陳東強ほか 温室園芸の農業工学技術 2023年1月6日17時30分、北京で公開。

良好な根圏 EC と pH 制御は、スマートガラス温室の無土壌栽培モードでトマトの高収量を達成するために必要な条件です。本稿ではトマトを作付け対象とし，実際の作付け生産の参考となるよう，各段階における適切な根圏ECとpH範囲，および異常発生時の対応する防除技術対策をまとめた。伝統的なガラス温室。

不完全な統計によると、中国のマルチスパンガラスインテリジェント温室の作付面積は630hm2に達し、まだ拡大し続けています。ガラス温室は様々な施設・設備を統合し、植物の生育に適した生育環境を作り出します。良好な環境制御、正確な水と肥料の灌漑、正しい農業運営と植物の保護が、高収量と高品質のトマトを達成するための 4 つの主な要素です。正確な灌漑に関する限り、その目的は適切な根圏 EC、pH、基質水分含有量、および根圏イオン濃度を維持することです。良好な根圏 EC と pH は、根の発達と水と肥料の吸収を満たします。これは、植物の成長、光合成、蒸散、その他の代謝挙動を維持するために必要な前提条件です。したがって、良好な根圏環境を維持することは、高い作物収量を達成するために必要な条件です。

根圏におけるECとpHの制御不能は、水分バランス、根の発育、根-肥料吸収効率-植物栄養欠乏、根イオン濃度-肥料吸収-植物栄養欠乏などに不可逆的な影響を及ぼします。ガラス温室でのトマトの栽培と生産は無土栽培を採用しています。水と肥料を混合後、矢を落とす形で水と肥料の一体供給を実現します。灌漑のEC、pH、頻度、配合、返液量、灌漑開始時間は根圏ECとpHに直接影響します。この記事では、トマトの作付けの各段階における適切な根圏ECとpHをまとめ、異常な根圏ECとpHの原因分析と改善策をまとめ、実際の伝統的なガラスの生産における参考と技術的参考を提供しました。温室。

トマトのさまざまな成長段階における適切な根圏 EC と pH

根圏 EC は主に根圏の主要元素のイオン濃度に反映されます。経験的な計算式は、アニオンとカチオンの電荷の合計を20で割ったもので、その値が大きいほど根圏ECが高くなります。適切な根圏 EC は、根系に適切で均一な元素イオン濃度を提供します。

一般に、その値は低いです (根圏 EC<2.0mS/cm)。根細胞の膨張圧力により、根による吸水要求が過剰になり、その結果、植物の自由水が増加し、過剰な自由水は葉の吐き出し、細胞の伸長、植物の無駄な成長に使用されます。その値は高い方にあります（冬根圏EC>8〜10mS/cm、夏根圏EC>5〜7mS/cm）。根圏ECの増加により根の吸水能力が不足し、植物の水分不足ストレスにつながり、ひどい場合には植物が枯れてしまいます（図1）。同時に、葉と果実の間で​​水分をめぐる競争が起こり、果実の水分含量が低下し、収量や果実の品質に影響を及ぼします。根圏 EC が 0~2mS/cm 程度適度に増加すると、果実の可溶性糖濃度・可溶性固形分の増加、植物の栄養生長と生殖生長バランスの調整に良好な調節効果が得られるため、ミニトマト生産者は、品質を追求する場合はより高い根圏ECを採用する場合が多いです。接ぎ木キュウリの可溶性糖は、汽水灌漑条件(NaCl:MgSO4:CaSO4の比が2:2:1の自家製汽水3g/L)下で対照のものより有意に高いことが判明した。を養液に加えた）。オランダハニーミニトマトの特徴は、全生産期を通じて高い根圏EC(8~10mS/cm)を維持し、果実の糖度は高いが、出来上がり果実収量が比較的低い(5kg/cm)ことである。 m2)。

根圏 pH (単位なし) は主に根圏溶液の pH を指し、主に水中の各元素イオンの沈殿と溶解に影響を与え、次に根系に吸収される各イオンの有効性に影響します。ほとんどの元素イオンの適切な pH 範囲は 5.5 ～ 6.5 であり、各イオンが根系に正常に吸収されることが保証されます。したがって、トマトの植え付け中、根圏のpHは常に5.5〜6.5に維持される必要があります。表 1 は、大果トマトのさまざまな生育段階における根圏 EC と pH 制御の範囲を示しています。ミニトマトなどの小果トマトの場合、各段階の根圏ECは大果トマトに比べて0～1mS/cm高いが、いずれも同じ傾向で調整される。

トマト根圏ECの異常原因と調整策

根圏 EC は、根系周囲の栄養溶液の EC を指します。オランダでトマトのロックウールが植えられるとき、生産者は注射器を使ってロックウールから養液を吸いますが、その結果はより典型的です。通常の状況では、リターン EC は根圏 EC に近いため、中国ではサンプル点リターン EC が根圏 EC としてよく使用されます。図2に示すように、根圏ECの日内変動は一般に日の出後に上昇し、低下し始めて灌漑のピーク時に安定し、灌漑後にゆっくりと上昇します。

高リターン EC の主な理由は、低いリターン率、高い入口 EC、および遅い灌漑です。当日の灌水量が少なく、液戻り率が低いことがわかります。液戻しの目的は、基質を完全に洗浄し、根圏EC、基質の水分含有量、根圏イオン濃度が正常範囲内であることを確認し、液戻し速度が低く、根系が元素イオンよりも多くの水を吸収することを確認することです。これはさらに EC の増加を示しています。高インレット EC は高リターン EC に直接つながります。経験則によれば、戻り EC は入口 EC より 0.5 ～ 1.5ms/cm 高くなります。最後の灌漑はその日早くに終了しましたが、灌漑後も光強度はさらに高かった(300~450W/m2)。放射線による植物の蒸散により、根系は水分を吸収し続け、基質の水分含有量が減少し、イオン濃度が増加し、根圏ECが増加しました。根圏ECが高く、放射線強度が高く、湿度が低い場合、植物は水分不足ストレスにさらされ、枯れとして深刻に現れます（図1右）。

根圏の EC が低いのは、主に液体の戻り率が高いこと、灌漑の完了が遅いこと、液体入口の EC が低いことが原因であり、これが問題を悪化させることになります。液体戻り率が高いと、入口 EC と戻り EC が無限に近くなります。灌漑の終了が遅く、特に曇りの日、光量が少なく湿度が高い場合、植物の蒸散力は弱く、元素イオンの吸収率は水の吸収率よりも高く、マトリックス含水量の減少率は水の吸収率よりも低くなります。溶液中のイオン濃度が低下し、戻り液の EC が低くなります。植物の根有毛細胞の膨張圧は根圏養液の水ポテンシャルよりも低いため、根系はより多くの水を吸収し、水分バランスがアンバランスになります。蒸散力が弱いと植物は吐き出す水の形で排出され（図1左）、夜間の気温が高いと植物は無駄に成長してしまいます。

根圏 EC が異常な場合の調整策： ① 帰還 EC が高い場合、流入 EC は妥当な範囲内にある必要がある。一般に大玉フルーツトマトの流入ECは夏期2.5～3.5mS/cm、冬期3.5～4.0mS/cmです。第二に、正午の高頻度灌水前の液戻り率を向上させ、灌水のたびに液戻りが発生するようにします。液体の戻り率は放射線の蓄積と正の相関があります。夏場、放射線強度が依然として450 W/m2以上で、継続時間が30分以上の場合は、少量の灌水（50〜100mL/ドリッパー）を手動で一度追加する必要があり、液体の戻りがない方が良いです。基本的に発生します。② 液体戻り率が低い場合は、液体戻り率が高い、EC が低い、最後の灌水が遅いことが主な原因です。最後の灌漑時刻を考慮すると、最後の灌漑は通常日没の 2 ～ 5 時間前に終了しますが、曇りの日と冬は予定より早く終了し、晴天と夏は遅くなります。屋外放射線の蓄積に応じて、液体の戻り率を制御します。一般に、放射線蓄積量が 500J/(cm2.d) 未満の場合、液体戻り率は 10% 未満、放射線蓄積量が 500 ～ 1000J/(cm2.d) の場合、10% ～ 20% になります。 。

トマト根圏pH異常の原因と調整対策

一般に、理想的な条件下では、流入水の pH は 5.5、浸出水の pH は 5.5 ～ 6.5 です。根圏の pH に影響を与える要因は、配合、培地、浸出速度、水質などです。根圏のpHが低いと、図3に示すように、根が焼けてロックウールマトリックスがひどく溶解します。根圏のpHが高いと、Mn2+、Fe3+、Mg2+、PO43-の吸収が減少します。 、図4に示すように、根圏pHが高いことによって引き起こされるマンガン欠乏などの元素欠乏の発生につながります。

水質としては、雨水やRO膜ろ過水は酸性であり、母液のpHは一般に3～4であり、入口液のpHが低くなります。水酸化カリウムと重炭酸カリウムは、注入液の pH を調整するためによく使用されます。井戸水や地下水にはアルカリ性のHCO3が含まれているため、硝酸やリン酸で規制されることが多いです。異常な入口 pH は戻り pH に直接影響するため、適切な入口 pH が調整の基礎となります。栽培基質に関しては、定植後、ヤシふすま基質の戻り液の pH は流入液の pH に近く、流入液の pH 異常によっても短時間で根圏 pH が急激に変動することはありません。基材の優れた緩衝特性。ロックウール栽培では定着後の戻り液のpH値が高く、長期間持続します。

式的には、植物によるイオンの吸収能力の違いに応じて、生理的酸塩と生理的アルカリ塩に分類できます。NO3-を例にとると、植物が1molのNO3-を吸収すると、根系は1molのOH-を放出し、根圏pHの上昇につながりますが、根系がNH4+を吸収すると、同じ濃度のOH-が放出されます。 H+、根圏 pH の低下につながります。したがって、硝酸塩は生理学的に塩基性の塩であり、アンモニウム塩は生理学的に酸性の塩です。一般に、硫酸カリウム、硝酸アンモニウムカルシウム、硫酸アンモニウムは生理的酸性肥料、硝酸カリウム、硝酸カルシウムは生理的アルカリ塩、硝酸アンモニウムは中性塩である。根圏pHに対する液体戻り率の影響は主に根圏養液のフラッシングに反映され、根圏pHの異常は根圏内のイオン濃度の不均一によって引き起こされます。

根圏 pH が異常な場合の調整方法: ① まず、流入水の pH が適切な範囲にあるかどうかを確認します。(2) 井戸水などの炭酸塩を多く含む水を使用した場合、流入水の pH は正常であったが、その日の灌漑終了後に流入水の pH を確認したところ、pH が上昇していた。分析の結果、HCO3-の緩衝剤によりpHが上昇したことが考えられます。そのため、井戸水を灌漑用水源として使用する場合は、調整剤として硝酸を使用することが推奨されます。(3) 植付基質としてロックウールを使用した場合、植付初期は返液の pH が長時間にわたって高い。この場合、入ってくる溶液のpHを5.2〜5.5に適切に下げる必要があり、同時に生理酸塩の投与量を増やし、硝酸カルシウムと硫酸カリウムの代わりに硝酸アンモニウムカルシウムを使用する必要があります。硝酸カリウムの代わりに使用されます。NH4+ の投与量は式中の合計 N の 1/10 を超えてはいけないことに注意してください。例えば、流入水中の総窒素濃度（NO3- +NH4+）が 20mmol/L の場合、NH4+ 濃度は 2mmol/L 未満であり、硝酸カリウムの代わりに硫酸カリウムを使用できますが、 SO4の濃度^2-灌漑流入水中で 6~8 mmol/L を超えることは推奨されません。(4) 液戻り率の点で、特にロックウールを植栽に使用する場合は、毎回の潅水量の増加や基質の洗浄が必要となるため、生理学的資材を使用して根圏pHを短時間で迅速に調整することができません。酸性塩であるため、灌漑量を増やして根圏 pH をできるだけ早く適切な範囲に調整する必要があります。

まとめ

トマトの根による水と肥料の正常な吸収を確保するには、根圏 EC と pH が適切な範囲にあることが前提となります。異常な値は、植物の栄養不足、水分バランスのアンバランス（水不足ストレス/過剰な自由水）、根焼け（高いECと低いpH）などの問題を引き起こします。根圏ECやpHの異常による植物の異常は遅れるため、一度問題が発生すると、根圏ECやpHの異常が何日も続いたことになり、植物が正常に戻るまでに時間がかかり、植物の異常に直接影響します。出力と品質。したがって、流入液体と返送液体の EC と pH を毎日検出することが重要です。

終わり

[引用情報] Chen Tongqiang、Xu Fengjiao、Ma Tiemin 他、ガラス温室におけるトマト無土壌栽培の根圏 EC と pH 制御方法 [J]。農業工学技術、2022、42(31):17-20。