ریشه گیاه: نقش ها و توابع آن را شرح دهید .

Question

حسین برخورداری · Answer

ریشه گیاه: نقش ها و توابع آن را شرح دهید .

ریشه گیاهان دو عملکرد عمده دارند:

آنها از نظر جسمی گیاه را به محیط رشد لنگر می دهند
 	آنها راهی هستند که از طریق آن آب و یونها وارد گیاه می شوند برای توزیع مجدد در تمام قسمتهای گیاه.

اگرچه اولین نقش ارائه شده در بالا مهم است ، اما نقش دوم است سزاوار توجه ما در این بحث است. کتاب ویرایش شده توسط کارسون (1974) اطلاعات دقیق در مورد ریشه گیاه و بسیاری از توابع مهم آنها را فراهم می کند ، و فصل کتاب ویگناراجه (1994) در مورد جریان بحث می کند.

محتوای آب و جذب آن

آب برای همه موجودات زنده ضروری است. این فیزیکی منحصر به فرد است (می تواند در وجود داشته باشد اشکال مختلف ، مایع ، جامد و گازی) و شیمیایی (همراه با قطب خواص غشا and و پروتئین) ، در فتوسنتز شرکت می کند (میزان فتوسنتز تحت تأثیر وضعیت آب گیاه است ، با افزایش تنش آب کاهش می یابد) ، یک حلال است و برای آن کاتالیزور است واکنش های شیمیایی بی شماری. مولکول آب در تعدادی شرکت می کند واکنشهای مهم بیوشیمیایی (Volkmar and Woodbury، 1995). با این حال، فقط 5٪ از آب جذب شده توسط گیاهان برای عملکردهای بیولوژیکی استفاده می شود ، در حالی که 95٪ عمدتا توسط تعرق از بین می رود. شکل گیاه با توجه به مقدار آب آن تعیین می شود ، برای زمانی که محتوای آب کاهش می یابد ، پژمردگی رخ می دهد و گیاه شروع به از دست دادن شکل خود می کند و شروع به آویزان شدن می کند. پژمردگی در ابتدا در بافت تازه در حال رشد رخ می دهد که هنوز ساختار سلولی محکمی ایجاد نکرده است. در آنجا ممکن است شرایطی وجود داشته باشد جذب و حرکت آب در داخل گیاه برای نگهداری گیاه ناکافی است کاملاً متلاطم ، به ویژه هنگامی که تقاضای جوی زیاد است و / یا وقتی محیط ریشه دهی به گونه ای است که جذب آب از طریق آن را محدود می کند ریشه ها (زیر را ببینید). به طور کلی ، گیاهان زراعی نسبت به آب حساسیت کمتری دارند تنش نسبت به گیاهانی که در محیط های کنترل شده رشد می کنند ، که ممکن است تا حدی باشد توضیح دهید که چرا گیاهان گلخانه ای به تنش آبی حساس هستند که به نوبه خود به طور قابل توجهی بر نرخ رشد و توسعه تأثیر می گذارد. آب به معنای واقعی کلمه توسط بافت رسانا (به طور عمده در آوند چوبی) بالا می رود از دست دادن آب برگهای گیاه توسط فرایندی به نام "تعرق" که عمدتا از طریق روزنه های باز واقع در سطوح برگ صورت می گیرد و همچنین از طریق lenticels و کوتیکول (Srivastava and Kumar، 1995). به این روند را درک کنید ، یک ستون مداوم از ریشه آب را تجسم کنید سلولها تا برگهای در معرض جوی ؛ میزان حرکت آب است رانده شده توسط یک شیب پتانسیل آب بین برگها و اطراف آن هوا تعرق دو اثر مهم دارد و باعث كاهش دمای شاخ و برگ می شود خنک کننده تبخیری (همانطور که برگهای گیاه انرژی خورشیدی را جذب می کنند ، بیشتر جذب می شود) انرژی به گرما تبدیل می شود) و این وسیله اصلی برای انتقال است عناصر از محیط ریشه زایی تا قسمتهای بالای گیاه. برگهایی که در معرض تابش مستقیم خورشید هستند در صورت آب افزایش دما پیدا می کنند حرکت به سمت بالا در گیاه محدود شده است. دمای برگ بر میزان فتوسنتز تأثیر می گذارد ، تنفس و رشد مقدار آبی که در اثر تعرق از بین می رود به اختلاف فشار بخار بین برگ و محیط بستگی خواهد داشت هوا درجه حرارت برگ و هوا بر نرخ انتشار گاز تأثیر می گذارد ، از این رو نرخ فتوسنتز و تنفس برگ (همه با افزایش دمای برگ کاهش می یابد). با افزایش حرکت میزان تعرق به طور قابل توجهی افزایش می یابد هوای بالای سطح برگ در دهانه های دیافراگم معده مشابه - سایپرز ، باشگاه دانش که در علاوه بر این ، آب از دست رفته توسط تعرق تحت تأثیر یک رابطه پیچیده است بین دمای هوا و رطوبت نسبی و همچنین طبقه بندی طبقه بندی و سن توتونژنتیک اندام گیاه. در گیاهان  ، روزنه ها به تنش آبی حساس ترند و بنابراین پاسخگو هستند به محتوای CO2 جو اطراف در زیر آب مطلوب شرایط به مراتب بیشتر از گیاهان C4 است برای اینکه آب وارد ریشه شود ، ریشه ها باید کاملاً کاربردی باشند. جذب آب توسط ریشه های گیاه با کاهش دما کاهش می یابد ، با افزایش محتوای یون در آب اطراف ریشه کاهش می یابد ، و با کاهش محتوای O2 در محیط توده ریشه اطراف کاهش می یابد (جدول 4.1) در خاک و مخلوط های بدون خاک ، توده ریشه ای بیشتری می تواند نقش داشته باشد برای افزایش ظرفیت جذب ، در حالی که در یک سیستم رشد هیدروپونیک ، ریشه دارد جرم کمتر عامل کمک کننده است. وضعیت غذایی یک گیاه می تواند یک باشد فاکتور ، به عنوان یک گیاه سالم که در حال رشد فعال است کربوهیدرات مورد نیاز را تأمین می کند برای حفظ ریشه ها در شرایط تنفسی فعال مورد نیاز است. به طور کلی اعتقاد بر این است که بیشترین جذب آب توسط ریشه گیاهان در جوانی اتفاق می افتد بافت درست پشت نوک ریشه. حرکت آب در سراسر قشر ریشه رخ می دهد در درجه اول بین سلولی ، اما همچنین با افزایش می تواند خارج سلولی نیز رخ دهد .

جدول 4.1 محتوای اکسیژن در آب شیرین مربوط به دمای آب

وقتی آب به ریشه گیاه کشیده می شود ، این مواد در آن حل می شوند آب نیز به گیاه وارد خواهد شد ، اگرچه یک سیستم بسیار انتخابی است تنظیم می کند که کدام یون ها در داخل حمل می شوند و کدام یونها نگهداری می شوند. بنابراین ، به عنوان مقدار آب جذب شده از طریق ریشه گیاه افزایش می یابد ، مقدار یون ها ریشه گرفته نیز افزایش خواهد یافت ، حتی اگر یک سیستم تنظیم وجود داشته باشد. این تا حدی توضیح می دهد که چرا محتوای اولیه گیاه می تواند متفاوت باشد بستگی به میزان جذب آب دارد. بنابراین ، تقاضای جوی می تواند روی محتوای اولیه گیاه تأثیر می گذارد ، که می تواند مفید یا مفید باشد زیان آور علاوه بر این ، بسیاری از ترکیبات محلول در آب در ریشه زایی محیط را می توان درون گیاه آورد و وارد آوند چوبی شود.

جذب یون

تمام یونهای معدنی ضروری توسط غلظت بالاتر توسط سلولهای گیاهی جمع می شوند از آنچه در محیط آنها وجود دارد ؛ انباشت انتخابی است. Jacoby (1995) س questionsالات زیر را مطرح می کند:

عبور از لایه مایع غیر قابل نفوذ چگونه انجام می شود؟
 	چگونه تجمع در برابر شیب غلظت انجام می شود؟
 	چگونه انرژی متابولیکی با چنین حمل و نقل همراه است
 	سازوکار انتخاب چیست؟
 	حمل و نقل چگونه انجام می شود؟

مفاهیم جذب و حرکت یون به سمت بالا در گیاه شرح داده شده است توسط شش فرآیند:

فضای آزاد و حجم اسمزی
 	 حمل و نقل متابولیکی
 	 پروتئین های حمل و نقل
 	 تعادل شارژ و استوکیومتری
 	 پروتئین های حمل و نقل
 	 حمل به ساقه

بسته به یون خاص ، حمل و نقل از طریق مجاری غیرفعال منفعل انجام می شود یا از طریق حمل و نقل با پروتون به کمک حامل (Jacoby، 1995). جذب یونها توسط ریشه هم توسط منفعل و هم از طرف فعال انجام می شود روند. جذب غیرفعال ریشه به این معنی است که یک یون توسط ریشه حمل می شود عبور آب ؛ یعنی نوعی "حمل" در آب گرفته شده است داخل گیاه اعتقاد بر این است که حالت غیرفعال حمل و نقل توضیح می دهد غلظت زیاد برخی از یونها مانند K + ، NO3 - ، و Cl– ، یافت شده در برگ و ساقه برخی از گیاهان. عوامل کنترل کننده در جذب غیر فعال مقدار آب منتقل شده به گیاه است (که در جو متفاوت است) تقاضا) ، غلظت این یونها در آب و اندازه آن ریشه سیستم. جذب منفعل کل داستان نیست ، اما به عنوان یک فرایند است که شامل انتخاب شیمیایی است هنگامی که یک محلول یون دار برسد اتفاق می افتد سطح ریشه غشای سلولی سلولهای ریشه ای سدی موثر در راه عبور ایجاد می کند بیشتر یونها به ریشه وارد می شوند. آب ممکن است به درون این سلول ها منتقل شود ، اما یون ها موجود در آب در محلول اطراف محلول باقی خواهد ماند ریشه همچنین ، پدیده دیگری نیز در حال کار است: یونها فقط از نظر جسمی حرکت می کنند از یک منطقه با غلظت بالا به یک منطقه با غلظت کمتر. با این حال، در مورد سلولهای ریشه ، غلظت بیشتر یونها در ریشه بیشتر است از آن در آب اطراف ریشه است. بنابراین ، یونها باید از آنها حرکت کنند ریشه در آب اطراف است ، و در واقع ، این می تواند و اتفاق می افتد.  is ال این است ، "چگونه یونها در برابر این شیب غلظت حرکت می کنند و ریشه را وارد کنید؟ " پاسخ با جذب فعال است. در یک ریشه گیاه معمولی ، املاح را می توان در سه محفظه یافت. دورترین محفظه و محفظه ای که املاح دارای قابلیت دسترسی آماده هستند ، فضای آشکار (AFS) یا فضای آزاد بیرونی (OFS) نامیده می شود. این محفظه حاوی دو زیر مجموعه ، فضای آزاد آب (WFS) ، که مواد را حل می کند (مانند یونها) می توانند با انتشار و فضای آزاد دونان آزادانه به درون آنها منتقل شوند (DFS) ، که دیواره و غشای سلولی آنها دارای تعدادی منفی غیر فعال است سایتهای شارژ شده که می توانند کاتیونها را بهم متصل کنند. ظرفیت تبادل کاتیونی گیاه سلولها توسط DFS تعیین می شود. حرکت یون از طریق این دیواره های سلول و غشاها هم به انرژی و هم به سیستم حامل نیاز دارند و بنابراین به فرآیند "جذب فعال" نامیده می شود. جذب فعال بر اساس حامل ها و سینتیک Michaells-Menten کار می کند. این نظریه ها بر اساس ماهیت غشای سلول است. غشای سلولی به چندین روش برای کنترل جریان یونها از خارج به داخل عمل می کند سلول. صحبت در مورد "انتقال" یون از طریق سلول معمول است غشا and و در واقع ، این ممکن است آنچه اتفاق می افتد. یک یون ممکن است کمپلکس شود با مقداری ماده (احتمالاً یک پروتئین) و سپس از طریق "انتقال" (یا از طریق) غشای درون سلول در برابر شیب غلظت. برای سیستم برای کار ، یک حامل باید وجود داشته باشد و انرژی مصرف شود. هنوز ، هیچ کس نتوانسته است ماهیت دقیق حامل یا حامل را تعیین کند ، اگرچه تصور می شود که آنها پروتئین هستند. با این حال ، مفهوم حامل کمک می کند برای توضیح آنچه در حرکت یونها به سلولهای ریشه مشاهده می شود. دیگری تئوری مربوط به وجود و عملکرد پمپ های یون یا پروتون است از حامل های خاص برای کارکرد هر دو این سیستم ها ، انرژی لازم است ، یکی به انرژی تنفسی مرتبط است و دیگری با آدنوزین تری فسفات (ATP) ، واسطه ای با انرژی بالا و مرتبط با بیشتر فرآیندهای نیازمند انرژی. برای توضیح دقیق تر در مورد مکانیسم جذب یون توسط ریشه ها ، به مقاله Wignarajah (1995) مراجعه کنید. اگرچه ما از توضیح کامل جذب فعال نمی دانیم ، توافق کلی وجود دارد که نوعی سیستم فعال حرکت را تنظیم می کند یونها به ریشه گیاه وارد می شوند. ما این سه مورد را در مورد جذب یون توسط ریشه ها می دانیم:

1. این گیاه قادر است یونها را به طور انتخابی و حتی خارج از آن اشغال کند
غلظت و نسبت عناصر ممکن است کاملا متفاوت از عناصر موجود در باشد
گیاه.
2. تجمع یون ها توسط ریشه در غلظت قابل توجهی اتفاق می افتد
شیب.
3. جذب یون ها توسط ریشه به انرژی تولید شده توسط آن نیاز دارد
متابولیسم سلول

ویژگی منحصر به فرد سیستم فعال جذب یون توسط ریشه های گیاه است که رقابت یونی ، تضاد و هم افزایی را به نمایش می گذارد. رقابتی اثرات جذب برخی یونها را به نفع دیگران محدود می کند. نمونه هایی از روابط افزایش یافته جذب عبارتند از:

جذب پتاسیم (K +) نسبت به کلسیم (Ca2 +) و منیزیم (Mg2 +) مطلوب است
 	جذب کلرید (Cl–) ، سولفات (SO4) 2–) ، و فسفات (H2PO4) -) جذب تحریک می شود وقتی نیترات (NO3) -) جذب شدیداً افسرده است

میزان جذب برای یونهای مختلف نیز متفاوت است. یک ظرفیتی یونها (به عنوان مثال ، K + ، Cl– ، NO3 -) بیشتر از دو ظرفیتی جذب ریشه می شوند (Ca2 + ، Mg2 + ، SO4 2–) یونها هستند. همچنین در جذب فعال یونهای خاصی افزایش می یابد. اگر NO3 باشد - آنیون منبع اصلی N در محیط ریشه زایی اطراف است معمولاً یک اثر متعادل کننده وجود دارد که با مصرف بیشتر کاتیون ها مشخص می شود K + ، Ca2 + و Mg2 +. اگر NH4 باشد + کاتیون منبع اصلی N و سپس جذب است از کاتیونهای K + ، Ca2 + و Mg2 کاهش می یابد. علاوه بر این ، وجود NH4 + NO3 را افزایش می دهد - جذب اگر یونهای Cl– در غلظتهای قابل توجهی وجود داشته باشند ، NO3 - جذب کاهش می یابد. این تأثیرات رقابت یونی ، تضاد و هم افزایی قابل توجه است اهمیت برای پرورش دهنده هیدروپونیک به منظور جلوگیری از خطرات ایجاد عدم تعادل اساسی در محلول غذایی که به نوبه خود ، رشد و نمو گیاهان را تحت تأثیر قرار می دهد. بنابراین ، محلول غذایی باید در ابتدا به درستی و با دقت متعادل شوید و سپس در طول تعادل خود را حفظ کنید مدت استفاده از آن عدم تعادل ناشی از این اثرات یونی بر گیاه تأثیر می گذارد رشد اشتاینر (1980) با جزئیات قابل توجهی درباره مفاهیم خود در مورد تعادل یونی هنگام تشکیل یک محلول غذایی. مفهوم وی ارائه شده است  متأسفانه ، بسیاری از سیستم های فعلی مدیریت محلول های مغذی این کار را انجام میدهند به طور موثر با مشکل عدم تعادل مقابله نمی کند. این نه تنها در مورد است .

سیستم هایی که در آنها محلول غذایی بر اساس هفته کنترل می شود دامپینگ و بازسازی بلکه سیستم های جریان ثابت. در واقع ، مفهوم سریع ، جریان ثابت ، مدیریت محلول غذایی کم غلظت ساخته شده است تا در به حداقل رساندن تعامل امیدوارکننده باشد  اثرات یونها در محلول غذایی بر جذب و تغذیه گیاه . سرانجام ، مواد غیر یونی ، به طور عمده مولکول های محلول در آب خاک ، همچنین می تواند توسط جریان توده ای به ریشه وارد شود. موادی مانند اسیدهای آمینه ، پروتئین های ساده ، کربوهیدرات ها و اوره می توانند به راحتی وارد گیاه شوند و به رشد و توسعه آن کمک می کند. انتقال متابولیک از طریق ساختارهای ریشه به آوند چوبی میزان آن را تنظیم می کند از یونهای منتقل شده به بالای صفحه جالب توجه است ، مقدار کمی تحت تأثیر قرار می گیرد سرعت جریان شیره آوند چوبی. یک بار در آوند چوبی ، یونها و سایر املاح محلول قرار می گیرد با جریان انبوه حرکت کنید ، در درجه اول به آپوپلاست برگ.

خصوصیات فیزیکی

معماری ریشه توسط گونه های گیاهی و محیط فیزیکی تعیین می شود ریشه ها را احاطه کرده است. هرچند ریشه های گیاه به سمت بیرون و پایین رشد می کنند اکثر ظروف ریشه زایی آنچنان طراحی نشده اند. معماری ریشه پیشنهاد می کند یک ظرف هرمی شکل ، از بالا باریک و از پایین پهن است (شکل 4.1) در خاک ، مشاهده شده است که ریشه های فیدر رشد می کنند ، نه پایین. این به همین دلیل است که گیاهان ، به ویژه درختان ، هنگام فشرده شدن سطح خاک ، عملکرد ضعیفی دارند یا از نظر جسمی آشفته است. در خاک ، هر گونه محدودیت ریشه می تواند قابل توجه باشد تأثیر در رشد و نمو گیاه به دلیل کاهش ریشه خاک مخاطب. هرس ریشه ، چه به صورت عمدی (برای گیاهان بونسای) انجام شود و چه به صورت دیگر در نتیجه پدیده های طبیعی (گاوآهن یا تابه های سفالی) نیز بر رشد گیاه تأثیر می گذارد و توسعه در خاک. بنابراین ، در بیشتر گیاهان هیدروپونیک / بدون خاک سیستم ها ، ریشه ها ممکن است به حجم بسیار بیشتری از منطقه در حال رشد یا گسترش یابد متوسط ​​نسبت به خاک. اندازه ریشه ، همچنین از نظر طول و میزان انشعاب اندازه گیری می شود از آنجا که رنگ ویژگی هایی است که تحت تأثیر ریشه زایی قرار می گیرد

شکل 4.1 ظرف هرمی شکل برای ریشه بهینه طراحی شده است توسعه برای رشد هیدروپونیک (پیکربندی گلدان گیاه طراحی شده توسط دکتر رابرت ایروین). به Savage، A.J.، 1995، The Growing Edge 6 (3)

محیط. به طور معمول ، رشد شدید گیاه با سفید ، بلند ، و ریشه های بسیار شاخه ای. هنوز مشخص نیست که آیا رشد شدید شدید یک است نتیجه رشد شدید ریشه یا بالعکس. بالاترین ها در ازای ریشه ها رشد می کنند و رشد ریشه در طی آن کند می شود مجموعه میوه. شلیک: نسبت ریشه اغلب برای توصیف رابطه استفاده می شود بین آنها وجود دارد ، با نسبت هایی از 0.5 تا بالاترین 15. رشد ریشه به تأمین کربوهیدرات از قسمت بالای آن بستگی دارد ، و به نوبه خود ، قسمت بالایی آب و عناصر اساسی به ریشه بستگی دارد. از بین رفتن یا محدودیت ریشه ها می تواند رشد بالایی را تحت تأثیر قرار دهد. از این رو، اعتقاد بر این است که هدف باید تهیه و حفظ آن شرایط باشد که باعث رشد خوب و سالم ریشه می شود ، نه بیش از حد و نه محدود کننده. خصوصیات فیزیکی ریشه به خودی خود نقش اساسی در ابتدایی دارد جذب محیط ریشه زایی و عناصر موجود در محیط تعیین خواهند کرد به میزان قابل توجهی ظاهر ریشه است. به عنوان مثال ، ریشه مو خواهد بود تقریباً در ریشه های در معرض غلظت زیاد (100 میلی گرم در لیتر ، ppm) از وجود ندارد  - P زیاد در محیط ریشه زایی نیز باعث کاهش رشد موهای ریشه می شود ، در حالی که تغییر غلظت کاتیونهای اصلی ، K + ، Ca2 + و Mg2 + باعث خواهد شد تأثیر کمی در رشد موهای ریشه دارد. ریشه مو به طور قابل توجهی افزایش می یابد سطح موجود برای جذب یون و همچنین افزایش سطح تماس بین ریشه ها و فیلم آب در اطراف ذرات در یک محیط بدون خاک. بنابراین ، حضور آنها می تواند تأثیر قابل توجهی در جذب آب و یون داشته باشد. به طور معمول ، ریشه های گیاهان هیدروپونیک موهای ریشه ای ندارند. سوالی که پیش می آید این است که ، "چه چیزی ریشه های عملکرد سالم را برای چه چیزی تشکیل می دهد سیستم رشد هیدروپونیک / بدون خاک؟ " اندازه و میزان رشد ریشه به اندازه خاک مهم نیستند. نشان داده شده است که یکی عملکرد ریشه برای تأمین تمام عناصر اساسی مورد نیاز کافی است گیاه ، با اندازه و گستردگی ریشه در درجه اول مهم است برای جذب آب بنابراین ، در بیشتر سیستم های هیدروپونیک ، رشد ریشه و پسوند احتمالاً بسیار بیشتر از حد مورد نیاز است ، که ممکن است واقعاً دارای یک باشد اثر مخرب بر رشد و عملکرد گیاه. باید یادآوری شود که رشد و عملکرد ریشه نیاز به تأمین مداوم کربوهیدرات دارد ، که توسط فتوسنتز ایجاد می شوند. بنابراین یک رو به گسترش و فعال بودن سیستم ریشه ، کربوهیدرات ها را از رویشی دور می کند انبساط و رشد میوه. بنابراین ، برخی از درجه کنترل رشد ریشه ممکن است برای عملکرد زیاد گیاه و میوه ضروری باشد.

هوادهی

هوادهی عامل مهم دیگری است که روی رشد ریشه و گیاه تأثیر می گذارد. اکسیژن (O2) برای رشد و عملکرد سلول ضروری است. اگر در موجود نباشد ریشه زایی ، آسیب شدید گیاه یا مرگ رخ خواهد داد. انرژی مورد نیاز برای رشد ریشه و جذب یون با فرایند "تنفس" حاصل می شود که به O2 نیاز دارد. بدون O2 کافی برای حمایت از تنفس ، آب مصرف کنید و جذب یون متوقف شده و ریشه ها می میرند. سطح اکسیژن و توزیع فضای منافذ در محیط ریشه نیز وجود خواهد داشت بر رشد موهای ریشه تأثیر می گذارد. شرایط هوازی ، با توزیع برابر از منافذ آب و هوا اشغال شده ، رشد ریشه ، از جمله موهای ریشه ای اگر تبادل هوا بین جو متوسط ​​و اطراف باشد با آبیاری بیش از حد آسیب می بیند ، یا فضای منافذ با تراکم کاهش می یابد ، عرضه O2 محدود است و رشد و عملکرد ریشه تأثیر منفی می گذارد. به عنوان یک قاعده کلی ، اگر فضای منافذ یک محیط جامد مانند خاک ، شن و ماسه ، شن ، یا یک ترکیب  لی حاوی پیت ماس ​​یا درخت کاج ، به همان اندازه اشغال شده است توسط آب و هوا ، O2 کافی برای رشد طبیعی ریشه وجود دارد و عملکرد (بروس و همکاران ، 1980). در سیستم های هیدروپونیک که ریشه گیاهان در محلول ایستاده رشد می کنند یا جریان محلول غذایی ، پرورش دهنده با مشکل "Catch-22" مواجه است در دوره های با درجه حرارت بالا. حلالیت O2 در آب بسیار کم است (در 75 درجه فارنهایت ، حدود 0.004٪) و با افزایش دما به طور قابل توجهی کاهش می یابد ، همانطور که در شکل 4.2 نشان داده شده است. با این حال ، از زمان تنفس گیاه ، و بنابراین تقاضای O2 ، با افزایش دما ، توجه قابل توجهی به سرعت افزایش می یابد به منبع O2 مورد نیاز است. بنابراین ، باید محلول غذایی نگهداری شود با حباب کردن هوا در محلول و یا قرار گرفتن در معرض آن ، به خوبی هوادهی می شود سطح محلول را تا حد امکان با هم زدن هوا دهید. یکی از مزایای قابل توجه سیستم آئروپونیک  این است ریشه گیاهان اساساً در هوا رشد می کنند و بنابراین به اندازه کافی تأمین می شوند با O2 در هر زمان. مرگ ریشه ، یک مشکل معمول در اکثر فیلم های مغذی است تکنیک تکنیک (NFT) (به صفحات 127–141 مراجعه کنید) و احتمالاً سایر رشد سیستم ها نیز به دلیل کمبود هوادهی کافی در ریشه است جرم در کانال ریشه زایی.

شکل 4.2 محدودیت اشباع اکسیژن محلول (O2) برای آب در سطح دریا فشار و دما منبع: بروک ، L.L. ، 1995a ، لبه در حال رشد.

شیمی سطح ریشه

دما نیز عامل مهم دیگری است که روی رشد ریشه تأثیر می گذارد به عنوان جذب آب و یونهای عناصر اساسی (نیلزن ، 1974 ؛ باربر و بولدین ، ​​1984). دمای مطلوب ریشه تا حدودی متفاوت خواهد بود گونه های گیاهی ، اما به طور کلی ، دمای ریشه زیر 68 درجه فارنهایت (20 درجه سانتی گراد) شروع می شود تغییراتی در رشد و رفتار ریشه ایجاد کند. زیر دمای مطلوب رشد و انشعاب را کاهش می دهد و منجر به سیستم های ریشه ای درشت تر می شود. جذب هر دو آب و یون ها نیز به دلیل نفوذ پذیری سلول کاهش می یابد غشا و سینتیک ریشه با کاهش دما کاهش می یابد. جابجاییریشه در داخل و خارج آن به همان اندازه در کمتر از ریشه بهینه کند می شود دما وقتی دمای ریشه کم باشد ، گیاهان در هنگام زیاد پژمرده می شوند دوره های تقاضای جوی ، و کمبودهای اساسی ظاهر می شود. یون جذب عناصر P ، Fe و Mn به نظر می رسد بیشتر تحت تأثیر قرار گیرد دما از بیشتر عناصر ضروری دیگر است. همچنین باید توجه داشته باشید که ویسکوزیته آب با کاهش دما کاهش می یابد ، که به نوبه خود بر حرکت آب در ریشه گیاه و اطراف آن تأثیر می گذارد. حداکثر دمای ریشه که قابل تحمل است قبل از قابل توجه بودن کاهش فعالیت ریشه به وضوح شناخته نشده است. به نظر می رسد ریشه ها قادر باشند برای تحمل دوره های کوتاه مدت دمای بالا ریشه ها در دمای 86 درجه فارنهایت کاملاً کاربردی هستند (30 درجه سانتیگراد) و احتمالاً می تواند تا 95 درجه فارنهایت (35 درجه سانتیگراد) را تحمل کند. با این حال، ادبیات فعلی در مورد محدودیت دقیق بهینه روشن نیست محدوده دما برای بهترین رشد گیاه. برای جلوگیری از خطرات ناشی از درجه حرارت پایین یا زیاد ، ریشه ها را ریشه می دهیم و محیط ریشه زایی باید در دمایی بین 68 تا 86 درجه فارنهایت نگهداری شود (بین 20 تا 30 درجه سانتی گراد). کاهش رشد و سایر علائم تغذیه نامناسب اگر دمای ریشه در سطوح زیر یا بالاتر از این حفظ شود ، ظاهر می شود محدوده دمایی توصیه شده رابطه بین دما و مقدار O2 آب نشان داده شده است
در جدول 4.1.

رشد ریشه و عملکرد گیاه

یک سیستم ریشه ای بزرگ و گسترده ممکن است برای اکثر هیدروپونیک ها بهترین نباشد سیستم های در حال رشد به جای بزرگترین اندازه (جرم) ، فعال با عملکرد کارآمد عمل می کند ریشه همان چیزی است که لازم است ، زیرا محلول غذایی به طور مداوم وجود دارد بیشتر سیستم ریشه را استحمام می کند ، بنابراین به سطح کمتری برای جذب نیاز دارد اتفاق افتادن. یکی از مشکلات عمده هیدروپونیک گوجه فرنگی NFT به عنوان مثال سیستم توده ریشه بزرگی است که ایجاد می شود در کانال ریشه زایی ، که در نهایت O2 را محدود می کند (آنتکوویاک ، 1993) و نفوذ محلول غذایی؛ نتیجه نهایی مشکلی به نام "مرگ ریشه" است. رشد گسترده مشابه ریشه با انواع دیگر سیستم های در حال رشد ، به ویژه با سیستم های فرارفتن جریان ، که در آن ریشه ها اغلب به داخل می روند لوله کشی که بستر رشد محلول غذایی را تحویل داده و تخلیه می کند. رشد گسترده مشابه ریشه با بیشتر هیدروپونیک / بدون خاک به دست می آید سیستم های؛ ریشه ها غالباً کیسه ها و قسمتهای زیادی از محیط را پر کرده و گاهی رشد می کنند از طریق دهانه های دیواره های بیرونی کیسه ها و ظروف رسانه ای. سوال این است که "آیا یک توده ریشه بزرگ به عملکرد بالا گیاه تبدیل می شود؟" اگر سطح ریشه بیشتر از جذب باشد ، پاسخ منفی است مورد نیاز علاوه بر این ، ریشه ها به تأمین مداوم کربوهیدرات ها نیاز دارند می تواند برای گسترش رشد بالا و کمک به عملکرد میوه بهتر استفاده شود. متأسفانه ، سوال در مورد اندازه ریشه هنوز به اندازه کافی کافی نیست خطاب. همچنین باید به یاد داشته باشید که ریشه ها به یک مداوم نیاز دارند تأمین O2 برای سالم ماندن و عملکرد. ریشه ها رشد نمی کنند شرایط بی هوازی. به زبان هیدروپونیک ، یک ریشه بزرگ و همیشه در حال گسترش است سیستم احتمالاً لزوماً به رشد بالاتری تبدیل نمی شود و عملکرد و در واقع ممکن است در واقع اثرات مخربی داشته باشد.

برای اطلاعات بیشتر درمورد کشاورزی به بستر صنایع کشاورزی مراجعه بفرمایید

بستر کشاورزی کلیک کنید