हरितगृह बगैंचाको कृषि ईन्जिनियरिङ् प्रविधि जनवरी 13, 2023 मा बेइजिङमा 17:30 मा प्रकाशित।

अधिकांश पोषक तत्वहरूको अवशोषण बोटको जराको चयापचय गतिविधिहरूसँग नजिकको सम्बन्धमा रहेको प्रक्रिया हो।यी प्रक्रियाहरूलाई जरा कोशिकाको श्वासप्रश्वासबाट उत्पन्न ऊर्जा चाहिन्छ, र पानीको अवशोषण पनि तापक्रम र श्वासप्रश्वासद्वारा नियन्त्रित हुन्छ, र श्वासप्रश्वासलाई अक्सिजनको सहभागिता चाहिन्छ, त्यसैले जराको वातावरणमा अक्सिजनले बालीहरूको सामान्य वृद्धिमा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ।पानीमा घुलनशील अक्सिजन सामग्री तापक्रम र लवणताबाट प्रभावित हुन्छ, र सब्सट्रेटको संरचनाले जराको वातावरणमा हावाको मात्रा निर्धारण गर्दछ।सिँचाइमा विभिन्न पानी सामग्री अवस्थाहरूसँग सब्सट्रेटहरूमा अक्सिजन सामग्रीको नवीकरण र पूरकमा ठूलो भिन्नता छ।मूल वातावरणमा अक्सिजन सामग्री अनुकूलन गर्न धेरै कारकहरू छन्, तर प्रत्येक कारकको प्रभाव डिग्री एकदम फरक छ।उचित सब्सट्रेट पानी होल्डिंग क्षमता (हावा सामग्री) कायम राख्नु जरा वातावरणमा उच्च अक्सिजन सामग्री कायम राख्ने आधार हो।

समाधानमा संतृप्त अक्सिजन सामग्रीमा तापक्रम र लवणताको प्रभाव

पानीमा घुलनशील अक्सिजन सामग्री

घुलनशील अक्सिजन पानीमा अनबाउन्ड वा नि: शुल्क अक्सिजनमा भंग हुन्छ, र पानीमा घुलनशील अक्सिजनको सामग्री निश्चित तापमानमा अधिकतम पुग्छ, जुन संतृप्त अक्सिजन सामग्री हो।पानीमा संतृप्त अक्सिजनको मात्रा तापक्रमसँगै परिवर्तन हुन्छ र तापक्रम बढेपछि अक्सिजनको मात्रा घट्छ।सफा पानीको संतृप्त अक्सिजन सामग्री नुन युक्त समुद्री पानी (चित्र १) भन्दा बढी हुन्छ, त्यसैले विभिन्न सांद्रता भएका पोषक तत्वहरूको संतृप्त अक्सिजन सामग्री फरक हुनेछ।

म्याट्रिक्समा अक्सिजनको ढुवानी

हरितगृह बालीको जराले पोषक तत्वको घोलबाट प्राप्त गर्न सक्ने अक्सिजन नि:शुल्क अवस्थामा हुनुपर्छ, र अक्सिजन जराको वरिपरि हावा र पानी र पानीको माध्यमबाट सब्सट्रेटमा ढुवानी गरिन्छ।जब यो निश्चित तापमानमा हावामा अक्सिजन सामग्रीसँग सन्तुलनमा हुन्छ, पानीमा घुलनशील अक्सिजन अधिकतम पुग्छ, र हावामा अक्सिजन सामग्रीको परिवर्तनले पानीमा अक्सिजन सामग्रीको समानुपातिक परिवर्तनको नेतृत्व गर्दछ।

बालीहरूमा जरा वातावरणमा हाइपोक्सिया तनावको प्रभावहरू

रूट हाइपोक्सिया को कारणहरु

गर्मीमा हाइड्रोपोनिक्स र सब्सट्रेट खेती प्रणालीमा हाइपोक्सियाको जोखिम बढी हुनुका धेरै कारणहरू छन्।सबैभन्दा पहिले, तापक्रम बढ्दै जाँदा पानीमा संतृप्त अक्सिजनको मात्रा कम हुन्छ।दोस्रो, जराको बृद्धि कायम राख्न आवश्यक अक्सिजन तापक्रम बढ्दै जान्छ।यसबाहेक, गर्मीमा पोषक तत्व अवशोषणको मात्रा बढी हुन्छ, त्यसैले पोषक तत्व अवशोषणको लागि अक्सिजनको माग बढी हुन्छ।यसले जराको वातावरणमा अक्सिजन सामग्रीको कमी र प्रभावकारी पूरकको कमीलाई निम्त्याउँछ, जसले रूट वातावरणमा हाइपोक्सिया निम्त्याउँछ।

अवशोषण र वृद्धि

धेरै आवश्यक पोषक तत्वहरूको अवशोषण जड चयापचयसँग नजिकबाट सम्बन्धित प्रक्रियाहरूमा निर्भर गर्दछ, जसलाई जरा सेल श्वसनद्वारा उत्पन्न ऊर्जा चाहिन्छ, अर्थात्, अक्सिजनको उपस्थितिमा फोटोसिन्थेटिक उत्पादनहरूको विघटन।अध्ययनले देखाएको छ कि टमाटरको बिरुवाको कुल एसिमिलेटको 10% ~ 20% जरामा प्रयोग गरिन्छ, जसमध्ये 50% पोषक आयन अवशोषणको लागि, 40% वृद्धिको लागि र 10% मात्र मर्मतका लागि प्रयोग गरिन्छ।जराहरूले प्रत्यक्ष वातावरणमा अक्सिजन फेला पार्नुपर्दछ जहाँ तिनीहरूले CO छोड्छन्_२।सब्सट्रेट र हाइड्रोपोनिक्समा कमजोर भेन्टिलेशनको कारण एनारोबिक अवस्थाहरूमा, हाइपोक्सियाले पानी र पोषक तत्वहरूको अवशोषणलाई असर गर्नेछ।हाइपोक्सियासँग पोषक तत्वहरूको सक्रिय अवशोषणको लागि द्रुत प्रतिक्रिया छ, अर्थात् नाइट्रेट (NO_३^-), पोटासियम (K) र फास्फेट (PO_४^3-), जसले क्याल्सियम (Ca) र म्याग्नेसियम (Mg) को निष्क्रिय अवशोषणमा हस्तक्षेप गर्नेछ।

बिरुवाको जराको बृद्धिलाई उर्जा चाहिन्छ, सामान्य जराको गतिविधिलाई सबैभन्दा कम अक्सिजन एकाग्रता चाहिन्छ, र COP मान भन्दा कम अक्सिजन एकाग्रता जरा कोशिका मेटाबोलिज्म (हाइपोक्सिया) लाई सीमित गर्ने कारक बन्छ।जब अक्सिजन सामग्रीको स्तर कम हुन्छ, वृद्धि सुस्त हुन्छ वा रोकिन्छ।यदि आंशिक रूट हाइपोक्सियाले शाखा र पातहरूलाई मात्र असर गर्छ भने, जरा प्रणालीले स्थानीय अवशोषण बढाएर कुनै कारणले सक्रिय नभएको जरा प्रणालीको भागको लागि क्षतिपूर्ति गर्न सक्छ।

बिरुवाको मेटाबोलिक मेकानिजम इलेक्ट्रोन स्वीकर्ताको रूपमा अक्सिजनमा निर्भर हुन्छ।अक्सिजन बिना, ATP उत्पादन बन्द हुनेछ।एटीपी बिना, जराबाट प्रोटोनहरूको बहिर्गमन रोकिनेछ, जरा कोशिकाहरूको कोशिकाको रस अम्लीय हुनेछ, र यी कोशिकाहरू केही घण्टा भित्र मर्नेछन्।अस्थायी र छोटो अवधिको हाइपोक्सियाले बिरुवाहरूमा अपरिवर्तनीय पोषण तनाव उत्पन्न गर्दैन।"नाइट्रेट श्वासप्रश्वास" संयन्त्रको कारण, यो रूट हाइपोक्सियाको समयमा वैकल्पिक तरिकाको रूपमा हाइपोक्सियासँग सामना गर्न छोटो अवधिको अनुकूलन हुन सक्छ।यद्यपि, दीर्घकालीन हाइपोक्सियाले सुस्त वृद्धि, पातको क्षेत्र घटाउने र ताजा र सुख्खा तौल घटाउने, जसले बाली उत्पादनमा उल्लेखनीय गिरावट ल्याउनेछ।

इथिलीन

धेरै तनाव अन्तर्गत बिरुवाहरूले इथिलीन बनाउँछन्।सामान्यतया, माटोको हावामा फैलिएर जराबाट इथिलीन हटाइन्छ।जब पानी जम्मा हुन्छ, इथिलिनको गठन मात्र बढ्दैन, तर फैलावट पनि धेरै कम हुनेछ किनभने जराहरू पानीले घेरिएको हुन्छ।इथिलीन एकाग्रताको वृद्धिले जराहरूमा वातन ऊतकको गठनको नेतृत्व गर्नेछ (चित्र 2)।इथिलीनले पात सेन्सेन्स पनि गर्न सक्छ, र इथिलीन र अक्सिन बीचको अन्तरक्रियाले आकस्मिक जराहरूको गठनलाई बढाउँछ।

अक्सिजनको तनावले पातको वृद्धि घटाउँछ

एबीए विभिन्न वातावरणीय तनावहरूको सामना गर्न जरा र पातहरूमा उत्पादन गरिन्छ।मूल वातावरणमा, तनावको सामान्य प्रतिक्रिया स्टोमेटल बन्द हो, जसमा ABA को गठन समावेश छ।स्टोमाटा बन्द हुनु अघि, बोटको माथिल्लो भाग सुन्निने दबाब गुमाउँछ, माथिल्लो पातहरू ओइलाउँछ, र प्रकाश संश्लेषण क्षमता पनि कम हुन सक्छ।धेरै अध्ययनहरूले देखाएको छ कि स्टोमाटाले बन्द गरेर एपोप्लास्टमा एबीए एकाग्रताको वृद्धिलाई प्रतिक्रिया दिन्छ, अर्थात्, इन्ट्रासेलुलर एबीए जारी गरेर गैर-पातहरूमा कुल एबीए सामग्री, बिरुवाहरूले एपोप्लास्ट एबीएको एकाग्रता धेरै छिटो बढाउन सक्छ।जब बिरुवाहरू वातावरणीय तनावमा हुन्छन्, तिनीहरू कोशिकाहरूमा ABA छोड्न थाल्छन्, र रूट रिलीज संकेत घण्टाको सट्टा मिनेटमा प्रसारित गर्न सकिन्छ।पातको तन्तुमा ABA को वृद्धिले कोशिकाको पर्खालको लम्बाइ घटाउन सक्छ र पातको लम्बाइ घटाउन सक्छ।हाइपोक्सियाको अर्को प्रभाव भनेको पातहरूको आयु छोटो हुन्छ, जसले सबै पातहरूलाई असर गर्छ।हाइपोक्सियाले सामान्यतया साइटोकिनिन र नाइट्रेट यातायातको कमी निम्त्याउँछ।नाइट्रोजन वा साइटोकिनिनको कमीले पातको क्षेत्रको मर्मत समयलाई छोटो पार्छ र केही दिन भित्र हाँगा र पातहरूको वृद्धिलाई रोक्छ।

बाली जरा प्रणालीको अक्सिजन वातावरण अनुकूलन गर्दै

सब्सट्रेटका विशेषताहरू पानी र अक्सिजनको वितरणको लागि निर्णायक हुन्।हरितगृह तरकारीको जरा वातावरणमा अक्सिजनको एकाग्रता मुख्यतया सब्सट्रेटको पानी होल्ड गर्ने क्षमता, सिंचाई (आकार र आवृत्ति), सब्सट्रेट संरचना र सब्सट्रेट स्ट्रिप तापमानसँग सम्बन्धित छ।जडको वातावरणमा अक्सिजनको मात्रा कम्तिमा १०% (४~५mg/L) भन्दा माथि हुँदा मात्र जराको गतिविधिलाई राम्रो अवस्थामा राख्न सकिन्छ।

फसलको जरा प्रणाली बिरुवाको वृद्धि र बिरुवा रोग प्रतिरोध को लागी धेरै महत्त्वपूर्ण छ।बिरुवाको आवश्यकता अनुसार पानी र पोषक तत्वहरू अवशोषित गरिनेछ।यद्यपि, जराको वातावरणमा अक्सिजनको स्तरले मुख्यतया पोषक तत्व र पानीको अवशोषण क्षमता र जरा प्रणालीको गुणस्तर निर्धारण गर्दछ।जरा प्रणालीको वातावरणमा पर्याप्त अक्सिजन स्तरले जरा प्रणालीको स्वास्थ्य सुनिश्चित गर्न सक्छ, जसले गर्दा बिरुवाहरूले रोगजनक सूक्ष्मजीवहरू (चित्र 3) लाई राम्रो प्रतिरोध गर्न सक्छन्।सब्सट्रेटमा पर्याप्त अक्सिजन स्तरले एनारोबिक अवस्थाहरूको जोखिमलाई पनि कम गर्छ, यसरी रोगजनक सूक्ष्मजीवहरूको जोखिमलाई कम गर्छ।

जरा वातावरणमा अक्सिजन खपत

बालीहरूको अधिकतम अक्सिजन खपत 40mg/m2/h सम्म हुन सक्छ (उपभोग बालीहरूमा निर्भर गर्दछ)।तापक्रममा निर्भर गर्दै, सिँचाइको पानीमा ७ ~ ८mg/L सम्म अक्सिजन हुन सक्छ (चित्र ४)।40 मिलीग्राम पुग्न, अक्सिजनको माग पूरा गर्न प्रत्येक घण्टा 5 लिटर पानी दिनुपर्छ, तर वास्तवमा, एक दिनमा सिँचाइको मात्रा पुग्न सक्दैन।यसको मतलब सिँचाइ द्वारा प्रदान गरिएको अक्सिजनले मात्र सानो भूमिका खेल्छ।धेरै जसो अक्सिजन आपूर्ति म्याट्रिक्सको छिद्रहरू मार्फत जरा क्षेत्रमा पुग्छ, र दिनको समयको आधारमा छिद्रहरू मार्फत अक्सिजन आपूर्तिको योगदान 90% भन्दा बढी हुन्छ।जब बिरुवाको वाष्पीकरण अधिकतममा पुग्छ, सिँचाइको मात्रा पनि अधिकतम पुग्छ, जुन 1~1.5L/m2/h बराबर हुन्छ।यदि सिँचाइको पानीमा 7mg/L अक्सिजन छ भने, यसले जरा क्षेत्रको लागि 7 ~ 11mg/m2/h अक्सिजन प्रदान गर्नेछ।यो मागको १७% ~ २५% बराबर हो।निस्सन्देह, यो केवल स्थिति मा लागू हुन्छ कि सब्सट्रेट मा अक्सिजन-गरीब सिंचाई पानी ताजा सिंचाई पानी द्वारा प्रतिस्थापित छ।

जराको खपतको अतिरिक्त, जराको वातावरणमा सूक्ष्मजीवहरूले पनि अक्सिजन खपत गर्दछ।यो मापन गर्न गाह्रो छ किनभने यस सन्दर्भमा कुनै मापन गरिएको छैन।हरेक वर्ष नयाँ सब्सट्रेटहरू प्रतिस्थापन हुने भएकोले, यो मान्न सकिन्छ कि सूक्ष्मजीवहरूले अक्सिजन खपतमा अपेक्षाकृत सानो भूमिका खेल्छन्।

जराको वातावरणीय तापमान अनुकूलन गर्नुहोस्

जरा प्रणालीको वातावरणीय तापक्रम जरा प्रणालीको सामान्य वृद्धि र कार्यका लागि धेरै महत्त्वपूर्ण छ, र यो जरा प्रणालीद्वारा पानी र पोषक तत्वहरूको अवशोषणलाई असर गर्ने एक महत्त्वपूर्ण कारक हो।

धेरै कम सब्सट्रेट तापमान (जड तापमान) पानी अवशोषण मा कठिनाई हुन सक्छ।5 ℃ मा, अवशोषण 70% ~ 80% 20 ℃ भन्दा कम छ।यदि कम सब्सट्रेट तापक्रम उच्च तापक्रमको साथमा छ भने, यसले बिरुवा ओइलाउँछ।आयन अवशोषण स्पष्ट रूपमा तापमानमा निर्भर गर्दछ, जसले कम तापक्रममा आयन अवशोषणलाई रोक्छ, र तापमानमा विभिन्न पोषक तत्वहरूको संवेदनशीलता फरक हुन्छ।

धेरै उच्च सब्सट्रेट तापमान पनि बेकार छ, र धेरै ठूलो जरा प्रणाली निम्त्याउन सक्छ।अर्को शब्दमा, बिरुवाहरूमा सुख्खा पदार्थको असन्तुलित वितरण हुन्छ।जरा प्रणाली धेरै ठूलो भएकोले, श्वासप्रश्वासको माध्यमबाट अनावश्यक हानि हुनेछ, र हराएको ऊर्जाको यो भाग बिरुवाको फसलको भागको लागि प्रयोग गर्न सकिन्छ।उच्च सब्सट्रेट तापक्रममा, घुलनशील अक्सिजन सामग्री कम हुन्छ, जसले सूक्ष्मजीवहरूले खपत गरेको अक्सिजनको तुलनामा जराको वातावरणमा अक्सिजन सामग्रीमा धेरै प्रभाव पार्छ।जरा प्रणालीले धेरै अक्सिजन खपत गर्छ, र कमजोर सब्सट्रेट वा माटोको संरचनाको अवस्थामा हाइपोक्सिया पनि निम्त्याउँछ, यसरी पानी र आयनहरूको अवशोषण घटाउँछ।

म्याट्रिक्सको उचित पानी होल्डिंग क्षमता कायम राख्नुहोस्।

पानीको मात्रा र म्याट्रिक्समा अक्सिजनको प्रतिशत सामग्री बीच नकारात्मक सम्बन्ध छ।जब पानीको मात्रा बढ्छ, अक्सिजन सामग्री घट्छ, र यसको विपरित।म्याट्रिक्समा पानी सामग्री र अक्सिजन बीचको एक महत्वपूर्ण दायरा छ, त्यो हो, 80% ~ 85% पानी सामग्री (चित्र 5)।सब्सट्रेटमा ८५% भन्दा माथिको पानीको सामग्रीको दीर्घकालीन मर्मतले अक्सिजन आपूर्तिलाई असर गर्छ।धेरै जसो अक्सिजन आपूर्ति (75% ~ 90%) म्याट्रिक्सको छिद्रहरू मार्फत हुन्छ।

सब्सट्रेटमा अक्सिजन सामग्रीको लागि सिंचाईको पूरक

अधिक घामले अक्सिजनको उच्च खपत र जरामा कम अक्सिजन एकाग्रतामा पुर्‍याउँछ (चित्र 6), र अधिक चिनीले रातमा अक्सिजनको खपत बढाउँछ।वाष्पोत्सर्जन बलियो छ, पानी अवशोषण ठूलो छ, र सब्सट्रेटमा अधिक हावा र अधिक अक्सिजन छ।यो चित्र 7 को बायाँबाट देख्न सकिन्छ कि सब्सट्रेटको पानी धारण क्षमता उच्च छ र हावाको मात्रा धेरै कम छ भन्ने अवस्थामा सिँचाइ पछि सब्सट्रेटमा अक्सिजनको मात्रा थोरै बढ्छ।अंजीरको दायाँमा देखाइएको रूपमा।7, अपेक्षाकृत राम्रो रोशनीको अवस्था अन्तर्गत, सब्सट्रेटमा हावा सामग्री अधिक पानी अवशोषणको कारणले बढ्छ (उही सिंचाई समय)।सब्सट्रेटमा रहेको अक्सिजन सामग्रीमा सिँचाइको सापेक्षिक प्रभाव सब्सट्रेटमा रहेको पानी होल्ड गर्ने क्षमता (हावा सामग्री) भन्दा धेरै कम हुन्छ।

छलफल गर्नुहोस्

वास्तविक उत्पादनमा, बाली जराको वातावरणमा अक्सिजन (हावा) को सामग्री सजिलै बेवास्ता गरिन्छ, तर बालीको सामान्य वृद्धि र जराको स्वस्थ विकास सुनिश्चित गर्न यो महत्त्वपूर्ण कारक हो।

बाली उत्पादनको समयमा अधिकतम उपज प्राप्त गर्न, जड प्रणालीको वातावरणलाई सकेसम्म राम्रो अवस्थामा सुरक्षित गर्न धेरै महत्त्वपूर्ण छ।अध्ययनहरूले देखाएको छ कि ओ_२जरा प्रणालीको वातावरणमा ४mg/L भन्दा कम सामग्रीले बालीको वृद्धिमा नकारात्मक असर पार्छ।ओ_२मूल वातावरणमा सामग्री मुख्यतया सिंचाई (सिंचाई मात्रा र आवृत्ति), सब्सट्रेट संरचना, सब्सट्रेट पानी सामग्री, हरितगृह र सब्सट्रेट तापमान, र विभिन्न रोपण ढाँचा फरक हुनेछ द्वारा प्रभावित हुन्छ।हाइड्रोपोनिक बालीहरूको जराको वातावरणमा अक्सिजन सामग्रीसँग शैवाल र सूक्ष्मजीवहरूको पनि निश्चित सम्बन्ध हुन्छ।हाइपोक्सियाले बिरुवाको ढिलो विकास मात्र गर्दैन, तर जराको विकासमा जरा रोगजनक (पाइथियम, फाइटोफोथोरा, फ्युसेरियम) को दबाब पनि बढाउँछ।

सिँचाइ रणनीतिले ओ मा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ_२सब्सट्रेट मा सामग्री, र यो पनि रोपण प्रक्रिया मा एक अधिक नियन्त्रण योग्य तरिका हो।केही गुलाब रोपण अध्ययनहरूले पत्ता लगाएको छ कि बिस्तारै सब्सट्रेटमा पानीको मात्रा बढाउँदा (बिहान) राम्रो अक्सिजन अवस्था प्राप्त गर्न सकिन्छ।कम पानी होल्डिंग क्षमता भएको सब्सट्रेटमा, सब्सट्रेटले उच्च अक्सिजन सामग्री कायम राख्न सक्छ, र एकै समयमा, उच्च सिंचाई फ्रिक्वेन्सी र छोटो अन्तराल मार्फत सब्सट्रेटहरू बीचको पानी सामग्रीको भिन्नताबाट बच्न आवश्यक छ।सब्सट्रेटहरूको पानी होल्ड गर्ने क्षमता जति कम हुन्छ, सब्सट्रेटहरू बीचको भिन्नता त्यति नै बढी हुन्छ।ओसिलो सब्सट्रेट, कम सिंचाई आवृत्ति र लामो अन्तरालले अधिक हावा प्रतिस्थापन र अनुकूल अक्सिजन अवस्था सुनिश्चित गर्दछ।

सब्सट्रेटको जल निकासी अर्को कारक हो जसले सब्सट्रेटको प्रकार र पानी होल्डिंग क्षमतामा निर्भर गर्दै, सब्सट्रेटमा नवीकरण दर र अक्सिजन एकाग्रता ढाँचामा ठूलो प्रभाव पार्छ।सिँचाइ तरल पदार्थ सब्सट्रेटको फेदमा धेरै लामो समयसम्म रहनु हुँदैन, तर ताजा अक्सिजन-समृद्ध सिँचाइको पानी फेरि सब्सट्रेटको फेदमा पुग्न सकोस् भनेर छिट्टै डिस्चार्ज गर्नुपर्छ।जल निकासी गति केही अपेक्षाकृत सरल उपायहरू द्वारा प्रभावित हुन सक्छ, जस्तै अनुदैर्ध्य र चौडाइ दिशाहरूमा सब्सट्रेटको ढाँचा।ग्रेडियन्ट जति ठूलो हुन्छ, जल निकासीको गति त्यति नै छिटो हुन्छ।बिभिन्न सब्सट्रेटहरू फरक-फरक खुल्ला हुन्छन् र आउटलेटहरूको संख्या पनि फरक हुन्छ।

END

[उद्धरण जानकारी]

Xie Yuanpei।हरितगृह बाली जरामा वातावरणीय अक्सिजन सामग्रीको बाली वृद्धिमा प्रभाव [J]।कृषि इन्जिनियरिङ टेक्नोलोजी, २०२२,४२(३१):२१-२४।