Technologia agriculturae in hortis tepidariis. Publicata Pechini hora 17:30 die 13 Ianuarii 2023.

Absorptio plurimorum elementorum nutrientium processus est arcte coniunctus cum actionibus metabolicis radicum plantarum. Hi processus energiam requirunt quae a respiratione cellularum radicum generatur, et absorptio aquae etiam a temperatura et respiratione regulatur, et respiratio participationem oxygenii requirit, itaque oxygenium in ambitu radicum vitalem vim habet in normali incremento frugum. Quantitas oxygenii dissoluti in aqua a temperatura et salinitate afficitur, et structura substrati quantitatem aeris in ambitu radicum determinat. Irrigatio magnas differentias habet in renovatione et supplemento quantitatis oxygenii in substratis cum diversis statibus aquae. Multi sunt factores ad quantitatem oxygenii in ambitu radicum optimizandam, sed gradus influentiae cuiusque factoris satis differt. Conservatio capacitatis aquae tenendae substrati (contenti aeris) rationabilis est praemissa conservandi altum contentum oxygenii in ambitu radicum.

Effectus temperaturae et salsitatis in contentum oxygenii saturati in solutione

Oxygenium dissolutum in aqua

Oxygenium dissolutum in oxygenio libero vel non ligato in aqua dissolvitur, et contentum oxygenii dissoluti in aqua ad certam temperaturam, quae est contentum oxygenii saturati, maximum attinget. Contentum oxygenii saturati in aqua cum temperatura mutatur, et cum temperatura crescit, contentum oxygenii decrescit. Contentum oxygenii saturati aquae clarae maius est quam aquae marinae salem continentis (Figura 1), ergo contentum oxygenii saturati solutionum nutrimentorum cum diversis concentrationibus differet.

Transportatio oxygenii in matrice

Oxygenium quod radices plantarum tepidariarum ex solutione nutrimentorum accipere possunt, in statu libero esse debet, et oxygenium in substrato per aerem et aquam et aquam circa radices transportatur. Cum in aequilibrio est cum contento oxygenii in aere ad datam temperaturam, oxygenium in aqua dissolutum maximum attingit, et mutatio contenti oxygenii in aere ad mutationem proportionalem contenti oxygenii in aqua ducet.

Effectus stressis hypoxiae in ambitu radicum in fruges

Causae hypoxiae radicis

Complures sunt causae cur periculum hypoxiae in hydroponicis et systematibus culturae substrati aestate maius sit. Primo, quantitas oxygenii saturati in aqua decrescet cum temperatura crescit. Secundo, oxygenium ad incrementum radicum conservandum necessarium cum temperatura crescit. Praeterea, quantitas absorptionis nutrimentorum maior est aestate, ita necessitas oxygenii ad absorptionem nutrimentorum maior est. Hoc ad diminutionem quantitatis oxygenii in ambitu radicum et ad defectum supplementi efficacis ducit, quod ad hypoxia in ambitu radicum ducit.

Absorptio et incrementum

Absorptio plurimorum nutrimentorum essentialium a processibus arcte conexis cum metabolismo radicum pendet, qui energiam a respiratione cellularum radicum generatam requirunt, id est, decompositionem productorum photosyntheticorum in praesentia oxygenii. Studia demonstraverunt 10%~20% assimilatorum totalium plantarum lycopersici in radicibus adhiberi, quorum 50% ad absorptionem ionum nutrimentorum, 40% ad incrementum et tantum 10% ad sustentationem adhibentur. Radices oxygenium in ambitu directo invenire debent ubi CO2 emittunt._DuoSub condicionibus anaerobicis, quae a ventilatione insufficienti in substratis et hydroponicis causantur, hypoxia absorptionem aquae et nutrimentorum afficiet. Hypoxia celeriter respondet absorptioni activae nutrimentorum, nempe nitrati (NO_Tres^-), kalium (K) et phosphas (PO_quattuor^3-), quae absorptionem passivam calcii (Ca) et magnesii (Mg) impediet.

Radicum incrementum energiam requirit, normalis radicum activitas minimam oxygenii concentrationem requirit, et concentratio oxygenii infra valorem COP factor fit metabolismum cellularum radicum limitans (hypoxia). Cum oxygenii copia humilis est, incrementum tardatur vel etiam sistitur. Si hypoxia radicum partialis tantum ramos et folia afficit, systema radicale partem systematis radicalis quae ob aliquam causam non iam activa est compensare potest per absorptionem localem augendam.

Mechanismus metabolicus plantarum ab oxygenio ut acceptore electronum pendet. Sine oxygenio, productio ATP cessabit. Sine ATP, effusio protonum e radicibus cessabit, succus cellularum radicum acidus fiet, et hae cellulae intra paucas horas morientur. Hypoxia temporaria et brevis temporis accentum nutritionis irreversibilem in plantis non causabit. Propter mechanismum "respirationis nitrati", adaptatio brevis temporis ad hypoxiam tolerandam, via alternativa durante hypoxia radicum, esse potest. Attamen hypoxia diuturna ad incrementum tardum, aream foliorum imminutam, et pondus recens et siccum imminutum ducet, quod ad significantem detrimentum in proventu segetis ducet.

Aethylenum

Plantae sub magno onere ethylenum in situ formabunt. Solet ethylenum a radicibus per diffusionem in aerem soli removeri. Cum inundatio aquae fit, non solum formatio ethyleni augebitur, sed etiam diffusio magnopere minuetur, quia radices aqua circumdantur. Incrementum concentrationis ethyleni ad formationem textus aerationis in radicibus ducet (Figura 2). Aethylenum etiam senescentiam foliorum causare potest, et interactio inter ethylenum et auxinum formationem radicum adventitiarum augebit.

Pressio oxygenii ad incrementum foliorum imminutum ducit

ABA in radicibus et foliis producitur ad varias difficultates ambientales tolerandas. In ambitu radicum, responsio typica ad difficultates est clausura stomatum, quae formationem ABA implicat. Antequam stomata clauduntur, cacumen plantae pressionem tumescentem amittit, folia superiora marcescunt, et efficacia photosynthetica etiam minui potest. Multae investigationes demonstraverunt stomata ad augmentum concentrationis ABA in apoplasto respondere per clausuram, id est, contentum totale ABA in non-folio per liberationem ABA intracellularis; plantae concentrationem ABA apoplasti celerrime augere possunt. Cum plantae sub pressu ambientali sunt, ABA in cellulis liberare incipiunt, et signum liberationis radicis intra minuta loco horarum transmitti potest. Incrementum ABA in textu foliorum elongationem parietis cellularis reducere et ad diminutionem elongationis foliorum ducere potest. Alius effectus hypoxiae est ut vita foliorum brevior fiat, quod omnia folia afficiet. Hypoxia plerumque ad diminutionem translationis cytokinini et nitrati ducit. Carentia nitrogenii vel cytokinini tempus conservationis areae foliorum breviabit et incrementum ramorum ac foliorum intra paucos dies sistat.

Optimizatio ambitus oxygenii systematis radicum culturae

Proprietates substrati distributioni aquae et oxygenii momentum habent. Concentratio oxygenii in radicibus olerum tepidariorum praecipue a capacitate aquae tenendae substrati, a magnitudine et frequentia irrigationis, a structura substrati et a temperatura fasciae substrati pendet. Tantum cum copia oxygenii in radicibus saltem supra 10% (4~5mg/L) est, activitas radicum optima conservari potest.

Systema radicale frugum magni momenti est ad incrementum plantarum et resistentiam morbis plantarum. Aqua et nutrimenta pro necessitatibus plantarum absorbebuntur. Attamen, copia oxygenii in ambitu radicum magnopere determinat efficaciam absorptionis nutrimentorum et aquae necnon qualitatem systematis radicalis. Sufficiens copia oxygenii in ambitu systematis radicalis potest salutem systematis radicalis praestare, ita ut plantae meliorem resistentiam microorganismorum pathogenicorum habeant (Figura 3). Adaequata copia oxygenii in substrato etiam periculum condicionum anaerobicarum minuit, ita periculum microorganismorum pathogenicorum imminuens.

Consumptio oxygenii in ambitu radicum

Maxima oxygenii consumptio frugum usque ad 40mg/m2/h ascendere potest (consumptio a frugibus pendet). Pro temperatura, aqua irrigationis usque ad 7~8mg/L oxygenii continere potest (Figura 4). Ad 40 mg perveniendum, 5L aquae singulis horis danda sunt ut oxygenii postulationi satisfaciatur, sed re vera, quantitas irrigationis uno die fortasse non attingitur. Hoc significat oxygenium per irrigationem praebitum parvam tantum partem agere. Maxima pars oxygenii ad zonam radicum per poros in matrice pervenit, et contributio oxygenii per poros usque ad 90% est, pro tempore diei. Cum evaporatio plantarum maximum attingit, quantitas irrigationis etiam maximum attingit, quod 1~1.5L/m2/h aequivalet. Si aqua irrigationis 7mg/L oxygenii continet, 7~11mg/m2/h oxygenii zonae radicum praebebit. Hoc 17%~25% postulationi aequivalet. Scilicet, hoc solum ad condicionem pertinet ubi aqua irrigationis oxygenio carens in substrato aqua irrigationis recenti substituitur.

Praeter radicum consumptionem, microorganismi in ambitu radicum etiam oxygenium consumunt. Difficile est hoc quantificare, quia nulla mensura hac in re facta est. Cum nova substrata quotannis substituantur, sumi potest microorganismos parvam partem in oxygenii consumptione agere.

Temperaturam ambientalem radicum optimiza

Temperatura ambientis systematis radicalis magni momenti est ad normalem incrementum et functionem systematis radicalis, et etiam factor magni momenti est qui absorptionem aquae et nutrimentorum a systemate radicali afficit.

Temperatura substrati (temperatura radicum) nimis humilis ad difficultatem absorptionis aquae ducere potest. Ad 5℃, absorptio 70%~80% minor est quam ad 20℃. Si temperatura substrati humilis cum temperatura alta coniungitur, ad marcescentiam plantae ducet. Absorptio ionum manifeste a temperatura pendet, quae absorptionem ionum ad temperaturam humilem inhibet, et sensibilitas elementorum nutrientium diversorum ad temperaturam varia est.

Nimis alta temperatura substrati etiam inutilis est, et ad systema radicale nimis magnum ducere potest. Aliis verbis, inaequalis est distributio materiae siccae in plantis. Quia systema radicale nimis magnum est, iacturae inutiles per respirationem erunt, et haec pars energiae amissae ad partem plantae quae messem requirit adhiberi potuit. Altiore temperatura substrati, copia oxygenii dissoluti minor est, quod multo maiorem vim in copiam oxygenii in ambitu radicum habet quam oxygenium a microorganismis consumptum. Systema radicale multum oxygenii consumit, et etiam ad hypoxiam ducit in casu structurae substrati vel soli malae, ita absorptionem aquae et ionum minuens.

Capacitatem matricis aquae retinendae rationabilem serva.

Inter aquae quantitatem et oxygenii quantitatem in matrice correlatio negativa existit. Cum aqua augetur, oxygenii quantitas decrescit, et vice versa. Inter aquae quantitatem et oxygenii quantitatem in matrice limites critici intercedunt, id est 80%~85% (Figura 5). Aquae quantitatem in substrato diuturna conservatio copiam oxygenii afficiet. Maxima pars copiae oxygenii (75%~90%) per poros in matrice fit.

Supplementum irrigationis ad oxygenii contentum in substrato

Plus solis ad maiorem consumptionem oxygenii et minorem concentrationem oxygenii in radicibus ducet (Figura 6), et plus sacchari consumptionem oxygenii noctu maiorem faciet. Transpiratio valida est, absorptio aquae magna est, et plus aeris et plus oxygenii in substrato est. Ex sinistra Figurae 7 videri potest oxygenii contentum in substrato post irrigationem paulum augeri sub condicione ubi capacitas aquae tenendae substrati alta est et contentum aeris humile. Ut a dextra figurae 7 demonstratur, sub condicione illuminationis relative melioris, contentum aeris in substrato augetur propter maiorem absorptionem aquae (eadem tempora irrigationis). Influentia relativa irrigationis in contentum oxygenii in substrato multo minor est quam capacitas aquae tenendae (contentum aeris) in substrato.

Discute

In vera productione, copia oxygenii (aeris) in ambitu radicum plantarum facile neglegitur, sed factor magni momenti est ad normalem incrementum plantarum et sanum radicum evolutionem curandam.

Ut maxima proventus in cultura obtineatur, magni momenti est systema radicale in optima condicione quam maxime protegere. Studia demonstraverunt O_DuoContentum in ambitu systematis radicalis infra 4mg/L negative incrementum segetis afficiet. O_DuoQuantitas oxygenii in ambitu radicali imprimis afficitur ab irrigatione (quantitate et frequentia irrigationis), structura substrati, quantitate aquae substrati, temperatura tepidarii et substrati, et variae plantationis rationes differunt. Algae et microorganismi etiam quandam relationem habent cum quantitate oxygenii in ambitu radicali plantarum hydroponicarum. Hypoxia non solum tardum incrementum plantarum efficit, sed etiam pressionem pathogenorum radicum (Pythium, Phytophthora, Fusarium) in incrementum radicum auget.

Ratio irrigationis magnum momentum in O habet._Duocontentum in substrato, et etiam modus magis controllabilis in processu plantationis est. Quaedam studia rosarum plantationis invenerunt paulatim augendo contentum aquae in substrato (mane) meliorem statum oxygenii consequi posse. In substrato cum parva capacitate aquae tenendae, substratum magnum contentum oxygenii conservare potest, et simul necesse est vitare differentiam contenti aquae inter substrata per maiorem frequentiam irrigationis et breviorem intervallum. Quo minor capacitas aquae tenendae substratorum, eo maior differentia inter substrata. Substratum humidum, minor frequentia irrigationis et longius intervallum maiorem aeris repositionem et condiciones oxygenii favorabiles praestant.

Aliud elementum est defluxionis substrati qui magnum momentum habet in celeritatem renovationis et gradientem concentrationis oxygenii in substrato, pro genere et capacitate aquae tenendae substrati. Liquor irrigationis non debet nimis diu in fundo substrati manere, sed celeriter effundi debet ut aqua irrigationis recens, oxygenio locupletata, iterum fundum substrati attingere possit. Celeritas defluxionis quibusdam mensuris relative simplicibus affici potest, ut inclinatione substrati in directionibus longitudinalibus et latitudinis. Quo maior inclinatio, eo velocior celeritas defluxionis. Substrata diversa diversas aperturas habent et numerus exitus etiam differt.

FINIS

[informationes citationis]

Xie Yuanpei. Effectus oxygenii ambientalis in radicibus plantarum tepidariarum in incrementum plantarum [J]. Agricultural Engineering Technology, 2022,42(31):21-24.