Ýyladyşhana bagçylygynyň oba hojalyk inženerçilik tehnologiýasy Pekinde 2023-nji ýylyň 13-nji ýanwarynda sagat 17:30-da çap edildi.

Iýmit elementleriniň köpüsiniň özleşdirilmegi ösümlik kökleriniň metabolik işjeňligi bilen ýakyndan baglanyşykly bir prosesdir. Bu prosesler kök öýjükleriniň dem alyşy arkaly öndürilýän energiýany talap edýär we suwuň özleşdirilmegi hem temperatura we dem alyş bilen düzgünleşdirilýär we dem alyş kislorodyň gatnaşmagyny talap edýär, şonuň üçin kök gurşawyndaky kislorod ekinleriň kadaly ösüşine möhüm täsir edýär. Suwdaky ereýän kislorodyň mukdaryna temperatura we duzlulyk täsir edýär we substratyň gurluşy kök gurşawyndaky howanyň mukdaryny kesgitleýär. Suwaryş dürli suw mukdary bolan substratlarda kislorodyň mukdarynyň täzelenmeginde we goşmaça bolmagynda uly tapawutlara eýedir. Kök gurşawyndaky kislorodyň mukdaryny optimizirlemek üçin köp faktor bar, ýöne her bir faktoryň täsir derejesi düýbünden tapawutlydyr. Substratyň suw saklaýyş ukybyny (howanyň mukdaryny) kadaly saklamak kök gurşawynda ýokary kislorod mukdaryny saklamagyň esasy şertidir.

Temperaturanyň we duzlulygyň erginde doýgun kislorodyň mukdaryna täsiri

Suwdaky ereýän kislorodyň mukdary

Ereýän kislorod suwdaky baglanyşyksyz ýa-da erkin kislorodda ereýär we suwdaky ereýän kislorodyň mukdary belli bir temperaturada, ýagny doýgun kislorodyň mukdarynda iň ýokary derejä ýeter. Suwdaky doýgun kislorodyň mukdary temperatura bilen üýtgeýär we temperatura ýokarlananda kislorodyň mukdary azalýar. Arassa suwuň doýgun kislorod mukdary duz saklaýan deňiz suwunyňkydan ýokarydyr (1-nji surat), şonuň üçin dürli konsentrasiýaly iýmit erginleriniň doýgun kislorod mukdary dürli bolar.

Matrisada kislorodyň daşalmagy

Parnik ekinleriniň kökleriniň iýmit ergininden alyp bilýän kislorody erkin ýagdaýda bolmaly we kislorod substratda howa, suw we kökleriň töweregindäki suw arkaly daşalýar. Berlen temperaturada howadaky kislorodyň mukdary bilen deňagramlylykda bolanda, suwda ereýän kislorod iň ýokary derejä ýetýär we howadaky kislorodyň mukdarynyň üýtgemegi suwdaky kislorodyň mukdarynyň proporsional üýtgemegine getirýär.

Kök gurşawyndaky gipoksiýa stresiniň ekinlere täsiri

Kök gipoksiýasynyň sebäpleri

Gidroponikada we substrat ösdürip ýetişdirmek ulgamlarynda tomusda gipoksiýanyň töwekgelçiliginiň ýokary bolmagynyň birnäçe sebäbi bar. Ilki bilen, temperatura ýokarlananda suwdaky doýgun kislorodyň mukdary azalar. Ikinjiden, kökleriň ösüşini saklamak üçin zerur bolan kislorod temperatura ýokarlananda artýar. Mundan başga-da, tomusda iýmit maddalarynyň özleşdirilmegi has ýokary bolýar, şonuň üçin iýmit maddalarynyň özleşdirilmegi üçin kisloroda bolan isleg has ýokary bolýar. Bu kök gurşawynda kislorodyň mukdarynyň azalmagyna we netijeli goşundynyň ýetmezçiligine getirýär, bu bolsa kök gurşawynda gipoksiýa getirýär.

Siňdirilme we ösüş

Esasy iýmit maddalarynyň köpüsiniň özleşdirilmegi kök metabolizmi bilen ýakyn baglanyşykly proseslere baglydyr, bu bolsa kök öýjükleriniň dem alyşy arkaly öndürilýän energiýany, ýagny kislorodyň gatnaşmagynda fotosintetik önümleriň parçalanmagyny talap edýär. Barlaglar pomidor ösümlikleriniň umumy assimilatsiýasynyň 10% ~ 20% -iniň köklerde ulanylýandygyny, olaryň 50% -iniň iýmit ionlarynyň özleşdirilmegi üçin, 40% -iniň ösüş üçin we diňe 10% -iniň ideg üçin ulanylýandygyny görkezdi. Kökler CO2 çykarýan gönüden-göni gurşawda kislorod tapmalydyrlar.₂Substratlarda we gidroponikada ýaramaz howa alyş sebäpli anaerob şertlerde gipoksiýa suwuň we iýmit maddalarynyň özleşdirilmegine täsir eder. Gipoksiýa iýmit maddalarynyň, ýagny nitratyň (NO) işjeň özleşdirilmegine çalt täsir edýär.₃^-), kaliý (K) we fosfat (PO2)₄^3-), bu bolsa kalsiýiň (Ca) we magniýiň (Mg) passiw siňmegine päsgel berer.

Ösümligiň kök ösüşi energiýa mätäç, köküň kadaly işjeňligi üçin iň pes kislorod konsentrasiýasy gerek we COP gymmatyndan aşak kislorod konsentrasiýasy kök öýjükleriniň metabolizmini (gipoksiýa) çäklendirýän faktora öwrülýär. Kislorod mukdarynyň derejesi pes bolanda, ösüş haýallaýar ýa-da hatda togtaýar. Eger köküň bölekleýin gipoksiýasy diňe şahalara we ýapraklara täsir etse, kök ulgamy ýerli siňdirilişi artdyrmak arkaly kök ulgamynyň belli bir sebäp bilen işjeň bolmadyk böleginiň öwezini dolup biler.

Ösümlikleriň metabolik mehanizmi elektron akseptory hökmünde kisloroda baglydyr. Kislorod bolmasa, ATF önümçiligi togtaýar. ATF bolmasa, köklerden protonlaryň çykmagy togtaýar, kök öýjükleriniň öýjük şiresi kislotaly bolýar we bu öýjükler birnäçe sagadyň içinde ölýär. Wagtlaýyn we gysga möhletli gipoksiýa ösümliklerde gaýtaryp bolmajak iýmit stresini döretmeýär. "Nitrat dem alyş" mehanizmi sebäpli, kök gipoksiýasy döwründe alternatiw usul hökmünde gipoksiýa bilen göreşmek üçin gysga möhletli uýgunlaşma bolup biler. Şeýle-de bolsa, uzak möhletli gipoksiýa ösüş haýallamagyna, ýaprak meýdanynyň azalmagyna we täze we gurak agramyň azalmagyna getirer, bu bolsa ekin hasylynyň ep-esli pese gaçmagyna getirer.

Etilen

Ösümlikler güýçli stres astynda ýerinde etilen emele getirýärler. Adatça, etilen toprak howasyna diffuziýa arkaly köklerden aýrylýar. Suw basanda, etileniň emele gelmegi diňe bir artman, eýsem kökler suw bilen gurşalanlygy sebäpli diffuziýa hem ep-esli azalar. Etileniň konsentrasiýasynyň ýokarlanmagy köklerde aerasiýa dokumalarynyň emele gelmegine getirer (2-nji surat). Etilen ýapraklaryň garramagyna hem sebäp bolup biler we etilen bilen auksiniň özara täsiri goşmaça kökleriň emele gelmegini artdyrar.

Kislorod stresi ýapraklaryň ösüşiniň peselmegine getirýär

ABA dürli daşky gurşaw streslerine garşy durmak üçin köklerde we ýapraklarda öndürilýär. Kök gurşawynda strese garşy adaty reaksiýa stomatal ýapylma bolup, ol ABA-nyň emele gelmegini öz içine alýar. Stomalar ýapylmazdan öň, ösümligiň ýokarky bölegi şişme basyşyny ýitirýär, ýokarky ýapraklar solýar we fotosintez netijeliligi hem peselip biler. Köp sanly barlaglar stomatanyň apoplastdaky ABA konsentrasiýasynyň ýokarlanmagyna ýapylmak arkaly, ýagny ýaprak däl ösümliklerdäki ABA-nyň umumy mukdarynyň hüjre içindäki ABA-ny çykarmak arkaly jogap berýändigini görkezdi, ösümlikler apoplast ABA-nyň konsentrasiýasyny gaty çalt ýokarlandyryp bilýärler. Ösümlikler daşky gurşaw stresi astynda bolanda, olar hüjrelerde ABA-ny çykarmaga başlaýarlar we köküň çykarylyş signaly sagatlaryň ýerine birnäçe minutda iberilip bilner. Ýaprak dokumalarynda ABA-nyň köpelmegi hüjre diwarynyň uzalmasyny azaldyp, ýapraklaryň uzalmasynyň azalmagyna getirip biler. Gipoksiýanyň başga bir täsiri, ýapraklaryň ömrüniň gysgalmagydyr, bu bolsa ähli ýapraklara täsir eder. Gipoksiýa adatça sitokinin we nitrat daşamagynyň azalmagyna getirýär. Azotyň ýa-da sitokininiň ýetmezçiligi ýaprak meýdanynyň ideg wagtyny gysgaldýar we birnäçe günüň içinde şahalaryň we ýapraklaryň ösüşini togtadýar.

Ekin kök ulgamynyň kislorod gurşawyny optimizirlemek

Suwuň we kislorodyň paýlanyşy üçin substratyň häsiýetnamalary möhümdir. Ýyladyşhana gök önümleriniň kök gurşawyndaky kislorodyň konsentrasiýasy, esasan, substratyň suw saklamak ukybyna, suwaryşa (ölçegi we ýygylygy), substratyň gurluşyna we substrat zolagynyň temperaturasyna baglydyr. Diňe kök gurşawyndaky kislorodyň mukdary azyndan 10% (4~5mg/L) ýokary bolanda kök işjeňligi iň gowy ýagdaýda saklanyp bilner.

Ekinleriň kök ulgamy ösümlikleriň ösüşi we ösümlikleriň kesellerine garşy durmagy üçin örän möhümdir. Suw we iýmit maddalary ösümlikleriň zerurlyklaryna görä siňdiriler. Şeýle-de bolsa, kök gurşawyndaky kislorod derejesi iýmit maddalarynyň we suwuň siňdiriş netijeliligini we kök ulgamynyň hilini köp derejede kesgitleýär. Kök ulgamynyň gurşawynda ýeterlik kislorod derejesi kök ulgamynyň saglygyny üpjün edip biler, şonuň üçin ösümlikler patogen mikroorganizmlere has gowy garşylyk görkezýär (3-nji surat). Substratdaky ýeterlik kislorod derejesi anaerob şertleriň töwekgelçiligini hem azaldýar, şeýlelik bilen patogen mikroorganizmleriň töwekgelçiligini azaldýar.

Kök gurşawynda kislorod sarp edilişi

Ekinleriň kislorod sarp edilişiniň iň ýokary derejesi sagatda 40 mg/m2 çenli bolup biler (sarp edilişi ekinlere bagly). Temperatura baglylykda, suwaryş suwunda 7 ~ 8 mg/L kislorod bolup biler (4-nji surat). 40 mg-a ýetmek üçin kisloroda bolan islegi kanagatlandyrmak üçin her sagatda 5 litr suw berilmelidir, ýöne hakykatda bir günde suwaryş mukdaryna ýetip bolmaz. Bu, suwaryş arkaly berilýän kislorodyň diňe kiçi rol oýnaýandygyny aňladýar. Kislorod üpjünçiliginiň köp bölegi matrisadaky gözenekler arkaly kök zolagyna ýetýär we gözenekler arkaly kislorod üpjünçiliginiň goşandy günüň wagtyna baglylykda 90% -e çenli ýokarydyr. Ösümlikleriň bugarmagy iň ýokary derejä ýetende, suwaryş mukdary hem iň ýokary derejä ýetýär, bu bolsa sagatda 1 ~ 1,5 L/m2 deňdir. Eger suwaryş suwunda 7 mg/L kislorod bolsa, ol kök zolagy üçin sagatda 7 ~ 11 mg/m2 kislorod berer. Bu islegiň 17% ~ 25% -ine deňdir. Elbetde, bu diňe substratdaky kisloroda mätäç suwaryş suwunyň täze suwaryş suwy bilen çalşyrylýan ýagdaýyna degişlidir.

Kökleriň sarp edilişinden başga-da, kök gurşawyndaky mikroorganizmler hem kislorod sarp edýärler. Muny ölçemek kyn, sebäbi bu babatda hiç hili ölçeg geçirilmedi. Her ýyl täze substratlar çalşyrylýanlygy sebäpli, mikroorganizmleriň kislorod sarp edilişinde deňeşdirme boýunça az rol oýnaýandygyny çaklap bolýar.

Kökleriň daşky gurşawyň temperaturasyny optimizirläň

Kök ulgamynyň daşky gurşawyň temperaturasy kök ulgamynyň kadaly ösüşi we işlemegi üçin örän möhümdir, şeýle hem kök ulgamy tarapyndan suwuň we iýmit maddalarynyň siňdirilmegine täsir edýän möhüm faktordyr.

Substratyň örän pes temperaturasy (kökleriň temperaturasy) suwuň siňdirilmeginde kynçylyk döredip biler. 5℃-de siňdiriliş 20℃-däkiden 70% ~ 80% pes bolýar. Eger substratyň pes temperaturasy ýokary temperatura bilen birlikde bolsa, ösümlikleriň solmagyna sebäp bolar. Ionlaryň siňdirilmegi, elbetde, temperatura baglydyr, bu bolsa pes temperaturada ionlaryň siňdirilmegine päsgel berýär we dürli iýmit elementleriniň temperatura duýgurlygy dürli-dürli bolýar.

Substratyň temperaturasynyň gaty ýokary bolmagy hem peýdasyzdyr we kök ulgamynyň gaty uly bolmagyna getirip biler. Başgaça aýdylanda, ösümliklerde gurak maddalaryň deňagramly däl paýlanyşy bar. Kök ulgamy gaty uly bolany üçin, dem alyş arkaly gereksiz ýitgiler ýüze çykar we ýitirilen energiýanyň bu bölegi ösümligiň hasyl alýan bölegi üçin ulanylyp bilnerdi. Substratyň ýokary temperaturasynda ereýän kislorodyň mukdary pes bolýar, bu bolsa kök gurşawyndaky kislorodyň mukdaryna mikroorganizmler tarapyndan sarp edilýän kisloroddan has uly täsir edýär. Kök ulgamy köp kislorod sarp edýär we hatda substratyň ýa-da topragyň gurluşynyň ýaramaz ýagdaýynda gipoksiýa getirýär, şeýdip suwuň we ionlaryň siňdirilişini azaldýar.

Matrisanyň suw saklamak ukybyny ýeterlik derejede saklaň.

Matrisada suwuň mukdary bilen kislorodyň prosent mukdarynyň arasynda negatiw baglanyşyk bar. Suwuň mukdary ýokarlananda, kislorodyň mukdary azalýar we tersine. Matrisada suwuň mukdary bilen kislorodyň arasynda möhüm aralyk bar, ýagny suwuň mukdary 80% ~ 85% (5-nji surat). Substratda suwuň mukdarynyň 85% -den ýokary uzak wagtlap saklanmagy kislorod üpjünçiligine täsir eder. Kislorod üpjünçiliginiň köp bölegi (75% ~ 90%) matrisadaky gözeneklerden geçýär.

Substratdaky kislorod mukdaryna suwaryş goşmaçasy

Gün şöhlesiniň köp bolmagy köklerde kislorodyň sarp edilişiniň ýokarlanmagyna we kislorodyň konsentrasiýasynyň peselmegine getirer (6-njy surat), şekeriň köp bolmagy bolsa gijelerine kislorodyň sarp edilişiniň ýokarlanmagyna sebäp bolar. Transpirasiýa güýçli, suwuň siňdirilişi ýokary we substratda howa we kislorod has köp. 7-nji suratyň çep tarapyndan görünýän ýaly, substratyň suw saklamak ukyby ýokary we howanyň mukdary örän pes bolan ýagdaýynda, suwaryşdan soň substratdaky kislorodyň mukdary birneme artar. 7-nji suratyň sag tarapynda görkezilişi ýaly, has gowy yşyklandyryş şertlerinde, substratdaky howanyň mukdary suwuň has köp siňdirilmegi (suwaryş wagtlarynyň şol birligi) sebäpli artýar. Suwaryşyň substratdaky kislorodyň mukdaryna deňeşdirme täsiri substratdaky suw saklamak ukybyndan (howanyň mukdaryndan) has azdyr.

Ara alyp maslahatlaş

Hakyky önümçilikde ekin kökleri gurşawyndaky kislorodyň (howanyň) mukdary aňsatlyk bilen gözden gaçyrylýar, ýöne ol ekinleriň kadaly ösüşini we kökleriň sagdyn ösüşini üpjün etmek üçin möhüm faktor bolup durýar.

Ekin önümçiligi döwründe iň ýokary hasyl almak üçin kök ulgamynyň gurşawyny mümkin boldugyça iň gowy ýagdaýda goramak örän möhümdir. Barlaglar O-nyň₂Kök ulgamynyň gurşawynda 4 mg/L-den aşak mukdarda bolmagy ekinleriň ösüşine ýaramaz täsir eder. O₂Kök gurşawyndaky mukdar, esasan, suwaryşdan (suwaryş mukdary we ýygylygy), substrat gurluşyndan, substrat suwunyň mukdaryndan, ýyladyşhananyň we substratyň temperaturasyndan täsir edýär we dürli ekiş görnüşleri tapawutlanýar. Suw otlarynyň we mikroorganizmleriň gidroponik ekinleriň kök gurşawyndaky kislorod mukdary bilen hem belli bir gatnaşygy bar. Gipoksiýa diňe bir ösümlikleriň haýal ösmegine sebäp bolman, eýsem kök kesel döredijileriniň (pitiý, fitoftora, fusarium) kök ösüşine edýän basyşyny hem ýokarlandyrýar.

Suwaryş strategiýasy O-a uly täsir edýär₂substratdaky mukdary we ekmek prosesinde has gözegçilikde saklanýan usuldyr. Gül ekmek boýunça käbir barlaglar substratdaky suwuň mukdaryny ýuwaş-ýuwaşdan ýokarlandyrmagyň (irden) has gowy kislorod ýagdaýyna getirip biljekdigini anyklady. Suw saklamak ukyby pes bolan substratda substrat ýokary kislorod mukdaryny saklap bilýär we şol bir wagtyň özünde, suwaryş ýygylygynyň ýokary bolmagy we aralygyň gysgalmagy arkaly substratlaryň arasyndaky suwuň mukdarynyň tapawudynyň öňüni almak zerurdyr. Substratlaryň suw saklamak ukyby näçe pes bolsa, substratlaryň arasyndaky tapawut şonça-da uly bolýar. Çygly substrat, suwaryş ýygylygynyň pes bolmagy we aralygyň uzyn bolmagy howanyň has köp çalşygyny we amatly kislorod şertlerini üpjün edýär.

Substratyň suw akdyrylmagy, substratyň görnüşine we suw saklama ukybyna baglylykda, täzelenme tizligine we substratdaky kislorod konsentrasiýasynyň gradientine uly täsir edýän başga bir faktordyr. Suwaryş suwuklygy substratyň düýbünde uzak wagtlap galmaly däl, eýsem täze kislorod bilen baýlaşdyrylan suwaryş suwunyň substratyň düýbüne ýene-de ýetmegi üçin çalt akdyrylmaly. Suw akdyrmagyň tizligine käbir deňeşdirme ýönekeý ölçegler, meselem, substratyň uzynlyk we giňlik ugurlaryndaky gradienti täsir edip biler. Gradient näçe uly bolsa, suw akdyrmagyň tizligi şonça-da çalt bolýar. Dürli substratlaryň dürli deşikleri bar we çykyşlaryň sany hem dürli-dürli.

SOŇY

[sitirleme maglumaty]

Sýe Ýuanpeý. Parnik ekinleriniň köklerinde daşky gurşawyň kislorod mukdarynyň ekinleriň ösüşine täsiri [J]. Oba hojalyk inženerçiligi tehnologiýasy, 2022,42(31):21-24.