İstixana bağçılığının kənd təsərrüfatı mühəndisliyi texnologiyası 13 yanvar 2023-cü il tarixində saat 17:30-da Pekində dərc edilmişdir.

Qida elementlərinin əksəriyyətinin udulması bitki köklərinin metabolik fəaliyyətləri ilə sıx əlaqəli bir prosesdir.Bu proseslər kök hüceyrələrinin tənəffüsü ilə yaranan enerjini tələb edir və suyun udulması temperatur və tənəffüslə də tənzimlənir, tənəffüs isə oksigenin iştirakını tələb edir, ona görə də kök mühitində oksigen məhsulların normal böyüməsinə həyati təsir göstərir.Suda həll olunan oksigen miqdarı temperatur və duzluluqdan təsirlənir və substratın quruluşu kök mühitindəki hava miqdarını təyin edir.Suvarma, müxtəlif sululuq vəziyyətləri olan substratlarda oksigen tərkibinin yenilənməsi və əlavə edilməsində böyük fərqlərə malikdir.Kök mühitində oksigen tərkibini optimallaşdırmaq üçün bir çox amillər var, lakin hər bir faktorun təsir dərəcəsi tamamilə fərqlidir.Ağlabatan substratın su tutma qabiliyyətinin (hava tərkibinin) saxlanılması kök mühitində yüksək oksigen tərkibinin saxlanmasının əsas şərtidir.

Temperatur və duzluluğun məhluldakı doymuş oksigen tərkibinə təsiri

Suda həll olunan oksigen tərkibi

Həll edilmiş oksigen suda bağlanmamış və ya sərbəst oksigendə həll olunur və suda həll olunmuş oksigenin miqdarı müəyyən bir temperaturda maksimuma çatacaq, bu da doymuş oksigen miqdarıdır.Suda doymuş oksigen miqdarı temperaturla dəyişir, temperatur artdıqda isə oksigen miqdarı azalır.Təmiz suyun doymuş oksigen tərkibi duzlu dəniz suyundan daha yüksəkdir (Şəkil 1), ona görə də müxtəlif konsentrasiyalı qida məhlullarının doymuş oksigen tərkibi fərqli olacaqdır.

Matrisdə oksigenin daşınması

İstixana bitkisinin köklərinin qida məhlulundan ala bildiyi oksigen sərbəst vəziyyətdə olmalıdır və oksigen köklərin ətrafında hava və su və su vasitəsilə substratda daşınır.Müəyyən bir temperaturda havadakı oksigen miqdarı ilə tarazlıq vəziyyətində olduqda, suda həll olunan oksigen maksimuma çatır və havada oksigen miqdarının dəyişməsi suda oksigen tərkibinin mütənasib dəyişməsinə səbəb olacaqdır.

Kök mühitində hipoksiya stressinin bitkilərə təsiri

Kök hipoksiyasının səbəbləri

Hidroponika və substrat becərmə sistemlərində hipoksiya riskinin yayda daha yüksək olmasının bir neçə səbəbi var.Hər şeydən əvvəl, temperatur yüksəldikcə suda doymuş oksigen miqdarı azalacaq.İkincisi, kök böyüməsini saxlamaq üçün tələb olunan oksigen temperaturun artması ilə artır.Bundan əlavə, yayda qida maddələrinin udulma miqdarı daha yüksəkdir, buna görə də qida maddələrinin udulması üçün oksigen tələbi daha yüksəkdir.Bu, kök mühitində oksigen miqdarının azalmasına və effektiv əlavənin olmamasına səbəb olur ki, bu da kök mühitində hipoksiyaya səbəb olur.

Absorbsiya və böyümə

Əsas qida maddələrinin əksəriyyətinin mənimsənilməsi kök hüceyrələrinin tənəffüsü ilə əmələ gələn enerjini, yəni oksigenin iştirakı ilə fotosintetik məhsulların parçalanmasını tələb edən kök metabolizması ilə sıx əlaqəli proseslərdən asılıdır.Tədqiqatlar göstərdi ki, pomidor bitkilərinin ümumi assimilyasiyasının 10% - 20% -i köklərdə istifadə olunur, bunun 50% -i qida ionlarının udulması üçün, 40% -i böyümə üçün və yalnız 10% -i baxım üçün istifadə olunur.Köklər CO buraxdıqları birbaşa mühitdə oksigeni tapmalıdırlar₂.Substratlarda və hidroponiklərdə zəif ventilyasiya nəticəsində yaranan anaerob şəraitdə hipoksiya suyun və qida maddələrinin udulmasına təsir göstərəcəkdir.Hipoksiya qida maddələrinin, yəni nitratın (NO) aktiv udulmasına sürətli cavab verir.₃^-), kalium (K) və fosfat (PO₄^3-), kalsium (Ca) və maqneziumun (Mg) passiv udulmasına mane olacaq.

Bitki kökünün böyüməsi enerjiyə ehtiyac duyur, normal kök fəaliyyəti ən aşağı oksigen konsentrasiyasına ehtiyac duyur və COP dəyərindən aşağı olan oksigen konsentrasiyası kök hüceyrə metabolizmasını məhdudlaşdıran bir amilə çevrilir (hipoksiya).Oksigen səviyyəsi aşağı olduqda, böyümə yavaşlayır və ya hətta dayanır.Qismən kök hipoksiyası yalnız budaqlara və yarpaqlara təsir edərsə, kök sistemi yerli absorbsiyanı artırmaqla kök sisteminin nədənsə artıq aktiv olmayan hissəsini kompensasiya edə bilər.

Bitkilərin metabolik mexanizmi elektron qəbuledicisi kimi oksigendən asılıdır.Oksigen olmadan ATP istehsalı dayanacaq.ATP olmasa, protonların köklərdən çıxması dayanacaq, kök hüceyrələrinin hüceyrə şirəsi turşulaşacaq və bu hüceyrələr bir neçə saat ərzində öləcəklər.Müvəqqəti və qısamüddətli hipoksiya bitkilərdə geri dönməz qida stressinə səbəb olmayacaqdır.“Nitrat tənəffüsü” mexanizminə görə, kök hipoksiyası zamanı alternativ yol olaraq hipoksiya ilə mübarizə aparmaq üçün qısa müddətli uyğunlaşma ola bilər.Bununla belə, uzunmüddətli hipoksiya yavaş böyüməyə, yarpaq sahəsinin azalmasına və təzə və quru çəkinin azalmasına gətirib çıxaracaq ki, bu da məhsulun əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına səbəb olacaq.

Etilen

Bitkilər çox gərginlik altında yerində etilen əmələ gətirəcəklər.Adətən etilen torpağın havasına yayılaraq köklərdən çıxarılır.Bataqlıq meydana gəldikdə, etilenin əmələ gəlməsi təkcə artmayacaq, həm də köklər su ilə əhatə olunduğu üçün diffuziya çox azalacaq.Etilen konsentrasiyasının artması köklərdə aerasiya toxumasının əmələ gəlməsinə səbəb olacaqdır (Şəkil 2).Etilen də yarpaqların qocalmasına səbəb ola bilər və etilen və auksin arasındakı qarşılıqlı təsir, adventitiv köklərin əmələ gəlməsini artıracaq.

Oksigen stressi yarpaq böyüməsinin azalmasına səbəb olur

ABA müxtəlif ekoloji streslərin öhdəsindən gəlmək üçün köklərdə və yarpaqlarda istehsal olunur.Kök mühitində stresə tipik reaksiya ABA-nın əmələ gəlməsini nəzərdə tutan stomatın bağlanmasıdır.Stomatalar bağlanmazdan əvvəl bitkinin yuxarı hissəsi şişmə təzyiqini itirir, üst yarpaqlar solur və fotosintetik effektivlik də azala bilər.Bir çox tədqiqatlar göstərmişdir ki, stomata apoplastda ABA konsentrasiyasının artmasına qapanmaqla cavab verir, yəni yarpaq olmayanlardakı ümumi ABA tərkibi hüceyrədaxili ABA-nı buraxaraq, bitkilər apoplast ABA konsentrasiyasını çox tez artıra bilirlər.Bitkilər ətraf mühitin gərginliyi altında olduqda, hüceyrələrdə ABA-nı buraxmağa başlayırlar və kök buraxma siqnalı saatlar əvəzinə bir neçə dəqiqə ərzində ötürülə bilər.Yarpaq toxumasında ABA-nın artması hüceyrə divarının uzanmasını azalda bilər və yarpaq uzanmasının azalmasına səbəb ola bilər.Hipoksiyanın başqa bir təsiri, yarpaqların ömrünün qısalmasıdır ki, bu da bütün yarpaqlara təsir edəcəkdir.Hipoksiya adətən sitokinin və nitratın daşınmasının azalmasına səbəb olur.Azot və ya sitokinin çatışmazlığı yarpaq sahəsinin saxlanma müddətini qısaldır və bir neçə gün ərzində budaqların və yarpaqların böyüməsini dayandırır.

Bitki kök sisteminin oksigen mühitinin optimallaşdırılması

Substratın xüsusiyyətləri suyun və oksigenin paylanması üçün həlledicidir.İstixana tərəvəzlərinin kök mühitində oksigen konsentrasiyası əsasən substratın su tutma qabiliyyəti, suvarma (ölçüsü və tezliyi), substratın strukturu və substrat zolağının temperaturu ilə bağlıdır.Yalnız kök mühitindəki oksigen miqdarı ən azı 10%-dən (4~5mq/l) yuxarı olduqda kök fəaliyyətini ən yaxşı vəziyyətdə saxlamaq olar.

Bitkilərin kök sistemi bitkilərin böyüməsi və bitki xəstəliklərinə davamlılığı üçün çox vacibdir.Su və qida maddələri bitkilərin ehtiyaclarına uyğun olaraq sorulacaq.Bununla belə, kök mühitindəki oksigen səviyyəsi əsasən qida və suyun udulma səmərəliliyini və kök sisteminin keyfiyyətini müəyyən edir.Kök sisteminin mühitində kifayət qədər oksigen səviyyəsi kök sisteminin sağlamlığını təmin edə bilər ki, bitkilər patogen mikroorqanizmlərə daha yaxşı müqavimət göstərsinlər (Şəkil 3).Substratda adekvat oksigen səviyyəsi də anaerob şəraitin riskini minimuma endirir, beləliklə, patogen mikroorqanizmlərin riskini minimuma endirir.

Kök mühitində oksigen istehlakı

Bitkilərin maksimum oksigen istehlakı 40 mq/m2/saat qədər yüksək ola bilər (istehlak məhsullardan asılıdır).Temperaturdan asılı olaraq, suvarma suyunda 7~8mq/L-ə qədər oksigen ola bilər (Şəkil 4).40 mq-a çatmaq üçün oksigen tələbatını ödəmək üçün hər saatda 5 litr su verilməlidir, amma əslində bir gündə suvarma miqdarına çatmaya bilər.Bu o deməkdir ki, suvarma ilə təmin edilən oksigen yalnız kiçik bir rol oynayır.Oksigen tədarükünün böyük hissəsi matrisdəki məsamələr vasitəsilə kök zonasına çatır və məsamələr vasitəsilə oksigen tədarükünün töhfəsi günün vaxtından asılı olaraq 90%-ə qədərdir.Bitkilərin buxarlanması maksimuma çatdıqda, suvarma miqdarı da maksimuma çatır, bu da 1~1,5L/m2/saata bərabərdir.Suvarma suyunda 7 mq/l oksigen varsa, kök zonası üçün 7 ~ 11 mq/m2/saat oksigen təmin edəcək.Bu, tələbatın 17%-25%-nə bərabərdir.Əlbəttə ki, bu, yalnız substratda oksigen çatışmazlığı olan suvarma suyunun təzə suvarma suyu ilə əvəz edildiyi vəziyyətə aiddir.

Köklərin istehlakı ilə yanaşı, kök mühitindəki mikroorqanizmlər də oksigen istehlak edirlər.Bunun kəmiyyətini müəyyənləşdirmək çətindir, çünki bu baxımdan heç bir ölçmə aparılmayıb.Hər il yeni substratlar dəyişdirildiyi üçün mikroorqanizmlərin oksigen istehlakında nisbətən kiçik rol oynadığını güman etmək olar.

Köklərin ətraf mühit istiliyini optimallaşdırın

Kök sisteminin ətraf mühitin temperaturu kök sisteminin normal inkişafı və fəaliyyəti üçün çox vacibdir, eyni zamanda kök sistemi tərəfindən su və qida maddələrinin udulmasına təsir edən mühüm amildir.

Çox aşağı substrat temperaturu (kök temperaturu) suyun udulmasında çətinlik yarada bilər.5 ° C-də udma 20 ° C-də olduğundan 70% ~ 80% aşağıdır.Substratın aşağı temperaturu yüksək temperaturla müşayiət olunarsa, bu, bitkilərin solmasına səbəb olacaqdır.İonun udulması açıq şəkildə temperaturdan asılıdır, aşağı temperaturda ionların udulmasına mane olur və müxtəlif qida elementlərinin temperatura həssaslığı fərqlidir.

Çox yüksək substrat temperaturu da faydasızdır və çox böyük kök sisteminə səbəb ola bilər.Başqa sözlə, bitkilərdə quru maddələrin balanssız paylanması var.Kök sistemi çox böyük olduğu üçün tənəffüs yolu ilə lazımsız itkilər baş verəcək və itirilmiş enerjinin bu hissəsi bitkinin məhsul hissəsinə sərf oluna bilərdi.Daha yüksək substrat temperaturunda həll edilmiş oksigen miqdarı daha azdır, bu, mikroorqanizmlərin istehlak etdiyi oksigendən daha çox kök mühitindəki oksigen tərkibinə daha çox təsir göstərir.Kök sistemi çox oksigen istehlak edir və hətta zəif substrat və ya torpaq quruluşu halında hipoksiyaya gətirib çıxarır, beləliklə su və ionların udulmasını azaldır.

Matrisin ağlabatan su tutma qabiliyyətini qoruyun.

Matrisdəki suyun tərkibi ilə oksigenin faiz nisbəti arasında mənfi korrelyasiya var.Suyun miqdarı artdıqda, oksigen miqdarı azalır və əksinə.Matrisdəki su miqdarı ilə oksigen arasında kritik diapazon var, yəni 80% ~ 85% su tərkibi (Şəkil 5).Substratın tərkibindəki suyun 85%-dən yuxarı uzunmüddətli saxlanması oksigen tədarükünə təsir edəcəkdir.Oksigen tədarükünün çox hissəsi (75% ~ 90%) matrisdəki məsamələrdən keçir.

Substratdakı oksigen tərkibinə suvarma əlavəsi

Daha çox günəş işığı daha çox oksigen istehlakına və köklərdə oksigen konsentrasiyasının azalmasına səbəb olacaq (Şəkil 6), daha çox şəkər isə gecə oksigen istehlakını artıracaq.Transpirasiya güclüdür, suyun udulması böyükdür və substratda daha çox hava və daha çox oksigen var.Şəkil 7-nin solundan görünür ki, substratın su tutma qabiliyyətinin yüksək və havanın çox az olması şərti ilə suvarmadan sonra substratda oksigen miqdarı bir qədər artacaq.Əncirin sağında göstərildiyi kimi.7, nisbətən daha yaxşı işıqlandırma şəraitində, daha çox suyun udulması (eyni suvarma vaxtları) səbəbindən substratdakı hava miqdarı artır.Substratdakı oksigenin tərkibinə suvarmanın nisbi təsiri substratda su tutma qabiliyyətindən (hava miqdarından) çox azdır.

Müzakirə edin

Faktiki istehsalda məhsulun kök mühitində oksigenin (havanın) tərkibi asanlıqla nəzərə alınmır, lakin bu, bitkilərin normal inkişafını və köklərin sağlam inkişafını təmin edən mühüm amildir.

Məhsul istehsalı zamanı maksimum məhsul əldə etmək üçün kök sistemi mühitini mümkün qədər ən yaxşı vəziyyətdə qorumaq çox vacibdir.Araşdırmalar göstərib ki, O₂kök sistemi mühitində 4mg/L-dən aşağı olan məzmun məhsulun inkişafına mənfi təsir göstərəcək.O₂kök mühitindəki məzmuna əsasən suvarma (suvarma miqdarı və tezliyi), substratın strukturu, substratın su tərkibi, istixana və substratın temperaturu təsir edir və müxtəlif əkin nümunələri fərqli olacaqdır.Yosunlar və mikroorqanizmlər də hidroponik bitkilərin kök mühitində oksigen miqdarı ilə müəyyən əlaqəyə malikdirlər.Hipoksiya yalnız bitkilərin yavaş inkişafına səbəb olmur, həm də kök patogenlərinin (pythium, phytophthora, fusarium) kök böyüməsinə təzyiqini artırır.

Suvarma strategiyası O.-ya əhəmiyyətli təsir göstərir₂substratdakı məzmun və bu da əkin prosesində daha idarə olunan bir yoldur.Bəzi qızılgül əkilməsi tədqiqatları, substratdakı suyun miqdarının yavaş-yavaş artırılmasının (səhər) daha yaxşı bir oksigen vəziyyəti əldə edə biləcəyini tapdı.Su tutma qabiliyyəti aşağı olan substratda substrat yüksək oksigen tərkibini saxlaya bilir və eyni zamanda, daha yüksək suvarma tezliyi və daha qısa interval vasitəsilə substratlar arasında su tərkibinin fərqindən qaçınmaq lazımdır.Substratların su tutma qabiliyyəti nə qədər aşağı olarsa, substratlar arasındakı fərq bir o qədər çox olar.Nəmli substrat, aşağı suvarma tezliyi və daha uzun interval daha çox havanın dəyişdirilməsini və əlverişli oksigen şəraitini təmin edir.

Substratın drenajı, substratın növündən və su tutma qabiliyyətindən asılı olaraq, yenilənmə sürətinə və substratda oksigen konsentrasiyası gradientinə böyük təsir göstərən başqa bir amildir.Suvarma mayesi substratın dibində çox uzun müddət qalmamalı, tez boşaldılmalıdır ki, təzə oksigenlə zənginləşdirilmiş suvarma suyu yenidən substratın dibinə çatsın.Drenaj sürətinə bəzi nisbətən sadə ölçülər, məsələn, uzununa və eni istiqamətlərdə substratın gradienti təsir göstərə bilər.Qradiyent nə qədər böyükdürsə, drenaj sürəti bir o qədər yüksəkdir.Fərqli substratların fərqli açılışları var və çıxışların sayı da fərqlidir.

SON

[sitat məlumatı]

Xie Yuanpei.İstixana məhsullarının köklərindəki ekoloji oksigen tərkibinin məhsulun böyüməsinə təsiri [J].Kənd təsərrüfatı mühəndisliyi texnologiyası, 2022,42(31):21-24.