Chen Tongqiang, etc. Tecnología de ingeniería agrícola de jardinería en invernadero Publicado en Beijing a las 17:30 del 6 de enero de 2023.

Un buen control de la CE y el pH de la rizosfera es fundamental para lograr una alta producción de tomate en cultivos sin suelo en invernaderos de vidrio inteligentes. En este artículo, se plantó el tomate como cultivo y se resumió el rango adecuado de CE y pH de la rizosfera en diferentes etapas, así como las medidas técnicas de control correspondientes en caso de anomalías, con el fin de proporcionar una referencia para la producción real de tomates en invernaderos de vidrio tradicionales.

Según estadísticas incompletas, la superficie de plantación de invernaderos inteligentes de vidrio multicapa en China ha alcanzado los 630 hm² y sigue creciendo. Los invernaderos de vidrio integran diversas instalaciones y equipos, creando un entorno de crecimiento adecuado para las plantas. Un buen control ambiental, un riego preciso de agua y fertilizantes, una correcta operación agrícola y la protección de las plantas son los cuatro factores principales para lograr un alto rendimiento y una alta calidad de los tomates. En cuanto al riego preciso, su propósito es mantener una CE, un pH, un contenido de agua del sustrato y una concentración iónica adecuados en la rizosfera. Una buena CE y un pH adecuados en la rizosfera favorecen el desarrollo de las raíces y la absorción de agua y fertilizantes, lo cual es un prerrequisito necesario para mantener el crecimiento de las plantas, la fotosíntesis, la transpiración y otros comportamientos metabólicos. Por lo tanto, mantener un buen entorno rizosfera es una condición necesaria para lograr un alto rendimiento de los cultivos.

El descontrol de la CE y el pH en la rizosfera tendrá efectos irreversibles en el balance hídrico, el desarrollo de las raíces, la eficiencia de absorción de fertilizantes por las raíces, la deficiencia de nutrientes de las plantas, la concentración de iones de las raíces, la absorción de fertilizantes, la deficiencia de nutrientes de las plantas, etc. La plantación y producción de tomates en invernaderos de vidrio adopta un cultivo sin suelo. Después de mezclar agua y fertilizante, la entrega integrada de agua y fertilizante se realiza en forma de flechas de caída. La CE, el pH, la frecuencia, la fórmula, la cantidad de líquido de retorno y el tiempo de inicio del riego afectarán directamente la CE y el pH de la rizosfera. En este artículo, se resumieron la CE y el pH adecuados de la rizosfera en cada etapa de la plantación de tomates, y se analizaron las causas de la CE y el pH anormales de la rizosfera y se resumieron las medidas correctivas, lo que proporcionó una referencia y una referencia técnica para la producción real de invernaderos de vidrio tradicionales.

CE y pH de la rizosfera adecuados en diferentes etapas de crecimiento del tomate

La CE de la rizosfera se refleja principalmente en la concentración iónica de los principales elementos en ella. La fórmula de cálculo empírico consiste en dividir la suma de las cargas de aniones y cationes entre 20; cuanto mayor sea el valor, mayor será la CE de la rizosfera. Una CE adecuada en la rizosfera proporcionará una concentración iónica adecuada y uniforme para el sistema radicular.

En términos generales, su valor es bajo (CE de la rizosfera < 2,0 mS/cm). Debido a la presión de hinchamiento de las células radiculares, provocará una demanda excesiva de absorción de agua por parte de las raíces, lo que resultará en más agua libre en las plantas, y el exceso de agua libre se utilizará para la germinación de las hojas, la elongación celular y el crecimiento de los nódulos de la planta; Su valor es elevado (CE de la rizosfera de invierno > 8~10 mS/cm, CE de la rizosfera de verano > 5~7 mS/cm). Con el aumento de la CE de la rizosfera, la capacidad de absorción de agua de las raíces es insuficiente, lo que provoca estrés por escasez de agua en las plantas y, en casos graves, las plantas se marchitan (Figura 1). Al mismo tiempo, la competencia entre las hojas y los frutos por el agua provocará la disminución del contenido de agua del fruto, lo que afectará el rendimiento y la calidad del fruto. Cuando la CE de la rizosfera se incrementa moderadamente en 0~2mS/cm, tiene un buen efecto regulador en el aumento de la concentración de azúcar soluble/contenido de sólidos solubles de la fruta, el ajuste del crecimiento vegetativo de la planta y el equilibrio del crecimiento reproductivo, por lo que los productores de tomate cherry que buscan calidad a menudo adoptan una CE de rizosfera más alta. Se encontró que el azúcar soluble del pepino injertado fue significativamente más alto que el del control bajo la condición de riego con agua salobre (3g/L de agua salobre hecha por uno mismo con la proporción de NaCl:MgSO4:CaSO4 de 2:2:1 se agregó a la solución nutritiva). Las características del tomate cherry Dutch' Honey' son que mantiene una CE de rizosfera alta (8~10mS/cm) durante toda la temporada de producción, y la fruta tiene un alto contenido de azúcar, pero el rendimiento de la fruta terminada es relativamente bajo (5kg/m2).

El pH de la rizosfera (sin unidades) se refiere principalmente al pH de la solución de la rizosfera, que afecta principalmente la precipitación y disolución de cada ion elemental en agua, y luego afecta la efectividad de cada ion que es absorbido por el sistema radicular. Para la mayoría de los iones elementales, su rango de pH adecuado es de 5,5 a 6,5, lo que puede asegurar que cada ion pueda ser absorbido por el sistema radicular normalmente. Por lo tanto, durante la plantación de tomates, el pH de la rizosfera siempre debe mantenerse entre 5,5 y 6,5. La Tabla 1 muestra el rango de control de CE y pH de la rizosfera en diferentes etapas de crecimiento de tomates de fruto grande. Para tomates de fruto pequeño, como los tomates cherry, la CE de la rizosfera en diferentes etapas es de 0 a 1 mS/cm más alta que la de los tomates de fruto grande, pero todos ellos se ajustan de acuerdo con la misma tendencia.

Causas anormales y medidas de ajuste de la CE de la rizosfera del tomate

La CE de la rizosfera se refiere a la CE de la solución nutritiva alrededor del sistema radicular. Al plantar lana de roca de tomate en Holanda, los productores utilizan jeringas para extraer la solución nutritiva de la lana de roca, lo que resulta en resultados más representativos. En circunstancias normales, la CE de retorno es cercana a la CE de la rizosfera, por lo que en China se suele utilizar la CE de retorno del punto de muestreo como CE de la rizosfera. La variación diurna de la CE de la rizosfera generalmente aumenta después del amanecer, comienza a disminuir y se mantiene estable durante el pico de riego, para luego aumentar lentamente después del riego, como se muestra en la Figura 2.

Las principales razones para la alta CE de retorno son la baja tasa de retorno, la alta CE de entrada y el riego tardío. La cantidad de riego en el mismo día es menor, lo que muestra que la tasa de retorno de líquido es baja. El propósito del retorno de líquido es lavar completamente el sustrato, asegurar que la CE de la rizosfera, el contenido de agua del sustrato y la concentración de iones de la rizosfera estén en el rango normal, y la tasa de retorno de líquido es baja, y el sistema radicular absorbe más agua que iones elementales, lo que muestra además el aumento de la CE. La alta CE de entrada conduce directamente a la alta CE de retorno. Según la regla general, la CE de retorno es 0,5~1,5 ms/cm más alta que la CE de entrada. El último riego terminó más temprano ese día, y la intensidad de la luz fue aún mayor (300~450 W/m2) después del riego. Debido a la transpiración de las plantas impulsada por la radiación, el sistema radicular continuó absorbiendo agua, el contenido de agua del sustrato disminuyó, la concentración de iones aumentó y luego la CE de la rizosfera aumentó. Cuando la CE de la rizosfera es alta, la intensidad de la radiación es alta y la humedad es baja, las plantas se enfrentan a un estrés por escasez de agua, que se manifiesta gravemente como marchitamiento (Figura 1, derecha).

La baja CE en la rizosfera se debe principalmente a la alta tasa de retorno de líquido, la finalización tardía del riego y la baja CE en la entrada de líquido, lo que agravará el problema. La alta tasa de retorno de líquido conducirá a la proximidad infinita entre la CE de entrada y la CE de retorno. Cuando el riego finaliza tarde, especialmente en días nublados, junto con poca luz y alta humedad, la transpiración de las plantas es débil, la tasa de absorción de iones elementales es mayor que la del agua y la tasa de disminución del contenido de agua de la matriz es menor que la de la concentración de iones en solución, lo que conducirá a una baja CE del líquido de retorno. Debido a que la presión de hinchamiento de las células ciliadas de la raíz de la planta es menor que el potencial hídrico de la solución nutritiva de la rizosfera, el sistema radicular absorbe más agua y el balance hídrico se desequilibra. Cuando la transpiración es débil, la planta se descargará en forma de agua escupida (figura 1, izquierda), y si la temperatura es alta por la noche, la planta crecerá en vano.

Medidas de ajuste cuando la CE de la rizosfera es anormal: ① Cuando la CE de retorno es alta, la CE entrante debe estar dentro de un rango razonable. Generalmente, la CE entrante de los tomates de fruto grande es de 2,5 a 3,5 mS/cm en verano y de 3,5 a 4,0 mS/cm en invierno. En segundo lugar, mejore la tasa de retorno de líquido, que es anterior al riego de alta frecuencia al mediodía, y asegúrese de que el retorno de líquido ocurra en cada riego. La tasa de retorno de líquido está correlacionada positivamente con la acumulación de radiación. En verano, cuando la intensidad de la radiación sigue siendo superior a 450 W/m2 y la duración es superior a 30 min, se debe añadir manualmente una pequeña cantidad de riego (50 a 100 ml/gotero) una vez, y es mejor que no se produzca ningún retorno de líquido básicamente. ② Cuando la tasa de retorno de líquido es baja, las razones principales son la alta tasa de retorno de líquido, la baja CE y el último riego tardío. Debido a la hora del último riego, este suele finalizar entre 2 y 5 horas antes del atardecer, adelantándose en días nublados y en invierno, y retrasándose en días soleados y en verano. Controle la tasa de retorno del líquido según la acumulación de radiación exterior. Generalmente, la tasa de retorno del líquido es inferior al 10 % cuando la acumulación de radiación es inferior a 500 J/(cm²·d), y entre el 10 % y el 20 % cuando la acumulación de radiación es de 500 a 1000 J/(cm²·d), y así sucesivamente.

Causas anormales y medidas de ajuste del pH de la rizosfera del tomate

Generalmente, el pH del afluente es de 5,5 y el del lixiviado, de 5,5 a 6,5 ​​en condiciones ideales. Los factores que afectan el pH de la rizosfera son la fórmula, el medio de cultivo, la tasa de lixiviado y la calidad del agua, entre otros. Un pH bajo en la rizosfera quema las raíces y disuelve gravemente la matriz de lana de roca, como se muestra en la Figura 3. Un pH alto en la rizosfera reduce la absorción de Mn₂, Fe₃, Mg₂ y PO₃, lo que provoca deficiencias de elementos como la deficiencia de manganeso causada por un pH alto en la rizosfera, como se muestra en la Figura 4.

En términos de calidad del agua, el agua de lluvia y el agua de filtración por membrana de ósmosis inversa son ácidas, y el pH del licor madre es generalmente de 3 a 4, lo que conduce al bajo pH del licor de entrada. El hidróxido de potasio y el bicarbonato de potasio se utilizan a menudo para ajustar el pH del licor de entrada. El agua de pozo y el agua subterránea a menudo se regulan con ácido nítrico y ácido fosfórico porque contienen HCO3, que es alcalino. El pH de entrada anormal afectará directamente el pH de retorno, por lo que el pH de entrada adecuado es la base de la regulación. En cuanto al sustrato de cultivo, después de la siembra, el pH del líquido de retorno del sustrato de salvado de coco es cercano al del líquido entrante, y el pH anormal del líquido entrante no causará fluctuaciones drásticas del pH de la rizosfera en un corto período de tiempo debido a la buena propiedad amortiguadora del sustrato. Bajo el cultivo de lana de roca, el valor de pH del líquido de retorno después de la colonización es alto y se mantiene durante mucho tiempo.

En términos de fórmula, de acuerdo con la diferente capacidad de absorción de iones por las plantas, se puede dividir en sales ácidas fisiológicas y sales alcalinas fisiológicas. Tomando NO3- como ejemplo, cuando las plantas absorben 1 mol de NO3-, el sistema radicular liberará 1 mol de OH-, lo que conducirá al aumento del pH de la rizosfera, mientras que cuando el sistema radicular absorbe NH4+, liberará la misma concentración de H+, lo que conducirá a la disminución del pH de la rizosfera. Por lo tanto, el nitrato es una sal fisiológicamente básica, mientras que la sal de amonio es una sal fisiológicamente ácida. Generalmente, el sulfato de potasio, el nitrato de amonio y calcio y el sulfato de amonio son fertilizantes ácidos fisiológicos, el nitrato de potasio y el nitrato de calcio son sales alcalinas fisiológicas, y el nitrato de amonio es una sal neutra. La influencia de la tasa de retorno de líquido en el pH de la rizosfera se refleja principalmente en el lavado de la solución nutritiva de la rizosfera, y el pH anormal de la rizosfera es causado por la concentración desigual de iones en la rizosfera.

Medidas de ajuste cuando el pH de la rizosfera es anormal: ① Primero, verifique si el pH del afluente está dentro de un rango razonable; (2) Al usar agua con alto contenido de carbonato, como agua de pozo, el autor encontró que el pH del afluente era normal, pero después de terminar el riego ese día, se revisó el pH del afluente y se encontró que había aumentado. Después del análisis, la posible razón fue que el pH aumentó debido al tampón de HCO3-, por lo que se recomienda usar ácido nítrico como regulador cuando se usa agua de pozo como fuente de agua de riego; (3) Cuando se usa lana de roca como sustrato de plantación, el pH de la solución de retorno es alto durante mucho tiempo en la etapa inicial de la plantación. En este caso, el pH de la solución entrante debe reducirse adecuadamente a 5,2~5,5 y, al mismo tiempo, debe aumentarse la dosis de sal ácida fisiológica y debe usarse nitrato de amonio cálcico en lugar de nitrato de calcio y sulfato de potasio en lugar de nitrato de potasio. Cabe señalar que la dosis de NH₄ no debe exceder 1/10 del N total en la fórmula. Por ejemplo, si la concentración total de N (NO₃ + NH₄) en el afluente es de 20 mmol/L, la concentración de NH₄ es inferior a 2 mmol/L, y se puede usar sulfato de potasio en lugar de nitrato de potasio, pero debe tenerse en cuenta que la concentración de SO₄^2-(4) En términos de tasa de retorno de líquido, la cantidad de riego debe aumentarse cada vez y el sustrato debe lavarse, especialmente cuando se usa lana de roca para plantar, por lo que el pH de la rizosfera no se puede ajustar rápidamente en poco tiempo usando sal ácida fisiológica, por lo que la cantidad de riego debe aumentarse para ajustar el pH de la rizosfera a un rango razonable lo antes posible.

Resumen

Un rango razonable de CE y pH en la rizosfera es fundamental para garantizar la absorción normal de agua y fertilizantes por las raíces del tomate. Valores anormales pueden provocar deficiencia de nutrientes en la planta, desequilibrio del balance hídrico (estrés hídrico/exceso de agua libre), quemaduras radiculares (CE alta y pH bajo) y otros problemas. Debido a que la planta presenta anomalías en la CE y el pH de la rizosfera, una vez que se presentan, significa que la CE y el pH de la rizosfera han estado presentes durante varios días, y el proceso de recuperación de la planta a la normalidad tomará tiempo, lo que afecta directamente la producción y la calidad. Por lo tanto, es importante medir diariamente la CE y el pH del líquido de entrada y de retorno.

FIN

[Información citada] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin, etc. Método de control de CE y pH de la rizosfera en el cultivo de tomate sin suelo en invernadero de vidrio [J]. Tecnología de Ingeniería Agrícola, 2022,42(31):17-20.