चेन टोंगकियांग, आदि। ग्रीनहाउस बागवानी की कृषि इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी। 6 जनवरी, 2023 को बीजिंग में 17:30 बजे प्रकाशित।

स्मार्ट ग्लास ग्रीनहाउस में बिना मिट्टी के टमाटर की खेती में उच्च उपज प्राप्त करने के लिए प्रवणमंडल की उचित ऊष्मा सांद्रता (ईसी) और पीएच नियंत्रण आवश्यक शर्तें हैं। इस लेख में, टमाटर को रोपण वस्तु के रूप में लिया गया है, और विभिन्न चरणों में उपयुक्त प्रवणमंडल की ऊष्मा सांद्रता और पीएच सीमा का सारांश दिया गया है, साथ ही असामान्यताओं की स्थिति में संबंधित नियंत्रण तकनीकी उपायों का भी उल्लेख किया गया है, ताकि पारंपरिक ग्लास ग्रीनहाउस में वास्तविक रोपण उत्पादन के लिए संदर्भ प्रदान किया जा सके।

अपूर्ण आंकड़ों के अनुसार, चीन में बहु-स्तरीय कांच के बुद्धिमान ग्रीनहाउसों का रोपण क्षेत्र 630 वर्ग मीटर तक पहुंच गया है और यह अभी भी बढ़ रहा है। कांच के ग्रीनहाउस में विभिन्न सुविधाएं और उपकरण एकीकृत होते हैं, जो पौधों के विकास के लिए उपयुक्त वातावरण बनाते हैं। टमाटर की उच्च उपज और उच्च गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए अच्छा पर्यावरणीय नियंत्रण, पानी और उर्वरक की सटीक सिंचाई, सही कृषि संचालन और पौध संरक्षण चार मुख्य कारक हैं। सटीक सिंचाई का उद्देश्य उचित राइजोस्फीयर ईसी, पीएच, सब्सट्रेट जल सामग्री और राइजोस्फीयर आयन सांद्रता को बनाए रखना है। राइजोस्फीयर ईसी और पीएच का अच्छा स्तर जड़ों के विकास और पानी और उर्वरक के अवशोषण को सुनिश्चित करता है, जो पौधों की वृद्धि, प्रकाश संश्लेषण, वाष्पोत्सर्जन और अन्य चयापचय संबंधी गतिविधियों को बनाए रखने के लिए आवश्यक है। इसलिए, उच्च फसल उपज प्राप्त करने के लिए राइजोस्फीयर के अच्छे वातावरण को बनाए रखना एक आवश्यक शर्त है।

जड़ों के बीच की मिट्टी में ऊष्मा प्रवाह (ईसी) और पीएच का अनियंत्रित होना जल संतुलन, जड़ विकास, जड़-उर्वरक अवशोषण क्षमता-पौधे में पोषक तत्वों की कमी, जड़ आयन सांद्रता-उर्वरक अवशोषण-पौधे में पोषक तत्वों की कमी आदि पर अपरिवर्तनीय प्रभाव डालता है। कांच के ग्रीनहाउस में टमाटर की खेती और उत्पादन में मृदा रहित कृषि पद्धति अपनाई जाती है। पानी और उर्वरक को मिलाने के बाद, पानी और उर्वरक की एकीकृत आपूर्ति बूंद-बूंद करके की जाती है। सिंचाई की ईसी, पीएच, आवृत्ति, सूत्र, वापसी द्रव की मात्रा और सिंचाई शुरू करने का समय जड़ों के बीच की मिट्टी में ऊष्मा प्रवाह (ईसी) और पीएच को सीधे प्रभावित करते हैं। इस लेख में, टमाटर की रोपाई के प्रत्येक चरण में उपयुक्त जड़ों के बीच की मिट्टी में ऊष्मा प्रवाह (ईसी) और पीएच का सारांश दिया गया है, और जड़ों के बीच की मिट्टी में ऊष्मा प्रवाह (ईसी) और पीएच के असामान्य होने के कारणों का विश्लेषण और उपचारात्मक उपायों का सारांश प्रस्तुत किया गया है, जो पारंपरिक कांच के ग्रीनहाउस में वास्तविक उत्पादन के लिए संदर्भ और तकनीकी सहायता प्रदान करता है।

टमाटर की विभिन्न वृद्धि अवस्थाओं के लिए उपयुक्त प्रकंदीय ऊष्मा और पीएच

जड़मंडल की ऊष्मा प्रतिरोध क्षमता (ईसी) मुख्य रूप से जड़मंडल में मौजूद प्रमुख तत्वों की आयन सांद्रता में परिलक्षित होती है। इसका प्रायोगिक सूत्र है कि धनायन और ऋणायनों के आवेशों के योग को 20 से भाग दिया जाता है, और मान जितना अधिक होगा, जड़मंडल की ऊष्मा प्रतिरोध क्षमता उतनी ही अधिक होगी। उपयुक्त जड़मंडल ऊष्मा प्रतिरोध क्षमता जड़ तंत्र के लिए उपयुक्त और एकसमान तत्व आयन सांद्रता प्रदान करती है।

सामान्यतः, इसका मान कम होता है (राइजोस्फीयर EC<2.0mS/cm)। जड़ कोशिकाओं के फूलने के दबाव के कारण, जड़ों द्वारा जल अवशोषण की अत्यधिक मांग होती है, जिसके परिणामस्वरूप पौधों में अधिक मुक्त जल होता है, और यह अतिरिक्त मुक्त जल पत्तियों के विभाजन, कोशिका वृद्धि और पौधे की नसों की वृद्धि में उपयोग होता है; इसका मान अधिक होता है (शीतकालीन राइजोस्फीयर EC>8~10mS/cm, ग्रीष्मकालीन राइजोस्फीयर EC>5~7mS/cm)। राइजोस्फीयर EC में वृद्धि के साथ, जड़ों की जल अवशोषण क्षमता अपर्याप्त हो जाती है, जिससे पौधों में जल की कमी का तनाव उत्पन्न होता है, और गंभीर मामलों में, पौधे मुरझा जाते हैं (चित्र 1)। साथ ही, पानी के लिए पत्तियों और फलों के बीच प्रतिस्पर्धा के कारण फलों में जल की मात्रा कम हो जाती है, जो उपज और फलों की गुणवत्ता को प्रभावित करती है। जब प्रवर्धन-मंडलीय ऊष्मा प्रवाह (ईसी) को 0~2 mS/cm तक मध्यम रूप से बढ़ाया जाता है, तो यह फल में घुलनशील शर्करा सांद्रता/घुलनशील ठोस पदार्थ की मात्रा में वृद्धि, पौधे की वानस्पतिक वृद्धि और प्रजनन वृद्धि संतुलन के समायोजन पर अच्छा नियामक प्रभाव डालता है। इसलिए, गुणवत्ता को प्राथमिकता देने वाले चेरी टमाटर उत्पादक अक्सर उच्च प्रवर्धन-मंडलीय ऊष्मा प्रवाह को अपनाते हैं। यह पाया गया कि खारे पानी से सिंचाई की स्थिति में ग्राफ्टेड खीरे में घुलनशील शर्करा की मात्रा नियंत्रण समूह की तुलना में काफी अधिक थी (पोषक घोल में 2:2:1 के NaCl:MgSO4:CaSO4 अनुपात वाले 3 ग्राम/लीटर स्वनिर्मित खारे पानी को मिलाया गया था)। डच 'हनी' चेरी टमाटर की विशेषता यह है कि यह पूरे उत्पादन मौसम में उच्च प्रवर्धन-मंडलीय ऊष्मा प्रवाह (ईसी) (8~10 mS/cm) बनाए रखता है, और फल में शर्करा की मात्रा अधिक होती है, लेकिन तैयार फल की उपज अपेक्षाकृत कम (5 kg/m2) होती है।

राइजोस्फीयर पीएच (इकाई रहित) मुख्य रूप से राइजोस्फीयर विलयन के पीएच को संदर्भित करता है, जो मुख्य रूप से पानी में प्रत्येक तत्व आयन के अवक्षेपण और विघटन को प्रभावित करता है, और फिर जड़ प्रणाली द्वारा प्रत्येक आयन के अवशोषण की प्रभावशीलता को प्रभावित करता है। अधिकांश तत्व आयनों के लिए, इसका उपयुक्त पीएच रेंज 5.5~6.5 है, जो यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक आयन जड़ प्रणाली द्वारा सामान्य रूप से अवशोषित हो सके। इसलिए, टमाटर की रोपाई के दौरान, राइजोस्फीयर पीएच को हमेशा 5.5~6.5 पर बनाए रखना चाहिए। तालिका 1 बड़े फल वाले टमाटरों की विभिन्न विकास अवस्थाओं में राइजोस्फीयर ईसी और पीएच नियंत्रण की सीमा दर्शाती है। चेरी टमाटर जैसे छोटे फल वाले टमाटरों के लिए, विभिन्न अवस्थाओं में राइजोस्फीयर ईसी बड़े फल वाले टमाटरों की तुलना में 0~1 mS/cm अधिक होता है, लेकिन इन सभी को एक ही प्रवृत्ति के अनुसार समायोजित किया जाता है।

टमाटर के प्रकंद क्षेत्र की आंतरिक ऊष्मा (ईसी) में असामान्यताओं के कारण और समायोजन उपाय

राइजोस्फीयर ईसी से तात्पर्य जड़ तंत्र के आसपास पोषक घोल के ईसी से है। जब हॉलैंड में टमाटर के रॉक वूल का उपयोग किया जाता है, तो किसान सिरिंज का उपयोग करके रॉक वूल से पोषक घोल को सोख लेते हैं, जिससे परिणाम अधिक सटीक होते हैं। सामान्य परिस्थितियों में, लौटाया गया ईसी राइजोस्फीयर ईसी के लगभग बराबर होता है, इसलिए चीन में अक्सर नमूना बिंदु के लौटाए गए ईसी को ही राइजोस्फीयर ईसी माना जाता है। राइजोस्फीयर ईसी में दैनिक उतार-चढ़ाव आमतौर पर सूर्योदय के बाद बढ़ता है, फिर घटने लगता है और सिंचाई के चरम पर स्थिर हो जाता है, और सिंचाई के बाद धीरे-धीरे बढ़ता है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है।

उच्च प्रतिफल ईसी के मुख्य कारण निम्न प्रतिफल दर, उच्च प्रवेश ईसी और विलंबित सिंचाई हैं। एक ही दिन में सिंचाई की मात्रा कम होने से पता चलता है कि द्रव प्रतिफल दर कम है। द्रव प्रतिफल का उद्देश्य सब्सट्रेट को पूरी तरह से धोना, राइजोस्फीयर ईसी, सब्सट्रेट जल सामग्री और राइजोस्फीयर आयन सांद्रता को सामान्य सीमा में रखना है। द्रव प्रतिफल दर कम होने के कारण, जड़ प्रणाली मौलिक आयनों की तुलना में अधिक जल अवशोषित करती है, जिससे ईसी में वृद्धि होती है। उच्च प्रवेश ईसी सीधे उच्च प्रतिफल ईसी का कारण बनता है। सामान्य नियम के अनुसार, प्रतिफल ईसी प्रवेश ईसी से 0.5~1.5ms/cm अधिक होता है। उस दिन अंतिम सिंचाई जल्दी समाप्त हो गई थी, और सिंचाई के बाद भी प्रकाश की तीव्रता अधिक (300~450W/m2) थी। विकिरण से प्रेरित पौधों के वाष्पोत्सर्जन के कारण, जड़ प्रणाली ने जल का अवशोषण जारी रखा, जिससे सब्सट्रेट की जल सामग्री कम हो गई, आयन सांद्रता बढ़ गई, और परिणामस्वरूप राइजोस्फीयर ईसी में वृद्धि हुई। जब प्रकंदमंडल की ऊष्मा संचारित दर (ईसी) अधिक होती है, विकिरण की तीव्रता अधिक होती है और आर्द्रता कम होती है, तो पौधों को पानी की कमी के तनाव का सामना करना पड़ता है, जो मुरझाने के रूप में गंभीर रूप से प्रकट होता है (चित्र 1, दाएँ)।

राइजोस्फीयर में कम ईसी मुख्य रूप से उच्च द्रव वापसी दर, सिंचाई में देरी और प्रवेश द्रव में कम ईसी के कारण होता है, जिससे समस्या और बढ़ जाती है। उच्च द्रव वापसी दर के कारण प्रवेश ईसी और वापसी ईसी के बीच बहुत कम अंतर रह जाता है। जब सिंचाई में देरी होती है, खासकर बादल वाले दिनों में, कम रोशनी और उच्च आर्द्रता के साथ, पौधों का वाष्पोत्सर्जन कमजोर होता है, तत्वीय आयनों का अवशोषण अनुपात जल की तुलना में अधिक होता है, और मैट्रिक्स जल सामग्री का घटने का अनुपात विलयन में आयन सांद्रता के घटने के अनुपात से कम होता है, जिससे वापसी द्रव का ईसी कम हो जाता है। क्योंकि पौधे की जड़ के बालों की कोशिकाओं का प्रस्फुटन दाब राइजोस्फीयर पोषक विलयन की जल क्षमता से कम होता है, जड़ तंत्र अधिक जल अवशोषित करता है और जल संतुलन बिगड़ जाता है। जब वाष्पोत्सर्जन कमजोर होता है, तो पौधा पानी को थूक के रूप में बाहर निकाल देता है (चित्र 1, बाएँ), और यदि रात में तापमान अधिक हो, तो पौधे का विकास व्यर्थ हो जाता है।

जब प्रवालमंडल की ऊष्मा संवेदनशीलता (ईसी) असामान्य हो तो समायोजन उपाय: ① जब वापसी की ऊष्मा संवेदनशीलता अधिक हो, तो आने वाली ऊष्मा संवेदनशीलता उचित सीमा के भीतर होनी चाहिए। सामान्यतः, बड़े टमाटरों में आने वाली ऊष्मा संवेदनशीलता गर्मियों में 2.5~3.5mS/cm और सर्दियों में 3.5~4.0mS/cm होती है। दूसरा, दोपहर में उच्च आवृत्ति वाली सिंचाई से पहले तरल वापसी दर में सुधार करें और सुनिश्चित करें कि प्रत्येक सिंचाई के साथ तरल वापसी हो। तरल वापसी दर विकिरण संचय के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबंधित है। गर्मियों में, जब विकिरण की तीव्रता 450 W/m2 से अधिक हो और अवधि 30 मिनट से अधिक हो, तो एक बार में थोड़ी मात्रा में सिंचाई (50~100mL/ड्रिपर) मैन्युअल रूप से डाली जानी चाहिए, और बेहतर यह है कि मूल रूप से कोई तरल वापसी न हो। ② जब तरल वापसी दर कम हो, तो इसके मुख्य कारण उच्च तरल वापसी दर, कम ऊष्मा संवेदनशीलता और अंतिम सिंचाई में देरी हैं। पिछली सिंचाई के समय को ध्यान में रखते हुए, अंतिम सिंचाई आमतौर पर सूर्यास्त से 2-5 घंटे पहले समाप्त होती है। बादल वाले दिनों और सर्दियों में यह समय से पहले समाप्त हो जाती है, जबकि धूप वाले दिनों और गर्मियों में इसमें देरी होती है। बाहरी विकिरण संचय के अनुसार जल वापसी दर को नियंत्रित करें। सामान्यतः, जब विकिरण संचय 500 जूल/(सेमी².दिन) से कम होता है, तो जल वापसी दर 10% से कम होती है, और जब विकिरण संचय 500 से 1000 जूल/(सेमी².दिन) होता है, तो यह 10% से 20% तक होती है, इत्यादि।

टमाटर के प्रकंद क्षेत्र के पीएच में असामान्यताओं के कारण और उन्हें समायोजित करने के उपाय

सामान्यतः, आदर्श परिस्थितियों में, प्रवेश जल का pH 5.5 होता है और लीचेट का pH 5.5 से 6.5 के बीच होता है। राइजोस्फीयर के pH को प्रभावित करने वाले कारक हैं फार्मूला, कल्चर मीडियम, लीचेट की दर, जल की गुणवत्ता आदि। राइजोस्फीयर का pH कम होने पर, यह जड़ों को जला देता है और रॉक वूल मैट्रिक्स को गंभीर रूप से घोल देता है, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है। राइजोस्फीयर का pH अधिक होने पर, Mn²⁺, Fe³⁺, Mg²⁺ और PO₄³⁻ का अवशोषण कम हो जाता है, जिससे तत्व की कमी हो सकती है, जैसे कि उच्च राइजोस्फीयर pH के कारण मैंगनीज की कमी, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है।

जल की गुणवत्ता की बात करें तो, वर्षा जल और आरओ मेम्ब्रेन फिल्ट्रेशन से प्राप्त जल अम्लीय होते हैं, और मदर लिकर का pH आमतौर पर 3-4 होता है, जिसके कारण इनलेट लिकर का pH कम होता है। इनलेट लिकर के pH को समायोजित करने के लिए अक्सर पोटेशियम हाइड्रोक्साइड और पोटेशियम बाइकार्बोनेट का उपयोग किया जाता है। कुएं के पानी और भूजल को अक्सर नाइट्रिक एसिड और फॉस्फोरिक एसिड से नियंत्रित किया जाता है क्योंकि इनमें HCO3- होता है जो क्षारीय होता है। इनलेट pH का असामान्य होना रिटर्न pH को सीधे प्रभावित करता है, इसलिए उचित इनलेट pH विनियमन का आधार है। जहां तक ​​खेती के सब्सट्रेट की बात है, रोपण के बाद, नारियल की भूसी के सब्सट्रेट के रिटर्न लिकर का pH इनकमिंग लिकर के pH के लगभग बराबर होता है, और सब्सट्रेट के अच्छे बफरिंग गुण के कारण इनकमिंग लिकर का असामान्य pH कम समय में राइजोस्फीयर pH में अचानक उतार-चढ़ाव नहीं लाता है। रॉक वूल की खेती में, कॉलोनाइजेशन के बाद रिटर्न लिकर का pH मान उच्च होता है और लंबे समय तक बना रहता है।

सूत्र के संदर्भ में, पौधों द्वारा आयनों की विभिन्न अवशोषण क्षमता के आधार पर, इन्हें शारीरिक अम्लीय लवणों और शारीरिक क्षारीय लवणों में विभाजित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, NO₃⁻ को लें, जब पौधे 1 मोल NO₃⁻ अवशोषित करते हैं, तो जड़ तंत्र 1 मोल OH⁻ मुक्त करता है, जिससे प्रवणमंडल का pH बढ़ जाता है। वहीं, जब जड़ तंत्र NH₄⁺ अवशोषित करता है, तो यह समान सांद्रता वाला H⁺ मुक्त करता है, जिससे प्रवणमंडल का pH घट जाता है। अतः, नाइट्रेट एक शारीरिक क्षारीय लवण है, जबकि अमोनियम लवण एक शारीरिक अम्लीय लवण है। सामान्यतः, पोटेशियम सल्फेट, कैल्शियम अमोनियम नाइट्रेट और अमोनियम सल्फेट शारीरिक अम्लीय उर्वरक हैं, पोटेशियम नाइट्रेट और कैल्शियम नाइट्रेट शारीरिक क्षारीय लवण हैं, और अमोनियम नाइट्रेट उदासीन लवण है। प्रवणमंडल के pH पर द्रव वापसी दर का प्रभाव मुख्य रूप से प्रवणमंडल पोषक घोल के बहाव में परिलक्षित होता है, और प्रवणमंडल के pH में असमानता प्रवणमंडल में आयनों की असमान सांद्रता के कारण होती है।

जब प्रवर्धन क्षेत्र का pH असामान्य हो तो समायोजन उपाय: ① सबसे पहले, जांचें कि आने वाले पानी का pH उचित सीमा में है या नहीं; (2) जब कुएं के पानी जैसे अधिक कार्बोनेट युक्त पानी का उपयोग किया जाता है, तो लेखक ने एक बार पाया कि आने वाले पानी का pH सामान्य था, लेकिन उस दिन सिंचाई समाप्त होने के बाद, आने वाले पानी के pH की जांच की गई और पाया गया कि यह बढ़ गया है। विश्लेषण के बाद, संभावित कारण यह था कि pH में वृद्धि HCO3- के बफर के कारण हुई थी, इसलिए सिंचाई के लिए पानी के स्रोत के रूप में कुएं के पानी का उपयोग करते समय नाइट्रिक एसिड को नियामक के रूप में उपयोग करने की सलाह दी जाती है; (3) जब रोपण सब्सट्रेट के रूप में रॉक वूल का उपयोग किया जाता है, तो रोपण के प्रारंभिक चरण में वापसी घोल का pH लंबे समय तक उच्च रहता है। इस स्थिति में, आने वाले घोल के pH को उचित रूप से 5.2~5.5 तक कम किया जाना चाहिए, और साथ ही, शारीरिक अम्लीय लवण की खुराक बढ़ाई जानी चाहिए, और कैल्शियम नाइट्रेट के स्थान पर कैल्शियम अमोनियम नाइट्रेट और पोटेशियम नाइट्रेट के स्थान पर पोटेशियम सल्फेट का उपयोग किया जाना चाहिए। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि NH4+ की मात्रा सूत्र में कुल N की मात्रा के 1/10 से अधिक नहीं होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, जब इनफ्लुएंट में कुल N सांद्रता (NO3- + NH4+) 20mmol/L हो, तो NH4+ की सांद्रता 2mmol/L से कम होती है, और पोटेशियम नाइट्रेट के स्थान पर पोटेशियम सल्फेट का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन यह ध्यान रखना चाहिए कि SO4 की सांद्रता^2-सिंचाई के प्रवाह में 6~8 mmol/L से अधिक की अनुशंसा नहीं की जाती है; (4) तरल वापसी दर के संदर्भ में, सिंचाई की मात्रा हर बार बढ़ाई जानी चाहिए और सब्सट्रेट को धोया जाना चाहिए, खासकर जब रोपण के लिए रॉक वूल का उपयोग किया जाता है, इसलिए शारीरिक अम्लीय लवण का उपयोग करके राइजोस्फीयर पीएच को थोड़े समय में जल्दी से समायोजित नहीं किया जा सकता है, इसलिए राइजोस्फीयर पीएच को जल्द से जल्द उचित सीमा में समायोजित करने के लिए सिंचाई की मात्रा बढ़ाई जानी चाहिए।

सारांश

टमाटर की जड़ों द्वारा पानी और उर्वरक के सामान्य अवशोषण को सुनिश्चित करने के लिए, जड़ों के बीच की ऊष्मा सांद्रता (ईसी) और पीएच का उचित स्तर होना आवश्यक है। असामान्य मानों से पौधे में पोषक तत्वों की कमी, जल संतुलन में असंतुलन (पानी की कमी/अत्यधिक मुक्त जल), जड़ों का जलना (उच्च ईसी और निम्न पीएच) और अन्य समस्याएं हो सकती हैं। जड़ों के बीच की ऊष्मा सांद्रता (ईसी) और पीएच में असामान्यताओं के कारण पौधे में विकृति देर से दिखाई देती है, इसलिए एक बार समस्या होने पर इसका मतलब है कि जड़ों के बीच की ऊष्मा सांद्रता (ईसी) और पीएच में असामान्यता कई दिनों से बनी हुई है, और पौधे को सामान्य स्थिति में लौटने में समय लगेगा, जो सीधे उपज और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। इसलिए, प्रतिदिन आने वाले और वापस जाने वाले तरल पदार्थ की ईसी और पीएच की जांच करना महत्वपूर्ण है।

अंत

[उद्धृत जानकारी] चेन टोंगकियांग, जू फेंगजियाओ, मा टिएमिन, आदि। ग्लास ग्रीनहाउस में टमाटर की मृदा रहित खेती की राइजोस्फीयर ईसी और पीएच नियंत्रण विधि [जे]। कृषि इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी, 2022,42(31):17-20।