Хүлэмжийн цэцэрлэгжүүлэлтийн хөдөө аж ахуйн инженерийн технологи. 2023 оны 1-р сарын 13-ны 17:30 цагт Бээжинд нийтлэгдсэн.

Ихэнх шим тэжээлийн элементүүдийн шингээлт нь ургамлын үндэсний бодисын солилцооны үйл ажиллагаатай нягт холбоотой үйл явц юм. Эдгээр үйл явц нь үндэсний эсийн амьсгалаар үүссэн энерги шаарддаг бөгөөд ус шингээлтийг температур, амьсгалаар зохицуулдаг бөгөөд амьсгалахад хүчилтөрөгчийн оролцоо шаардлагатай тул үндэсний орчин дахь хүчилтөрөгч нь ургацын хэвийн өсөлтөд чухал нөлөө үзүүлдэг. Усан дахь ууссан хүчилтөрөгчийн агууламж нь температур, давсжилтаас хамаардаг бөгөөд субстратын бүтэц нь үндэсний орчны агаарын агууламжийг тодорхойлдог. Усалгаа нь өөр өөр усны агууламжтай субстрат дахь хүчилтөрөгчийн агууламжийг шинэчлэх, нөхөхөд ихээхэн ялгаатай байдаг. Үндэсний орчин дахь хүчилтөрөгчийн агууламжийг оновчтой болгох олон хүчин зүйл байдаг боловч хүчин зүйл бүрийн нөлөөллийн зэрэг нь нэлээд өөр өөр байдаг. Субстратын ус хадгалах чадварыг (агаарын агууламж) зохистой хэмжээнд байлгах нь үндэсний орчинд хүчилтөрөгчийн өндөр агууламжийг хадгалах урьдчилсан нөхцөл юм.

Уусмал дахь ханасан хүчилтөрөгчийн агууламжид температур ба давсжилтын нөлөө

Усан дахь ууссан хүчилтөрөгчийн агууламж

Ууссан хүчилтөрөгч нь усанд холбоогүй эсвэл чөлөөт хүчилтөрөгчөөр уусдаг бөгөөд усан дахь ууссан хүчилтөрөгчийн агууламж тодорхой температурт хамгийн дээд хэмжээнд хүрдэг бөгөөд энэ нь ханасан хүчилтөрөгчийн агууламж юм. Усан дахь ханасан хүчилтөрөгчийн агууламж температуртай хамт өөрчлөгддөг бөгөөд температур нэмэгдэхэд хүчилтөрөгчийн агууламж буурдаг. Цэвэр усны ханасан хүчилтөрөгчийн агууламж нь давс агуулсан далайн уснаас өндөр байдаг (Зураг 1) тул өөр өөр концентрацитай шим тэжээлийн уусмалын ханасан хүчилтөрөгчийн агууламж өөр өөр байх болно.

Матриц дахь хүчилтөрөгчийн тээвэрлэлт

Хүлэмжийн ургамлын үндэс шим тэжээлийн уусмалаас авах боломжтой хүчилтөрөгч нь чөлөөт төлөвт байх ёстой бөгөөд хүчилтөрөгч нь субстратад агаар, ус, үндэсний эргэн тойрон дахь усаар дамжин тээвэрлэгддэг. Тодорхой температурт агаар дахь хүчилтөрөгчийн агууламжтай тэнцвэрт байдалд байх үед усанд ууссан хүчилтөрөгч хамгийн дээд хэмжээндээ хүрч, агаар дахь хүчилтөрөгчийн агууламжийн өөрчлөлт нь усан дахь хүчилтөрөгчийн агууламжийн пропорциональ өөрчлөлтөд хүргэнэ.

Үндэс орчин дахь гипоксийн стрессийн ургацад үзүүлэх нөлөө

Үндэс гипоксийн шалтгаанууд

Зуны улиралд гидропоник болон субстрат тариалалтын системд гипокси үүсэх эрсдэл өндөр байдаг хэд хэдэн шалтгаан бий. Нэгдүгээрт, температур нэмэгдэхийн хэрээр усан дахь ханасан хүчилтөрөгчийн агууламж буурна. Хоёрдугаарт, температур нэмэгдэхийн хэрээр үндэсний өсөлтийг хангахад шаардлагатай хүчилтөрөгч нэмэгддэг. Цаашилбал, зуны улиралд шим тэжээлийн шингээлтийн хэмжээ өндөр байдаг тул шим тэжээлийн шингээлтийн хүчилтөрөгчийн хэрэгцээ өндөр байдаг. Энэ нь үндэсний орчин дахь хүчилтөрөгчийн агууламж буурч, үр дүнтэй нэмэлт тэжээл дутагдаж, улмаар үндэсний орчинд гипокси үүсгэдэг.

Шингээлт ба өсөлт

Ихэнх чухал тэжээллэг бодисын шингээлт нь үндэсний бодисын солилцоотой нягт холбоотой үйл явцаас хамаардаг бөгөөд энэ нь үндэсний эсийн амьсгалаар үүсдэг энерги, өөрөөр хэлбэл хүчилтөрөгчийн оролцоотой фотосинтезийн бүтээгдэхүүний задрал шаарддаг. Судалгаагаар улаан лоолийн ургамлын нийт шингээлтийн 10% ~ 20% нь үндэст ашиглагддаг бөгөөд үүний 50% нь шим тэжээлийн ионыг шингээхэд, 40% нь өсөлтөд, ердөө 10% нь арчилгаанд ашиглагддаг болохыг харуулсан. Үндэс нь CO2 ялгаруулдаг шууд орчинд хүчилтөрөгч олох ёстой.₂Субстрат болон гидропоникийн агааржуулалт муу байгаагаас үүдэлтэй агааргүй нөхцөлд гипокси нь ус болон шим тэжээлийн шингээлтэд нөлөөлнө. Гипокси нь шим тэжээл, тухайлбал нитрат (NO)-ийн идэвхтэй шингээлтэд хурдан хариу үйлдэл үзүүлдэг.₃^-), кали (K) ба фосфат (PO4)₄^3-), энэ нь кальци (Ca) болон магнийн (Mg) идэвхгүй шингээлтэд саад учруулна.

Ургамлын үндэсний өсөлтөд энерги хэрэгтэй, үндэсний хэвийн үйл ажиллагаанд хүчилтөрөгчийн хамгийн бага концентраци шаардлагатай бөгөөд COP-ийн утгаас доогуур хүчилтөрөгчийн концентраци нь үндэсний эсийн бодисын солилцоог хязгаарлах хүчин зүйл болдог (гипокси). Хүчилтөрөгчийн агууламжийн түвшин бага байх үед өсөлт удааширч эсвэл бүр зогсдог. Хэрэв үндэсний хэсэгчилсэн гипокси нь зөвхөн мөчир, навчинд нөлөөлдөг бол үндэсний систем нь орон нутгийн шингээлтийг нэмэгдүүлэх замаар ямар нэгэн шалтгаанаар идэвхгүй болсон үндэсний системийн хэсгийг нөхөж чаддаг.

Ургамлын бодисын солилцооны механизм нь электрон хүлээн авагч болох хүчилтөрөгчөөс хамаардаг. Хүчилтөрөгчгүй бол АТФ-ийн үйлдвэрлэл зогсох болно. АТФ-гүй бол үндэснээс протоны гадагшлах урсгал зогсох бөгөөд үндэсний эсийн шүүс хүчиллэг болж, эдгээр эсүүд хэдхэн цагийн дотор үхэх болно. Түр зуурын болон богино хугацааны гипокси нь ургамалд эргэлт буцалтгүй тэжээлийн стресс үүсгэхгүй. "Нитратын амьсгал" механизмын улмаас үндэсний гипоксигийн үед гипокситой тэмцэх богино хугацааны дасан зохицох арга байж болох юм. Гэсэн хэдий ч урт хугацааны гипокси нь өсөлт удааширч, навчны талбай багасч, шинэхэн болон хуурай жин буурч, улмаар ургацын ургац мэдэгдэхүйц буурахад хүргэнэ.

Этилен

Ургамал нь маш их стрессийн дор этиленийг байрандаа үүсгэдэг. Ихэвчлэн этиленийг хөрсний агаарт тархах замаар үндэснээс нь салгадаг. Усны хуримтлал үүсэх үед этилен үүсэх нь нэмэгдэхээс гадна үндэс нь усаар хүрээлэгдсэн тул тархалт эрс буурдаг. Этилений концентраци нэмэгдэх нь үндэст агааржуулалтын эд үүсэхэд хүргэдэг (Зураг 2). Этилен нь навч хөгшрөхөд хүргэдэг бөгөөд этилен ба ауксины харилцан үйлчлэл нь нэмэлт үндэс үүсэхийг нэмэгдүүлдэг.

Хүчилтөрөгчийн стресс нь навчны ургалтыг бууруулдаг

ABA нь үндэс болон навчинд янз бүрийн орчны стрессийг даван туулахын тулд үүсдэг. Үндэс орчинд стрессийн ердийн хариу үйлдэл нь омот хаагдах бөгөөд энэ нь ABA үүсэхийг хамардаг. Амттан хаагдахаас өмнө ургамлын дээд хэсэг хавагнах даралтыг алдаж, дээд навчнууд хатаж, фотосинтезийн үр ашиг буурч болзошгүй. Олон судалгаагаар амттан нь апопласт дахь ABA-ийн концентраци нэмэгдэхэд хаагдаж, өөрөөр хэлбэл навч бус дахь ABA-ийн нийт агууламж эсийн доторх ABA ялгаруулснаар хариу үйлдэл үзүүлдэг болохыг харуулсан бөгөөд ургамал нь апопласт ABA-ийн концентрацийг маш хурдан нэмэгдүүлж чаддаг. Ургамал хүрээлэн буй орчны стресст орсон үед эсэд ABA ялгарч эхэлдэг бөгөөд үндэс ялгаруулах дохиог хэдэн цагийн оронд хэдхэн минутын дотор дамжуулж болно. Навчны эдэд ABA нэмэгдэх нь эсийн хананы суналтыг бууруулж, навчны суналтыг бууруулахад хүргэдэг. Гипоксийн өөр нэг нөлөө нь навчны ашиглалтын хугацаа богиносдог бөгөөд энэ нь бүх навчинд нөлөөлдөг. Гипокси нь ихэвчлэн цитокинин ба нитратын тээвэрлэлт буурахад хүргэдэг. Азот эсвэл цитокинины дутагдал нь навчны талбайн арчилгааны хугацааг богиносгож, мөчир, навчны ургалтыг хэдхэн хоногийн дотор зогсооно.

Ургамлын үндэс системийн хүчилтөрөгчийн орчныг оновчтой болгох

Ус болон хүчилтөрөгчийн тархалтад субстратын шинж чанар чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Хүлэмжийн хүнсний ногооны үндэс орчин дахь хүчилтөрөгчийн агууламж нь голчлон субстратын ус хадгалах чадвар, усалгаа (хэмжээ ба давтамж), субстратын бүтэц, субстратын зурвасын температуртай холбоотой байдаг. Зөвхөн үндэс орчин дахь хүчилтөрөгчийн агууламж дор хаяж 10% (4~5мг/л)-аас дээш байх үед л үндэсийн идэвхжилийг хамгийн сайн төлөв байдалд нь байлгаж чадна.

Ургамлын үндэс систем нь ургамлын өсөлт, ургамлын өвчинд тэсвэртэй байдалд маш чухал үүрэгтэй. Ус, шим тэжээлийг ургамлын хэрэгцээнд нийцүүлэн шингээнэ. Гэсэн хэдий ч үндэс орчны хүчилтөрөгчийн түвшин нь шим тэжээл, усны шингээлтийн үр ашиг, үндэс системийн чанарыг ихээхэн тодорхойлдог. Үндэс системийн орчинд хангалттай хүчилтөрөгчийн түвшин нь үндэс системийн эрүүл мэндийг хангаж, ургамал нь эмгэг төрүүлэгч бичил биетэнд илүү сайн тэсвэртэй болдог (Зураг 3). Субстрат дахь хүчилтөрөгчийн хангалттай түвшин нь агааргүй орчны эрсдлийг бууруулж, улмаар эмгэг төрүүлэгч бичил биетний эрсдлийг бууруулдаг.

Үндэсний орчин дахь хүчилтөрөгчийн хэрэглээ

Ургамлын хүчилтөрөгчийн хэрэглээний дээд хэмжээ 40мг/м2/цаг хүртэл байж болно (хэрэглээ нь ургамлаас хамаарна). Температураас хамааран усалгааны усанд 7~8мг/л хүртэл хүчилтөрөгч агуулагдаж болно (Зураг 4). 40 мг хүрэхийн тулд хүчилтөрөгчийн хэрэгцээг хангахын тулд цаг тутамд 5л ус өгөх шаардлагатай боловч үнэндээ нэг өдрийн усалгааны хэмжээнд хүрэхгүй байж магадгүй юм. Энэ нь усалгаагаар хангагдсан хүчилтөрөгч багахан үүрэг гүйцэтгэдэг гэсэн үг юм. Хүчилтөрөгчийн хангамжийн ихэнх хэсэг нь матрицын нүх сүвээр дамжин үндэсний бүсэд хүрдэг бөгөөд нүх сүвээр дамжин хүчилтөрөгчийн хангамжийн хувь нэмэр өдрийн цаг хугацаанаас хамааран 90% хүртэл өндөр байдаг. Ургамлын ууршилт хамгийн дээд хэмжээнд хүрэхэд усалгааны хэмжээ мөн хамгийн дээд хэмжээнд хүрдэг бөгөөд энэ нь 1~1.5л/м2/цагтай тэнцүү юм. Хэрэв усалгааны усанд 7мг/л хүчилтөрөгч агуулагдах бол үндэсний бүсэд 7~11мг/м2/цаг хүчилтөрөгч өгөх болно. Энэ нь хэрэгцээний 17%~25% -тай тэнцүү юм. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь зөвхөн хөрсөн дэх хүчилтөрөгч багатай усалгааны усыг цэвэр усалгааны усаар сольсон тохиолдолд л хамаарна.

Үндэс хэрэглэхээс гадна үндэсний орчин дахь бичил биетүүд хүчилтөрөгч хэрэглэдэг. Үүнийг тоон үзүүлэлтээр илэрхийлэхэд хэцүү байдаг, учир нь энэ талаар хэмжилт хийгээгүй байна. Жил бүр шинэ субстратууд солигддог тул бичил биетүүд хүчилтөрөгчийн хэрэглээнд харьцангуй бага үүрэг гүйцэтгэдэг гэж үзэж болно.

Үндэсний орчны температурыг оновчтой болгох

Үндэс системийн орчны температур нь үндэс системийн хэвийн өсөлт, үйл ажиллагаанд маш чухал бөгөөд энэ нь үндэс системээр ус, шим тэжээлийг шингээхэд нөлөөлдөг чухал хүчин зүйл юм.

Хэт бага субстратын температур (үндсийн температур) нь ус шингээхэд хүндрэл учруулж болзошгүй. 5℃-д шингээлт нь 20℃-ээс 70% ~ 80% бага байдаг. Хэрэв субстратын бага температур нь өндөр температуртай хамт байвал ургамал хатах болно. Ионы шингээлт нь мэдээж температураас хамаардаг бөгөөд энэ нь бага температурт ионы шингээлтийг саатуулдаг бөгөөд янз бүрийн шим тэжээлийн элементүүдийн температурт мэдрэмтгий байдал өөр өөр байдаг.

Хэт өндөр субстратын температур нь бас ашиггүй бөгөөд хэт том үндэс системд хүргэж болзошгүй юм. Өөрөөр хэлбэл, ургамалд хуурай бодисын тэнцвэргүй тархалт байдаг. Үндэс систем нь хэт том тул амьсгалах замаар шаардлагагүй алдагдал гарах бөгөөд алдагдсан энергийн энэ хэсгийг ургамлын хураах хэсэгт ашиглаж болох байсан. Өндөр субстратын температурт ууссан хүчилтөрөгчийн агууламж бага байдаг бөгөөд энэ нь бичил биетний хэрэглэдэг хүчилтөрөгчөөс хамаагүй илүү үндэс орчин дахь хүчилтөрөгчийн агууламжид нөлөөлдөг. Үндэс систем нь маш их хүчилтөрөгч хэрэглэдэг бөгөөд субстрат эсвэл хөрсний бүтэц муу байгаа тохиолдолд гипокси үүсгэдэг тул ус, ионуудын шингээлтийг бууруулдаг.

Матрицын ус хадгалах чадварыг зохих ёсоор хадгалах.

Матриц дахь усны агууламж болон хүчилтөрөгчийн хувийн агууламжийн хооронд сөрөг хамаарал байдаг. Усны агууламж нэмэгдэхэд хүчилтөрөгчийн агууламж буурдаг ба эсрэгээрээ. Матриц дахь усны агууламж болон хүчилтөрөгчийн хооронд чухал хязгаар байдаг, өөрөөр хэлбэл усны агууламж 80% ~ 85% байдаг (Зураг 5). Субстрат дахь усны агууламжийг 85%-иас дээш байлгах нь хүчилтөрөгчийн хангамжид нөлөөлнө. Хүчилтөрөгчийн хангамжийн ихэнх хэсэг (75% ~ 90%) нь матриц дахь нүх сүвээр дамждаг.

Субстрат дахь хүчилтөрөгчийн агууламжийг нэмэгдүүлэх усжуулалт

Илүү их нарны гэрэл нь хүчилтөрөгчийн хэрэглээг нэмэгдүүлж, үндэст хүчилтөрөгчийн агууламжийг бууруулдаг (Зураг 6) бөгөөд илүү их элсэн чихэр нь шөнийн цагаар хүчилтөрөгчийн хэрэглээг нэмэгдүүлдэг. Транспираци хүчтэй, ус шингээлт ихтэй, субстратад илүү их агаар, хүчилтөрөгч байдаг. Зураг 7-ын зүүн талаас харахад субстратын ус хадгалах чадвар өндөр, агаарын агууламж маш бага байх тохиолдолд усалгааны дараа субстрат дахь хүчилтөрөгчийн агууламж бага зэрэг нэмэгдэх болно. Зураг 7-ын баруун талд үзүүлсэнчлэн харьцангуй сайн гэрэлтүүлгийн нөхцөлд субстрат дахь агаарын агууламж нь ус шингээлт ихэссэнээс (ижил усалгааны хугацаа) шалтгаалан нэмэгддэг. Усалгааны субстрат дахь хүчилтөрөгчийн агууламжид үзүүлэх харьцангуй нөлөө нь субстрат дахь ус хадгалах чадвараас (агаарын агууламж) хамаагүй бага юм.

Хэлэлцэх

Бодит үйлдвэрлэлд ургацын үндэс орчин дахь хүчилтөрөгч (агаар)-ын агууламжийг амархан анзаардаггүй боловч энэ нь ургацын хэвийн өсөлт, үндэс эрүүл хөгжлийг хангах чухал хүчин зүйл юм.

Ургац хураалтын явцад хамгийн их ургац авахын тулд үндэс системийн орчныг аль болох хамгийн сайн нөхцөлд хамгаалах нь маш чухал юм. Судалгаагаар О...₂Үндэс системийн орчин дахь агууламж 4мг/л-ээс доош байвал ургацын өсөлтөд сөргөөр нөлөөлнө.₂Үндэс орчин дахь агууламж нь голчлон усалгаа (усалгааны хэмжээ ба давтамж), субстратын бүтэц, субстратын усны агууламж, хүлэмжийн болон субстратын температураас хамаардаг бөгөөд өөр өөр тарих хэв маяг өөр өөр байх болно. Замаг болон бичил биетүүд нь гидропоник ургацын үндэс орчин дахь хүчилтөрөгчийн агууламжтай тодорхой хамааралтай байдаг. Гипокси нь ургамлын хөгжлийг удаашруулаад зогсохгүй үндэсийн эмгэг төрүүлэгчид (питиум, фитофтороз, фузариум)-ийн үндэсний өсөлтөд үзүүлэх даралтыг нэмэгдүүлдэг.

Усжуулалтын стратеги нь O-д мэдэгдэхүйц нөлөө үзүүлдэг₂Суурь дахь агууламжийг бууруулж, тарих үйл явцад илүү хяналттай арга юм. Сарнай тарих зарим судалгаагаар субстрат дахь усны агууламжийг аажмаар нэмэгдүүлэх нь (өглөө) хүчилтөрөгчийн төлөв байдлыг сайжруулж чадна гэдгийг тогтоожээ. Ус хадгалах чадвар багатай субстрат дээр субстрат нь хүчилтөрөгчийн өндөр агууламжийг хадгалж чаддаг бөгөөд үүний зэрэгцээ усалгааны давтамж өндөр, интервал богино байх тусам субстратуудын хоорондох усны агууламжийн зөрүүгээс зайлсхийх шаардлагатай. Субстратын ус хадгалах чадвар бага байх тусам субстратуудын хоорондох зөрүү их байна. Чийглэг субстрат, усалгааны давтамж бага, интервал урт байх нь илүү их агаар солих, хүчилтөрөгчийн таатай нөхцлийг бүрдүүлдэг.

Субстратын ус зайлуулах нь субстратын төрөл болон ус хадгалах чадвараас хамааран шинэчлэлтийн хурд болон субстратын хүчилтөрөгчийн концентрацийн градиентэд ихээхэн нөлөөлдөг бас нэг хүчин зүйл юм. Услалтын шингэн нь субстратын ёроолд удаан байх ёсгүй, харин хүчилтөрөгчөөр баяжуулсан цэвэр усалгааны ус субстратын ёроолд дахин хүрэхийн тулд хурдан зайлуулах ёстой. Ус зайлуулах хурдад субстратын уртрагийн болон өргөний чиглэлд градиент гэх мэт харьцангуй энгийн хэмжүүрүүд нөлөөлж болно. Налуу их байх тусам ус зайлуулах хурд өндөр байна. Өөр өөр субстратууд өөр өөр нүхтэй бөгөөд гаралтын тоо бас өөр өөр байдаг.

ТӨГСГӨЛ

[ишлэлийн мэдээлэл]

Се Юаньпэй. Хүлэмжийн ургамлын үндэс дэх хүрээлэн буй орчны хүчилтөрөгчийн агууламж нь ургацын өсөлтөд үзүүлэх нөлөө [J]. Хөдөө аж ахуйн инженерийн технологи, 2022,42(31):21-24.