Новая функция анализа тканей в HydroBuddy v1.99 — Наука в гидропонике

Анализ тканей

Чтобы выращивать отличные растения, нам нужно выращивать растения со здоровым минеральным составом. Хотя теоретически установленных значений того, как должен выглядеть минеральный состав растения, не существует, мы вырастили здоровые растения и путем анализа их тканей установили эмпирически, каким должен быть этот минеральный состав. Взяв образец ткани листа с ваших растений и отправив ее в лабораторию для анализа, вы можете узнать, каков состав вашей ткани и как он сравнивается со здоровыми растениями, выращенными другими.

Вопрос в том, можем ли мы создать питательную формулу только из того состава ткани, который мы хотим получить?

Мишени питательного раствора из анализа тканей

Оказывается, можно вычислить концентрации элементов, которые необходимы в растворе, чтобы достичь определенных концентраций в тканях. Мой коллега и друг – Брюс Багби – в 2004 году предложил в этой статье об управлении питательными веществами, как это можно сделать. Чтобы достичь этого, мы делаем предположение, что все элементы, поглощаемые растением, будут откладываться в виде минералов при транспирации, поскольку минералы не могут покинуть растение в виде газов, поэтому, зная количество воды, которое будет испаряться на количество выращенной ткани, мы можем выяснить, сколько этого элемента должно быть в воде.

Объем воды, необходимый для выращивания определенной массы ткани, называется эффективностью использования воды (WUE). Он выражается в граммах ткани на литр транспирируемой воды и имеет значения от 3,0 до 6,0. Более высокие значения WUE означают, что растение растет более эффективно, ему требуется меньше воды для выращивания той же массы ткани, в то время как более низкое значение WUE означает, что растение менее эффективно и ему нужно больше испаряться для роста. Условия, повышающие эффективность роста и снижающие транспирацию, такие как обогащение углекислым газом и высокая влажность, как правило, увеличивают WUE, в то время как условия, создающие неэффективный рост, такие как низкая влажность при высокой температуре, имеют тенденцию снижать его.

Если мы выращиваем растения с раствором, в котором мы определяем питательные вещества в соответствии с WUE и желаемой концентрацией в тканях, мы можем создавать очень эффективные решения, которые снижают вероятность избыточного накопления питательных веществ в корневой зоне и растворе. Это позволяет использовать решения, которые не требуют сброса и создают очень здоровые растения в рециркуляционных системах (для которых Deep Water Culture, DWC, является наиболее распространенным примером).

Выполнение этого процесса в HydroBuddy

Начиная с версии 1.99, HydroBuddy теперь включает диалоговое окно «Анализ тканей», которое позволяет вам использовать целевые концентрации тканей и определенное значение WUE, чтобы выяснить, какими будут требуемые концентрации питательных веществ в гидропонном растворе. Программа также включает в себя небольшую базу данных с тканевыми мишенями для определенных растений и определенных стадий развития. Есть также несколько ссылок, которые указывают на ресурсы, где вы можете найти большое разнообразие различных видов растений и стадий развития, если те, которые вас интересуют, не включены в конфигурацию базы данных программного обеспечения по умолчанию.

На изображении ниже показан пример, в котором я определил целевые концентрации раствора, необходимые для выращивания растения томата, имеющего состав, ожидаемый для растения томата в начале цветения.

Как узнать WUE?

Как видите, описанный выше процесс требует от вас ввода WUE. Он находится в диапазоне от 3 до 6. Измерить в окружающей среде непросто, поэтому лучшим практическим решением будет предположить, что ваш WUE составляет около 3,5 (значение по умолчанию), приготовить растворы с такими концентрациями, а затем наблюдать, как EC раствора изменяется как функция времени.

Раствор, приготовленный с концентрацией, подходящей для точного WUE растений, будет иметь начальное снижение EC — поскольку питательные вещества, которые активно потребляются, быстро поглощаются — с последующим более стабильным или слегка снижающимся состоянием EC по мере изменения поглощения. быть преимущественно пассивным. Этот цикл повторяется, когда раствор пополняется для восстановления исходного объема в рециркуляционной системе. Слишком концентрированный раствор будет иметь возрастающую ЕС, в то время как слишком разбавленный раствор будет постоянно уменьшать ЕС. Если ваш EC со временем снижается более резко, вам нужно принять более высокое WUE, если ваш EC увеличивается, вам нужно понизить допущение WUE.

Ограничения подхода

Хотя этот подход может быть очень полезен для создания долговечных решений, особенно в системах рециркуляции, он имеет некоторые важные ограничения.

Во-первых, он не учитывает изменения в поглощении из-за изменений pH или наличия в растворе. По этой причине рекомендации для таких элементов, как Fe и Mn, могут быть значительно ниже, чем то, что вы обычно видите в питательных растворах. В приведенном выше примере решение требует только около 0,35 частей на миллион Fe, но это означает, что нам нужно 0,35 частей на миллион полностью доступного Fe для завода, что в действительности может означать наличие 1,5 частей на миллион Fe или более добавленного Fe, в зависимости от химического состава. форма Fe и рН раствора.

Вышеизложенное подразумевает, что значения не следует использовать без учета контекста, и что этот контекст может быть гораздо более важным для некоторых питательных веществ, например микроэлементов, чем для других элементов, например К и Са, для которых окно доступности и поглощение растениями гораздо более прямолинейны. Следует также учитывать особенности растений. В то время как подход, основанный на тканях листьев, может потребовать только 50 частей на миллион Ca в урожае салата, мы знаем, что нам нужно кормить больше из-за плохого переноса воды этого растения в новые листья.

Во-вторых, подход предполагает, что все, о чем мы заботимся, это состав листа. Это совершенно нормально, если мы выращиваем листовую зелень, но если вы выращиваете помидоры, композиция будет сильно разделена между листьями и плодами, как только закончится опыление цветов. По этой причине при использовании этого подхода следует очень тщательно учитывать потребности в питании других важных тканей, таких как органы стока. В случае с томатами это может означать существенно более высокое содержание калия, так как концентрация этого элемента в плодах гораздо выше, чем в листьях.

Культуры, которые имеют изменяющиеся потребности в питании из-за изменений в составе образующейся ткани, требуют различных питательных растворов в зависимости от времени, так как нам нужно, чтобы общий ожидаемый состав всего растения, а не только листьев, соответствовал.

Выводы

Питательные составы не должны быть просто методом проб и ошибок. До сих пор, помимо базы данных рецептур, у HydroBuddy не было функции, которая помогала бы производителям создавать рецептуры на какой-либо научной основе. Эта новая функция дает возможность использовать целевую композицию ткани листа и WUE в качестве руководства по первоначальному составу питательных растворов. Хотя вам все еще нужен опыт, чтобы выяснить, когда отменять эти значения и увеличивать или уменьшать концентрацию, он дает основные чертежи, на которых можно основываться. Анализ того, как состав, полученный из ткани, сравнивается с вашим текущим составом, также может дать вам некоторое представление о том, перекармливаете ли вы какие-либо элементы.

Использовали ли вы функцию анализа ткани листа HydroBuddy? Оставьте нам несколько комментариев ниже!