Teicneòlas innleadaireachd àiteachais gàirnealaireachd taigh-glainneAir fhoillseachadh ann am Beijing aig 17:30 air 13 Faoilleach, 2023.

Tha gabhail a-steach a’ mhòr-chuid de na h-eileamaidean beathachaidh na phròiseas a tha dlùth-cheangailte ri gnìomhachd metabolach freumhaichean lusan. Feumaidh na pròiseasan sin lùth a thèid a chruthachadh le anail cheallan freumha, agus tha gabhail a-steach uisge cuideachd air a riaghladh le teòthachd agus anail, agus feumaidh anail com-pàirteachadh ocsaidean, agus mar sin tha buaidh chudromach aig ocsaidean anns an àrainneachd freumha air fàs àbhaisteach bàrr. Tha buaidh aig teòthachd agus salannachd air susbaint ocsaidean sgaoilte ann an uisge, agus tha structar an t-substrate a’ dearbhadh susbaint èadhair anns an àrainneachd freumha. Tha eadar-dhealachaidhean mòra aig uisgeachadh ann an ùrachadh agus cur-ris susbaint ocsaidean ann an substrates le diofar staidean susbaint uisge. Tha mòran nithean ann gus susbaint ocsaidean anns an àrainneachd freumha a bharrachadh, ach tha ìre buaidh gach factar gu math eadar-dhealaichte. Is e cumail suas comas cumail uisge reusanta an t-substrate (susbaint èadhair) am bun-bheachd airson susbaint ocsaidean àrd a chumail suas anns an àrainneachd freumha.

Buaidh teòthachd agus salannachd air susbaint ocsaidean shàthaichte ann am fuasgladh

Susbaint ocsaidean sgaoilte ann an uisge

Tha ocsaidean sgaoilte air a sgaoileadh ann an ocsaidean neo-cheangailte no saor ann an uisge, agus ruigidh susbaint an ocsaidean sgaoilte ann an uisge an ìre as àirde aig teòthachd sònraichte, is e sin susbaint ocsaidean shàthaichte. Bidh susbaint ocsaidean shàthaichte ann an uisge ag atharrachadh leis an teòthachd, agus nuair a dh’èireas an teòthachd, bidh susbaint an ocsaidean a’ lùghdachadh. Tha susbaint ocsaidean shàthaichte uisge soilleir nas àirde na susbaint uisge mara anns a bheil salann (Figear 1), agus mar sin bidh susbaint ocsaidean shàthaichte fuasglaidhean beathachaidh le diofar dùmhlachdan eadar-dhealaichte.

Còmhdhail ocsaidean ann am maitrís

Feumaidh an ogsaidean a gheibh freumhaichean bàrr taigh-glainne bho fhuasgladh beathachaidh a bhith ann an staid shaor, agus tha ogsaidean air a ghiùlan anns an t-substrate tro èadhar is uisge agus uisge timcheall air na freumhaichean. Nuair a tha e ann an cothromachadh le susbaint ogsaidean san adhar aig teòthachd sònraichte, ruigidh an ogsaidean a tha air a sgaoileadh ann an uisge an ìre as àirde, agus bidh atharrachadh ann an susbaint ogsaidean san adhar ag adhbhrachadh atharrachadh co-rèireach ann an susbaint ogsaidean san uisge.

Buaidhean cuideam hypoxia ann an àrainneachd freumhaich air bàrr

Adhbharan airson hypoxia freumha

Tha grunn adhbharan ann carson a tha cunnart hypoxia ann an siostaman hydroponics agus àiteachaidh fo-strat nas àirde as t-samhradh. An toiseach, lùghdaichidh susbaint ocsaidean shàthaichte ann an uisge mar a bhios an teòthachd ag èirigh. San dàrna àite, bidh an ocsaidean a dh’ fheumar gus fàs freumhaichean a chumail suas ag àrdachadh le àrdachadh teòthachd. A bharrachd air an sin, tha an ìre de bheathachadh a thèid a ghabhail a-steach nas àirde as t-samhradh, agus mar sin tha an t-iarrtas airson ocsaidean airson beathachadh a ghabhail a-steach nas àirde. Bidh seo ag adhbhrachadh lùghdachadh ann an susbaint ocsaidean ann an àrainneachd nam freumhan agus dìth stuthan-leasachaidh èifeachdach, a tha ag adhbhrachadh hypoxia ann an àrainneachd nam freumhan.

Gabhail a-steach agus fàs

Tha gabhail a-steach a’ mhòr-chuid de bheathachadh riatanach an urra ri pròiseasan a tha dlùth-cheangailte ri metabolism freumhaichean, a dh’ fheumas an lùth a thig bho anail cheallan freumhaichean, is e sin, lobhadh thoraidhean foto-cho-chur an làthair ocsaidean. Tha sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil 10% ~ 20% de na stuthan iomlan a thèid a ghabhail a-steach ann am planntaichean tomato air an cleachdadh anns na freumhaichean, agus 50% dhiubh sin air an cleachdadh airson gabhail a-steach ian beathachaidh, 40% airson fàs agus dìreach 10% airson cumail suas. Feumaidh freumhaichean ocsaidean a lorg san àrainneachd dhìreach far am bi iad a’ leigeil a-mach CO₂Fo chumhachan anaerobach air adhbhrachadh le droch fhionnarachadh ann am fo-stratan agus hydroponics, bheir hypoxia buaidh air gabhail a-steach uisge agus beathachadh. Bidh hypoxia a’ freagairt gu luath ri gabhail a-steach gnìomhach beathachadh, is e sin nitrate (NO₃^-), potasium (K) agus fosfáit (PO₄^3-), a chuireas bacadh air gabhail a-steach fulangach calcium (Ca) agus magnesium (Mg).

Feumaidh fàs freumhaichean planntrais lùth, feumaidh gnìomhachd àbhaisteach freumhaichean an dùmhlachd ocsaidean as ìsle, agus bidh an dùmhlachd ocsaidean fo luach COP na fhactar a chuireas bacadh air metabolism cealla freumha (hypoxia). Nuair a bhios ìre susbaint ocsaidean ìosal, bidh am fàs a’ slaodadh sìos no eadhon a’ stad. Mura h-eil buaidh aig hypoxia pàirteach freumha ach air geugan agus duilleagan, faodaidh an siostam freumhaich dìoladh a dhèanamh airson a’ phàirt den t-siostam freumhaich nach eil gnìomhach tuilleadh airson adhbhar air choireigin le bhith ag àrdachadh an gabhail a-steach ionadail.

Tha meacanaig metabolach lusan an urra ri ocsaidean mar gabhadair electron. Às aonais ocsaidean, stadaidh cinneasachadh ATP. Às aonais ATP, stadaidh sruthadh protonan bho na freumhaichean, bidh sùgh cealla nan ceallan freumha searbhagach, agus bàsaichidh na ceallan sin taobh a-staigh beagan uairean a thìde. Cha bhith hypoxia sealach agus geàrr-ùine ag adhbhrachadh cuideam beathachaidh neo-atharrachail ann an lusan. Air sgàth meacanaig “analach naitridean”, is dòcha gur e atharrachadh geàrr-ùine a th’ ann gus dèiligeadh ri hypoxia mar dhòigh eile rè hypoxia freumha. Ach, bidh hypoxia fad-ùine ag adhbhrachadh fàs slaodach, lùghdachadh ann an raon duille agus lùghdachadh ann an cuideam ùr is tioram, a bheir gu crìonadh mòr ann an toradh bàrr.

Eitiléin

Bidh lusan a’ cruthachadh eitilein na àite fo mhòran cuideam. Mar as trice, thèid eitilein a thoirt air falbh bho na freumhaichean le bhith ga sgaoileadh a-steach don adhar san ùir. Nuair a bhios uisge làn, chan e a-mhàin gun àrdaich cruthachadh eitilein, ach cuideachd thèid an sgaoileadh a lùghdachadh gu mòr leis gu bheil na freumhaichean air an cuairteachadh le uisge. Bidh àrdachadh dùmhlachd eitilein ag adhbhrachadh cruthachadh clò aerachaidh anns na freumhaichean (Figear 2). Faodaidh eitilein cuideachd adhbhrachadh gum bi duilleagan a’ fàs sean, agus bidh an eadar-obrachadh eadar eitilein agus auxin ag àrdachadh cruthachadh freumhaichean neo-àbhaisteach.

Bidh cuideam ocsaidean ag adhbhrachadh lùghdachadh ann am fàs dhuilleagan

Tha ABA air a thoirt gu buil ann am freumhaichean is duilleagan gus dèiligeadh ri diofar chuideaman àrainneachdail. Anns an àrainneachd freumhaich, is e dùnadh stomatal am freagairt àbhaisteach do chuideam, a tha a’ toirt a-steach cruthachadh ABA. Mus tèid na stomata a dhùnadh, bidh mullach a’ phlannt a’ call cuideam at, bidh na duilleagan as àirde a’ crìonadh, agus faodaidh èifeachdas foto-cho-chur lùghdachadh cuideachd. Tha mòran sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil na stomata a’ freagairt ri àrdachadh dùmhlachd ABA ann an apoplast le bhith a’ dùnadh, is e sin, susbaint iomlan ABA ann an neo-dhuilleagan le bhith a’ leigeil ma sgaoil ABA intracellular, faodaidh lusan dùmhlachd ABA apoplast a mheudachadh gu math luath. Nuair a tha lusan fo chuideam àrainneachdail, bidh iad a’ tòiseachadh air ABA a leigeil ma sgaoil ann an ceallan, agus faodar an comharra fuasglaidh freumhaich a thar-chuir ann am mionaidean an àite uairean a thìde. Faodaidh àrdachadh ABA ann am figheagan duille sìneadh balla cealla a lughdachadh agus leantainn gu lùghdachadh ann an sìneadh duilleige. Is e buaidh eile a th’ aig hypoxia gu bheil fad-beatha dhuilleagan air a ghiorrachadh, a bheir buaidh air na duilleagan uile. Mar as trice bidh hypoxia ag adhbhrachadh lùghdachadh ann an còmhdhail cytokinin agus nitrate. Bidh dìth naitridean no cytokinin a’ giorrachadh ùine cumail suas farsaingeachd nan duilleagan agus a’ cur stad air fàs gheugan is dhuilleagan taobh a-staigh beagan làithean.

A’ leasachadh àrainneachd ocsaidean siostam freumhaich bàrr

Tha feartan an t-substrate deatamach airson sgaoileadh uisge is ocsaidean. Tha dùmhlachd ocsaidean ann an àrainneachd freumha ghlasraich taigh-glainne gu ìre mhòr co-cheangailte ri comas gleidhidh uisge an t-substrate, uisgeachadh (meud agus tricead), structar an t-substrate agus teòthachd stiall an t-substrate. Is ann dìreach nuair a tha susbaint ocsaidean ann an àrainneachd freumha co-dhiù os cionn 10% (4~5mg/L) as urrainnear gnìomhachd nam freumhan a chumail suas anns an staid as fheàrr.

Tha siostam freumhaich bhàrr glè chudromach airson fàs lusan agus strì an aghaidh ghalaran. Thèid uisge agus beathachadh a ghabhail a-steach a rèir feumalachdan lusan. Ach, tha ìre an ogsaidean anns an àrainneachd freumhaich gu ìre mhòr a’ dearbhadh èifeachdas gabhail a-steach beathachadh agus uisge agus càileachd an t-siostam freumhaich. Faodaidh ìre ogsaidean gu leòr ann an àrainneachd an t-siostam freumhaich slàinte an t-siostam freumhaich a dhèanamh cinnteach, gus am bi strì nas fheàrr aig lusan an aghaidh meanbh-fhàs-bheairtean pathogenic (Figear 3). Bidh ìre ogsaidean iomchaidh anns an t-substrate cuideachd a’ lughdachadh cunnart shuidheachaidhean anaerobic, agus mar sin a’ lughdachadh cunnart meanbh-fhàs-bheairtean pathogenic.

Caitheamh ocsaidean ann an àrainneachd freumhaich

Faodaidh an ìre as àirde de ogsaidean a ghabhas a chaitheamh le bàrr a bhith cho àrd ri 40mg/m2/h (tha an ìre sin an urra ri bàrr). A rèir na teòthachd, faodaidh suas ri 7~8mg/L de ogsaidean a bhith san uisge uisgeachaidh (Figear 4). Gus 40 mg a ruighinn, feumar 5L de dh’uisge a thoirt seachad gach uair a thìde gus coinneachadh ris an iarrtas ogsaidean, ach gu dearbh, is dòcha nach tèid an ìre uisgeachaidh ann an aon latha a ruighinn. Tha seo a’ ciallachadh nach eil ach pàirt bheag aig an ogsaidean a tha air a thoirt seachad le uisgeachadh. Bidh a’ mhòr-chuid den t-solar ogsaidean a’ ruighinn crios nam freumhan tro phòran anns a’ mhaitrice, agus tha tabhartas an t-solair ogsaidean tro na poran cho àrd ri 90%, a rèir àm an latha. Nuair a ruigeas falmhachadh lusan an ìre as àirde, ruigidh an ìre uisgeachaidh an ìre as àirde cuideachd, a tha co-ionann ri 1~1.5L/m2/h. Ma tha 7mg/L ogsaidean san uisge uisgeachaidh, bheir e seachad 7~11mg/m2/h ogsaidean airson crios nam freumhan. Tha seo co-ionann ri 17%~25% den iarrtas. Gu dearbh, chan eil seo a’ buntainn ach ris an t-suidheachadh far a bheil uisge uisgeachaidh ùr air a chur an àite an uisge uisgeachaidh bochd ann an ocsaidean anns an t-substrate.

A bharrachd air a bhith ag ithe freumhaichean, bidh meanbh-fhàs-bheairtean ann an àrainneachd nam freumhaichean cuideachd ag ithe ocsaidean. Tha e duilich seo a thomhas leis nach deach tomhas sam bith a dhèanamh a thaobh seo. Leis gu bheil bun-stuthan ùra gan cur nan àite gach bliadhna, faodar a ghabhail ris nach eil pàirt mhòr aig meanbh-fhàs-bheairtean ann an caitheamh ocsaidean.

Dèan an teòthachd àrainneachdail as fheàrr airson freumhaichean

Tha teòthachd àrainneachdail siostam nam freumhan glè chudromach airson fàs is gnìomhachd àbhaisteach an t-siostam freumhaich, agus tha e cuideachd na fheart cudromach a bheir buaidh air mar a bhios an siostam freumhaich a’ gabhail a-steach uisge is beathachadh.

Dh’fhaodadh teòthachd ro ìosal an t-substrate (teòthachd freumha) leantainn gu duilgheadas ann a bhith a’ gabhail a-steach uisge. Aig 5℃, tha an gabhail a-steach 70% ~ 80% nas ìsle na aig 20℃. Ma tha teòthachd ìosal an t-substrate an cois teòthachd àrd, bidh e ag adhbhrachadh crìonadh planntrais. Tha gabhail a-steach ian gu follaiseach an urra ri teòthachd, a chuireas bacadh air gabhail a-steach ian aig teòthachd ìosal, agus tha cugallachd diofar eileamaidean beathachaidh do theodhachd eadar-dhealaichte.

Tha teòthachd an t-substrate ro àrd cuideachd gun fheum, agus dh’ fhaodadh e leantainn gu siostam freumhaich ro mhòr. Ann am faclan eile, tha sgaoileadh neo-chothromach de stuth tioram ann an lusan. Leis gu bheil an siostam freumhaich ro mhòr, bidh call neo-riatanach a’ tachairt tro anail, agus dh’ fhaodadh am pàirt seo den lùth a chaidh a chall a bhith air a chleachdadh airson pàirt buain a’ phlannt. Aig teòthachd an t-substrate nas àirde, tha an susbaint ocsaidean sgaoilte nas ìsle, agus tha buaidh nas motha aige air an t-susbaint ocsaidean anns an àrainneachd freumhaich na an ocsaidean a bhios meanbh-fhàs-bheairtean ag ithe. Bidh an siostam freumhaich ag ithe tòrr ocsaidean, agus eadhon ag adhbhrachadh hypoxia ma tha structar substrate no ùir bochd, agus mar sin a’ lughdachadh gabhail a-steach uisge agus ianan.

Cùm comas reusanta gleidhidh uisge a’ mhaitrics.

Tha co-dhàimh àicheil eadar susbaint an uisge agus ceudad susbaint ocsaidean anns a’ mhaitrice. Nuair a bhios susbaint an uisge ag àrdachadh, bidh susbaint an ocsaidean a’ lùghdachadh, agus a chaochladh. Tha raon èiginneach eadar susbaint an uisge agus ocsaidean anns a’ mhaitrice, is e sin, susbaint uisge 80% ~ 85% (Figear 5). Bidh cumail suas susbaint uisge os cionn 85% san t-substrate san fhad-ùine a’ toirt buaidh air solar ocsaidean. Tha a’ mhòr-chuid den t-solar ocsaidean (75% ~ 90%) a’ tighinn tro na pores anns a’ mhaitrice.

Leasachadh uisgeachaidh a rèir susbaint ocsaidean anns an t-substrate

Bidh barrachd solas na grèine a’ leantainn gu barrachd ocsaidean agus dùmhlachd ocsaidean nas ìsle anns na freumhaichean (Figear 6), agus nì barrachd siùcair an ocsaidean nas àirde air an oidhche. Tha an tar-tharraing làidir, tha gabhail a-steach uisge mòr, agus tha barrachd èadhair agus barrachd ocsaidean anns an t-substrate. Chithear bhon taobh chlì de Fhigear 7 gum bi susbaint an ocsaidean anns an t-substrate ag àrdachadh beagan às deidh uisgeachadh fon chumha gu bheil comas gleidhidh uisge an t-substrate àrd agus susbaint an èadhair glè ìosal. Mar a chithear air taobh deas figear 7, fon chumha de sholais nas fheàrr, bidh susbaint an èadhair anns an t-substrate ag àrdachadh air sgàth barrachd gabhail a-steach uisge (na h-aon amannan uisgeachaidh). Tha buaidh coimeasach uisgeachaidh air susbaint ocsaidean anns an t-substrate fada nas lugha na comas gleidhidh uisge (susbaint èadhair) anns an t-substrate.

Bruidhinn

Ann an cinneasachadh fhèin, tha e furasta dearmad a dhèanamh air susbaint ocsaidean (èadhair) ann an àrainneachd freumhaichean bàrr, ach tha e na fheart cudromach gus dèanamh cinnteach à fàs àbhaisteach bàrr agus leasachadh fallain freumhaichean.

Gus an toradh as motha fhaighinn rè cinneasachadh bàrr, tha e glè chudromach àrainneachd an t-siostam freumhaich a dhìon anns an staid as fheàrr cho mòr 's as urrainn. Tha sgrùdaidhean air sealltainn gu bheil an O₂bidh buaidh àicheil aig susbaint anns an àrainneachd siostam freumhaich fo 4mg/L air fàs bàrr. An O₂Tha susbaint ocsaidean ann an àrainneachd nam freumhan air a bhuaidh sa mhòr-chuid le uisgeachadh (meud agus tricead uisgeachaidh), structar an t-substrate, susbaint uisge an t-substrate, teòthachd an taigh-glainne agus an t-substrate, agus bidh diofar phàtranan planntachaidh eadar-dhealaichte. Tha dàimh shònraichte aig algaich agus meanbh-fhàs-bheairtean cuideachd ri susbaint ocsaidean ann an àrainneachd freumhan bàrr hydroponic. Chan e a-mhàin gu bheil hypoxia ag adhbhrachadh leasachadh slaodach lusan, ach bidh e cuideachd a’ meudachadh cuideam pathogens freumha (pythium, phytophthora, fusarium) air fàs freumha.

Tha buaidh mhòr aig ro-innleachd uisgeachaidh air an O₂susbaint anns an t-substrate, agus tha e cuideachd na dhòigh nas so-riaghlaidh sa phròiseas planntachaidh. Tha cuid de sgrùdaidhean planntachaidh ròsan air faighinn a-mach gum faod àrdachadh mean air mhean ann an susbaint an uisge anns an t-substrate (sa mhadainn) staid ocsaidean nas fheàrr fhaighinn. Anns an t-substrate le comas gleidhidh uisge ìosal, faodaidh an t-substrate susbaint ocsaidean àrd a chumail suas, agus aig an aon àm, tha e riatanach an diofar ann an susbaint uisge eadar substrates a sheachnadh tro tricead uisgeachaidh nas àirde agus eadar-ama nas giorra. Mar as ìsle comas gleidhidh uisge nan substrates, ’s ann as motha an diofar eadar substrates. Bidh substrate tais, tricead uisgeachaidh nas ìsle agus eadar-ama nas fhaide a’ dèanamh cinnteach à barrachd ath-chur èadhair agus suidheachaidhean ocsaidean fàbharach.

Tha drèanadh an t-substrate na fheart eile a bheir buaidh mhòr air an ìre ùrachaidh agus air an ìre dùmhlachd ocsaidean anns an t-substrate, a rèir an t-seòrsa agus comas gleidhidh uisge an t-substrate. Cha bu chòir don leaghan uisgeachaidh fuireach aig bonn an t-substrate ro fhada, ach bu chòir a leigeil ma sgaoil gu sgiobalta gus an urrainn dha uisge uisgeachaidh ùr beairteach ann an ocsaidean bonn an t-substrate a ruighinn a-rithist. Faodar buaidh a thoirt air astar an drèanaidh le cuid de cheumannan caran sìmplidh, leithid ìre an t-substrate anns na stiùiridhean fada is leud. Mar as motha an ìre, ’s ann as luaithe an astar drèanaidh. Tha fosglaidhean eadar-dhealaichte aig diofar substrates agus tha an àireamh de bheul-a-mach eadar-dhealaichte cuideachd.

DEIREADH

[fiosrachadh luaidh]

Xie Yuanpei. Buaidh susbaint ocsaidean àrainneachdail ann am freumhaichean bàrr taigh-glainne air fàs bàrr [J]. Teicneòlas Innleadaireachd Àiteachais, 2022,42(31):21-24.