratet bör tvättas, särskilt när stenull används för plantering, så att rhizosfärens pH-värde inte kan justeras snabbt på kort tid med hjälp av fysiologiskt surt salt, så bevattningsmängden bör ökas för att justera rhizosfärens pH-värde till ett rimligt intervall så snart som möjligt.

Sammanfattning

Ett rimligt intervall av rhizosfärens EC och pH är förutsättningen för att säkerställa normal absorption av vatten och gödningsmedel av tomatrötterna. Onormala värden leder till brist på växtnäring, obalans i vattenbalansen (vattenbrist, stress/för mycket fritt vatten), rotbrännskador (hög EC och lågt pH) och andra problem. På grund av fördröjningen av växtavvikelser orsakade av onormal rhizosfärens EC och pH, ​​betyder det att onormal rhizosfärens EC och pH har förekommit i många dagar, och processen för växten att återgå till det normala kommer att ta tid, vilket direkt påverkar produktionen och kvaliteten. Därför är det viktigt att mäta EC och pH i den inkommande och returnerade vätskan varje dag.

AVSLUTA

[Citerad information] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin, etc. Rhizosphere EC och pH-kontrollmetod för jordfri tomatodling i glasväxthus [J]. Agricultural Engineering Technology, 2022,42(31):17-20.