Chen Tongqiang, ecc. Tecnologia di ingegneria agricola per il giardinaggio in serra Pubblicato a Pechino alle 17:30 del 6 gennaio 2023.

Un buon controllo della conducibilità elettrica (EC) e del pH della rizosfera sono condizioni necessarie per ottenere un'elevata resa di pomodoro in coltura fuori suolo in serre di vetro intelligenti. In questo articolo, il pomodoro è stato preso come oggetto di coltura e sono stati riassunti i valori di conducibilità elettrica (EC) e pH della rizosfera più adatti nelle diverse fasi, nonché le relative misure tecniche di controllo in caso di anomalie, in modo da fornire un riferimento per l'effettiva produzione di pomodoro nelle serre di vetro tradizionali.

Secondo statistiche incomplete, la superficie coltivata in serre intelligenti in vetro a più campate in Cina ha raggiunto i 630 hm² ed è in continua espansione. Le serre in vetro integrano diverse strutture e attrezzature, creando un ambiente di crescita adatto alla crescita delle piante. Un buon controllo ambientale, un'irrigazione accurata con acqua e fertilizzanti, una corretta gestione agricola e la protezione delle piante sono i quattro fattori principali per ottenere rese elevate e pomodori di alta qualità. Per quanto riguarda l'irrigazione precisa, il suo scopo è mantenere adeguati valori di EC, pH, contenuto idrico del substrato e concentrazione ionica nella rizosfera. Buoni valori di EC e pH nella rizosfera favoriscono lo sviluppo delle radici e l'assorbimento di acqua e fertilizzanti, prerequisiti necessari per il mantenimento della crescita delle piante, della fotosintesi, della traspirazione e di altri comportamenti metabolici. Pertanto, il mantenimento di un buon ambiente nella rizosfera è una condizione necessaria per ottenere un'elevata resa delle colture.

L'eccesso di conducibilità elettrica (EC) e pH nella rizosfera avrà effetti irreversibili sul bilancio idrico, sullo sviluppo radicale, sull'efficienza di assorbimento dei fertilizzanti da parte delle radici, sulla carenza di nutrienti delle piante, sulla concentrazione di ioni nelle radici, sull'assorbimento dei fertilizzanti, sulla carenza di nutrienti delle piante e così via. La semina e la produzione di pomodori in serra di vetro adottano una coltura fuori suolo. Dopo la miscelazione di acqua e fertilizzante, l'erogazione integrata di acqua e fertilizzante viene realizzata sotto forma di frecce a goccia. La conducibilità elettrica (EC), il pH, la frequenza, la formula, la quantità di liquido di ritorno e l'orario di inizio dell'irrigazione influenzeranno direttamente la conducibilità elettrica (EC) e il pH della rizosfera. In questo articolo, sono stati riassunti i valori ottimali di conducibilità elettrica (EC) e pH della rizosfera in ogni fase della semina del pomodoro, sono state analizzate le cause di conducibilità elettrica (EC) e pH della rizosfera anomali e sono state riassunte le misure correttive, che hanno fornito riferimenti e riferimenti tecnici per la produzione effettiva di serre di vetro tradizionali.

EC e pH della rizosfera adatti alle diverse fasi di crescita del pomodoro

La CE della rizosfera si riflette principalmente nella concentrazione ionica dei principali elementi presenti nella rizosfera. La formula di calcolo empirica prevede che la somma delle cariche anioniche e cationiche venga divisa per 20; maggiore è il valore, maggiore è la CE della rizosfera. Una CE della rizosfera adeguata fornirà una concentrazione ionica adeguata e uniforme per l'apparato radicale.

In generale, il suo valore è basso (EC della rizosfera < 2,0 mS/cm). A causa della pressione di rigonfiamento delle cellule radicali, si verificherà un'eccessiva richiesta di assorbimento idrico da parte delle radici, con conseguente maggiore disponibilità di acqua libera nelle piante, che verrà utilizzata per la formazione delle foglie, l'allungamento cellulare e la crescita vegetativa delle piante. Il suo valore è invece elevato (EC della rizosfera invernale > 8~10 mS/cm, EC della rizosfera estiva > 5~7 mS/cm). Con l'aumento dell'EC della rizosfera, la capacità di assorbimento idrico delle radici diventa insufficiente, il che porta a uno stress idrico nelle piante e, nei casi più gravi, all'appassimento (Figura 1). Allo stesso tempo, la competizione tra foglie e frutti per l'acqua porterà a una diminuzione del contenuto idrico dei frutti, con conseguenti effetti sulla resa e sulla qualità dei frutti. Un aumento moderato della CE della rizosfera di 0~2 mS/cm² ha un buon effetto regolatore sull'aumento della concentrazione di zuccheri solubili/contenuto di solidi solubili del frutto, sulla regolazione della crescita vegetativa delle piante e sull'equilibrio della crescita riproduttiva, pertanto i coltivatori di pomodorini che puntano alla qualità spesso adottano una CE della rizosfera più elevata. È stato riscontrato che la CE della rizosfera del cetriolo innestato era significativamente superiore a quella del controllo in condizioni di irrigazione con acqua salmastra (alla soluzione nutritiva sono stati aggiunti 3 g/L di acqua salmastra autoprodotta con un rapporto NaCl:MgSO4:CaSO4 di 2:2:1). Le caratteristiche del pomodoro ciliegino Dutch 'Honey' sono il mantenimento di una CE della rizosfera elevata (8~10 mS/cm²) per tutta la stagione di produzione e l'elevato contenuto di zuccheri del frutto, a fronte di una resa finale relativamente bassa (5 kg/m²).

Il pH della rizosfera (senza unità) si riferisce principalmente al pH della soluzione della rizosfera, che influenza principalmente la precipitazione e la dissoluzione di ciascun ione elementare in acqua, e quindi l'efficacia di ogni ione assorbito dall'apparato radicale. Per la maggior parte degli ioni elementari, l'intervallo di pH appropriato è compreso tra 5,5 e 6,5, il che può garantire che ogni ione possa essere assorbito normalmente dall'apparato radicale. Pertanto, durante la semina del pomodoro, il pH della rizosfera dovrebbe essere sempre mantenuto tra 5,5 e 6,5. La Tabella 1 mostra l'intervallo di EC della rizosfera e il controllo del pH in diverse fasi di crescita dei pomodori a frutto grosso. Per i pomodori a frutto piccolo, come i pomodorini, l'EC della rizosfera in diverse fasi è superiore di 0~1 mS/cm rispetto a quella dei pomodori a frutto grosso, ma tutte vengono regolate secondo lo stesso andamento.

Motivi anomali e misure di adattamento della CE della rizosfera del pomodoro

La CE della rizosfera si riferisce alla CE della soluzione nutritiva attorno all'apparato radicale. Quando si pianta lana di roccia di pomodoro in Olanda, i coltivatori usano siringhe per aspirare la soluzione nutritiva dalla lana di roccia e i risultati sono più rappresentativi. In circostanze normali, la CE di ritorno è vicina alla CE della rizosfera, quindi la CE di ritorno del punto di campionamento viene spesso utilizzata come CE della rizosfera in Cina. La variazione diurna della CE della rizosfera generalmente aumenta dopo l'alba, inizia a diminuire e rimane stabile al picco di irrigazione, per poi aumentare lentamente dopo l'irrigazione, come mostrato nella Figura 2.

Le ragioni principali dell'elevato ritorno di EC sono il basso tasso di ritorno, l'elevata EC in ingresso e l'irrigazione tardiva. La quantità di acqua irrigata nello stesso giorno è inferiore, il che dimostra che il tasso di ritorno di liquido è basso. Lo scopo del ritorno di liquido è quello di lavare completamente il substrato, garantire che l'EC della rizosfera, il contenuto idrico del substrato e la concentrazione di ioni nella rizosfera siano nella norma, e il tasso di ritorno di liquido è basso, e l'apparato radicale assorbe più acqua rispetto agli ioni elementari, il che dimostra ulteriormente l'aumento di EC. L'elevata EC in ingresso porta direttamente all'elevata EC di ritorno. Secondo la regola empirica, l'EC di ritorno è 0,5~1,5 ms/cm superiore all'EC in ingresso. L'ultima irrigazione si è conclusa prima quel giorno e l'intensità luminosa era ancora maggiore (300~450 W/m²) dopo l'irrigazione. A causa della traspirazione delle piante, guidata dall'irraggiamento, l'apparato radicale ha continuato ad assorbire acqua, il contenuto idrico del substrato è diminuito, la concentrazione di ioni è aumentata e quindi l'EC della rizosfera è aumentata. Quando la CE della rizosfera è elevata, l'intensità delle radiazioni è elevata e l'umidità è bassa, le piante vanno incontro a stress da carenza idrica, che si manifesta gravemente con l'appassimento (Figura 1, a destra).

Il basso valore di EC nella rizosfera è dovuto principalmente all'elevato tasso di ritorno del liquido, al completamento tardivo dell'irrigazione e al basso valore di EC nell'ingresso del liquido, che aggraverà il problema. L'elevato tasso di ritorno del liquido porterà a una vicinanza infinita tra l'EC in ingresso e l'EC di ritorno. Quando l'irrigazione termina tardi, soprattutto nelle giornate nuvolose, in combinazione con scarsa illuminazione e alta umidità, la traspirazione delle piante è debole, il rapporto di assorbimento degli ioni elementari è superiore a quello dell'acqua e il rapporto di diminuzione del contenuto d'acqua nella matrice è inferiore a quello della concentrazione di ioni in soluzione, il che porterà a un basso valore di EC del liquido di ritorno. Poiché la pressione di rigonfiamento delle cellule dei peli radicali delle piante è inferiore al potenziale idrico della soluzione nutritiva della rizosfera, l'apparato radicale assorbe più acqua e il bilancio idrico è sbilanciato. Quando la traspirazione è debole, la pianta verrà espulsa sotto forma di spruzzi d'acqua (figura 1, a sinistra) e, se la temperatura notturna è elevata, la pianta crescerà invano.

Misure di aggiustamento quando la CE della rizosfera è anomala: 1. Quando la CE di ritorno è elevata, la CE in ingresso dovrebbe rientrare in un intervallo ragionevole. Generalmente, la CE in ingresso dei pomodori a frutto grosso è di 2,5~3,5 mS/cm in estate e di 3,5~4,0 mS/cm in inverno. In secondo luogo, migliorare il tasso di ritorno del liquido, che si verifica prima dell'irrigazione ad alta frequenza a mezzogiorno, e assicurarsi che il ritorno del liquido avvenga a ogni irrigazione. Il tasso di ritorno del liquido è positivamente correlato all'accumulo di radiazione. In estate, quando l'intensità della radiazione è ancora superiore a 450 W/m² e la durata è superiore a 30 minuti, è necessario aggiungere manualmente una piccola quantità di irrigazione (50~100 ml/gocciolatore) una volta, ed è preferibile che non si verifichi alcun ritorno del liquido. 2. Quando il tasso di ritorno del liquido è basso, le ragioni principali sono un tasso di ritorno del liquido elevato, una bassa CE e un'ultima irrigazione tardiva. Considerando l'ultimo orario di irrigazione, quest'ultima termina solitamente 2-5 ore prima del tramonto, anticipando l'irrigazione nelle giornate nuvolose e in inverno e posticipando l'irrigazione nelle giornate soleggiate e in estate. Controllare il tasso di ritorno del liquido in base all'accumulo di radiazione esterna. Generalmente, il tasso di ritorno del liquido è inferiore al 10% quando l'accumulo di radiazione è inferiore a 500 J/(cm².d), e tra il 10% e il 20% quando l'accumulo di radiazione è compreso tra 500 e 1000 J/(cm².d), e così via.

Cause anomale e misure di aggiustamento del pH della rizosfera del pomodoro

Generalmente, il pH dell'affluente è 5,5 e il pH del percolato è 5,5~6,5 in condizioni ideali. I fattori che influenzano il pH della rizosfera sono la formula, il terreno di coltura, la velocità del percolato, la qualità dell'acqua e così via. Un pH della rizosfera basso provoca ustioni alle radici e una grave dissoluzione della matrice di lana di roccia, come mostrato in Figura 3. Un pH della rizosfera elevato riduce l'assorbimento di Mn2+, Fe3+, Mg2+ e PO43-, con conseguente carenza di elementi, come la carenza di manganese causata da un pH elevato della rizosfera, come mostrato in Figura 4.

In termini di qualità dell'acqua, l'acqua piovana e l'acqua di filtrazione a membrana RO sono acide e il pH del liquido madre è generalmente compreso tra 3 e 4, il che determina un basso pH del liquido in ingresso. L'idrossido di potassio e il bicarbonato di potassio vengono spesso utilizzati per regolare il pH del liquido in ingresso. L'acqua di pozzo e le acque sotterranee sono spesso regolate da acido nitrico e acido fosforico perché contengono HCO3, che è alcalino. Un pH in ingresso anomalo influenzerà direttamente il pH di ritorno, quindi un pH in ingresso corretto è la base della regolazione. Per quanto riguarda il substrato di coltivazione, dopo la semina, il pH del liquido di ritorno del substrato di crusca di cocco è prossimo a quello del liquido in ingresso e un pH anomalo del liquido in ingresso non causerà drastiche fluttuazioni del pH della rizosfera in breve tempo grazie alle buone proprietà tampone del substrato. Nella coltivazione con lana di roccia, il valore del pH del liquido di ritorno dopo la colonizzazione è elevato e dura a lungo.

In termini di formula, a seconda della diversa capacità di assorbimento degli ioni da parte delle piante, si può suddividere in sali fisiologici acidi e sali fisiologici alcalini. Prendendo ad esempio NO3-, quando le piante assorbono 1 mole di NO3-, l'apparato radicale rilascia 1 mole di OH-, che porta all'aumento del pH della rizosfera, mentre quando l'apparato radicale assorbe NH4+, rilascia la stessa concentrazione di H+, che porta alla diminuzione del pH della rizosfera. Pertanto, il nitrato è un sale fisiologicamente basico, mentre il sale di ammonio è un sale fisiologicamente acido. Generalmente, il solfato di potassio, il nitrato di calcio e l'ammonio solfato sono fertilizzanti fisiologici acidi, il nitrato di potassio e il nitrato di calcio sono sali fisiologici alcalini e il nitrato di ammonio è un sale neutro. L'influenza della velocità di ritorno del liquido sul pH della rizosfera si riflette principalmente nel lavaggio della soluzione nutritiva della rizosfera, e il pH anomalo della rizosfera è causato dalla concentrazione irregolare di ioni nella rizosfera.

Misure di regolazione in caso di pH anomalo della rizosfera: 1) Innanzitutto, verificare che il pH dell'affluente sia entro un intervallo ragionevole; (2) Utilizzando acqua contenente più carbonato, come l'acqua di pozzo, l'autore una volta ha scoperto che il pH dell'affluente era normale, ma al termine dell'irrigazione quel giorno, il pH dell'affluente è stato controllato e riscontrato un aumento. Dopo l'analisi, la possibile causa era un aumento del pH dovuto al tampone di HCO3-, quindi si raccomanda di utilizzare acido nitrico come regolatore quando si utilizza acqua di pozzo come fonte di acqua per l'irrigazione; (3) Quando si utilizza lana di roccia come substrato di piantagione, il pH della soluzione di ritorno rimane elevato per lungo tempo nella fase iniziale della piantagione. In questo caso, il pH della soluzione in ingresso deve essere opportunamente ridotto a 5,2~5,5 e, allo stesso tempo, si deve aumentare il dosaggio di sale acido fisiologico e utilizzare nitrato di ammonio di calcio al posto del nitrato di calcio e solfato di potassio al posto del nitrato di potassio. Si noti che il dosaggio di NH4+ non deve superare 1/10 dell'N totale nella formula. Ad esempio, quando la concentrazione di N totale (NO3- +NH4+) nell'affluente è di 20 mmol/L, la concentrazione di NH4+ è inferiore a 2 mmol/L e si può utilizzare solfato di potassio al posto del nitrato di potassio, ma si noti che la concentrazione di SO4^2-nell'afflusso di irrigazione non si raccomanda di superare 6~8 mmol/L; (4) In termini di tasso di ritorno del liquido, la quantità di irrigazione dovrebbe essere aumentata ogni volta e il substrato dovrebbe essere lavato, soprattutto quando si utilizza lana di roccia per la semina, quindi il pH della rizosfera non può essere regolato rapidamente in breve tempo utilizzando sale acido fisiologico, quindi la quantità di irrigazione dovrebbe essere aumentata per regolare il pH della rizosfera a un intervallo ragionevole il prima possibile.

Riepilogo

Un intervallo ragionevole di EC e pH della rizosfera è la premessa per garantire il normale assorbimento di acqua e fertilizzante da parte delle radici del pomodoro. Valori anomali possono causare carenze nutrizionali nella pianta, squilibrio del bilancio idrico (stress da carenza idrica/eccesso di acqua libera), bruciature radicali (EC elevata e pH basso) e altri problemi. A causa del ritardo nell'anomalia della pianta causata da EC e pH anomali della rizosfera, una volta che il problema si verifica, significa che EC e pH anomali della rizosfera si sono verificati per molti giorni e il processo di ritorno alla normalità della pianta richiederà tempo, il che influisce direttamente sulla produzione e sulla qualità. Pertanto, è importante rilevare quotidianamente EC e pH del liquido in entrata e in uscita.

FINE

[Informazioni citate] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin, ecc. Metodo di controllo della EC e del pH della rizosfera per la coltura di pomodori senza suolo in serra di vetro [J]. Agricultural Engineering Technology, 2022,42(31):17-20.