Miksi vähähappinen vesi vie hapen kasvien juurilta ja maaperästä

Juuret tarvitsevat happea — jatkuvasti

Kasvien juuret hengittävät aivan kuten eläinkudokset. Ne kuluttavat happea:

• Energian tuottamiseen (ATP)

• Ravinteiden imeytymiseen (erityisesti typpi, kalsium ja magnesium)

• Juurisolujen eheyden ja kasvun ylläpitämiseen

Kasvit ovat riippuvaisia maaperän veteen liuenneesta hapesta ja maaperän rakenteen ilmalla täyttyneistä huokosista. Jos et ole varma, mitä liuennut happi on, lue artikkelimme täältä.

Kun hapen saatavuus heikkenee, juuret siirtyvät tehottomaan anaerobiseen aineenvaihduntaan, mikä johtaa kasvun hidastumiseen ja alttiuteen sairauksille.

Alhaisen DO-pitoisuuden vesi luo happigradientin

Vesi, jossa on vähän liuennutta happea, käyttäytyy hyvin eri tavalla kuin happirikas vesi päästyään maaperään tai kasvualustaan.

Mitä todellisuudessa tapahtuu:

• Maaperän huokoset sisältävät normaalisti ilmaa, jossa on ~21 % happea

• Juuristoalueet ylläpitävät herkkää tasapainoa veden ja ilman välillä

• Kun tähän ympäristöön pääsee vähähappista vettä, muodostuu pitoisuusgradientti

Happi siirtyy luonnostaan diffuusion avulla korkeammasta pitoisuudesta (maaperän ilma ja juuret) alhaisempaan pitoisuuteen (kasteluvesi). Tämä tarkoittaa, että vesi kirjaimellisesti vetää happea ulos maaperästä ja juurikudoksista, kunnes tasapaino saavutetaan.

Happi riistetään juuristoalueelta

Hapen luovuttamisen sijaan vesi, jossa on alhainen DO-pitoisuus, toimii happinieluna:

• Maaperän ilman happi liukenee veteen

• Juuren pinnan happi diffundoituu ulospäin

• Mikrobien hengitys nopeuttaa hapen kulutusta

• Maaperän huokoset vettyvät ja tyhjentyvät ilmasta

Tuloksena on hapen saatavuuden nopea heikkeneminen juuri siellä, missä kasvit sitä eniten tarvitsevat.

Kerrannaisvaikutus: Maaperän hidastunut uudelleenhapettuminen

Hapesta tyhjentyneet maaperät toipuvat hitaasti, koska:

• Kaasun diffuusio vedessä on 10 000 kertaa hitaampaa kuin ilmassa

• Tiheä kastelu pitää huokoset täynnä vettä, jossa on alhainen DO-pitoisuus

• Tiivistynyt tai hienojakoinen maaperä pidättää vettä pidempään

Tämä luo kroonisia hapenpuutostiloja (hypoksia) silloinkin, kun kastelumäärät ovat maltillisia.

Biologiset seuraukset juuristoalueella

Kun happitaso laskee, käynnistyy useita vaurioittavia prosesseja:

1. Juuristostressi ja heikentynyt ravinteidenotto

• Alhaisempi ravinteiden imeytyminen

• Vähäisempi juurten haaroittuminen ja juurikarvojen muodostuminen

2. Siirtymä haitallisiin mikrobeihin

• Anaerobiset bakteerit dominoivat

• Myrkyllisten sivutuotteiden (etanoli, sulfidit) lisääntynyt tuotanto

3. Korkeampi tautipaine

• Suotuisat olosuhteet Pythiumille, Phytophthoralle ja muille juuripatogeeneille

  Lue artikkelimme Pythiumista täältä ja miksi se on vaarallista

4. Hitaampi kasvu ja satohävikki

• Energiavaje rajoittaa biomassan kertymistä

• Kasvit näyttävät kitukasvuisilta, kalpeilta tai epätasaisilta

Miksi tämä on erityisen kriittistä valvotuissa ympäristöissä

Kasvihuoneissa, pystysuorassa viljelyssä ja vesiviljelyssä (hydroponiikka):

• Juuristoalueet ovat erittäin kyllästyneitä vedestä

• Hapen täydentäminen on lähes täysin kasteluveden varassa

• Luonnollista maaperän tuuletusta on vähän

Näissä olosuhteissa vesi, jossa on alhainen DO-pitoisuus, voi nopeasti aiheuttaa juurten hypoksian — silloinkin, kun ravinteet, lämpötila ja valo ovat optimaaliset.

Happirikas vesi toimii päinvastoin

Vesi, jossa on korkea liuenneen hapen pitoisuus, kääntää gradientin toisinpäin:

• Happi siirtyy vedestä juuriin ja maaperään

• Maaperän huokoset hapettuvat uudelleen nopeammin

• Juurten hengitys pysyy aerobisena

• Hyödylliset mikrobit kukoistavat

Tästä syystä hapella rikastettu kasteluvesi parantaa johdonmukaisesti juurten terveyttä, ravinteiden käytön tehokkuutta ja viljelykasvien sietokykyä.

Tärkein opetus

Vesi, jossa on vähän liuennutta happea, ei ainoastaan jätä toimittamatta happea — se poistaa sitä aktiivisesti juuristoalueelta.
Ajan myötä tämä kuluttaa maaperän hapen, stressaa juuria ja heikentää kasvin suorituskykyä.

Kasteluveden liuenneen hapen hallinta ei siis ole vapaaehtoista — se on perusedellytys terveille juuristoille ja tuottaville sadolle.