Chen Tongqiang, e.a. Landbouwkundige technologie voor de glastuinbouw. ​​Gepubliceerd in Peking om 17:30 op 6 januari 2023.

Een goede beheersing van de EC-waarde en pH-waarde in de rhizosfeer is essentieel voor een hoge tomatenopbrengst in een substraatloze teelt in een slimme glazen kas. In dit artikel wordt de tomaat als gewas gekozen en worden de geschikte EC- en pH-waarden in de rhizosfeer in verschillende groeistadia samengevat, evenals de bijbehorende technische beheersmaatregelen bij afwijkingen. Dit dient als referentie voor de daadwerkelijke teelt in traditionele glazen kassen.

Volgens onvolledige statistieken bedraagt ​​het plantoppervlak van intelligente glazen kassen met meerdere overspanningen in China 630 hm², en dit oppervlak blijft groeien. Glazen kassen integreren diverse faciliteiten en apparatuur, waardoor een geschikte groeiomgeving voor planten ontstaat. Goede klimaatbeheersing, nauwkeurige irrigatie met water en meststoffen, correcte teeltmethoden en gewasbescherming zijn de vier belangrijkste factoren voor een hoge opbrengst en kwaliteit van tomaten. Nauwkeurige irrigatie is gericht op het handhaven van een optimale EC-waarde, pH-waarde, bodemvochtgehalte en ionenconcentratie in de rhizosfeer. Een goede EC- en pH-waarde in de rhizosfeer bevordert de wortelontwikkeling en de opname van water en meststoffen, wat een noodzakelijke voorwaarde is voor plantengroei, fotosynthese, transpiratie en andere metabolische processen. Het handhaven van een goede rhizosfeeromgeving is daarom een ​​essentiële voorwaarde voor een hoge gewasopbrengst.

Een verstoring van de EC- en pH-waarden in de rhizosfeer heeft onomkeerbare gevolgen voor de waterhuishouding, wortelontwikkeling, de opname-efficiëntie van meststoffen door de wortels en het voedingstekort van de plant, de ionenconcentratie in de wortels, de opname van meststoffen en het voedingstekort van de plant, enzovoort. Tomaten worden in glazen kassen geteeld zonder aarde. Na het mengen van water en meststoffen vindt een geïntegreerde toediening plaats in de vorm van druppelende irrigatie. De EC- en pH-waarden, de frequentie, de samenstelling, de hoeveelheid retourvloeistof en het tijdstip van irrigatie hebben een directe invloed op de EC- en pH-waarden in de rhizosfeer. In dit artikel worden de optimale EC- en pH-waarden in de rhizosfeer voor elke fase van de tomatenteelt samengevat, de oorzaken van afwijkende EC- en pH-waarden geanalyseerd en de oplossingen beschreven. Dit biedt een referentie en technische handleiding voor de daadwerkelijke teelt in traditionele glazen kassen.

Geschikte EC- en pH-waarden in de rhizosfeer bij verschillende groeistadia van tomaten.

De EC-waarde van de rhizosfeer wordt voornamelijk weerspiegeld in de ionenconcentratie van de belangrijkste elementen in de rhizosfeer. De empirische berekeningsformule is dat de som van de ladingen van anionen en kationen wordt gedeeld door 20; hoe hoger de waarde, hoe hoger de EC-waarde van de rhizosfeer. Een geschikte EC-waarde van de rhizosfeer zorgt voor een geschikte en uniforme ionenconcentratie van de elementen voor het wortelstelsel.

Over het algemeen is de waarde laag (EC van de rhizosfeer < 2,0 mS/cm). Door de zweldruk van de wortelcellen ontstaat een overmatige wateropname door de wortels, wat resulteert in meer vrij water in de plant. Dit overtollige vrije water wordt gebruikt voor bladgroei, celverlenging en de groei van de nerven. Een hoge waarde (EC van de rhizosfeer in de winter > 8-10 mS/cm, EC van de rhizosfeer in de zomer > 5-7 mS/cm) leidt tot een onvoldoende wateropnamecapaciteit van de wortels, wat watertekort bij de plant veroorzaakt en in ernstige gevallen kan leiden tot verwelking (Figuur 1). Tegelijkertijd zorgt de concurrentie tussen bladeren en vruchten om water voor een afname van het watergehalte in de vruchten, wat de opbrengst en de kwaliteit van de vruchten beïnvloedt. Wanneer de EC van de rhizosfeer matig wordt verhoogd met 0-2 mS/cm, heeft dit een goed regulerend effect op de toename van de concentratie oplosbare suikers/oplosbare vaste stoffen in de vrucht, en op de balans tussen vegetatieve en reproductieve groei van de plant. Daarom kiezen telers van cherrytomaten die kwaliteit nastreven vaak voor een hogere EC van de rhizosfeer. Er werd vastgesteld dat het gehalte aan oplosbare suikers in geënte komkommers significant hoger was dan dat van de controlegroep onder irrigatie met brak water (3 g/L zelfgemaakt brak water met een NaCl:MgSO4:CaSO4-verhouding van 2:2:1 werd toegevoegd aan de voedingsoplossing). De kenmerken van de 'Dutch Honey' cherrytomaat zijn dat deze gedurende het hele teeltseizoen een hoge EC van de rhizosfeer (8-10 mS/cm) behoudt en dat de vrucht een hoog suikergehalte heeft, maar de uiteindelijke vruchtopbrengst relatief laag is (5 kg/m²).

De pH van de rhizosfeer (eenheidsloos) verwijst voornamelijk naar de pH van de rhizosfeeroplossing, die vooral van invloed is op de neerslag en oplossing van elk elemention in water en vervolgens op de effectiviteit van de opname van elk ion door het wortelstelsel. Voor de meeste elementionen ligt het optimale pH-bereik tussen 5,5 en 6,5, wat een normale opname door het wortelstelsel garandeert. Daarom moet de pH van de rhizosfeer tijdens het planten van tomaten altijd tussen 5,5 en 6,5 worden gehouden. Tabel 1 toont het bereik van de EC-waarde en pH-regeling van de rhizosfeer in verschillende groeistadia van grootvruchtige tomaten. Bij kleinvruchtige tomaten, zoals cherrytomaten, is de EC-waarde van de rhizosfeer in verschillende stadia 0 tot 1 mS/cm hoger dan die van grootvruchtige tomaten, maar de aanpassing volgt in alle stadia dezelfde trend.

Abnormale oorzaken en aanpassingsmaatregelen van de EC-waarde van de tomatenrhizosfeer

Rhizosphere EC verwijst naar de EC van de voedingsoplossing rond het wortelstelsel. Wanneer tomatenplanten in steenwol worden geplant, gebruiken telers in Nederland spuiten om voedingsoplossing uit de steenwol te zuigen, waardoor de resultaten representatiever zijn. Onder normale omstandigheden ligt de EC van de retourvloeistof dicht bij de rhizosphere EC, waardoor de EC van de retourvloeistof op het bemonsteringspunt in China vaak als maatstaf voor de rhizosphere EC wordt gebruikt. De dagelijkse variatie van de rhizosphere EC stijgt over het algemeen na zonsopgang, begint te dalen en blijft stabiel tijdens de piek van de irrigatie, en stijgt vervolgens langzaam weer na de irrigatie, zoals weergegeven in Figuur 2.

De belangrijkste redenen voor de hoge EC-waarde van het retourwater zijn een lage retoursnelheid, een hoge EC-waarde van het inlaatwater en late irrigatie. De hoeveelheid irrigatiewater op dezelfde dag was laag, wat wijst op een lage retoursnelheid. Het doel van de retourvloeistof is om het substraat volledig te spoelen, ervoor te zorgen dat de EC-waarde van de rhizosfeer, het watergehalte van het substraat en de ionenconcentratie in de rhizosfeer binnen de normale waarden blijven. Een lage retoursnelheid betekent echter dat het wortelstelsel meer water dan elementaire ionen opneemt, wat de EC-waarde verder verhoogt. De hoge EC-waarde van het inlaatwater leidt direct tot een hoge EC-waarde van het retourwater. Volgens de vuistregel is de EC-waarde van het retourwater 0,5 tot 1,5 mS/cm hoger dan de EC-waarde van het inlaatwater. De laatste irrigatie was die dag vroeg afgelopen en de lichtintensiteit was na de irrigatie nog steeds hoog (300-450 W/m²). Door de transpiratie van de planten, aangedreven door straling, bleef het wortelstelsel water opnemen, waardoor het watergehalte van het substraat afnam, de ionenconcentratie toenam en de EC-waarde van de rhizosfeer steeg. Wanneer de EC van de rhizosfeer hoog is, de stralingsintensiteit hoog is en de luchtvochtigheid laag, worden de planten geconfronteerd met watertekortstress, wat zich ernstig manifesteert als verwelking (Figuur 1, rechts).

De lage EC in de rhizosfeer wordt voornamelijk veroorzaakt door de hoge vloeistofretour, het te laat voltooien van de irrigatie en de lage EC van de vloeistofinlaat, wat het probleem verergert. De hoge vloeistofretour leidt tot een oneindige nabijheid tussen de EC van de inlaat en de EC van de retourvloeistof. Wanneer de irrigatie laat eindigt, vooral op bewolkte dagen, in combinatie met weinig licht en een hoge luchtvochtigheid, is de transpiratie van de planten zwak, is de absorptieverhouding van elementaire ionen hoger dan die van water, en is de afnameverhouding van het watergehalte in de matrix lager dan die van de ionenconcentratie in de oplossing, wat leidt tot een lage EC van de retourvloeistof. Omdat de zweldruk van de wortelhaarcellen van de plant lager is dan de waterpotentiaal van de voedingsoplossing in de rhizosfeer, neemt het wortelstelsel meer water op en raakt de waterbalans verstoord. Bij een zwakke transpiratie zal de plant water afvoeren in de vorm van spugen (figuur 1, links), en als de temperatuur 's nachts hoog is, zal de plant tevergeefs groeien.

Aanpassingsmaatregelen bij een abnormale EC-waarde van de rhizosfeer: ① Wanneer de retour-EC hoog is, moet de inkomende EC binnen een redelijk bereik liggen. Over het algemeen is de inkomende EC van grote tomatenplanten 2,5-3,5 mS/cm in de zomer en 3,5-4,0 mS/cm in de winter. Ten tweede, verbeter de vloeistofretour, die plaatsvindt vóór de frequente irrigatie rond het middaguur, en zorg ervoor dat er bij elke irrigatie vloeistofretour plaatsvindt. De vloeistofretour is positief gecorreleerd met de stralingsaccumulatie. In de zomer, wanneer de stralingsintensiteit nog steeds meer dan 450 W/m² bedraagt ​​en de duur langer dan 30 minuten is, moet eenmalig handmatig een kleine hoeveelheid irrigatiewater (50-100 ml/druppelaar) worden toegevoegd. Het is beter dat er in principe geen vloeistofretour plaatsvindt. ② Wanneer de vloeistofretour laag is, zijn de belangrijkste oorzaken een hoge vloeistofretour, een lage EC-waarde en een late laatste irrigatie. Gezien het tijdstip van de laatste beregening, eindigt deze doorgaans 2 tot 5 uur voor zonsondergang. Op bewolkte dagen en in de winter eindigt de beregening eerder dan gepland, en op zonnige dagen en in de zomer later. Regel de vloeistofretour op basis van de hoeveelheid buitenstraling. Over het algemeen is de vloeistofretour minder dan 10% wanneer de stralingsaccumulatie minder dan 500 J/(cm²·d) is, en 10% tot 20% wanneer de stralingsaccumulatie 500 tot 1000 J/(cm²·d) bedraagt, enzovoort.

Abnormale oorzaken en aanpassingsmaatregelen voor de pH-waarde in de wortelzone van tomatenplanten

Over het algemeen is de pH van het influent 5,5 en de pH van het percolaat 5,5-6,5 onder ideale omstandigheden. Factoren die de pH van de rhizosfeer beïnvloeden zijn onder andere de samenstelling van het voedingsmedium, het kweekmedium, de percolaatsnelheid en de waterkwaliteit. Een lage pH van de rhizosfeer kan leiden tot wortelverbranding en ernstige aantasting van de steenwolmatrix, zoals weergegeven in Figuur 3. Een hoge pH van de rhizosfeer vermindert de opname van Mn²⁺, Fe³⁺, Mg²⁺ en PO₄³⁻, wat kan leiden tot een tekort aan elementen, zoals mangaantekort, zoals weergegeven in Figuur 4.

Wat de waterkwaliteit betreft, zijn regenwater en RO-membraanfiltratiewater zuur, en de pH van de moederloog ligt over het algemeen tussen de 3 en 4, wat leidt tot een lage pH van de inkomende vloeistof. Kaliumhydroxide en kaliumbicarbonaat worden vaak gebruikt om de pH van de inkomende vloeistof aan te passen. Bronwater en grondwater worden vaak gereguleerd met salpeterzuur en fosforzuur, omdat ze HCO3- bevatten, wat alkalisch is. Een abnormale pH van de inkomende vloeistof heeft direct invloed op de pH van de retourvloeistof, dus een juiste pH van de inkomende vloeistof is de basis voor regulering. Wat het kweeksubstraat betreft, is de pH van de retourvloeistof na het planten van kokosvezelsubstraat bijna gelijk aan die van de inkomende vloeistof. Een abnormale pH van de inkomende vloeistof zal door de goede bufferende eigenschappen van het substraat niet snel leiden tot drastische schommelingen in de pH van de rhizosfeer. Bij teelt met steenwol is de pH-waarde van de retourvloeistof na kolonisatie hoog en blijft deze langdurig hoog.

Qua formule kunnen ionen, afhankelijk van hun verschillende absorptiecapaciteit, worden onderverdeeld in fysiologische zure zouten en fysiologische alkalische zouten. Neem bijvoorbeeld NO3-: wanneer planten 1 mol NO3- opnemen, geeft het wortelstelsel 1 mol OH- af, wat leidt tot een verhoging van de pH in de rhizosfeer. Wanneer het wortelstelsel daarentegen NH4+ opneemt, geeft het dezelfde concentratie H+ af, wat leidt tot een verlaging van de pH in de rhizosfeer. Nitraat is dus een fysiologisch basisch zout, terwijl ammoniumzout een fysiologisch zuur zout is. Over het algemeen zijn kaliumsulfaat, calciumammoniumnitraat en ammoniumsulfaat fysiologisch zure meststoffen, kaliumnitraat en calciumnitraat fysiologisch alkalische zouten en ammoniumnitraat een neutraal zout. De invloed van de vloeistofretour op de pH in de rhizosfeer komt vooral tot uiting in het doorspoelen van de voedingsoplossing in de rhizosfeer. Een abnormale pH in de rhizosfeer wordt veroorzaakt door een ongelijkmatige ionenconcentratie in de rhizosfeer.

Aanpassingsmaatregelen bij een abnormale pH in de rhizosfeer: ① Controleer eerst of de pH van de influent binnen een redelijk bereik ligt; (2) Bij gebruik van water met een hoger carbonaatgehalte, zoals bronwater, constateerde de auteur eens dat de pH van de influent normaal was, maar na afloop van de irrigatie die dag bleek de pH van de influent verhoogd te zijn. Na analyse bleek de verhoogde pH te worden veroorzaakt door de bufferende werking van HCO3-. Daarom wordt aanbevolen om salpeterzuur als regulator te gebruiken bij gebruik van bronwater als irrigatiewater; (3) Wanneer steenwol als plantsubstraat wordt gebruikt, is de pH van de retourvloeistof in de beginfase van het planten lange tijd hoog. In dit geval moet de pH van de inkomende oplossing worden verlaagd tot 5,2-5,5. Tegelijkertijd moet de dosering van fysiologische zuurzouten worden verhoogd en moet calciumammoniumnitraat worden gebruikt in plaats van calciumnitraat en kaliumsulfaat in plaats van kaliumnitraat. Het is belangrijk op te merken dat de dosering van NH4+ niet meer dan 1/10 van de totale N in de formule mag bedragen. Bijvoorbeeld, wanneer de totale N-concentratie (NO3- + NH4+) in het influent 20 mmol/L is en de NH4+-concentratie minder dan 2 mmol/L, kan kaliumsulfaat in plaats van kaliumnitraat worden gebruikt. Hierbij moet echter wel rekening worden gehouden met de SO4-concentratie.^2-Het wordt niet aanbevolen dat de concentratie in het irrigatiewater hoger is dan 6-8 mmol/L; (4) Wat betreft de vloeistofretoursnelheid, moet de irrigatiehoeveelheid telkens worden verhoogd en moet het substraat worden gewassen, vooral wanneer steenwol wordt gebruikt voor het planten. De pH van de rhizosfeer kan namelijk niet snel worden aangepast met behulp van fysiologische zure zouten. Daarom moet de irrigatiehoeveelheid worden verhoogd om de pH van de rhizosfeer zo snel mogelijk binnen een redelijk bereik te brengen.

Samenvatting

Een redelijk bereik van EC- en pH-waarden in de rhizosfeer is essentieel voor een normale opname van water en meststoffen door de tomatenwortels. Abnormale waarden leiden tot een tekort aan voedingsstoffen, een verstoring van de waterhuishouding (watertekortstress/overtollig vrij water), wortelverbranding (hoge EC en lage pH) en andere problemen. Omdat abnormale EC- en pH-waarden in de rhizosfeer pas later aan het licht komen, betekent dit dat de afwijkende waarden al dagen aanwezig zijn. Het herstelproces duurt dan langer, wat direct van invloed is op de opbrengst en kwaliteit. Daarom is het belangrijk om dagelijks de EC- en pH-waarden van de inkomende en uitgaande vloeistof te meten.

EINDE

[Geciteerde informatie] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin, enz. Methode voor het beheersen van de EC- en pH-waarde van de rhizosfeer bij de teelt van tomaten in een glazen kas [J]. Landbouwtechniek, 2022, 42(31): 17-20.