Negutegiko lorezaintzako nekazaritza ingeniaritza teknologia Pekinen argitaratua, 2023ko urtarrilaren 13an, 17:30ean.

Elementu nutriente gehienen xurgapena landareen sustraien jarduera metabolikoekin oso lotuta dagoen prozesu bat da.Prozesu hauek sustrai-zelulen arnasketaren bidez sortutako energia behar dute, eta uraren xurgapena ere tenperaturak eta arnasketak erregulatzen du, eta arnasketak oxigenoaren parte hartzea eskatzen du, beraz, sustrai-inguruneko oxigenoak ezinbesteko eragina du laboreen hazkuntza normalean.Uretan disolbatutako oxigeno-edukia tenperaturak eta gazitasunak eragiten du, eta substratuaren egiturak sustrai-inguruneko aire-edukia zehazten du.Ureztatzeak alde handiak ditu oxigeno-edukia berritzeko eta osatzeko ur-egoera desberdinak dituzten substratuetan.Sustrai-ingurunean oxigeno-edukia optimizatzeko faktore asko daude, baina faktore bakoitzaren eragin-maila nahiko desberdina da.Substratuaren ura eusteko ahalmen egokia mantentzea (airearen edukia) sustrai-ingurunean oxigeno-eduki handia mantentzea da.

Tenperaturaren eta gazitasunaren ondorioak disoluzioko oxigeno saturatuan

Uretan disolbatutako oxigeno-edukia

Oxigeno disolbatua uretan lotu gabeko edo aske dagoen oxigenoan disolbatzen da, eta uretan disolbatutako oxigenoaren edukia maximoa iritsiko da tenperatura jakin batean, hau da, oxigeno saturatua.Uraren oxigeno saturatua tenperaturarekin aldatzen da, eta tenperatura igotzen denean, oxigeno edukia gutxitzen da.Ur garbiaren oxigeno asearen edukia gatza duen itsasoko urarena baino handiagoa da (1. irudia), beraz, kontzentrazio ezberdineko mantenugai-disoluzioen oxigeno saturatua desberdina izango da.

Oxigenoaren garraioa matrizean

Berotegiko laboreen sustraiek mantenugaien soluziotik lor dezaketen oxigenoak egoera librean egon behar du, eta oxigenoa substratuan garraiatzen da sustraien inguruko airearen eta uraren eta uraren bidez.Tenperatura jakin batean airean dagoen oxigeno-edukiarekin orekan dagoenean, uretan disolbatutako oxigenoa maximoera iristen da, eta aireko oxigeno-edukiaren aldaketak uretako oxigeno-edukiaren aldaketa proportzionala ekarriko du.

Hipoxiaren estresaren ondorioak sustrai-ingurunean laboreetan

Sustraiaren hipoxiaren arrazoiak

Hainbat arrazoi daude udan hidroponian eta substratuaren laborantza sistemetan hipoxia izateko arriskua handiagoa dela.Lehenik eta behin, uretan dagoen oxigeno saturatua gutxitu egingo da tenperatura igo ahala.Bigarrenik, sustraien hazkuntza mantentzeko behar den oxigenoa handitzen da tenperatura igotzean.Gainera, mantenugaien xurgapen kopurua handiagoa da udan, beraz, mantenugaiak xurgatzeko oxigenoaren eskaria handiagoa da.Sustrai-ingurunean oxigeno-edukia gutxitzea eta osagarri eraginkorrik ez izatea dakar, eta horrek hipoxia eragiten du erro-ingurunean.

Xurgapena eta hazkundea

Funtsezko mantenugai gehienen xurgapena sustraiaren metabolismoarekin oso lotuta dagoen prozesuen araberakoa da, hauek sustrai-zelulen arnasketak sortzen duen energia eskatzen baitute, hau da, oxigenoaren aurrean produktu fotosintetikoak deskonposatzea.Ikerketek frogatu dute tomate-landareen asimilazio guztien % 10 ~ % 20 sustraietan erabiltzen dela, eta horietatik % 50 nutriente-ioiak xurgatzeko erabiltzen dira, % 40 hazteko eta % 10 soilik mantentze-lanetarako.Sustraiek oxigenoa aurkitu behar dute CO askatzen duten ingurune zuzenean₂.Substratuetan eta hidroponian aireztapen eskasak eragindako baldintza anaerobikoetan, hipoxiak uraren eta mantenugaien xurgapenari eragingo dio.Hipoxiak erantzun azkarra du nutrienteen xurgapen aktiboari, hots, nitratoari (NO₃^-), potasioa (K) eta fosfatoa (PO₄^3-), kaltzioaren (Ca) eta magnesioaren (Mg) xurgapen pasiboa oztopatuko duena.

Landareen erroaren hazkuntzak energia behar du, sustraiaren jarduera normalak oxigeno-kontzentrazio txikiena behar du eta COP balioaren azpitik dagoen oxigeno-kontzentrazioa erro-zelulen metabolismoa mugatzen duen faktore bihurtzen da (hipoxia).Oxigeno-edukia baxua denean, hazkundea moteldu edo are gehiago gelditzen da.Sustraiaren hipoxia partzialak adarrak eta hostoei bakarrik eragiten badie, sustrai-sistemak arrazoiren batengatik aktibo ez dagoen sustrai-sistemaren zatia konpentsatu dezake tokiko xurgapena areagotuz.

Landareen mekanismo metabolikoa oxigenoaren araberakoa da elektroi-hartzaile gisa.Oxigenorik gabe, ATP ekoizpena geldituko da.ATPrik gabe, sustraietatik protoien irteera geldituko da, sustrai-zelulen zelulen izerdia azido bihurtuko da eta zelula horiek ordu gutxiren buruan hilko dira.Aldi baterako eta epe laburreko hipoxiak ez du elikadura-estres itzulezina eragingo landareetan."Nitratoen arnasketa" mekanismoa dela eta, hipoxiari aurre egiteko epe laburreko egokitzapena izan daiteke sustraiaren hipoxian zehar modu alternatibo gisa.Hala ere, epe luzerako hipoxiak hazkuntza motela, hosto-azalera gutxitzea eta pisu freskoa eta lehorra gutxitzea ekarriko du, eta horrek laborearen etekinaren beherakada nabarmena ekarriko du.

Etilenoa

Landareek etilenoa sortuko dute in situ estres handian.Normalean, etilenoa sustraietatik kentzen da lurzoruko airera hedatuz.Ureztaketa gertatzen denean, etilenoaren sorrera areagotzeaz gain, difusioa ere asko murriztuko da sustraiak urez inguratuta daudelako.Etilenoaren kontzentrazioa handitzeak sustraietan aireztatzeko ehuna sortzea ekarriko du (2. irudia).Etilenoak hostoen zahartzea ere eragin dezake, eta etilenoaren eta auxinaren arteko elkarrekintzak adbentiziozko sustraien sorrera areagotuko du.

Oxigenoaren estresak hostoen hazkundea murrizten du

ABA sustraietan eta hostoetan ekoizten da ingurumeneko hainbat estresari aurre egiteko.Sustrai-ingurunean, estresaren aurrean ohiko erantzuna estoma-itxiera da, eta horrek ABA sortzea dakar.Estomak itxi baino lehen, landarearen goiko aldean hantura-presioa galtzen da, goiko hostoak zimeldu eta fotosintesiaren eraginkortasuna ere gutxitu egin daiteke.Ikerketa askok frogatu dute estomak apoplastoan ABA kontzentrazioa handitzeari erantzuten diotela itxiz, hau da, hostoetan ez diren ABA eduki osoa zelula barneko ABA askatuz, landareek apoplastoaren ABAren kontzentrazioa oso azkar handitu dezakete.Landareak ingurumeneko estresaren pean daudenean, ABA askatzen hasten dira zeluletan, eta sustraiaren askapenaren seinalea minututan transmititu daiteke orduetan beharrean.Hosto-ehunean ABA handitzeak zelula hormaren luzapena murrizten du eta hostoen luzapena gutxitzea ekar dezake.Hipoxiaren beste efektu bat hostoen bizi-iraupena laburtzen dela da, eta horrek hosto guztiei eragingo die.Hipoxiak normalean zitokinina eta nitratoen garraioa gutxitzea dakar.Nitrogeno edo zitokinina faltak hosto-eremuaren mantentze-denbora laburtuko du eta adarren eta hostoen hazkuntza geldituko da egun gutxiren buruan.

Laborantza sustrai-sistemaren oxigeno-ingurunea optimizatzea

Substratuaren ezaugarriak erabakigarriak dira ura eta oxigenoa banatzeko.Berotegi-efektuko barazkien sustrai-inguruneko oxigeno-kontzentrazioa substratuaren ura atxikitzeko ahalmenarekin, ureztatzearekin (tamaina eta maiztasuna), substratuaren egiturarekin eta substratu-zerrenda-tenperaturarekin lotuta dago batez ere.Sustrai-inguruneko oxigeno-edukia gutxienez %10etik gorakoa denean (4 ~ 5mg/L) sustraiaren jarduera egoerarik onenean mantendu daiteke.

Landareen sustrai-sistema oso garrantzitsua da landareen hazkuntzarako eta landareen gaixotasunen erresistentziarako.Ura eta mantenugaiak landareen beharren arabera xurgatuko dira.Hala ere, sustrai-inguruneko oxigeno-mailak elikagaien eta uraren xurgapen-eraginkortasuna eta sustrai-sistemaren kalitatea zehazten ditu neurri handi batean.Sustrai sistemaren ingurunean oxigeno maila nahikoa sustrai sistemaren osasuna bermatu dezake, landareek mikroorganismo patogenoekiko erresistentzia hobea izan dezaten (3. irudia).Substratuan oxigeno-maila egokiak baldintza anaerobikoen arriskua ere murrizten du, eta horrela mikroorganismo patogenoen arriskua gutxitzen da.

Oxigeno-kontsumoa erro-ingurunean

Laboreen oxigeno-kontsumo maximoa 40 mg/m2/h izan daiteke (kontsumoa laboreen araberakoa da).Tenperaturaren arabera, ureztatzeko urak 7 ~ 8 mg/L oxigeno eduki ditzake (4. irudia).40 mg-ra iristeko, orduro 5L ur eman behar dira oxigeno-eskariari erantzuteko, baina, egia esan, baliteke egun batean ureztatze-kopurua ez iristea.Horrek esan nahi du ureztatzeak ematen duen oxigenoak paper txikia besterik ez duela jokatzen.Oxigeno-hornidura gehiena sustrai-gunera iristen da matrizeko poroetatik, eta poroen bidezko oxigeno-horniduraren ekarpena % 90ekoa da, eguneko orduaren arabera.Landareen lurrunketa maximoa iristen denean, ureztatze-kopurua ere maximoa lortzen da, hau da, 1~1,5L/m2/h-ren baliokidea.Ureztatzeko urak 7mg/L oxigenoa badu, 7 ~ 11mg/m2/h oxigenoa emango dio sustrai eremuari.Hau eskariaren % 17 ~ % 25aren baliokidea da.Jakina, hau substratuko oxigeno gutxiko ureztatze-ura ureztatze-ur freskoarekin ordezkatzen den egoerari bakarrik aplikatzen zaio.

Sustraiak kontsumitzeaz gain, sustraien inguruneko mikroorganismoek oxigenoa ere kontsumitzen dute.Zaila da hori kuantifikatzea, alde horretatik ez baita neurketarik egin.Urtero substratu berriak ordezkatzen direnez, pentsa daiteke mikroorganismoek paper nahiko txikia dutela oxigenoaren kontsumoan.

Sustraien ingurumen-tenperatura optimizatu

Sustrai-sistemaren ingurumen-tenperatura oso garrantzitsua da sustrai-sistemaren hazkuntza eta funtzio normalerako, eta sustrai-sistemaren ura eta mantenugaien xurgapenari eragiten dion faktore garrantzitsua ere bada.

Substratuaren tenperatura baxuegiak (erroaren tenperatura) ura xurgatzeko zailtasunak sor ditzake.5 ℃-tan, xurgapena 20 ℃-tan baino % 70 ~ % 80 txikiagoa da.Substratuaren tenperatura baxua tenperatura altuarekin batera bada, landarea zimeltzea ekarriko du.Ioien xurgapena, jakina, tenperaturaren araberakoa da, eta horrek tenperatura baxuan ioien xurgapena galarazten du, eta elikagai-elementu desberdinen tenperaturarekiko sentikortasuna desberdina da.

Substratuaren tenperatura altuegiak ere ez du ezertarako balio, eta sustrai sistema handiegia ekar dezake.Hau da, landareetan materia lehorren banaketa desorekatua dago.Sustrai-sistema handiegia denez, alferrikako galerak gertatuko dira arnasketaren bidez, eta galdutako energiaren zati hori landarearen uztarako erabili zitekeen.Substratuaren tenperatura altuagoan, disolbatutako oxigeno-edukia txikiagoa da, eta horrek askoz eragin handiagoa du sustrai-inguruneko oxigeno-edukian mikroorganismoek kontsumitzen duten oxigenoak baino.Sustrai-sistemak oxigeno asko kontsumitzen du, eta hipoxia ere ekartzen du substratu edo lurzoruaren egitura txarraren kasuan, eta horrela uraren eta ioien xurgapena murrizten da.

Mantendu matrizearen ura eusteko ahalmen arrazoizkoa.

Erlazio negatiboa dago matrizean dagoen ur edukiaren eta oxigenoaren ehunekoaren artean.Ur-edukia handitzen denean, oxigeno-edukia gutxitzen da, eta alderantziz.Matrizean ur edukiaren eta oxigenoaren arteko tarte kritikoa dago, hau da, % 80 ~ % 85 uraren edukia (5. irudia).Substratuan % 85etik gorako ur edukia epe luzerako mantentzeak oxigeno-hornikuntzari eragingo dio.Oxigeno-hornidura gehiena (% 75 ~% 90) matrizeko poroetatik igarotzen da.

Substratuaren oxigeno-edukiari ureztatzea gehitzea

Eguzki-argi gehiagok oxigeno-kontsumo handiagoa eta sustraietan oxigeno-kontzentrazio txikiagoa ekarriko du (6. irudia), eta azukre gehiagok oxigeno-kontsumoa handiagoa izango du gauez.Transpirazioa indartsua da, uraren xurgapena handia da eta substratuan aire gehiago eta oxigeno gehiago dago.7. irudiaren ezkerretik ikus daiteke substratuko oxigeno-edukia apur bat handituko dela ureztatu ondoren, substratuaren ura atxikitzeko ahalmena handia eta aire-edukia oso baxua bada.Irudiaren eskuinaldean ikusten den bezala.7, argiztapen nahiko hobea izateko baldintzapean, substratuko aire-edukia handitzen da ur xurgapen gehiagoren ondorioz (ureztatzeko denbora berdinak).Ureztatzeak substratuko oxigeno-edukian duen eragin erlatiboa substratuko ura eusteko ahalmena (aire-edukia) baino askoz txikiagoa da.

Eztabaidatu

Benetako ekoizpenean, laboreen sustrai-inguruneko oxigeno-edukia (airea) erraz ahaztu egiten da, baina faktore garrantzitsua da laboreen hazkuntza normala eta sustraien garapen osasuntsua bermatzeko.

Laborantza ekoizpenean etekin handiena lortzeko, oso garrantzitsua da sustrai-sistemaren ingurunea ahalik eta baldintza onenean babestea.Ikerketek frogatu dute O₂4mg/L-tik beherako sustrai-sistema inguruneko edukiak eragin negatiboa izango du laborearen hazkundean.O₂Sustrai-inguruneko edukia ureztatzeak (ureztatzeko kopurua eta maiztasuna), substratuaren egitura, substratuaren ur edukia, negutegiaren eta substratuaren tenperaturaren eta landaketa-eredu desberdinak desberdinak izango dira batez ere.Algek eta mikroorganismoek ere nolabaiteko erlazioa dute labore hidroponikoen sustrai-inguruneko oxigeno-edukiarekin.Hipoxiak landareen garapen motela ez ezik, sustrai patogenoen (pythium, phytophthora, fusarium) presioa areagotzen du sustraiaren hazkuntzan.

Ureztatze estrategiak eragin handia du O₂substratuan edukia, eta landaketa-prozesuan modu kontrolagarriagoa ere bada.Arrosa landatzeko ikerketa batzuek aurkitu dute substratuko ur-edukia poliki-poliki handitzeak (goizean) oxigeno-egoera hobea lor dezakeela.Ura edukitzeko gaitasun txikia duen substratuan, substratuak oxigeno-eduki handia mantendu dezake eta, aldi berean, beharrezkoa da substratuen arteko ur-edukiaren aldea saihestea ureztatze maiztasun handiagoaren eta tarte laburraren bidez.Zenbat eta txikiagoa izan substratuen ura atxikitzeko, orduan eta handiagoa izango da substratuen arteko aldea.Substratu hezeak, ureztatze maiztasun txikiagoak eta tarte luzeagoak airearen ordezkapen gehiago eta oxigeno-baldintza onak bermatzen dituzte.

Substratuaren drainatzea substratuaren berritze abiaduran eta oxigeno-kontzentrazio-gradientean eragin handia duen beste faktore bat da, substratu motaren eta ura atxikitzeko ahalmenaren arabera.Ureztatzeko likidoa ez da denbora gehiegi egon behar substratuaren hondoan, baina azkar isuri behar da, oxigenoarekin aberastutako ureztatze-ur freskoa substratuaren hondora berriro irits dadin.Drainatze-abiadura neurri nahiko sinple batzuek eragin dezakete, hala nola substratuaren gradienteak luzetarako eta zabalerako norabideetan.Zenbat eta desnibela handiagoa izan, orduan eta azkarragoa izango da drainatze-abiadura.Substratu ezberdinek irekidura desberdinak dituzte eta irteera kopurua ere ezberdina da.

AMAIERA

[aipamenaren informazioa]

Xie Yuanpei.Negutegiko laboreen sustraietako ingurumen-oxigeno-edukiaren ondorioak laborearen hazkundean [J].Nekazaritza Ingeniaritza Teknologia, 2022,42(31):21-24.