Чен Тунцян және т.б. Жылыжай бағбандығының ауылшаруашылық инженерлік технологиясы. Бейжіңде 2023 жылдың 6 қаңтарында сағат 17:30-да жарияланды.

Ақылды шыны жылыжайда топырақсыз өсіру режимінде қызанақтың жоғары өнімділігіне қол жеткізу үшін ризосфера EC және рН жақсы бақылауы қажетті шарттар болып табылады. Бұл мақалада қызанақ отырғызу нысаны ретінде алынды, әртүрлі кезеңдерде ризосфера EC және рН тиісті диапазоны, сондай-ақ ауытқу жағдайында тиісті бақылау техникалық шаралары қорытындыланды, бұл дәстүрлі шыны жылыжайларда нақты отырғызу өндірісі үшін анықтама беру үшін қажет.

Толық емес статистикаға сәйкес, Қытайдағы көп аралықты шыны ақылды жылыжайлардың отырғызу алаңы 630 хм2-ге жетті және ол әлі де кеңейіп келеді. Шыны жылыжай әртүрлі қондырғылар мен жабдықтарды біріктіріп, өсімдіктердің өсуіне қолайлы өсу ортасын жасайды. Жақсы қоршаған ортаны бақылау, су мен тыңайтқышты дәл суару, дұрыс егіншілік жұмыстары және өсімдіктерді қорғау - қызанақтың жоғары өнімділігі мен жоғары сапасына қол жеткізудің төрт негізгі факторы. Дәл суаруға келетін болсақ, оның мақсаты - ризосфера EC, рН, субстрат суының құрамы және ризосфера иондарының концентрациясын тиісті деңгейде ұстап тұру. Жақсы ризосфера EC және рН тамырлардың дамуын және су мен тыңайтқыштың сіңуін қанағаттандырады, бұл өсімдіктердің өсуін, фотосинтезін, транспирациясын және басқа да метаболикалық мінез-құлықты сақтаудың қажетті шарты болып табылады. Сондықтан, жақсы ризосфера ортасын сақтау жоғары дақыл өнімділігіне қол жеткізудің қажетті шарты болып табылады.

Ризосферадағы ЭК мен рН бақылаудан шығуы су балансына, тамырдың дамуына, тамыр-тыңайтқыштың сіңіру тиімділігіне - өсімдік қоректік заттарының жетіспеушілігіне, тамыр иондарының концентрациясына - тыңайтқыштың сіңірілуіне - өсімдік қоректік заттарының жетіспеушілігіне және т.б. қайтымсыз әсер етеді. Шыны жылыжайда қызанақ отырғызу және өндіру топырақсыз дақылдарды қолданады. Су мен тыңайтқыш араласқаннан кейін, су мен тыңайтқыштың интеграцияланған жеткізілуі тамшылатып көрсеткілер түрінде жүзеге асырылады. ЭК, рН, жиілік, формула, қайтарылатын сұйықтық мөлшері және суарудың басталу уақыты ризосфераның ЭК мен рН-на тікелей әсер етеді. Бұл мақалада қызанақ отырғызудың әр кезеңіндегі қолайлы ризосфераның ЭК мен рН қорытындыланды, ризосфераның ЭК мен рН-ның қалыптан тыс себептері талданды және түзету шаралары қорытындыланды, бұл дәстүрлі шыны жылыжайларды нақты өндіру үшін анықтамалық және техникалық анықтама берді.

Қызанақтың әртүрлі өсу кезеңдеріндегі қолайлы ризосфера EC және рН

Ризосфера ЭК негізінен ризосферадағы негізгі элементтердің ион концентрациясында көрінеді. Эмпирикалық есептеу формуласы анион мен катион зарядтарының қосындысы 20-ға бөлінеді, ал мән неғұрлым жоғары болса, ризосфера ЭК соғұрлым жоғары болады. Ризосфераның қолайлы ЭК тамыр жүйесі үшін қолайлы және біркелкі элемент иондарының концентрациясын қамтамасыз етеді.

Жалпы алғанда, оның мәні төмен (ризосфера EC <2,0 мС/см). Тамыр жасушаларының ісіну қысымына байланысты тамырлардың суды сіңіруіне шамадан тыс сұраныс пайда болады, нәтижесінде өсімдіктерде бос су көбейеді, ал артық бос су жапырақтардың түкіруіне, жасушалардың созылуына - өсімдіктердің бос өсуіне жұмсалады; оның мәні жоғары жағында (қысқы ризосфера EC>8 ~ 10 мС/см, жазғы ризосфера EC>5 ~ 7 мС/см). Ризосфера EC артуымен тамырлардың су сіңіру қабілеті жеткіліксіз, бұл өсімдіктердің су тапшылығы стрессіне әкеледі, ал ауыр жағдайларда өсімдіктер солып қалады (1-сурет). Сонымен қатар, жапырақтар мен жемістер арасындағы су үшін бәсекелестік жеміс суының төмендеуіне әкеледі, бұл өнімділік пен жеміс сапасына әсер етеді. Ризосфера ЭК 0~2 мС/см-ге орташа түрде жоғарылаған кезде, ол жемістің еритін қант концентрациясының/ерійтін қатты құрамының артуына, өсімдіктің вегетативті өсуінің және көбею тепе-теңдігінің реттелуіне жақсы реттеуші әсер етеді, сондықтан сапаға ұмтылатын шие қызанақтарын өсірушілер көбінесе жоғары ризосфера ЭК қолданады. Тұзды сумен суару жағдайында егілген қиярдың еритін қант мөлшері бақылау қантына қарағанда айтарлықтай жоғары екені анықталды (қоректік ерітіндіге NaCl:MgSO4:CaSO4 қатынасы 2:2:1 болатын 3 г/л өздігінен жасалған тұзды су қосылды). Голландиялық «Honey» шие қызанағының сипаттамасы - ол бүкіл өндіріс маусымы бойы жоғары ризосфера ЭК (8~10 мС/см) сақтайды және жемістің қант мөлшері жоғары, бірақ дайын жеміс өнімділігі салыстырмалы түрде төмен (5 кг/м2).

Ризосфера рН (бірліксіз) негізінен ризосфера ерітіндісінің рН мәнін білдіреді, ол негізінен судағы әрбір элемент ионының тұнбаға түсуіне және еруіне әсер етеді, содан кейін тамыр жүйесі сіңіретін әрбір ионның тиімділігіне әсер етеді. Көптеген элемент иондары үшін оның қолайлы рН диапазоны 5,5 ~ 6,5 құрайды, бұл әрбір ионның тамыр жүйесімен қалыпты сіңірілуін қамтамасыз етеді. Сондықтан, қызанақ отырғызу кезінде ризосфера рН әрқашан 5,5 ~ 6,5 деңгейінде сақталуы керек. 1-кестеде ірі жемісті қызанақтардың әртүрлі өсу кезеңдеріндегі ризосфера EC және рН бақылау диапазоны көрсетілген. Шие қызанақтары сияқты ұсақ жемісті қызанақтар үшін әртүрлі кезеңдердегі ризосфера EC ірі жемісті қызанақтарға қарағанда 0 ~ 1 мС/см жоғары, бірақ олардың барлығы бірдей үрдіске сәйкес реттеледі.

Қызанақ ризосферасының EC қалыптан тыс себептері және түзету шаралары

Ризосфера ЭК тамыр жүйесінің айналасындағы қоректік ерітіндінің ЭК-ны білдіреді. Голландияда қызанақ тас жүні отырғызылған кезде, өсірушілер тас жүнінен қоректік ерітіндіні сору үшін шприцтерді пайдаланады, ал нәтижелер көбірек репрезентативті болады. Қалыпты жағдайда қайтарылатын ЭК ризосфера ЭК-на жақын, сондықтан үлгі нүктесінің қайтарылатын ЭК Қытайда ризосфера ЭК ретінде жиі қолданылады. Ризосфера ЭК-нің тәуліктік ауытқуы әдетте күн шыққаннан кейін жоғарылайды, суару шыңында төмендей бастайды және тұрақты болып қалады, ал суарудан кейін баяу жоғарылайды, бұл 2-суретте көрсетілген.

Жоғары қайтарымдылық ЭК-нің негізгі себептері - төмен қайтарымдылық, жоғары кіріс ЭК және кеш суару. Сол күні суару мөлшері аз, бұл сұйықтықтың қайтарымдылық деңгейінің төмен екенін көрсетеді. Сұйықтықтың қайтарымдылық мақсаты - субстратты толығымен жуу, ризосфера ЭК, субстрат суының мөлшері және ризосфера иондарының концентрациясы қалыпты диапазонда болуын және сұйықтықтың қайтарымдылық деңгейінің төмен болуын қамтамасыз ету, сондай-ақ тамыр жүйесі элементар иондарға қарағанда көбірек су сіңіреді, бұл ЭК-нің артуын одан әрі көрсетеді. Жоғары кіріс ЭК тікелей жоғары қайтарымдылық ЭК-ге әкеледі. Жалпы ереже бойынша, қайтарымдылық ЭК кіріс ЭК-ден 0,5 ~ 1,5 мс/см жоғары. Соңғы суару сол күні ерте аяқталды, ал суарудан кейін жарық қарқындылығы әлі де жоғары болды (300 ~ 450 Вт/м2). Радиация әсерінен өсімдіктердің транспирациясына байланысты тамыр жүйесі суды сіңіруді жалғастырды, субстраттың су мөлшері төмендеді, иондардың концентрациясы артты, содан кейін ризосфера ЭК артты. Ризосферадағы ЭК жоғары, радиациялық қарқындылық жоғары және ылғалдылық төмен болған кезде өсімдіктер судың жетіспеушілігіне тап болады, бұл солу түрінде айқын көрінеді (1-сурет, оң жақта).

Ризосферадағы төмен ЭК негізінен сұйықтықтың жоғары қайтарылу жылдамдығына, суарудың кеш аяқталуына және сұйықтықтың төмен кірісіне байланысты, бұл мәселені ушықтырады. Сұйықтықтың жоғары қайтарылу жылдамдығы кіріс ЭК мен қайтарылатын ЭК арасындағы шексіз жақындыққа әкеледі. Суару кеш аяқталғанда, әсіресе бұлтты күндері, жарықтың аздығы мен ылғалдылықтың жоғары болуымен бірге, өсімдіктердің транспирациясы әлсіз болады, элементтік иондардың сіңіру коэффициенті суға қарағанда жоғары болады, ал матрица суының құрамының төмендеу коэффициенті ерітіндідегі ион концентрациясына қарағанда төмен болады, бұл қайтарылатын сұйықтықтың ЭК-нің төмен болуына әкеледі. Өсімдік тамырының түктері жасушаларының ісіну қысымы ризосфера қоректік ерітіндісінің су потенциалынан төмен болғандықтан, тамыр жүйесі көбірек суды сіңіреді және су балансы теңгерімсіз болады. Транпирация әлсіз болған кезде, өсімдік түкіретін су түрінде шығарылады (1-сурет, сол жақта), ал түнде температура жоғары болса, өсімдік босқа өседі.

Ризосфера ЭК қалыптан тыс болған кездегі түзету шаралары: 1 Қайтарылатын ЭК жоғары болған кезде, кіріс ЭК қолайлы диапазонда болуы керек. Әдетте, ірі жемісті қызанақтардың кіріс ЭК жазда 2,5 ~ 3,5 мС/см2, ал қыста 3,5 ~ 4,0 мС/см2 құрайды. Екіншіден, түсте жоғары жиілікті суарудан бұрын сұйықтықтың қайтарылу жылдамдығын жақсарту және сұйықтықтың әр суаруда қайтарылуын қамтамасыз ету. Сұйықтықтың қайтарылу жылдамдығы сәулеленудің жиналуымен оң корреляцияланады. Жазда, сәулелену қарқындылығы әлі де 450 Вт/м2-ден асып, ұзақтығы 30 минуттан асқан кезде, аз мөлшерде суару (50 ~ 100 мл/тамшылатқыш) бір рет қолмен қосу керек, және сұйықтықтың негізінен қайтарылмағаны жақсы. 2 Сұйықтықтың қайтарылу жылдамдығы төмен болған кезде, негізгі себептер - сұйықтықтың жоғары қайтарылу жылдамдығы, төмен ЭК және соңғы суарудың кешігуі. Соңғы суару уақытын ескере отырып, соңғы суару әдетте күн батқанға дейін 2-5 сағат бұрын аяқталады, бұлтты күндері мен қыста мерзімінен бұрын аяқталады, ал шуақты күндері мен жазда кешігеді. Сұйықтықтың қайтару жылдамдығын сыртқы радиацияның жиналуына сәйкес бақылаңыз. Әдетте, радиацияның жиналуы 500 Дж/(см2.д)-ден аз болғанда сұйықтықтың қайтару жылдамдығы 10%-дан аз, ал радиацияның жиналуы 500-1000 Дж/(см2.д) болғанда 10%-20%-ға дейін және т.б.

Қызанақ ризосферасының рН мәнінің қалыптан тыс себептері және түзету шаралары

Әдетте, әсер ететін заттың рН мәні 5,5, ал сүзіндінің рН мәні идеалды жағдайда 5,5-6,5 құрайды. Ризосфераның рН-на әсер ететін факторлар формула, өсіру ортасы, сүзінді жылдамдығы, су сапасы және т.б. болып табылады. Ризосфераның рН мәні төмен болған кезде, ол тамырларды күйдіріп, тас жүні матрицасын ерітеді, бұл 3-суретте көрсетілген. Ризосфераның рН мәні жоғары болған кезде, Mn2+, Fe3+, Mg2+ және PO43- сіңірілуі төмендейді, бұл 4-суретте көрсетілгендей, ризосфераның жоғары рН-ынан туындаған марганец тапшылығы сияқты элементтердің жетіспеушілігіне әкеледі.

Су сапасы тұрғысынан жаңбыр суы мен RO мембраналық сүзгілеу суы қышқылды, ал аналық сұйықтықтың рН мәні әдетте 3-4 құрайды, бұл кіріс сұйықтықтың рН төмен болуына әкеледі. Калий гидроксиді мен калий гидрокарбонаты кіріс сұйықтықтың рН мәнін реттеу үшін жиі қолданылады. Құдық суы мен жер асты сулары көбінесе азот қышқылы мен фосфор қышқылымен реттеледі, себебі олардың құрамында сілтілі HCO3 бар. Кірістегі рН-ның қалыптан тыс болуы қайтарылатын рН-ға тікелей әсер етеді, сондықтан тиісті кіріс рН реттеудің негізі болып табылады. Өсіру субстратына келетін болсақ, отырғызғаннан кейін кокос кебегі субстратының қайтарылатын сұйықтығының рН мәні кіріс сұйықтықтың рН мәніне жақын болады, ал кіріс сұйықтықтың қалыптан тыс рН мәні субстраттың жақсы буферлік қасиетіне байланысты қысқа мерзімде ризосфера рН-ның күрт ауытқуын тудырмайды. Тас жүнін өсіру кезінде колонизациядан кейінгі қайтарылатын сұйықтықтың рН мәні жоғары болады және ұзақ уақыт сақталады.

Формула тұрғысынан алғанда, өсімдіктердің иондарды сіңіру қабілетінің әртүрлілігіне сәйкес, оны физиологиялық қышқыл тұздары және физиологиялық сілтілі тұздар деп бөлуге болады. Мысал ретінде NO3-ті алсақ, өсімдіктер 1 моль NO3- сіңіргенде, тамыр жүйесі 1 моль OH- бөледі, бұл ризосфераның рН жоғарылауына әкеледі, ал тамыр жүйесі NH4+ сіңіргенде, сол концентрациядағы H+ бөледі, бұл ризосфераның рН төмендеуіне әкеледі. Сондықтан нитрат физиологиялық тұрғыдан негіздік тұз, ал аммоний тұзы физиологиялық тұрғыдан қышқыл тұз болып табылады. Әдетте, калий сульфаты, кальций аммоний нитраты және аммоний сульфаты физиологиялық қышқыл тыңайтқыштар, калий нитраты және кальций нитраты физиологиялық сілтілі тұздар, ал аммоний нитраты бейтарап тұз болып табылады. Сұйықтықтың қайтару жылдамдығының ризосфераның рН-на әсері негізінен ризосфера қоректік ерітіндісінің шайылуынан көрінеді, ал ризосфераның рН-ның қалыптан тыс болуы ризосферадағы ион концентрациясының біркелкі болмауынан туындайды.

Ризосфераның рН нормадан тыс болған кездегі түзету шаралары: 1 Алдымен, әсер етуші заттың рН мәні қолайлы диапазонда екенін тексеріңіз; (2) Құрамында карбонаты көп суды, мысалы, құдық суын пайдаланған кезде, автор әсер етуші заттың рН мәні қалыпты екенін анықтады, бірақ сол күні суару аяқталғаннан кейін әсер етуші заттың рН мәні тексеріліп, оның жоғарылағаны анықталды. Талдаудан кейін мүмкін себеп HCO3- буферіне байланысты рН мәні жоғарылаған болуы мүмкін, сондықтан құдық суын суару көзі ретінде пайдаланған кезде азот қышқылын реттеуші ретінде пайдалану ұсынылады; (3) Тас жүні отырғызу субстраты ретінде пайдаланылған кезде, отырғызудың алғашқы кезеңінде қайтарылатын ерітіндінің рН мәні ұзақ уақыт бойы жоғары болады. Бұл жағдайда кіріс ерітіндінің рН мәнін тиісті түрде 5,2 ~ 5,5 дейін төмендету керек, сонымен бірге физиологиялық қышқыл тұзының мөлшерін арттыру керек, ал кальций нитратының орнына кальций аммоний нитратын, ал калий нитратының орнына калий сульфатын қолдану керек. NH4+ мөлшері формуладағы жалпы N мөлшерінің 1/10 бөлігінен аспауы керек екенін ескеру қажет. Мысалы, әсер ететін заттағы жалпы N концентрациясы (NO3- +NH4+) 20 ммоль/л болғанда, NH4+ концентрациясы 2 ммоль/л-ден аз болады, ал калий нитратының орнына калий сульфатын қолдануға болады, бірақ SO4 концентрациясы^2-суару кезіндегі әсерді 6~8 ммоль/л-ден асырмау ұсынылады; (4) Сұйықтықтың қайтару жылдамдығы тұрғысынан суару мөлшерін әр жолы көбейту керек және субстратты жуу керек, әсіресе отырғызу үшін тас жүні пайдаланылған кезде, сондықтан ризосфераның рН-ын физиологиялық қышқыл тұзын қолдану арқылы қысқа мерзімде тез реттеу мүмкін емес, сондықтан ризосфераның рН-ын мүмкіндігінше тезірек тиісті диапазонға дейін реттеу үшін суару мөлшерін көбейту керек.

Қысқаша мазмұны

Ризосфера ЭК және рН мәндерінің қолайлы диапазоны қызанақ тамырларының су мен тыңайтқышты қалыпты сіңіруін қамтамасыз етудің алғышарты болып табылады. Қалыпты емес мәндер өсімдіктің қоректік заттар тапшылығына, су балансының теңгерімсіздігіне (су тапшылығы стрессі/артық бос су), тамырдың күйіп кетуіне (жоғары ЭК және төмен рН) және басқа да мәселелерге әкеледі. Ризосфера ЭК және рН мәндерінің қалыптан тыс болуынан туындаған өсімдік ауытқуларының кешігуіне байланысты, мәселе туындағаннан кейін, бұл ризосфера ЭК және рН мәндерінің қалыптан тыс болуының бірнеше күн бойы орын алғанын және өсімдіктің қалыпты жағдайға оралу процесі уақытты қажет ететінін білдіреді, бұл өнім мен сапаға тікелей әсер етеді. Сондықтан күн сайын кіретін және қайтарылатын сұйықтықтың ЭК және рН мәндерін анықтау маңызды.

Соңы

[Сілтеме жасалған ақпарат] Чен Тунцян, Сюй Фэнцзяо, Ма Тиэмин және т.б. Шыны жылыжайда топырақсыз қызанақ дақылын өсірудің Rhizosphere EC және рН бақылау әдісі [J]. Ауыл шаруашылығы инженериясы технологиясы, 2022,42(31):17-20.