Kombinierter Wasserstoffanbau: eine neue synergetische Strategie zur Verbesserung der Tomaten- und Bodenqualität
Tomaten, eine weit verbreitete Kulturpflanze aus der Familie der Nachtschattengewächse, sind sowohl eine wichtige Nutzpflanze als auch ein unverzichtbares Gemüse (Fruchtgemüse) in unserer täglichen Ernährung. In der modernen Landwirtschaft sind Gewächshaustomaten ein alltäglicher Anblick auf unseren Tischen.
Mit zunehmender Pflanzdichte und langfristiger Landnutzung haben jedoch umfangreiche Entwicklungsmodelle zu schwerwiegenden Problemen wie Ungleichgewicht der Bodennährstoffe, Versalzung und kontinuierlichen Anbauproblemen geführt. Wie können wir köstliche und nahrhafte Tomaten anbauen und gleichzeitig eine nachhaltige Bodenproduktivität gewährleisten? Ein Forschungsteam der China Agricultural University hat seine Aufmerksamkeit einem scheinbar neuen Gebiet der Biologie gewidmet: der Wasserstoffbiologie.
Gemeinsame Wasserstoff-Landwirtschaft: Wasserstoffreiches Wasser und seine Verbündeten
Wasserstoff (H2) spielt als bioaktives Molekül eine wichtige Rolle in pflanzenphysiologischen Prozessen und hilft Pflanzen, verschiedenen Belastungen wie Dürre und hohem Salzgehalt standzuhalten. Wasserstoffreiches Wasser (HRW), eine sichere, einfach zu verwendende Form von Wasserstoff, die sich für die Feldbewässerung eignet, fördert nicht nur das Pflanzenwachstum, sondern verbessert auch effektiv die Erntequalität.
Mikrobielle Inokulantien sind Wirkstoffe aus einer Mischung künstlich gezüchteter nützlicher Mikroorganismen, die oft als „Bodenprobiotika“ bezeichnet werden. Sie können die mikrobielle Struktur des Bodens optimieren, Krankheitserreger hemmen und die Nährstoffaufnahme von Nutzpflanzen fördern. Dadurch tragen sie entscheidend zur Reduzierung des Düngemitteleinsatzes und zur Steigerung der Effizienz bei. Der in dieser Studie verwendete mikrobielle Wirkstoff besteht hauptsächlich aus arbuskulären Mykorrhizapilzen, die in der Natur weit verbreitet sind.
Biostimulanzien sind Substanzen, die den Stoffwechsel von Nutzpflanzen in beide Richtungen regulieren, Stressresistenzmechanismen induzieren und so Ertrag und Qualität verbessern. Für diese Studie wurde organisches Calcium ausgewählt, ein wichtiger Bestandteil pflanzlicher Zellwände. Calcium ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Zellstruktur und den Transport photosynthetischer Produkte.
Eine starke Kombination: Die synergistische Wirkung von wasserstoffreichem Wasser und seinen Verbündeten
Das Forschungsteam kombinierte zunächst wasserstoffreiches Wasser mit einem mikrobiellen Wirkstoff (HM-Behandlung) und verglich die Auswirkungen mit der herkömmlichen Bewässerung mit Leitungswasser (CK) und der Anwendung des Wirkstoffs allein (M).
In Bezug auf das Pflanzenwachstum zeigten mit HM behandelte Tomaten überlegene Wachstumsstrategien: Die Pflanzenhöhe nahm in den frühen Wachstumsphasen deutlich zu, was eine schnellere Etablierung des Wachstumsvorteils ermöglichte. Später im Wachstum wurde die Pflanzenform durch Vergrößerung des Stängeldurchmessers und Verkürzung des Blütenstandsabstands optimiert, was die Nährstoffzufuhr zu den Früchten erleichterte und letztendlich den Fruchtansatz deutlich verbesserte. Dieser Synergieeffekt wirkt sich auch positiv auf die Fruchtqualität aus. Bei Frühlingstomaten erhöhte die HM-Behandlung den Vitamin-C- und löslichen Feststoffgehalt im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant. Bei Herbsttomaten verbesserte die HM-Behandlung das Zucker-Säure-Verhältnis deutlich, reduzierte den Säuregehalt und verbesserte den Tomatengeschmack.
Noch wichtiger ist, dass die HM-Behandlung den pH-Wert und die elektrische Leitfähigkeit (EC, die den Salzgehalt des Bodens widerspiegelt) des Bodens deutlich reduzierte und so die in Gewächshausböden in Nordchina häufige Versalzung und Alkalisierung wirksam linderte.
Um die Lösung zu optimieren, fügten die Forscher dem wasserstoffreichen Wasser und den mikrobiellen Inokulanten organisches Kalzium (HMC-Behandlung) als Biostimulans hinzu.
Die Ergebnisse zeigten, dass die HMC-Behandlung auch zu einer deutlichen Verbesserung der Fruchtqualität führte. Insbesondere in der ersten Frühlingsfrucht stieg der Vitamin-C-Gehalt im Vergleich zur Kontrollgruppe um fast 50 %, und der Gesamtfruchtqualitätsindex verbesserte sich signifikant um 104,4 %.
Die HMC-Behandlung erzielte auch die besten Ergebnisse bei der Bodenverbesserung. Sie senkte den pH-Wert und den Leitfähigkeitswert des Bodens deutlich und erhöhte gleichzeitig den Gesamtstickstoffgehalt und das verfügbare Kalium im Boden deutlich. Der Anstieg des verfügbaren Kaliums im Herbstkulturboden erreichte bis zu 91,34 %.
Diese Studie eines Forscherteams der China Agricultural University zeigt deutlich, dass die Kombination von wasserstoffreichem Wasser und mikrobiellen Inokulanten das Tomatenwachstum effektiv fördern, die Fruchtqualität verbessern und die Bodenqualität steigern kann. In Kombination mit Biostimulanzien wie organischem Kalzium wird der synergistische Effekt noch verstärkt, wobei der Vitamin-C-Gehalt der Früchte und wichtiger Bodennährstoffe am stärksten ansteigen.
Das von der China Agricultural University entdeckte Anwendungsmuster von wasserstoffreichem Wasser in Kombination mit mikrobiellen Inokulanzien und Biostimulanzien bietet eine praktische grüne Technologiereferenz für die qualitativ hochwertige und effiziente Produktion von Tomaten in Gewächshäusern in meinem Land und zeichnet eine vielversprechende Blaupause für die nachhaltige Entwicklung der Landwirtschaft in der Zukunft.
