Teicneolaíocht Innealtóireachta Talmhaíochta de gharraíodóireacht cheaptha teasa i mBéising ag 17:30 an 13 Eanáir, 2023.

Is próiseas é ionsú na n -eilimintí cothaitheach is mó a bhfuil dlúthbhaint acu le gníomhaíochtaí meitibileacha fréamhacha plandaí. Éilíonn na próisis seo fuinneamh a ghintear trí riospráid na gcillíní fréimhe, agus déantar ionsú uisce a rialáil freisin de réir teochta agus riospráide, agus éilíonn riospráid rannpháirtíocht ocsaigine, mar sin bíonn tionchar ríthábhachtach ag ocsaigin sa timpeallacht fréimhe ar ghnáthfhás na mbarr. Bíonn tionchar ag teocht agus salandacht ar an ábhar ocsaigine tuaslagtha in uisce, agus cinneann struchtúr an tsubstráit an t -ábhar aeir i dtimpeallacht fhréamh. Tá difríochtaí móra ag uisciú in athnuachan agus forlíonadh ábhar ocsaigine i bhfoshraitheanna le stáit éagsúla uisce. Tá go leor fachtóirí ann chun an t -ábhar ocsaigine a bharrfheabhsú i dtimpeallacht fhréamh, ach tá an tionchar a bhíonn ag gach fachtóir an -éagsúil. Is é an cumas gabháltas uisce foshraithe réasúnta (ábhar aeir) a choinneáil ná an t -ábhar ard -ocsaigine a choinneáil i dtimpeallacht fhréamh.

Éifeachtaí teochta agus salandachta ar ábhar ocsaigine sáithithe i dtuaslagán

Ábhar ocsaigine tuaslagtha in uisce

Déantar ocsaigin tuaslagtha a thuaslagadh in ocsaigin neamhcheangailte nó saor in aisce in uisce, agus sroichfidh ábhar ocsaigine tuaslagtha san uisce an t -uasmhéid ag teocht áirithe, arb é an t -ábhar ocsaigine sáithithe é. Athraíonn an t -ábhar ocsaigine sáithithe in uisce le teocht, agus nuair a mhéadaíonn an teocht, laghdaíonn an t -ábhar ocsaigine. Tá an t-ábhar ocsaigine sáithithe d'uisce soiléir níos airde ná an t-ábhar sáile ina bhfuil salann (Fíor 1), mar sin beidh an t-ábhar ocsaigine sáithithe i dtuaslagáin chothaitheacha le tiúchain éagsúla difriúil.

Ocsaigin a iompar i Maitrís

Caithfidh an ocsaigin a fhéadann fréamhacha barr cheaptha teasa a fháil ó thuaslagán cothaitheach a bheith i saorstát, agus iompraítear ocsaigin sa tsubstráit trí aer agus uisce agus uisce timpeall na bhfréamhacha. Nuair a bhíonn sé i gcothromaíocht leis an ábhar ocsaigine san aer ag teocht ar leith, sroicheann an ocsaigin a thuaslagadh in uisce an t -uasmhéid, agus mar thoradh ar an athrú ar an ábhar ocsaigine san aer beidh athrú comhréireach ar ábhar ocsaigine in uisce mar thoradh air.

Éifeachtaí strus hypoxia i dtimpeallacht fréimhe ar bharra

Cúiseanna le hypoxia fréimhe

Tá roinnt cúiseanna ann go bhfuil an baol go dtarlódh hypoxia i hydroponics agus i gcórais saothraithe foshraithe níos airde sa samhradh. Ar an gcéad dul síos, laghdóidh an t -ábhar ocsaigine sáithithe san uisce de réir mar a ardaíonn an teocht. Ar an dara dul síos, méadaíonn an ocsaigin a theastaíonn chun fás fréimhe a choinneáil leis an méadú ar an teocht. Ina theannta sin, tá an méid ionsú cothaitheach níos airde sa samhradh, mar sin tá an t -éileamh ar ocsaigin le haghaidh ionsú cothaitheach níos airde. Eascraíonn laghdú ar an ábhar ocsaigine i dtimpeallacht fhréamh agus an easpa forlíonta éifeachtach, as a dtagann hypoxia i dtimpeallacht fhréamh.

Ionsú agus fás

Braitheann ionsú na gcothaitheach is riachtanaí ar na próisis a bhaineann go dlúth le meitibileacht fréimhe, a éilíonn an fuinneamh a ghintear trí riospráid fhréamh cille, is é sin, dianscaoileadh táirgí fótaisintéiseacha i láthair ocsaigine. Tá sé léirithe ag staidéir go n -úsáidtear 10% ~ 20% de chomhshamhlacha iomlána na bplandaí trátaí i bhfréamhacha, agus úsáidtear 50% díobh le haghaidh ionsú ian cothaitheach, 40% le haghaidh fáis agus gan ach 10% le haghaidh cothabhála. Caithfidh fréamhacha ocsaigin a fháil sa timpeallacht dhíreach ina scaoileann siad co₂. Faoi choinníollacha anaeróbacha de bharr droch -aerála i bhfoshraitheanna agus hydroponics, beidh tionchar ag hypoxia ar ionsú uisce agus cothaitheach. Tá freagra tapa ag hypoxia ar ionsú gníomhach na gcothaitheach, eadhon níotráit (níl₃^-), potaisiam (k) agus fosfáit (PO₄^3-), a chuirfidh isteach ar ionsú éighníomhach cailciam (CA) agus maignéisiam (MG).

Teastaíonn fuinneamh ó fhás fréamhacha plandaí, ní mór an tiúchan ocsaigine is ísle a bheith ag teastáil ó ghnáthghníomhaíocht fréimhe, agus éiríonn an tiúchan ocsaigine faoi bhun luach COP ina fhachtóir a chuireann teorainn le meitibileacht fréamhacha cille (hypoxia). Nuair a bhíonn an leibhéal ábhair ocsaigine íseal, moillíonn an fás nó stopann sé fiú. Mura dtéann hypoxia fréamhacha páirteach i bhfeidhm ach ar bhrainsí agus ar dhuilleoga, is féidir leis an gcóras fréimhe cúiteamh a thabhairt don chuid den chóras fréimhe nach bhfuil gníomhach a thuilleadh ar chúis éigin tríd an ionsú áitiúil a mhéadú.

Braitheann meicníocht mheitibileach plandaí ar ocsaigin mar ghlacadóir leictreon. Gan ocsaigin, stopfaidh táirgeadh ATP. Gan ATP, stopfaidh an t -eis -sreabhadh prótón ó na fréamhacha, beidh an chillín cealla fréimhe aigéadach, agus gheobhaidh na cealla seo bás laistigh de chúpla uair an chloig. Ní bheidh hypoxia sealadach agus gearrthéarmach ina chúis le strus cothaithe dochúlaithe i bplandaí. Mar gheall ar an meicníocht “riospráide níotráite”, d'fhéadfadh sé a bheith ina oiriúnú gearrthéarmach chun déileáil le hypoxia mar bhealach eile le linn hypoxia fréimhe. Mar sin féin, beidh fás mall mar thoradh ar hypoxia fadtéarmach, laghdaigh sé limistéar duille agus laghdódh sé meáchan úr agus tirim, rud a fhágfaidh go dtiocfaidh laghdú suntasach ar an toradh barr.

Eitiléine

Cruthóidh plandaí eitiléin in situ faoi go leor struis. De ghnáth, baintear eitiléin as na fréamhacha trí idirleathadh isteach san aer ithreach. Nuair a tharlaíonn an t -uisce, ní hamháin go méadóidh foirmiú eitiléine, ach laghdófar an t -idirleathadh go mór toisc go bhfuil uisce timpeallaithe ag na fréamhacha. Mar thoradh ar an méadú ar chomhchruinniú eitiléine cruthaítear fíochán aeraithe i bhfréamhacha (Figiúr 2). Is féidir le heitiléin a bheith ina chúis le senescence duille freisin, agus méadóidh an t -idirghníomhaíocht idir eitiléin agus auxin foirmiú na bhfréamhacha eachtracha.

Eascraíonn fás duille laghdaithe mar thoradh ar strus ocsaigine

Déantar ABA a tháirgeadh i bhfréamhacha agus duilleoga chun déileáil le strusanna comhshaoil ​​éagsúla. Sa timpeallacht fhréamh, is é an freagra tipiciúil ar strus ná dúnadh stamatach, a bhaineann le foirmiú ABA. Sula ndúntar an stomata, cailleann barr an phlanda brú at, na duilleoga is fearr, agus d'fhéadfadh an éifeachtúlacht fótaisintéiseach laghdú freisin. Tá sé léirithe ag go leor staidéar go bhfreagraíonn an stomata don mhéadú ar thiúchan ABA in apoplast trí dhúnadh, is é sin, an t-ábhar iomlán ABA i neamh-dhuilleoga trí ABA intracellular a scaoileadh, is féidir le plandaí tiúchan ABA apoplast a mhéadú go han-tapa. Nuair a bhíonn plandaí faoi strus comhshaoil, tosaíonn siad ag scaoileadh ABA i gcealla, agus is féidir an comhartha scaoilte fréimhe a tharchur i nóiméid in ionad uaireanta. D'fhéadfadh an méadú ar ABA i bhfíochán duille laghdú a dhéanamh ar fhadú an bhalla cille agus mar thoradh air sin laghdaítear fadú duille. Éifeacht eile de hypoxia is ea go ndéantar ré saoil na nduilleog a ghiorrú, rud a rachaidh i bhfeidhm ar gach duilleog. Is iondúil go mbíonn laghdú ar iompar cytokinin agus níotráite mar thoradh ar hypoxia. Laghdóidh easpa nítrigine nó cytokinin an t -am cothabhála i limistéar na nduilleog agus stopfaidh sé fás na mbrainsí agus na nduilleog laistigh de chúpla lá.

Timpeallacht ocsaigine an chórais fréimhe barr a bharrfheabhsú

Tá tréithe an tsubstráit cinntitheach maidir le dáileadh uisce agus ocsaigine. Baineann an tiúchan ocsaigine i dtimpeallacht fhréamh na nglasraí cheaptha teasa go príomha le hacmhainn gabháltas uisce an tsubstráit, an uisciúcháin (méid agus minicíocht), struchtúr an tsubstráit agus teocht stiall an tsubstráit. Ach amháin nuair a bhíonn an t -ábhar ocsaigine sa timpeallacht fréimhe os cionn 10% ar a laghad (4 ~ 5mg/L) an féidir an ghníomhaíocht fhréamh a choinneáil sa stát is fearr.

Tá an córas fréimhe barra an -tábhachtach do fhás plandaí agus do fhriotaíocht galar plandaí. Glacfar uisce agus cothaithigh de réir riachtanais na bplandaí. Mar sin féin, is é an leibhéal ocsaigine sa timpeallacht fhréamh a chinneann éifeachtúlacht ionsúcháin na gcothaitheach agus an uisce agus cáilíocht an chórais fréimhe. Is féidir le leibhéal ocsaigine leordhóthanach i dtimpeallacht an chórais fhréamh a chinntiú go mbeidh sláinte an chórais fréimhe, ionas go mbeidh frithsheasmhacht níos fearr ag plandaí i gcoinne miocrorgánach pataigineach (Figiúr 3). Laghdaíonn leibhéal ocsaigine leordhóthanach sa tsubstráit freisin an baol go dtarlódh coinníollacha anaeróbach, rud a laghdaíonn an baol miocrorgánach pataigineach.

Tomhaltas ocsaigine sa timpeallacht fréimhe

Is féidir leis an tomhaltas uasta ocsaigine barra a bheith chomh hard le 40mg/m2/h (braitheann tomhaltas ar bharra). Ag brath ar an teocht, d'fhéadfadh suas le 7 ~ 8mg/L de ocsaigin a bheith san uisce uisciúcháin (Figiúr 4). Chun 40 mg a bhaint amach, ní mór 5L d'uisce a thabhairt gach uair an chloig chun an t -éileamh ocsaigine a chomhlíonadh, ach i ndáiríre, ní féidir an méid uisciúcháin in aon lá amháin a bhaint amach. Ciallaíonn sé seo nach bhfuil ach ról beag ag an ocsaigin a sholáthraíonn uisciú. Sroicheann an chuid is mó den soláthar ocsaigine an chrios fréimhe trí phiocháin sa mhaitrís, agus tá an méid a chuireann soláthar ocsaigine trí phiocháin chomh hard le 90%, ag brath ar an am den lá. Nuair a shroicheann galú na bplandaí an t -uasmhéid, sroicheann an méid uisciúcháin an t -uasmhéid, atá comhionann le 1 ~ 1.5l/m2/h. Má tá ocsaigin 7mg/L san uisce uisciúcháin, soláthróidh sé ocsaigin 7 ~ 11mg/m2/h don chrios fréimhe. Tá sé seo comhionann le 17% ~ 25% den éileamh. Ar ndóigh, ní bhaineann sé seo ach leis an gcás go gcuirtear uisce uisciúcháin úr in ionad an uisce uisciúcháin atá bocht ocsaigine sa tsubstráit.

Chomh maith le hithe fréamhacha, itheann miocrorgánaigh sa timpeallacht fréimhe ocsaigin freisin. Tá sé deacair é seo a chainníochtú toisc nach bhfuil aon tomhas déanta ina leith seo. Ós rud é go gcuirtear foshraitheanna nua in ionad gach bliain, is féidir glacadh leis go bhfuil ról measartha beag ag miocrorgánaigh i dtomhaltas ocsaigine.

Teocht chomhshaoil ​​na bhfréamhacha a bharrfheabhsú

Tá teocht chomhshaoil ​​an chórais fhréamh an -tábhachtach do ghnáthfhás agus d'fheidhm an chórais fréimhe, agus is fachtóir tábhachtach é freisin a théann i bhfeidhm ar ionsú uisce agus cothaitheach trí chóras fréimhe.

D'fhéadfadh go mbeadh deacracht ag baint le teocht ró -íseal an tsubstráit (teocht na fréimhe). Ag 5 ℃, is é an t -ionsú 70% ~ 80% níos ísle ná ag 20 ℃. Má tá teocht ard ag gabháil le teocht an tsubstráit íseal, beidh filleadh plandaí mar thoradh air. Is léir go mbraitheann ionsú ian ar theocht, a chuireann cosc ​​ar ionsú ian ag teocht íseal, agus tá íogaireacht na n -eilimintí cothaitheacha éagsúla go teocht difriúil.

Tá teocht ró -ard an tsubstráit gan úsáid freisin, agus d'fhéadfadh córas fréimhe ró -mhór a bheith mar thoradh air. I bhfocail eile, tá dáileadh neamhchothrom ar ábhar tirim i bplandaí. Toisc go bhfuil an córas fréimhe ró -mhór, tarlóidh caillteanais neamhriachtanacha trí riospráid, agus d'fhéadfaí an chuid seo den fhuinneamh caillte a úsáid le haghaidh cuid an fhómhair den phlanda. Ag teocht an tsubstráit níos airde, tá an t -ábhar ocsaigine tuaslagtha níos ísle, a bhfuil tionchar i bhfad níos mó aige ar an ábhar ocsaigine sa timpeallacht fréimhe ná an ocsaigin a chaitheann miocrorgánaigh. Úsáideann an córas fréimhe a lán ocsaigine, agus bíonn hypoxia mar thoradh air fiú i gcás drochshubstráit nó struchtúr ithreach, rud a laghdaíonn ionsú uisce agus ian.

Coinnigh cumas réasúnach gabháltas uisce maitrís.

Tá comhghaol diúltach idir an t -ábhar uisce agus ábhar céatadáin ocsaigine sa mhaitrís. Nuair a mhéadaíonn an t -ábhar uisce, laghdaíonn an t -ábhar ocsaigine, agus vice versa. Tá raon criticiúil idir ábhar uisce agus ocsaigin sa mhaitrís, is é sin, 80% ~ 85% ábhar uisce (Figiúr 5). Beidh tionchar ag cothabháil fhadtéarmach ar ábhar uisce os cionn 85% sa tsubstráit ar an soláthar ocsaigine. Tá an chuid is mó den soláthar ocsaigine (75%~ 90%) trí na pores sa mhaitrís.

Forlíonadh uisciúcháin go cion ocsaigine i bhfoshraith

Mar thoradh ar níos mó solas na gréine beidh tomhaltas ocsaigine níos airde agus tiúchan ocsaigine níos ísle i bhfréamhacha (Figiúr 6), agus cuirfidh níos mó siúcra an tomhaltas ocsaigine níos airde san oíche. Tá an trasghalú láidir, tá ionsú uisce mór, agus tá níos mó aeir agus níos mó ocsaigine sa tsubstráit. Is féidir é a fheiceáil ón taobh clé de Fhigiúr 7 go méadóidh an t -ábhar ocsaigine sa tsubstráit beagán tar éis uisciúcháin faoin gcoinníoll go bhfuil toilleadh an tsubstráit uisce ard agus go bhfuil an t -ábhar aeir an -íseal. Mar a thaispeántar ar thaobh na láimhe deise de FIG. 7, faoi choinníoll soilsithe níos fearr, méadaíonn an t -ábhar aeir sa tsubstráit mar gheall ar níos mó ionsú uisce (amanna uiscithe céanna). Tá an tionchar coibhneasta a bhaineann le huisciú ar an ábhar ocsaigine sa tsubstráit i bhfad níos lú ná an toilleadh gabháltas uisce (ábhar aeir) sa tsubstráit.

Pléigh

I dtáirgeadh iarbhír, is furasta dearmad a dhéanamh ar ábhar ocsaigine (aer) i dtimpeallacht fréimhe barr, ach is fachtóir tábhachtach é chun gnáthfhás na mbarr agus forbairt shláintiúil na bhfréamhacha a chinntiú.

D'fhonn an toradh uasta a fháil le linn táirgeadh barr, tá sé an -tábhachtach timpeallacht an chórais fréimhe a chosaint sa riocht is fearr a oiread agus is féidir. Léirigh staidéir go bhfuil an O₂Beidh tionchar diúltach ag ábhar i dtimpeallacht an chórais fréimhe faoi bhun 4mg/L ar fhás na mbarr. An O₂Bíonn tionchar ag an ábhar sa timpeallacht fréimhe go príomha ag uisciú (méid uisciúcháin agus minicíocht), struchtúr an tsubstráit, ábhar uisce an tsubstráit, an teach gloine teasa agus an teocht foshraithe, agus beidh patrúin phlandála éagsúla difriúil. Tá caidreamh áirithe ag algaí agus ag miocrorgánaigh leis an ábhar ocsaigine i dtimpeallacht fhréamh na mbarr hydroponic. Ní hamháin go gcuireann hypoxia forbairt mhall ar phlandaí, ach méadaíonn sé freisin brú pataiginí fréimhe (Pythium, Phytophthora, Fusarium) ar fhás fréimhe.

Tá tionchar suntasach ag straitéis uisciúcháin ar an o₂Ábhar sa tsubstráit, agus is bealach níos inrialaithe é freisin sa phróiseas plandála. Tá sé aimsithe ag roinnt staidéar ar phlandáil ardaigh gur féidir leis an ábhar uisce a mhéadú go mall sa tsubstráit (ar maidin) stát ocsaigine níos fearr a fháil. Sa tsubstráit le hacmhainn gabháltas uisce íseal, is féidir leis an tsubstráit cion ard ocsaigine a choinneáil, agus ag an am céanna, is gá an difríocht idir ábhar uisce idir foshraitheanna a sheachaint trí mhinicíocht uisciúcháin níos airde agus eatramh níos giorra. Dá airde an toilleadh gabháltas uisce foshraitheanna, is ea is mó an difríocht idir foshraitheanna. Cinntíonn foshraith tais, minicíocht uisciúcháin níos ísle agus eatramh níos faide go mbeidh níos mó athsholáthair aeir agus coinníollacha fabhracha ocsaigine.

Is fachtóir eile é draenáil an tsubstráit a bhfuil tionchar mór aige ar an ráta athnuachana agus an grádán tiúchana ocsaigine sa tsubstráit, ag brath ar an gcineál agus ar chumas gabháltas uisce an tsubstráit. Níor chóir go bhfanfadh leacht uisciúcháin ag bun an tsubstráit ar feadh ró-fhada, ach ba chóir é a urscaoileadh go tapa ionas gur féidir le huisce uisciúcháin úr ocsaigine a shroichint bun an tsubstráit arís. Is féidir tionchar a bheith ag roinnt bearta réasúnta simplí ar an luas draenála, mar shampla grádán an tsubstráit sna treoracha fadaimseartha agus leithead. Dá mhéad an grádán, is ea is tapúla an luas draenála. Tá oscailtí difriúla ag foshraitheanna éagsúla agus tá líon na n -asraonta difriúil freisin.

Tar chun deiridh

[Faisnéis lua]

Xie Yuanpei. Éifeachtaí an ábhair ocsaigine chomhshaoil ​​i bhfréamhacha barr cheaptha teasa ar fhás barr [J]. Teicneolaíocht Innealtóireachta Talmhaíochta, 2022,42 (31): 21-24.