Chen Tongqiang, dkk. Teknologi rekayasa pertanian untuk berkebun di rumah kaca. Diterbitkan di Beijing pukul 17:30 pada tanggal 6 Januari 2023.

Pengendalian EC dan pH rizosfer yang baik merupakan syarat penting untuk mencapai hasil panen tomat yang tinggi dalam metode budidaya tanpa tanah di rumah kaca pintar. Artikel ini menggunakan tomat sebagai objek tanam, dan merangkum kisaran EC dan pH rizosfer yang sesuai pada berbagai tahap pertumbuhan, serta langkah-langkah teknis pengendalian yang sesuai jika terjadi anomali, untuk memberikan referensi bagi produksi tanam aktual di rumah kaca tradisional.

Menurut statistik yang belum lengkap, luas lahan tanam rumah kaca cerdas multi-bentang di Tiongkok telah mencapai 630 hm2, dan masih terus berkembang. Rumah kaca mengintegrasikan berbagai fasilitas dan peralatan, menciptakan lingkungan pertumbuhan yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman. Pengendalian lingkungan yang baik, irigasi air dan pupuk yang akurat, operasi pertanian yang benar, dan perlindungan tanaman adalah empat faktor utama untuk mencapai hasil panen tomat yang tinggi dan berkualitas tinggi. Sedangkan untuk irigasi yang tepat, tujuannya adalah untuk menjaga EC, pH, kadar air substrat, dan konsentrasi ion rizosfer yang sesuai. EC dan pH rizosfer yang baik memenuhi kebutuhan perkembangan akar dan penyerapan air serta pupuk, yang merupakan prasyarat penting untuk menjaga pertumbuhan tanaman, fotosintesis, transpirasi, dan perilaku metabolisme lainnya. Oleh karena itu, menjaga lingkungan rizosfer yang baik merupakan syarat penting untuk mencapai hasil panen yang tinggi.

Ketidakseimbangan EC dan pH di rizosfer akan berdampak permanen pada keseimbangan air, perkembangan akar, efisiensi penyerapan pupuk oleh akar, kekurangan nutrisi tanaman, konsentrasi ion akar, penyerapan pupuk, kekurangan nutrisi tanaman, dan sebagainya. Penanaman dan produksi tomat di rumah kaca menggunakan metode budidaya tanpa tanah. Setelah air dan pupuk dicampur, pemberian air dan pupuk secara terintegrasi dilakukan dengan cara meneteskan pupuk. EC, pH, frekuensi, formula, jumlah cairan yang dikembalikan, dan waktu mulai irigasi akan secara langsung memengaruhi EC dan pH rizosfer. Artikel ini merangkum EC dan pH rizosfer yang sesuai pada setiap tahap penanaman tomat, serta menganalisis penyebab EC dan pH rizosfer yang abnormal dan merangkum langkah-langkah perbaikannya, yang memberikan referensi dan panduan teknis untuk produksi aktual di rumah kaca tradisional.

Nilai EC dan pH rizosfer yang sesuai pada berbagai tahap pertumbuhan tanaman tomat.

Konduktivitas listrik (EC) rizosfer terutama tercermin dalam konsentrasi ion unsur-unsur utama di rizosfer. Rumus perhitungan empirisnya adalah jumlah muatan anion dan kation dibagi 20, dan semakin tinggi nilainya, semakin tinggi EC rizosfer. EC rizosfer yang sesuai akan memberikan konsentrasi ion unsur yang sesuai dan seragam untuk sistem perakaran.

Secara umum, nilai EC rizosfer rendah (EC<2,0 mS/cm). Karena tekanan pembengkakan sel akar, hal ini akan menyebabkan permintaan penyerapan air yang berlebihan oleh akar, sehingga menghasilkan lebih banyak air bebas dalam tanaman, dan kelebihan air bebas tersebut akan digunakan untuk pertumbuhan daun, pemanjangan sel, dan pertumbuhan pembuluh tanaman; Nilai EC rizosfer tinggi (EC >8~10 mS/cm, EC rizosfer musim panas >5~7 mS/cm). Dengan meningkatnya EC rizosfer, kapasitas penyerapan air akar tidak mencukupi, yang menyebabkan stres kekurangan air pada tanaman, dan dalam kasus yang parah, tanaman akan layu (Gambar 1). Pada saat yang sama, persaingan antara daun dan buah untuk mendapatkan air akan menyebabkan penurunan kandungan air buah, yang akan memengaruhi hasil panen dan kualitas buah. Ketika EC rizosfer ditingkatkan secara moderat sebesar 0~2 mS/cm, hal ini memiliki efek pengaturan yang baik terhadap peningkatan konsentrasi gula larut/kandungan padatan larut buah, penyesuaian keseimbangan pertumbuhan vegetatif dan reproduktif tanaman, sehingga petani tomat ceri yang mengejar kualitas sering menerapkan EC rizosfer yang lebih tinggi. Ditemukan bahwa gula larut mentimun hasil cangkok secara signifikan lebih tinggi daripada kontrol pada kondisi irigasi air payau (3 g/L air payau buatan sendiri dengan rasio NaCl:MgSO4:CaSO4 2:2:1 ditambahkan ke larutan nutrisi). Karakteristik tomat ceri 'Honey' Belanda adalah mempertahankan EC rizosfer yang tinggi (8~10 mS/cm) sepanjang musim produksi, dan buahnya memiliki kandungan gula yang tinggi, tetapi hasil buah jadi relatif rendah (5 kg/m2).

pH rizosfer (tanpa satuan) terutama mengacu pada pH larutan rizosfer, yang terutama memengaruhi pengendapan dan pelarutan setiap ion unsur dalam air, dan kemudian memengaruhi efektivitas penyerapan setiap ion oleh sistem akar. Untuk sebagian besar ion unsur, kisaran pH yang sesuai adalah 5,5~6,5, yang dapat memastikan bahwa setiap ion dapat diserap oleh sistem akar secara normal. Oleh karena itu, selama penanaman tomat, pH rizosfer harus selalu dijaga pada 5,5~6,5. Tabel 1 menunjukkan kisaran EC rizosfer dan kontrol pH pada berbagai tahap pertumbuhan tomat buah besar. Untuk tomat buah kecil, seperti tomat ceri, EC rizosfer pada berbagai tahap 0~1 mS/cm lebih tinggi daripada tomat buah besar, tetapi semuanya disesuaikan sesuai dengan tren yang sama.

Penyebab abnormal dan langkah-langkah penyesuaian EC rizosfer tomat

EC rizosfer mengacu pada EC larutan nutrisi di sekitar sistem akar. Ketika tomat ditanam di media rock wool di Belanda, petani akan menggunakan jarum suntik untuk menyedot larutan nutrisi dari rock wool, dan hasilnya lebih representatif. Dalam keadaan normal, EC yang dikembalikan mendekati EC rizosfer, sehingga EC yang dikembalikan pada titik pengambilan sampel sering digunakan sebagai EC rizosfer di Cina. Variasi harian EC rizosfer umumnya meningkat setelah matahari terbit, mulai menurun dan tetap stabil pada puncak irigasi, dan perlahan meningkat setelah irigasi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.

Alasan utama tingginya EC balik adalah rendahnya laju pengembalian, tingginya EC masuk, dan keterlambatan irigasi. Jumlah irigasi pada hari yang sama lebih sedikit, yang menunjukkan bahwa laju pengembalian cairan rendah. Tujuan pengembalian cairan adalah untuk sepenuhnya mencuci substrat, memastikan bahwa EC rizosfer, kadar air substrat, dan konsentrasi ion rizosfer berada dalam kisaran normal, dan laju pengembalian cairan rendah, dan sistem akar menyerap lebih banyak air daripada ion unsur, yang selanjutnya menunjukkan peningkatan EC. EC masuk yang tinggi secara langsung menyebabkan tingginya EC balik. Menurut aturan praktis, EC balik 0,5~1,5 ms/cm lebih tinggi daripada EC masuk. Irigasi terakhir berakhir lebih awal pada hari itu, dan intensitas cahaya masih lebih tinggi (300~450 W/m2) setelah irigasi. Karena transpirasi tanaman yang didorong oleh radiasi, sistem akar terus menyerap air, kadar air substrat menurun, konsentrasi ion meningkat, dan kemudian EC rizosfer meningkat. Ketika EC rizosfer tinggi, intensitas radiasi tinggi, dan kelembapan rendah, tanaman menghadapi stres kekurangan air, yang secara serius dimanifestasikan sebagai layu (Gambar 1, kanan).

EC rendah di rizosfer terutama disebabkan oleh tingginya laju pengembalian cairan, keterlambatan penyelesaian irigasi, dan rendahnya EC pada cairan masuk, yang akan memperburuk masalah. Tingginya laju pengembalian cairan akan menyebabkan kedekatan tak terbatas antara EC masuk dan EC kembali. Ketika irigasi berakhir terlambat, terutama pada hari-hari mendung, ditambah dengan cahaya rendah dan kelembapan tinggi, transpirasi tanaman lemah, rasio penyerapan ion unsur lebih tinggi daripada air, dan rasio penurunan kandungan air matriks lebih rendah daripada konsentrasi ion dalam larutan, yang akan menyebabkan rendahnya EC cairan kembali. Karena tekanan pembengkakan sel rambut akar tanaman lebih rendah daripada potensial air larutan nutrisi rizosfer, sistem akar menyerap lebih banyak air dan keseimbangan air menjadi tidak seimbang. Ketika transpirasi lemah, tanaman akan mengeluarkan air dalam bentuk percikan (gambar 1, kiri), dan jika suhu tinggi di malam hari, tanaman akan tumbuh sia-sia.

Tindakan penyesuaian ketika EC rizosfer tidak normal: ① Ketika EC balik tinggi, EC masuk harus berada dalam kisaran yang wajar. Umumnya, EC masuk tomat buah besar adalah 2,5~3,5 mS/cm di musim panas dan 3,5~4,0 mS/cm di musim dingin. Kedua, tingkatkan laju pengembalian cairan, yang dilakukan sebelum irigasi frekuensi tinggi di siang hari, dan pastikan pengembalian cairan terjadi setiap irigasi. Laju pengembalian cairan berkorelasi positif dengan akumulasi radiasi. Di musim panas, ketika intensitas radiasi masih lebih dari 450 W/m2 dan durasinya lebih dari 30 menit, sejumlah kecil irigasi (50~100 mL/tetesan) harus ditambahkan secara manual sekali, dan lebih baik jika tidak terjadi pengembalian cairan sama sekali. ② Ketika laju pengembalian cairan rendah, alasan utamanya adalah laju pengembalian cairan yang tinggi, EC rendah, dan irigasi terakhir yang terlambat. Mengingat waktu penyiraman terakhir, penyiraman terakhir biasanya berakhir 2-5 jam sebelum matahari terbenam, berakhir lebih awal pada hari berawan dan musim dingin, dan tertunda pada hari cerah dan musim panas. Kendalikan tingkat pengembalian cairan, sesuai dengan akumulasi radiasi luar ruangan. Umumnya, tingkat pengembalian cairan kurang dari 10% ketika akumulasi radiasi kurang dari 500 J/(cm2.d), dan 10%-20% ketika akumulasi radiasi 500-1000 J/(cm2.d), dan seterusnya.

Penyebab abnormal dan langkah-langkah penyesuaian pH rizosfer tomat

Secara umum, pH air limbah masuk adalah 5,5 dan pH air lindi adalah 5,5~6,5 dalam kondisi ideal. Faktor-faktor yang memengaruhi pH rizosfer adalah formula, media tanam, laju air lindi, kualitas air, dan sebagainya. Ketika pH rizosfer rendah, akan membakar akar dan melarutkan matriks wol batuan secara serius, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Ketika pH rizosfer tinggi, penyerapan Mn2+, Fe3+, Mg2+ dan PO43- akan berkurang, yang akan menyebabkan terjadinya kekurangan unsur, seperti kekurangan mangan yang disebabkan oleh pH rizosfer yang tinggi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.

Dari segi kualitas air, air hujan dan air hasil filtrasi membran RO bersifat asam, dan pH cairan induk umumnya 3~4, yang menyebabkan pH cairan masuk rendah. Kalium hidroksida dan kalium bikarbonat sering digunakan untuk mengatur pH cairan masuk. Air sumur dan air tanah sering diatur dengan asam nitrat dan asam fosfat karena mengandung HCO3- yang bersifat basa. pH cairan masuk yang tidak normal akan langsung memengaruhi pH cairan balik, sehingga pH cairan masuk yang tepat adalah dasar pengaturan. Adapun substrat budidaya, setelah penanaman, pH cairan balik dari substrat sabut kelapa mendekati pH cairan masuk, dan pH cairan masuk yang tidak normal tidak akan menyebabkan fluktuasi pH rizosfer yang drastis dalam waktu singkat karena sifat penyangga substrat yang baik. Pada budidaya rockwool, nilai pH cairan balik setelah kolonisasi tinggi dan bertahan lama.

Dari segi rumus, berdasarkan kapasitas penyerapan ion yang berbeda oleh tanaman, dapat dibagi menjadi garam asam fisiologis dan garam basa fisiologis. Mengambil NO3- sebagai contoh, ketika tanaman menyerap 1 mol NO3-, sistem akar akan melepaskan 1 mol OH-, yang akan menyebabkan peningkatan pH rizosfer, sedangkan ketika sistem akar menyerap NH4+, ia akan melepaskan konsentrasi H+ yang sama, yang akan menyebabkan penurunan pH rizosfer. Oleh karena itu, nitrat adalah garam basa fisiologis, sedangkan garam amonium adalah garam asam fisiologis. Secara umum, kalium sulfat, kalsium amonium nitrat, dan amonium sulfat adalah pupuk asam fisiologis, kalium nitrat dan kalsium nitrat adalah garam basa fisiologis, dan amonium nitrat adalah garam netral. Pengaruh laju pengembalian cairan terhadap pH rizosfer terutama tercermin dalam pembilasan larutan nutrisi rizosfer, dan pH rizosfer yang abnormal disebabkan oleh konsentrasi ion yang tidak merata di rizosfer.

Tindakan penyesuaian ketika pH rizosfer tidak normal: ① Pertama, periksa apakah pH air masuk berada dalam kisaran yang wajar; (2) Ketika menggunakan air yang mengandung lebih banyak karbonat, seperti air sumur, penulis pernah menemukan bahwa pH air masuk normal, tetapi setelah irigasi berakhir pada hari itu, pH air masuk diperiksa dan ditemukan meningkat. Setelah dianalisis, kemungkinan penyebabnya adalah peningkatan pH karena buffer HCO3-, sehingga disarankan untuk menggunakan asam nitrat sebagai pengatur ketika menggunakan air sumur sebagai sumber air irigasi; (3) Ketika wol batu digunakan sebagai media tanam, pH larutan balik tinggi dalam waktu lama pada tahap awal penanaman. Dalam hal ini, pH larutan masuk harus diturunkan secara tepat menjadi 5,2~5,5, dan pada saat yang sama, dosis garam asam fisiologis harus ditingkatkan, dan kalsium amonium nitrat harus digunakan sebagai pengganti kalsium nitrat dan kalium sulfat harus digunakan sebagai pengganti kalium nitrat. Perlu diperhatikan bahwa dosis NH4+ tidak boleh melebihi 1/10 dari total N dalam formula. Misalnya, ketika konsentrasi total N (NO3- + NH4+) dalam influen adalah 20 mmol/L, konsentrasi NH4+ kurang dari 2 mmol/L, dan kalium sulfat dapat digunakan sebagai pengganti kalium nitrat, tetapi perlu diperhatikan bahwa konsentrasi SO4^2-(4) Dalam hal laju pengembalian cairan, jumlah irigasi harus ditingkatkan setiap kali dan substrat harus dicuci, terutama bila wol batu digunakan untuk penanaman, sehingga pH rizosfer tidak dapat disesuaikan dengan cepat dalam waktu singkat dengan menggunakan garam asam fisiologis, sehingga jumlah irigasi harus ditingkatkan untuk menyesuaikan pH rizosfer ke kisaran yang wajar sesegera mungkin.

Ringkasan

Kisaran EC dan pH rizosfer yang wajar merupakan prasyarat untuk memastikan penyerapan air dan pupuk secara normal oleh akar tomat. Nilai abnormal akan menyebabkan kekurangan nutrisi tanaman, ketidakseimbangan keseimbangan air (stres kekurangan air/kelebihan air bebas), akar terbakar (EC tinggi dan pH rendah), dan masalah lainnya. Karena keterlambatan munculnya kelainan tanaman yang disebabkan oleh EC dan pH rizosfer yang abnormal, begitu masalah terjadi, itu berarti EC dan pH rizosfer yang abnormal telah terjadi selama beberapa hari, dan proses pemulihan tanaman akan memakan waktu, yang secara langsung memengaruhi hasil panen dan kualitas. Oleh karena itu, penting untuk mendeteksi EC dan pH cairan yang masuk dan keluar setiap hari.

AKHIR

[Informasi yang dikutip] Chen Tongqiang, Xu Fengjiao, Ma Tiemin, dll. Metode pengendalian EC dan pH rizosfer budidaya tomat tanpa tanah di rumah kaca [J]. Teknologi Rekayasa Pertanian, 2022,42(31):17-20.