Teicneolaíocht innealtóireachta talmhaíochta garraíodóireachta ceaptha teasa Foilsithe i mBéising ag 17:30 ar 13 Eanáir, 2023.

Is próiseas é an ionsú na n-eilimintí cothaitheacha is mó a bhaineann go dlúth le gníomhaíochtaí meitibileach fréamhacha plandaí.Éilíonn na próisis seo fuinneamh a ghintear trí riospráid fréimhe, agus tá ionsú uisce á rialú freisin ag teocht agus riospráid, agus éilíonn riospráid rannpháirtíocht ocsaigine, agus mar sin tá tionchar ríthábhachtach ag ocsaigin sa timpeallacht fhréamh ar ghnáthfhás barra.Bíonn tionchar ag teocht agus salandacht ar an ábhar ocsaigine tuaslagtha in uisce, agus cinneann struchtúr an tsubstráit an t-ábhar aeir sa timpeallacht fhréamh.Tá difríochtaí móra ag uisciúcháin maidir le hathnuachan agus forlíonadh ábhar ocsaigine i bhfoshraitheanna le stáit éagsúla ábhar uisce.Tá go leor fachtóirí ann chun an t-ábhar ocsaigine sa timpeallacht fhréamh a bharrfheabhsú, ach tá méid tionchair gach fachtóir difriúil go leor.Is é an bunphrionsabal a bhaineann le cion ard ocsaigine a choinneáil sa timpeallacht fhréamh ná cumas coimeád uisce foshraithe réasúnta (cion aeir) a chothabháil.

Éifeachtaí teochta agus salandacht 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 an t-ábhar ocsaigine tuaslagtha in uisce an t-uasmhéid ag teocht áirithe, is é sin an t-ábhar ocsaigine sáithithe.Athraíonn an t-ábhar ocsaigine sáithithe in uisce le teocht, agus nuair a mhéadaíonn an teocht, laghdaítear an cion ocsaigine.Tá an cion ocsaigine sáithithe in uisce soiléir níos airde ná an t-uisce farraige ina bhfuil salann (Fíor 1), agus mar sin beidh an cion ocsaigine sáithithe i dtuaslagán cothaitheach le tiúchain éagsúla difriúil.

Iompar ocsaigine sa mhaitrís

Caithfidh an ocsaigin is féidir le fréamhacha na mbarr ceaptha teasa a fháil ó thuaslagán cothaitheach a bheith i stát saor in aisce, agus iompraítear ocsaigin sa tsubstráit trí aer agus uisce agus uisce timpeall na fréamhacha.Nuair a bhíonn sé i gcothromaíocht leis an ábhar ocsaigine san aer ag teocht áirithe, sroicheann an ocsaigin tuaslagtha in uisce an t-uasmhéid, agus beidh athrú comhréireach ar ábhar ocsaigine in uisce mar thoradh ar athrú ar ábhar ocsaigine san aer.

Éifeachtaí strus hypoxia i dtimpeallacht fréimhe ar bharra

Cúiseanna hypoxia fréimhe

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

Ionsú agus fás

Braitheann ionsú an chuid is mó de na cothaithigh riachtanacha ar na próisis a bhaineann go dlúth le meitibileacht fhréamh, a éilíonn an fuinneamh a ghintear trí riospráid cille fréimhe, is é sin, dianscaoileadh táirgí fótaisintéiseach i láthair ocsaigine.Tá sé léirithe ag staidéir go n-úsáidtear 10% ~ 20% de na comhshamhlaithe iomlána de phlandaí 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 anaeróbach de bharr droch-aerála i bhfoshraitheanna agus hidroponics, beidh tionchar ag hypoxia ar ionsú uisce agus cothaithigh.Tá freagra tapa ag Hypoxia ar ionsú gníomhach cothaithigh, eadhon níotráit (NO₃^-), potaisiam (K) agus fosfáit (PO₄^3-), a chuirfidh isteach ar ionsú éighníomhach cailciam (Ca) agus maignéisiam (Mg).

Tá fuinneamh ag teastáil ó fhás fréamhacha plandaí, ní mór an tiúchan ocsaigine is ísle a bheith ag gnáthghníomhaíocht fréimhe, agus déantar an tiúchan ocsaigine faoi bhun luach COP chun bheith ina fhachtóir a theorannú meitibileacht fhréamhchille (hypoxia).Nuair a bhíonn an leibhéal cion ocsaigine íseal, mhoillíonn an fás nó fiú stopann.Mura ndéanann hypoxia fréimhe páirteach ach difear do bhrainsí agus duilleoga, is féidir leis an gcóras fréimhe cúiteamh a dhéanamh ar an gcuid den chóras fréimhe nach bhfuil gníomhach a thuilleadh ar chúis éigin tríd an ionsú áitiúil a mhéadú.

Braitheann meicníocht meitibileach plandaí ar ocsaigin mar ghlacadóir leictreon.Gan ocsaigin, stopfaidh táirgeadh ATP.Gan ATP, stopfaidh eis-sreabhadh prótóin ó na fréamhacha, beidh holc cille na gcealla fréamhacha aigéadach, agus gheobhaidh na cealla seo bás laistigh de chúpla uair an chloig.Ní chuirfidh hypoxia sealadach agus gearrthéarmach faoi deara strus cothaithe dochúlaithe i bplandaí.Mar gheall ar an meicníocht "riospráid níotráite", d'fhéadfadh sé a bheith ina oiriúnú gearrthéarmach chun déileáil le hypoxia mar bhealach eile le linn hipoxia fréamhacha.Mar sin féin, beidh fás mall mar thoradh ar hypoxia fadtéarmach, laghdaigh limistéar duille agus laghdaigh meáchan úr agus tirim, rud a fhágann go dtiocfaidh laghdú suntasach ar tháirgeacht na mbarr.

Eitiléin

Cruthóidh plandaí eitiléin in situ faoi go leor strus.De ghnáth, baintear eitiléin ó na fréamhacha trí idirleathadh isteach san aer ithreach.Nuair a tharlaíonn uisceáil, ní hamháin go dtiocfaidh méadú ar fhoirmiú eitiléine, ach freisin laghdófar an idirleathadh go mór toisc go bhfuil na fréamhacha timpeallaithe ag uisce.Mar thoradh ar an méadú ar thiúchan eitiléine beidh foirmiú fíocháin aeraithe i bhfréamhacha (Fíor 2).Is féidir le heitiléin a bheith ina chúis le senescence duille freisin, agus méadóidh an t-idirghníomhú idir eitiléin agus aicsin le foirmiú fréamhacha adventitious.

Mar thoradh ar strus ocsaigine laghdaítear fás duille

Táirgtear ABA i bhfréamhacha agus duilleoga chun dul i ngleic le strusanna comhshaoil ​​éagsúla.Sa timpeallacht fhréamh, is é an freagra tipiciúil ar strus ná dúnadh stomatal, rud a bhaineann le foirmiú ABA.Sula ndúnfar na stomata, cailleann barr an ghléasra brú swelling, wilt na duilleoga barr, agus féadfaidh an éifeachtacht fótaisintéiseach laghdú freisin.Tá go leor staidéir tar éis a thaispeáint go bhfreagraíonn an stomata méadú ar thiúchan ABA in apoplast trí dhúnadh, is é sin, an t-ábhar iomlán ABA i neamh-duilleoga trí ABA intracellular a scaoileadh, is féidir le plandaí tiúchan apoplast ABA 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 fréamhacha a tharchur i nóiméid in ionad uaireanta.D'fhéadfadh méadú ABA i bhfíochán duille fadú an bhalla cille a laghdú agus laghdú fadú na duille mar thoradh air.Is é éifeacht eile hypoxia ná go ndéantar saolré na duilleoga a ghiorrú, rud a chuirfidh isteach ar gach duilleog.Hypoxia de ghnáth mar thoradh ar an laghdú ar iompar cítokinin agus níotráití.Beidh easpa nítrigine nó cytokinin ghiorrú an t-am cothabhála limistéar duille agus stop a chur le fás na brainsí agus duilleoga 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 glasraí cheaptha teasa go príomha le cumas coinneála uisce an tsubstráit, uisciúcháin (méid agus minicíocht), struchtúr an tsubstráit agus teocht stiall an tsubstráit.Ní féidir an ghníomhaíocht fhréamh a choinneáil sa riocht is fearr ach amháin nuair a bhíonn an cion ocsaigine sa timpeallacht fhréamh ar a laghad os cionn 10% (4~5mg/L).

Tá córas fréimhe na mbarr an-tábhachtach le haghaidh fás plandaí agus friotaíocht galair plandaí.Déanfar uisce agus cothaithigh a ionsú de réir riachtanais na bplandaí.Mar sin féin, is é an leibhéal ocsaigine sa timpeallacht fhréamh den chuid is mó a chinneann éifeachtacht ionsú cothaithigh agus uisce agus cáilíocht an fhréamhchórais.Is féidir le leibhéal leordhóthanach ocsaigine i dtimpeallacht an chórais fhréamh sláinte an fhréamhchórais a chinntiú, ionas go mbeidh friotaíocht níos fearr ag plandaí ar mhiocrorgánaigh phataigineacha (Fíor 3).Laghdaíonn leibhéal leordhóthanach ocsaigine sa tsubstráit an baol a bhaineann le coinníollacha anaeróbach freisin, rud a íoslaghdaíonn an baol a bhaineann le miocrorgánaigh phataigineacha.

Tomhaltas ocsaigine i dtimpeallacht fréimhe

Is féidir le huas-ídiú ocsaigine barraí a bheith chomh hard le 40mg/m2/h (braitheann an tomhaltas ar bharra).Ag brath ar an teocht, féadfaidh suas le 7~8mg/L ocsaigine a bheith san uisce uisciúcháin (Fíor 4).Chun 40 mg a bhaint amach, ní mór 5L uisce a thabhairt gach uair an chloig chun freastal ar an éileamh ocsaigine, ach go deimhin, ní fhéadfaidh an méid uisciúcháin in aon lá amháin a bhaint amach.Ciallaíonn sé seo nach bhfuil ach ról beag ag an ocsaigin a sholáthraíonn uisciúcháin.Sroicheann an chuid is mó den soláthar ocsaigine an fhréamhchrios trí phiocháin sa mhaitrís, agus tá ranníocaíocht an tsoláthair ocsaigine trí phiocháin chomh hard le 90%, ag brath ar an am den lá.Nuair a shroicheann galú plandaí an t-uasmhéid, sroicheann an méid uisciúcháin an t-uasmhéid freisin, atá comhionann le 1~1.5L/m2/h.Má tá ocsaigin 7mg/L san uisce uisciúcháin, cuirfidh sé ocsaigin 7 ~ 11mg/m2/h ar fáil don fhréamhchrios.Is ionann é seo agus 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 tomhaltas fréamhacha, ídíonn microorganisms sa timpeallacht fhréamh 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 réasúnta beag ag microorganisms i dtomhaltas ocsaigine.

Optamaigh teocht comhshaoil ​​​​na fréamhacha

Tá teocht comhshaoil ​​an chórais fréimhe an-tábhachtach le haghaidh gnáthfhás agus feidhm an chórais fréimhe, agus is fachtóir tábhachtach é freisin a dhéanann difear d'ionsú uisce agus cothaithigh de réir an chórais fréimhe.

Is féidir go dtiocfadh deacracht le hionsú uisce mar thoradh ar theocht ró-íseal tsubstráit (teocht fréimhe).Ag 5 ℃, tá an ionsú 70% ~ 80% níos ísle ná ag 20 ℃.Má tá teocht an tsubstráit íseal ag gabháil leis an teocht ard, beidh sé mar thoradh ar wilting plandaí.Is léir go mbraitheann ionsú ian ar theocht, rud a chuireann bac ar ionsú ian ag teocht íseal, agus tá íogaireacht na n-eilimintí cothaitheacha éagsúla le teocht difriúil.

Tá teocht an tsubstráit ró-ard gan úsáid freisin, agus d'fhéadfadh córas fréimhe ró-mhór a bheith mar thoradh air.I bhfocail eile, tá dáileadh neamhchothrom d'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 fómhar an ghléasra.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 fhréamh ná an ocsaigin a chaitear ag microorganisms.ídíonn an córas fréimhe go leor ocsaigine, agus fiú mar thoradh ar hypoxia i gcás foshraith lag nó struchtúr ithreach, rud a laghdóidh an ionsú uisce agus iain.

Cumas coinneála uisce réasúnta na maitrís a chothabháil.

Tá comhghaol diúltach idir an cion uisce agus an cion céatadánach ocsaigine sa mhaitrís.Nuair a mhéadaíonn an t-ábhar uisce, laghdaítear an cion ocsaigine, agus vice versa.Tá raon ríthábhachtach idir ábhar uisce agus ocsaigine sa mhaitrís, is é sin, cion uisce 80% ~ 85% (Fíor 5).Cuirfidh cothabháil fadtéarmach ar ábhar uisce os cionn 85% sa tsubstráit isteach ar an soláthar ocsaigine.Déantar an chuid is mó den soláthar ocsaigine (75% ~ 90%) trí na pores sa mhaitrís.

Forlíonadh uisciúcháin don ábhar ocsaigine sa tsubstráit

Mar thoradh ar níos mó solas na gréine beidh tomhaltas ocsaigine níos airde agus tiúchan ocsaigine níos ísle sna fréamhacha (Fíor 6), agus déanfaidh níos mó siúcra an tomhaltas ocsaigine níos airde ar an oíche.Tá an trasghalú láidir, tá an ionsú uisce mór, agus tá níos mó aer agus níos mó ocsaigine sa tsubstráit.Is féidir a fheiceáil ó thaobh na láimhe clé de Fíor 7 go n-ardóidh an t-ábhar ocsaigine sa tsubstráit beagán tar éis uisciúcháin faoin gcoinníoll go bhfuil cumas coinneála uisce an tsubstráit ard agus go bhfuil an t-ábhar aeir an-íseal.Mar a thaispeántar ar dheis fig.7, faoi choinníoll soilsithe réasúnta níos fearr, méadaíonn an t-ábhar aeir sa tsubstráit mar gheall ar níos mó ionsú uisce (amanna uisciúcháin céanna).Tá tionchar coibhneasta uisciúcháin ar an ábhar ocsaigine sa tsubstráit i bhfad níos lú ná an cumas coinneála uisce (ábhar aeir) sa tsubstráit.

Pléigh

I dtáirgeadh iarbhír, is furasta an t-ábhar ocsaigine (aer) i dtimpeallacht fhréamh na mbarr a shárú, ach tá sé ina fhachtóir tábhachtach chun gnáthfhás barra a chinntiú agus forbairt shláintiúil fréamhacha.

D'fhonn an toradh uasta a fháil le linn táirgeadh na mbarr, tá sé an-tábhachtach timpeallacht an chórais fhréamh a chosaint sa riocht is fearr a oiread agus is féidir.Tá sé léirithe ag staidéir go bhfuil an O₂beidh tionchar diúltach ag ábhar i dtimpeallacht an fhréamhchórais faoi bhun 4mg/L ar fhás na mbarr.An O₂tá tionchar ag ábhar sa timpeallacht fhréamh go príomha ar uisciúcháin (méid uisciúcháin agus minicíocht), struchtúr tsubstráit, ábhar uisce an tsubstráit, teocht an cheaptha teasa agus an tsubstráit, agus beidh patrúin plandála éagsúla difriúil.Tá caidreamh áirithe ag algaí agus microorganisms freisin leis an ábhar ocsaigine i dtimpeallacht fhréamh barra hidroponic.Ní hamháin go n-eascraíonn hypoxia forbairt mall ar phlandaí, ach freisin méadú ar bhrú na bpataiginí fréimhe (pythium, phytophthora, fusarium) ar fhás fréamhacha.

Tá tionchar suntasach ag straitéis uisciúcháin ar an O.S₂ábhar sa tsubstráit, agus is bealach níos rialaithe é freisin sa phróiseas plandála.D'aimsigh roinnt staidéir ar phlandáil rósanna gur féidir le méadú mall ar an ábhar uisce sa tsubstráit (ar maidin) staid ocsaigine níos fearr a fháil.Sa tsubstráit le cumas sealbhaíochta uisce íseal, is féidir leis an tsubstráit ábhar ard ocsaigine a choinneáil, agus ag an am céanna, is gá an difríocht ábhar uisce idir foshraitheanna a sheachaint trí mhinicíocht uisciúcháin níos airde agus eatramh níos giorra.Dá ísle cumas coinneála uisce na bhfoshraitheanna, is mó an difríocht idir foshraitheanna.Cinntíonn an tsubstráit tais, minicíocht uisciúcháin níos ísle agus eatramh níos faide athsholáthar aeir níos mó agus coinníollacha fabhracha ocsaigine.

Is fachtóir eile é draenáil an tsubstráit a bhfuil tionchar mór aige ar an ráta athnuachana agus ar an ngrádán tiúchan ocsaigine sa tsubstráit, ag brath ar chineál agus cumas coinneála uisce an tsubstráit.Níor cheart go bhfanfadh leacht uisciúcháin ag bun an tsubstráit ar feadh ró-fhada, ach ba cheart é a urscaoileadh go tapa ionas gur féidir le huisce uisciúcháin úr a shaibhrítear le ocsaigin teacht ar bhun an tsubstráit arís.Is féidir le roinnt beart réasúnta simplí tionchar a imirt ar an luas draenála, mar shampla grádán an tsubstráit sna treoracha fadaimseartha agus leithead.Dá mhéad an grádán, is amhlaidh is tapúla an luas draenála.Tá oscailtí difriúla ag foshraitheanna éagsúla agus tá líon na n-asraonta difriúil freisin.

CRÍOCH

[faisnéis lua]

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