Технологияи муҳандисии кишоварзии боғдории гармхонаҳо дар Пекин соати 17:30 13 январи соли 2023 нашр шудааст.

Азхудкунии аксари элементҳои ғизоӣ равандест, ки бо фаъолияти метаболикии решаҳои растанӣ зич алоқаманд аст.Ин равандҳо энергияеро талаб мекунанд, ки тавассути нафаскашии ҳуҷайраҳои реша тавлид мешавад ва ҷабби об низ тавассути ҳарорат ва нафаскашӣ танзим мешавад ва нафаскашӣ иштироки оксигенро талаб мекунад, бинобар ин оксиген дар муҳити реша ба нашъунамои муътадили зироатҳо таъсири ҳаётан муҳим дорад.Миқдори оксигени дар об ҳалшуда аз ҳарорат ва шӯршавӣ таъсир мерасонад ва сохтори субстрат миқдори ҳаворо дар муҳити реша муайян мекунад.Обёрӣ дар навсозӣ ва илова кардани миқдори оксиген дар субстратҳои дорои сатҳи гуногуни об фарқияти калон дорад.Омилҳои зиёде барои оптимизатсияи мундариҷаи оксиген дар муҳити реша вуҷуд доранд, аммо дараҷаи таъсири ҳар як омил комилан гуногун аст.Нигоҳ доштани иқтидори оқилонаи нигоҳдории об (мазмуни ҳаво) заминаи нигоҳ доштани миқдори баланди оксиген дар муҳити реша мебошад.

Таъсири ҳарорат ва шӯршавӣ ба таркиби оксигени тофта дар маҳлул

Мазмуни оксиген дар об

Оксигени мањлул дар оксигени бепайванд ё озод дар об мањлул мешавад ва таркиби оксигени њалшуда дар об дар њарорати муайян ба њадди максималї мерасад, ки ин мазмуни оксигени сершуда мебошад.Микдори оксигени сершуда дар об бо харорат тагйир меёбад ва хангоми баланд шудани харорат микдори оксиген кам мешавад.Миқдори оксигени сероб дар оби шаффоф нисбат ба оби баҳрии намак зиёд аст (расми 1), бинобар ин миқдори оксигени серғизо дар маҳлулҳои ғизоӣ бо консентратсияи гуногун гуногун хоҳад буд.

Интиқоли оксиген дар матритса

Оксиген, ки решаҳои зироатҳои гармхонаӣ аз маҳлули ғизоӣ гирифта метавонанд, бояд дар ҳолати озод бошанд ва оксиген дар субстрат тавассути ҳаво ва об ва об дар атрофи реша интиқол дода мешавад.Вақте ки он бо миқдори оксиген дар ҳаво дар ҳарорати муайян дар мувозинат қарор дорад, оксигени дар об ҳалшуда ба ҳадди максималӣ мерасад ва тағирёбии миқдори оксиген дар ҳаво боиси мутаносиби тағйирёбии миқдори оксиген дар об мегардад.

Таъсири стресси гипоксия дар муҳити реша ба зироатҳо

Сабабҳои гипоксияи реша

Якчанд сабабҳо вуҷуд доранд, ки хавфи гипоксия дар системаҳои гидропоника ва субстрат дар тобистон баландтар аст.Пеш аз ҳама, ҳангоми баланд шудани ҳарорат миқдори оксигени тофта дар об кам мешавад.Дуюм, оксиген барои нигоҳ доштани нашъунамои реша бо баланд шудани ҳарорат зиёд мешавад.Ғайр аз он, дар тобистон миқдори азхудкунии маводи ғизоӣ зиёдтар аст, бинобар ин талабот ба оксиген барои азхудкунии маводи ғизоӣ зиёдтар аст.Он ба кам шудани миқдори оксиген дар муҳити реша ва набудани иловаи самарабахш оварда мерасонад, ки боиси гипоксия дар муҳити реша мегардад.

Азхудкунӣ ва афзоиш

Азхудкунии аксари моддаҳои ғизоии зарурӣ ба равандҳое вобаста аст, ки бо мубодилаи реша зич алоқаманд аст, ки энергияи тавассути нафаскашии ҳуҷайраҳои реша тавлидшуда, яъне таҷзияи маҳсулоти фотосинтетикӣ дар ҳузури оксигенро талаб мекунад.Таҳқиқот нишон доданд, ки 10% ~ 20% аз ассимилятҳои умумии растаниҳои помидор дар решаҳо истифода мешаванд, ки 50% онҳо барои азхудкунии ионҳои ғизоӣ, 40% барои афзоиш ва танҳо 10% барои нигоҳдорӣ истифода мешаванд.Решаҳо бояд оксигенро дар муҳити мустақиме пайдо кунанд, ки онҳо CO-ро хориҷ мекунанд₂.Дар шароити анаэробӣ, ки аз сабаби вентилятсияи бад дар субстратҳо ва гидропоника ба вуҷуд омадааст, гипоксия ба азхудкунии об ва маводи ғизоӣ таъсир мерасонад.Гипоксия ба ҷабби фаъоли моддаҳои ғизоӣ, яъне нитрат (NO) вокуниши зуд дорад.₃^-), калий (К) ва фосфат (PO₄^3-), ки ба азхудкунии пассивии калсий (Ca) ва магний (Mg) халал мерасонад.

Рушди решаи растанӣ ба энергия ниёз дорад, фаъолияти муқаррарии реша ба консентратсияи пасттарини оксиген ниёз дорад ва консентратсияи оксиген аз арзиши COP ба омили маҳдудкунандаи мубодилаи ҳуҷайраҳои реша (гипоксия) табдил меёбад.Вақте ки сатҳи оксиген паст аст, афзоиш суст мешавад ё ҳатто қатъ мешавад.Агар гипоксияи қисман реша танҳо ба шохаҳо ва баргҳо таъсир расонад, системаи реша метавонад қисми системаи решаро, ки бо ягон сабаб дигар фаъол нест, бо зиёд кардани ҷабби маҳаллӣ ҷуброн кунад.

Механизми мубодилаи моддаҳои растанӣ аз оксиген ҳамчун қабулкунандаи электрон вобаста аст.Бе оксиген, истеҳсоли ATP қатъ мешавад.Бе АТФ аз реша баромадани протонҳо қатъ мегардад, шираи ҳуҷайраҳои ҳуҷайраҳои реша туршӣ мешавад ва ин ҳуҷайраҳо дар давоми чанд соат мемиранд.Гипоксияи муваққатӣ ва кӯтоҳмуддат боиси фишори бебозгашти ғизоӣ дар растаниҳо нахоҳад шуд.Аз сабаби механизми "нафасгирии нитрат", он метавонад як мутобиқсозии кӯтоҳмуддат барои мубориза бо гипоксия ҳамчун роҳи алтернативӣ ҳангоми гипоксияи реша бошад.Аммо, гипоксияи дарозмуддат боиси суст шудани нашъунамо, кам шудани майдони барг ва кам шудани вазни тару тоза ва хушк мегардад, ки боиси хеле паст шудани ҳосили зироат мегардад.

Этилен

Растаниҳо дар зери фишори зиёд этиленро ташкил медиҳанд.Одатан, этилен аз реша тавассути паҳншавӣ ба ҳавои хок хориҷ карда мешавад.Ҳангоми ботлоқшавӣ ҳосилшавии этилен на танҳо зиёд мешавад, балки паҳншавии он низ хеле кам мешавад, зеро решаҳо бо об иҳота шудаанд.Баландшавии консентратсияи этилен боиси пайдоиши бофтаи аэратсия дар реша мегардад (расми 2).Этилен инчунин метавонад боиси пиршавии баргҳо гардад ва таъсири мутақобилаи этилен ва ауксин ташаккули решаҳои пайдоиширо зиёд мекунад.

Стресси оксиген боиси кам шудани афзоиши баргҳо мегардад

ABA дар решаҳо ва баргҳо барои мубориза бо фишорҳои гуногуни муҳити зист истеҳсол мешавад.Дар муҳити реша, вокуниши маъмулӣ ба стресс бастани стоматалӣ мебошад, ки ташаккули ABA-ро дар бар мегирад.Пеш аз пӯшидани стомата, болои растанӣ фишори варамро гум мекунад, баргҳои боло пажмурда мешаванд ва самаранокии фотосинтетикӣ низ метавонад коҳиш ёбад.Бисёр тадқиқотҳо нишон доданд, ки стоматаҳо ба афзоиши консентратсияи ABA дар апопласт бо басташавӣ ҷавоб медиҳанд, яъне миқдори умумии ABA дар ғайрибаргҳо тавассути баровардани ABA дохилиҳуҷайравӣ, растаниҳо метавонанд консентратсияи апопласт ABA-ро хеле зуд зиёд кунанд.Вақте ки растаниҳо дар зери фишори муҳити зист қарор доранд, онҳо ба баровардани ABA дар ҳуҷайраҳо шурӯъ мекунанд ва сигнали раҳоии реша метавонад дар тӯли чанд дақиқа ба ҷои соат интиқол дода шавад.Афзоиши ABA дар бофтаи барг метавонад дарозии девори ҳуҷайраро коҳиш диҳад ва боиси кам шудани дарозии барг гардад.Таъсири дигари гипоксия ин аст, ки умри баргҳо кӯтоҳ мешавад, ки ин ба ҳама баргҳо таъсир мерасонад.Гипоксия одатан ба кам шудани интиқоли цитокинин ва нитрат оварда мерасонад.Нарасидани нитроген ё цитокинин мухлати нигохубини майдони баргро кутох карда, дар давоми якчанд руз нашъунамои шохаю баргхоро бозмедорад.

Беҳтар кардани муҳити оксигени системаи решаи зироат

Хусусиятҳои субстрат барои тақсимоти об ва оксиген ҳалкунанда мебошанд.Консентратсияи оксиген дар муҳити решаи сабзавоти гармхонаӣ асосан ба қобилияти нигоҳдории обҳои субстрат, обёрӣ (ҳаҷм ва басомад), сохтори субстрат ва ҳарорати рахи зеризаминӣ вобаста аст.Танҳо вақте ки миқдори оксиген дар муҳити реша ҳадди аққал аз 10% (4 ~ 5 мг/л) боло бошад, фаъолияти реша метавонад дар ҳолати беҳтарин нигоҳ дошта шавад.

Системаи решаи зироатҳо барои нашъунамои растанӣ ва муқовимат ба бемориҳо хеле муҳим аст.Об ва моддаҳои ғизоӣ мувофиқи талаботи растаниҳо ҷаббида мешаванд.Бо вуҷуди ин, сатҳи оксиген дар муҳити реша асосан самаранокии азхудкунии маводи ғизоӣ ва об ва сифати системаи решаро муайян мекунад.Сатҳи кофии оксиген дар муҳити системаи реша метавонад саломатии системаи решаро таъмин кунад, то растаниҳо ба микроорганизмҳои патогенӣ муқовимати беҳтар дошта бошанд (расми 3).Сатҳи кофии оксиген дар субстрат инчунин хатари шароити анаэробро кам мекунад ва ба ин васила хатари микроорганизмҳои патогениро кам мекунад.

Истеъмоли оксиген дар муҳити реша

Истеъмоли максималии оксигени зироатҳо метавонад то 40 мг/м2/соат бошад (истеъмол аз зироатҳо вобаста аст).Вобаста аз ҳарорат, оби обёрӣ метавонад то 7~8 мг/л оксиген дошта бошад (расми 4).Барои расидан ба 40 мг, бояд ҳар соат 5 литр об дода шавад, то ки талаботи оксигенро қонеъ созад, аммо дар асл, миқдори обёрӣ дар як рӯз метавонад ба даст наояд.Ин маънои онро дорад, ки оксигене, ки тавассути обёрӣ дода мешавад, танҳо нақши хурд дорад.Аксарияти таъминоти оксиген ба минтақаи реша тавассути сӯрохиҳои матритса мерасад ва саҳми таъминоти оксиген тавассути сӯрохиҳо, вобаста ба вақти рӯз то 90% зиёд аст.Вақте ки бухоршавии растаниҳо ба ҳадди максималӣ мерасад, миқдори обёрӣ низ ба ҳадди аксар мерасад, ки ба 1~1,5л/м2/соат баробар аст.Агар оби обёрӣ 7 мг/л оксиген дошта бошад, он барои минтақаи реша 7-11 мг/м2/соат оксигенро таъмин мекунад.Ин ба 17-25 фоизи талабот баробар аст.Албатта, ин танҳо ба вазъияте дахл дорад, ки оби камбизоати оксиген дар субстрат бо оби тозаи обёрӣ иваз карда мешавад.

Илова ба истеъмоли реша, микроорганизмҳо дар муҳити реша оксигенро низ истеъмол мекунанд.Миқдори онро муайян кардан душвор аст, зеро дар ин бора ягон андозагирӣ анҷом дода нашудааст.Азбаски субстратҳои нав ҳар сол иваз карда мешаванд, метавон тахмин кард, ки микроорганизмҳо дар истеъмоли оксиген нақши нисбатан хурд доранд.

Ҳарорати муҳити зисти решаҳоро оптимизатсия кунед

Њарорати муњити системаи реша барои нашъунамо ва фаъолияти мўътадили системаи реша хеле муњим буда, инчунин омили муњимест, ки ба азхудкунии об ва маводи ѓизої аз љониби системаи реша таъсир мерасонад.

Ҳарорати аз ҳад пасти субстрат (ҳарорати реша) метавонад боиси мушкилии азхудкунии об гардад.Дар 5 ℃ ҷаббида нисбат ба 20 ℃ 70% - 80% камтар аст.Агар ҳарорати пасти субстрат бо ҳарорати баланд ҳамроҳ шавад, он ба пажмурдани растанӣ оварда мерасонад.Азхудкунии ионҳо бешубҳа аз ҳарорат вобаста аст, ки ҷабби ионҳоро дар ҳарорати паст бозмедорад ва ҳассосияти элементҳои гуногуни ғизоӣ ба ҳарорат гуногун аст.

Ҳарорати аз ҳад зиёди субстрат низ бефоида аст ва метавонад ба системаи решаи хеле калон оварда расонад.Ба ибораи дигар, дар растанихо таксимоти номутаносиби моддахои хушк ба амал меояд.Азбаски системаи реша хеле калон аст, талафоти нолозим тавассути нафаскашӣ ба амал меояд ва ин қисми энергияи гумшуда метавонист барои ҳосили ҳосили растанӣ истифода шавад.Дар ҳарорати баландтари субстрат, миқдори оксигени гудохташуда камтар аст, ки ба миқдори оксиген дар муҳити реша назар ба оксигени истеъмолкардаи микроорганизмҳо таъсири зиёд дорад.Системаи реша миқдори зиёди оксигенро истеъмол мекунад ва ҳатто дар сурати суст будани субстрат ё сохтори хок ба гипоксия оварда мерасонад ва ҳамин тавр азхудкунии об ва ионҳоро коҳиш медиҳад.

Иқтидори оқилонаи нигоҳдории об дар матритсаро нигоҳ доред.

Байни миқдори об ва фоизи оксиген дар матритса таносуби манфӣ вуҷуд дорад.Вақте ки миқдори об зиёд мешавад, миқдори оксиген кам мешавад ва баръакс.Миёни миқдори об ва оксиген дар матритса, яъне 80% ~ 85% миқдори об мавҷуд аст (Расми 5).Нигоҳдории дарозмуддати миқдори об аз 85% дар субстрат ба таъминоти оксиген таъсир мерасонад.Аксарияти таъминоти оксиген (75% ~ 90%) тавассути сӯрохиҳои матритса мегузарад.

Иловаи обёрӣ ба миқдори оксиген дар субстрат

Нури бештари офтоб боиси зиёд шудани истеъмоли оксиген ва паст шудани консентратсияи оксиген дар решаҳо мегардад (Расми 6) ва миқдори зиёди шакар истеъмоли оксигенро шабона зиёд мекунад.Транспиратсия пурқувват аст, ҷабби об калон аст ва дар субстрат ҳаво ва оксиген зиёдтар аст.Аз тарафи чапи расми 7 дида мешавад, ки пас аз обьёрй микдори оксиген дар субстрат ба шарте зиёд мешавад, ки кобилияти обгузаронии субстрат зиёд ва хаво хеле кам бошад.Тавре ки дар рости расм нишон дода шудааст.7, дар ҳолати равшании нисбатан беҳтар, миқдори ҳаво дар субстрат аз ҳисоби азхудкунии бештари об (ҳамон вақтҳои обёрӣ) меафзояд.Таъсири нисбии обёрӣ ба миқдори оксиген дар субстрат аз қобилияти нигоҳдории об (ҳаво) дар субстрат хеле камтар аст.

Муҳокима кунед

Дар истеҳсоли воқеӣ миқдори оксиген (ҳаво) дар муҳити решаи зироат ба осонӣ нодида гирифта мешавад, аммо он омили муҳими таъмини нашъунамои муътадили зироатҳо ва рушди солими реша мебошад.

Барои ба даст овардани ҳосили ҳадди аксар дар вақти парвариши зироатҳо, хеле муҳим аст, ки муҳити системаи реша то ҳадди имкон муҳофизат карда шавад.Таҳқиқотҳо нишон доданд, ки О₂мундариҷа дар муҳити системаи реша камтар аз 4 мг/л ба афзоиши ҳосил таъсири манфӣ мерасонад.О₂ба мундариҷа дар муҳити реша асосан аз обёрӣ (микдор ва басомади обёрӣ), сохтори оксиген, таркиби об, ҳарорати гармхона ва зеризаминӣ таъсир мерасонад ва шаклҳои гуногуни шинонидан гуногун хоҳанд буд.Алгаҳо ва микроорганизмҳо инчунин бо миқдори оксиген дар муҳити решаи зироатҳои гидропоникӣ робитаи муайян доранд.Гипоксия на танхо боиси суст нашъунамои растанихо мегардад, балки фишори микроорганизмхои реша (питий, фитофтора, фузариоз) ба нашъунамои реша зиёд мешавад.

Стратегияи ирригатсионӣ ба О₂мундариҷа дар субстрат ва он инчунин роҳи бештар идорашаванда дар раванди кишт мебошад.Баъзе таҳқиқоти шинондани садбаргҳо нишон доданд, ки оҳиста-оҳиста зиёд шудани миқдори об дар субстрат (субҳ) метавонад ҳолати оксигенро беҳтар ба даст орад.Дар субстрат дорои қобилияти нигоҳдории об паст, субстрат метавонад миқдори зиёди оксигенро нигоҳ дорад ва дар айни замон, аз фарқияти миқдори об байни субстратҳо тавассути басомади баландтари обёрӣ ва фосилаи кӯтоҳтар пешгирӣ кардан лозим аст.Иќтидори обгузаронии субстратњо њар ќадар паст бошад, фарќияти байни субстратњо њамон ќадар зиёд мешавад.Субстрати намнок, басомади камтари обёрӣ ва фосилаи дарозтар иваз кардани ҳаво ва шароити мусоиди оксигенро таъмин мекунанд.

Дренажи субстрат омили дигаре мебошад, ки ба суръати навсозӣ ва градиенти консентратсияи оксиген дар субстрат вобаста ба намуд ва қобилияти нигоҳдории об таъсири калон дорад.Моеъи ирригатсионӣ набояд дар қаъри субстрат муддати тӯлонӣ истад, балки бояд зуд холӣ карда шавад, то оби обёрии тоза, ки аз оксиген бой шудааст, дубора ба қаъри замин расад.Суръати заҳкаш метавонад тавассути баъзе тадбирҳои нисбатан содда, ба монанди градиенти субстрат дар самтҳои тӯлонӣ ва паҳнӣ таъсир расонад.Чӣ қадаре ки градиент баланд бошад, суръати дренаж ҳамон қадар тезтар мешавад.Субстратҳои гуногун кушодагии гуногун доранд ва шумораи баромадҳо низ гуногун аст.

ПОЁН

[маълумоти истинод]

Си Юанпэй.Таъсири таркиби оксигени муҳити зист дар решаҳои зироатҳои гармхонаӣ ба афзоиши зироат [J].Технологияи муҳандисии кишоварзӣ, 2022,42 (31): 21-24.