Teknolojiya endezyariya çandiniyê ya baxçevaniya serayê li Pekînê di 13-ê Rêbendana 2023-an de di demjimêr 17:30-an de hate weşandin.

Vejandina piraniya hêmanên xurek pêvajoyek e ku ji nêz ve bi çalakiyên metabolîk ên kokên nebatan ve girêdayî ye.Van pêvajoyan hewceyê enerjiya ku ji hêla nefeskirina hucreya root ve hatî hilberandin hewce dike, û kişandina avê jî ji hêla germahî û nefesê ve tê rêve kirin, û nefes bi beşdariya oksîjenê hewce dike, ji ber vê yekê oksîjena di hawîrdora root de bandorek girîng li ser mezinbûna normal a çandiniyê heye.Naveroka oksîjenê ya di avê de ji hêla germahî û xwêbûnê ve tê bandor kirin, û avahiya substratê naveroka hewayê ya di hawîrdora root de diyar dike.Avdanî di nûvekirin û lêzêdekirina naveroka oksîjenê de di substratên bi naverokên avê yên cûda de cûdahiyên mezin hene.Gelek faktor hene ku naveroka oksîjenê di hawîrdora root de xweşbîn bikin, lê asta bandora her faktorek pir cûda ye.Parastina kapasîteya maqûl a ragirtina ava substratê (naveroka hewayê) pêşnîyara domandina naveroka bilind a oksîjenê di hawîrdora root de ye.

Bandorên germahî û xwêbûnê li ser naveroka oksîjena têrbûyî ya di çareseriyê de

Naveroka oksîjenê di avê de hilweşand

Oksîjena helbûyî di nav oksîjena bêserûber an belaş a di avê de tê hilweşandin, û naveroka oksîjena helbûyî ya di avê de dê di germahiyek diyar de bigihîje herî zêde, ku ew naveroka oksîjena têrbûyî ye.Naveroka oksîjena têrbûyî ya avê bi germahiyê diguhere û dema ku germahî zêde dibe, naveroka oksîjenê kêm dibe.Naveroka oksîjena têrbûyî ya ava zelal ji ya ava deryayê ya ku xwê tê de ye zêdetir e (Wêne 1), ji ber vê yekê naveroka oksîjena têrbûyî ya çareseriyên xurdemeniyê yên bi giraniyên cihêreng dê cûda be.

Veguheztina oksîjenê di matrixê de

Oksîjena ku rehên çandiniya serayê dikarin ji çareseriya xurdemeniyê werbigirin divê di rewşek azad de be, û oksîjenê di binê jêrzemînê de bi hewa û av û ava li dora kokan ve tê veguheztin.Dema ku ew bi naveroka oksîjenê ya di hewayê de di germahiyek diyarkirî de di hevsengiyê de be, oksîjena ku di avê de tê hilweşandin digihîje herî zêde, û guheztina naveroka oksîjenê di hewayê de dê bibe sedema guherîna nîsbet a naveroka oksîjenê di avê de.

Bandorên stresa hîpoksiyê di hawîrdora root de li ser çandiniyan

Sedemên hîpoksiya root

Gelek sedem hene ku çima xetera hîpoksiyê di pergalên çandiniya hîdroponîk û substratê de di havînê de zêdetir e.Berî her tiştî, naveroka oksîjena têrbûyî ya di avê de dê her ku germahî zêde dibe kêm bibe.Ya duyemîn, oksîjena ku ji bo domandina mezinbûna root hewce dike bi zêdebûna germahiyê re zêde dibe.Wekî din, di havîna havînê de mêjera vegirtina xurek zêde ye, ji ber vê yekê daxwaza oksîjenê ji bo vegirtina xurek zêde ye.Ew dibe sedema kêmbûna naveroka oksîjenê li hawîrdora root û nebûna pêvekek bi bandor, ku dibe sedema hîpoksiya di hawîrdora root de.

Avgirtin û mezinbûn

Vejandina piraniya xurekên bingehîn bi pêvajoyên ku ji nêz ve bi metabolîzma root ve girêdayî ne ve girêdayî ye, ku hewcedariya enerjiya ku ji hêla nefeskirina hucreya root ve hatî hilberandin, ango hilweşandina hilberên fotosentetîkî di hebûna oksîjenê de heye.Lêkolînan destnîşan kir ku 10% ~ 20% ji tevahî asîmîlasyonên nebatên tomato di rehên xwe de têne bikar anîn, 50% ji wan ji bo vegirtina ionên xurek, 40% ji bo mezinbûnê û tenê 10% ji bo parastinê têne bikar anîn.Pêdivî ye ku kok di hawîrdora rasterast de ku ew CO2 derdixin de oksîjenê bibînin₂.Di bin şert û mercên anaerobîk de ku ji ber hewaya nebaş a di substrat û hîdroponîkê de çêdibin, hîpoksî dê bandorê li ser kişandina av û xurdeyan bike.Hîpoksî bersivek bilez heye li ser vegirtina çalak a xurdeyan, ango nîtratê (NO₃^-), potasyum (K) û fosfat (PO₄^3-), ku dê bi vegirtina pasîf a kalsiyûm (Ca) û magnesium (Mg) re asteng bike.

Mezinbûna koka nebatê hewceyê enerjiyê ye, çalakiya rokê ya normal pêdivî bi giraniya oksîjenê ya herî hindik heye, û giraniya oksîjenê li jêr nirxa COP dibe faktorek ku metabolîzma hucreya rootê sînordar dike (hîpoksî).Dema ku asta naveroka oksîjenê kêm be, mezinbûn hêdî dibe an jî disekine.Ger hîpoksiya qismî ya root tenê bandorê li şax û pelan dike, pergala root dikare bi zêdekirina vegirtina herêmî ve beşa pergala root ku ji ber hin sedeman êdî ne çalak e telafî bike.

Mekanîzmaya metabolê ya nebatê bi oksîjenê ve wekî qebûlkerê elektron ve girêdayî ye.Bê oksîjen, hilberîna ATP dê raweste.Bêyî ATP, derketina protonan ji kokan dê raweste, şaneya xaneyên xaneyên kokê dê bibe asîdî û ev şan dê di nav çend demjimêran de bimirin.Hîpoksiya demkî û kurt-kurt dê di nebatan de bibe sedema stresa xwarinê ya bêveger.Ji ber mekanîzmaya "nefeskirina nîtratê", dibe ku ew adaptasyonek demkurt be ku meriv bi hîpoksiyê re wekî rêyek alternatîf di dema hîpoksiya root de mijûl bibe.Lêbelê, hîpoksiya dirêj-dirêj dê bibe sedema mezinbûna hêdî, kêmbûna qada pelan û kêmbûna giraniya nû û hişk, ku dê bibe sedema kêmbûnek girîng a hilberîna çandiniyê.

Ethylene

Nebat dê di bin stresê de di cîh de etilen çêbike.Bi gelemperî, etilen bi belavkirina hewayê axê ji kok tê derxistin.Dema ku av çêdibe, avakirina etilen ne tenê dê zêde bibe, lê di heman demê de belavbûn jî dê pir kêm bibe ji ber ku kok bi avê ve têne dorpêç kirin.Zêdebûna giraniya etilenê dê bibe sedema pêkhatina tevna hewayê di nav kokan de (Wêne 2).Ethylene jî dikare bibe sedema pîrbûna pelan, û pêwendiya di navbera etilen û auxin de dê avakirina rehên adventitious zêde bike.

Stresa oksîjenê dibe sedema kêmbûna mezinbûna pelan

ABA di rûk û pelan de tê hilberandin da ku bi stresên cûda yên hawîrdorê re mijûl bibe.Di hawîrdora root de, bersiva tîpîk a stresê girtina stomatal e, ku tê de avakirina ABA pêk tê.Berî ku stomata bêne girtin, jora nebatê zexta werimandinê winda dike, pelên jorîn zuwa dibin, û dibe ku karîgeriya fotosentezê jî kêm bibe.Gelek lêkolînan destnîşan kir ku stomata bi girtina ABA-ê ya di apoplastê de bersivê dide, ango naveroka tevahî ABA di ne-pelan de bi berdana ABA-ya hundurîn-hucreyî re, nebat dikarin hûrbûna ABA-ya apoplast pir zû zêde bikin.Dema ku nebat di bin stresa hawîrdorê de ne, ew dest bi berdana ABA di hucreyan de dikin, û sînyala berdana root dikare li şûna demjimêran di çend hûrdeman de were veguheztin.Zêdebûna ABA di tevna pelan de dibe ku dirêjbûna dîwarê şaneyê kêm bike û bibe sedema kêmbûna dirêjbûna pelan.Bandorek din a hîpoksiyê ev e ku temenê pelan kurt dibe, ku dê bandorê li hemî pelan bike.Hypoxia bi gelemperî dibe sedema kêmbûna cytokinin û veguheztina nîtratê.Kêmbûna nîtrojen an cytokinin dê dema domandina qada pelan kurt bike û di nav çend rojan de mezinbûna şax û pelan rawestîne.

Optimîzekirina jîngeha oksîjenê ya pergala root ya çandiniyê

Taybetmendiyên substratê ji bo belavkirina av û oksîjenê diyarker in.Kêmbûna oksîjenê di hawîrdora koka sebzeyên serayê de bi giranî bi kapasîteya hilgirtina avê ya substratê, avdaniyê (mezin û frekansa), avahiya substratê û germahiya tîrêja substratê ve girêdayî ye.Tenê gava ku naveroka oksîjenê di hawîrdora root de herî kêm 10% (4~ 5mg / L) be, dikare çalakiya root di rewşa çêtirîn de were domandin.

Pergala root ya çandiniyê ji bo mezinbûna nebatan û berxwedana nebatan pir girîng e.Li gorî hewcedariyên nebatan dê av û xurek bên mêtin.Lêbelê, asta oksîjenê ya di hawîrdora root de bi piranî karbidestiya vegirtina xurek û avê û kalîteya pergala root diyar dike.Asta oksîjenê ya têr di hawîrdora pergala root de dikare tenduristiya pergala root dabîn bike, da ku nebat li hember mîkroorganîzmayên pathogenîk çêtir bibin xwedî berxwedan (Wêne 3).Asta oksîjenê ya têr di substratê de xetera şert û mercên anaerobî jî kêm dike, bi vî rengî xetera mîkroorganîzmayên pathogenîk kêm dike.

Xwarina oksîjenê di hawîrdora root de

Xerca herî zêde ya oksîjenê ya nebatan dikare bi qasî 40mg/m2/h be (bixwarin bi çandiniyê ve girêdayî ye).Li gorî germahiyê, ava avdanê dibe ku heya 7~8 mg/L oksîjenê hebe (Wêne 4).Ji bo ku bigihîje 40 mg, divê her demjimêrek 5L av were dayîn da ku hewcedariya oksîjenê bicîh bîne, lê bi rastî dibe ku rêjeya avdanê di rojekê de negihîje.Ev tê wê wateyê ku oksîjena ku ji avdanê tê peyda kirin tenê rolek piçûk dilîze.Piraniya dabînkirina oksîjenê bi porên di matrixê de digihîje qada root, û tevkariya peydakirina oksîjenê bi poran re bi qasî 90%, li gorî dema rojê ye.Dema ku evaporkirina nebatan digihîje herî zêde, mîqdara avdanê jî digihîje herî zêde, ku bi qasî 1~1,5L/m2/h e.Ger ava avdanê 7mg/L oksîjenê hebe, ew ê 7~11mg/m2/h oksîjenê ji bo qada root peyda bike.Ev bi 17% ~ 25% daxwazê ​​re wekhev e.Bê guman, ev tenê ji bo rewşa ku ava avdanê ya xizan a oksîjenê di binê binê avê de bi ava nû ya avdanê tê guheztin derbas dibe.

Ji xeynî vexwarina kok, mîkroorganîzmayên di hawîrdora kokê de oksîjenê jî vedixwin.Zehmet e ku meriv vê yekê bihejmêre ji ber ku di vî warî de pîvanek nehatiye çêkirin.Ji ber ku her sal substratên nû têne guheztin, meriv dikare were texmîn kirin ku mîkroorganîzma di vexwarina oksîjenê de rolek piçûktir dilîzin.

Germahiya hawîrdorê ya rûkan xweştir bikin

Germahiya hawîrdorê ya pergala rootê ji bo mezinbûn û fonksiyona normal a pergala root pir girîng e, û ew jî faktorek girîng e ku bandorê li girtina av û xurekên pergala root dike.

Germahiya substratê ya pir nizm (germahiya root) dibe ku bibe sedema dijwariya kişandina avê.Di 5℃ de, vegirtin 70%~80% ji 20℃ kêmtir e.Ger germahiya nizm a substratê bi germahiya zêde re jî hebe, ew ê bibe sedema ziwabûna nebatê.Zehfkirina îyonê eşkere bi germahiyê ve girêdayî ye, ku di germahiya nizm de vegirtina îonê asteng dike, û hesasiya hêmanên xurek ên cihêreng ji germahiyê re cûda ye.

Germahiya pir zêde ya substratê jî bêkêr e, û dibe ku bibe sedema pergala root ya pir mezin.Bi gotineke din, di nebatan de belavbûneke nehevseng a maddeya hişk heye.Ji ber ku pergala kok pir mezin e, windahiyên nehewce dê bi riya nefesê çêbibin, û ev beşa enerjiya winda dikaribû ji bo beşa dirûnê ya nebatê were bikar anîn.Di germahiya substratê ya bilind de, naveroka oksîjena helbûyî kêmtir e, ku ev yek ji oksîjena ku ji hêla mîkroorganîzmayan ve tê vexwarin pir zêde bandorek li ser naveroka oksîjenê ya li hawîrdora root heye.Pergala kok gelek oksîjenê dixwe, û di rewşek nebaş a substratê an strukturên axê de jî dibe sedema hîpoksiyê, bi vî rengî vegirtina av û îyonan kêm dike.

Kapasîteya maqûl a hilgirtina avê ya matrixê biparêzin.

Têkiliyek neyînî di navbera naveroka avê û rêjeya rêjeya oksîjenê ya di matrixê de heye.Dema ku naveroka avê zêde dibe, naveroka oksîjenê kêm dibe, û berevajî.Di nav matrixê de di navbera naveroka avê û oksîjenê de rêzek krîtîk heye, ango 80%~85% naveroka avê (Wêne 5).Tenduristiya demdirêj a naveroka avê li ser 85% di substratê de dê bandorê li peydakirina oksîjenê bike.Piraniya peydakirina oksîjenê (75% ~ 90%) bi porên di matrixê de ye.

Zêdekirina avdanê ji naveroka oksîjenê ya di substratê de

Zêdetir ronahiya rojê dê bibe sedema mezaxtina oksîjenê û kêmbûna giraniya oksîjenê di kok de (Wêne 6), û bêtir şekir dê vexwarina oksîjenê bi şev zêde bike.Veguheztin bi hêz e, vegirtina avê mezin e, û di binê jêrzemînê de bêtir hewa û bêtir oksîjen heye.Ji çepê ya Figure 7-ê tê dîtin ku naveroka oksîjenê di substratê de dê piçek zêde bibe piştî avdanê di bin şertê ku kapasîteya hilgirtina avê ya substratê zêde be û naveroka hewayê pir kêm be.Wekî ku li rastê hêjîrê tê xuyang kirin.7, di bin şert û mercên ronahiyek bi nisbet çêtir de, naveroka hewayê di substratê de ji ber vegirtina avê (heman demên avdanê) zêde dibe.Bandora nîsbî ya avdanê li ser naveroka oksîjenê ya di binstartê de ji kapasîteya hilgirtina avê (naveroka hewayê) ya di binê substratê de pir kêmtir e.

Hevaxaftin

Di hilberîna rastîn de, naveroka oksîjenê (hewa) di hawîrdora koka çandiniyê de bi hêsanî tê paşguh kirin, lê ew faktorek girîng e ku mezinbûna normal ya nebatan û pêşkeftina tendurist ya rûkan misoger bike.

Ji bo ku di dema hilberîna çandiniyê de hilberîna herî zêde were bidestxistin, pir girîng e ku heya ku gengaz be jîngeha pergala root di rewşek çêtirîn de were parastin.Lêkolînan destnîşan kir ku O₂naveroka di hawîrdora pergala root de di binê 4 mg / L de dê bandorek neyînî li mezinbûna çandiniyê bike.The O₂naveroka di hawîrdora kokê de bi giranî ji avdanê (hejmar û frekansa avdanê), avahiya substratê, naveroka ava substratê, germahiya serayê û substratê, û şêwazên çandiniyê yên cihêreng tê bandor kirin.Algae û mîkroorganîzmayan di heman demê de bi naveroka oksîjenê re di hawîrdora root ya hilberên hîdroponîk de jî têkiliyek diyar heye.Hypoxia ne tenê dibe sedema pêşveçûna hêdî ya nebatan, lê di heman demê de zexta pathogenên root (pythium, phytophthora, fusarium) li ser mezinbûna root jî zêde dike.

Stratejiya avdanê bandorek girîng li ser O₂naveroka di substratê de, û di heman demê de di pêvajoya çandiniyê de rêyek bêtir kontrolkirî ye.Hin lêkolînên çandina gulan diyar kirin ku hêdî hêdî zêdekirina naveroka avê di substratê de (di sibehê de) dikare rewşek oksîjenê çêtir peyda bike.Di substratê de bi kapasîteya xweya avdanê ya kêm, substrat dikare naveroka oksîjenê ya bilind bidomîne, û di heman demê de, pêdivî ye ku ji cûdahiya naveroka avê di navbera substratan de bi frekansa avdanê ya bilind û navberek kurttir dûr bisekine.Kapasîteya hilgirtina avê ya substratan çiqas kêm be, ew qas ferqa di navbera substratan de mezintir dibe.Substrata şil, frekansa avdanê ya kêm û navberek dirêjtir guheztina hewayê û şert û mercên oksîjenê yên xweş peyda dike.

Avdankirina substratê faktorek din e ku bandorek mezin li ser rêjeya nûvekirinê û pileya berhevkirina oksîjenê ya li substratê heye, li gorî celeb û kapasîteya hilgirtina avê ya substratê.Pêdivî ye ku şilava avdanê pir dirêj li binê substratê nemîne, lê divê zû were avêtin da ku ava avdanê ya nû ya bi oksîjenê dewlemendkirî dîsa bigihîje binê substratê.Leza avdanê dikare ji hêla hin tedbîrên nisbeten hêsan ve were bandor kirin, wek mînak pîvaza substratê di rêgezên dirêjî û fireh de.Çiqas gradient mezintir be, leza avdanê jî zûtir dibe.Substratên cihêreng xwedan vebûnên cihê ne û hejmara dergehan jî cûda ye.

DAWÎ

[agahiyên navborî]

Xie Yuanpei.Bandorên naveroka oksîjena hawîrdorê di kokên çandiniya serayê de li ser mezinbûna çandiniyê [J].Teknolojiya Endezyariya Çandiniyê, 2022,42 (31): 21-24.