Mae ffotosynthesis a resbiradaeth yn ddwy broses twf planhigion fawr sy'n allweddol i blanhigion iach a chnydau o safon.
Yn ystod ffotosynthesis, mae dail ffotosynthetig a bôn-gelloedd yn defnyddio egni'r haul i gyfuno carbon deuocsid (CO2) o'r aer â dŵr sy'n cael ei amsugno gan gelloedd gwraidd i wneud siwgr ar ffurf glwcos. Defnyddir y glwcos hwn ar gyfer llawer o brosesau metabolaidd ym mhob rhan o'r planhigyn, gan gynnwys cynhyrchu seliwlos a startsh.
Mae glwcos hefyd yn ffynhonnell tanwydd allweddol ar gyfer resbiradaeth celloedd gwraidd, proses sydd yn ei hanfod i'r gwrthwyneb i ffotosynthesis.
Yn ystod resbiradaeth, mae celloedd gwreiddiau anadlol yn llosgi glwcos sy'n cael ei gludo o'r dail. Mae glwcos yn cael ei drawsnewid yn egni cellog (a elwir yn adenosine triphosphate, neu ATP) a'i ddefnyddio i yrru prosesau metabolaidd, yn bennaf y defnydd o ddŵr a maetholion.
Heb ocsigen, nid yw resbiradaeth yn digwydd. Ocsigen yw'r derbynnydd electron terfynol. Mae angen resbiradaeth aerobig i drawsnewid glwcos yn ATP.
Ocsigen yw'r ffactor sy'n cyfyngu ar gnydau o safon
Mae faint o ocsigen sydd ar gael i gelloedd gwraidd yn gysylltiedig â chyfraddau twf planhigion iach a chynnyrch cnydau. Heb ocsigen digonol, mae faint o siwgr y gall y celloedd gwraidd ei losgi a faint o ddŵr a maetholion y gallant ei amsugno yn gyfyngedig.
Mae lleihau cyfradd cymeriant dŵr a maetholion gan blanhigyn yn cyfyngu'n uniongyrchol ar ei gyfradd twf cyffredinol a chynnyrch ac ansawdd ei ffrwythau. Mae planhigion gwan yn fwy agored i afiechyd ac yn llai gwydn i bwysau amgylcheddol, fel tymereddau uchel yn ystod misoedd cynhesach.
Mae ocsigeniad parth gwreiddiau yn arfer cyffredin mewn tai gwydr. Mae hyn hyd yn oed yn bwysicach mewn hinsawdd gynhesach oherwydd bod llai o ocsigen toddedig (DO) yn y dŵr ar dymheredd uwch.
Yn ogystal, mae angen i dyfwyr sy'n ailddefnyddio dŵr dyfrhau wella ansawdd dŵr ar ôl pob dyfrhau.
Tyfu Cnydau Awyr Agored ac Awyru Dŵr
Yn ogystal â thyfwyr tŷ gwydr, mae tyfwyr cnydau maes arbenigol hefyd yn elwa o awyru dŵr dyfrhau.
Yn aml nid oes gan ddŵr ffynnon a chronfeydd dŵr sy'n cynnwys dŵr ffynnon ddigon o ocsigen i gynnal iechyd planhigion. Os oes cyfansoddion organig yn y gronfa ddŵr, fel arfer o ddail a hadau a chwythwyd gan y gwynt, baw adar, pathogenau clefydau, ac algâu, bydd galw biocemegol ocsigen (BOD) y dŵr yn uchel.
Mae hyn yn golygu bod angen mwy o ocsigen toddedig ar ficro-organebau i dorri i lawr y cydrannau organig sy'n bresennol. Mae dulliau ocsigeniad yn allweddol i gyflawni DO derbyniol i leihau BOD a hybu iechyd gwreiddiau planhigion.
Yn ogystal, mae astudiaeth newydd yn 2022 yn cadarnhau bod lefelau uwch o ocsigen yn y pridd (o drin dŵr uwch-ocsidiedig) yn hyrwyddo gweithgareddau microbaidd pridd buddiol fel mwyneiddio pridd a throsi maetholion, sy'n gwella cynnyrch cnydau, effeithlonrwydd defnyddio dŵr, a ffrwythlondeb pridd.
P'un a ydych chi'n defnyddio dŵr wedi'i storio mewn cronfa ddŵr neu'n uniongyrchol o ffynhonnell, mae dŵr dyfrhau ocsigen uchel o ansawdd uchel yn hanfodol ar gyfer datblygiad gwreiddiau a thwf planhigion.
Ocsigen a Chlefyd
Mae ocsigen hefyd yn allweddol i leihau ac atal clefydau fel rhywogaethau Pythium, neu heintiau Phytophthora. Mae lefelau ocsigen toddedig uwch-uchel yn hyrwyddo twf micro-organebau buddiol fel mycorhisa ac yn atal pathogenau anaerobig.
Os yw lefelau ocsigen toddedig yn isel yn y parth gwreiddiau, gall hyn effeithio ar forffoleg gwreiddiau a phlanhigion, metaboledd, a thwf.
Mae'r gwyriadau hyn yn cael effaith negyddol ar dyfiant planhigion ac yn eu gwneud yn fwy agored i afiechyd.
Technolegau Ocsigeniad
Tan yn ddiweddar, roedd gan dyfwyr ychydig o ddulliau awyru dŵr traddodiadol i ddewis ohonynt, fodd bynnag, perfformiodd y dulliau hyn yn weddol wael.
Mae gan dryledwyr effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen o 1-2%, ac mae gan systemau venturi a sparger effeithlonrwydd trosglwyddo ocsigen o tua 20-40%. Er bod gan venturis a misters gyfraddau trosglwyddo uchel, maent yn aneffeithlon ac yn aneconomaidd i dyfwyr.
Oherwydd bod gallu dŵr i ddal ocsigen toddedig yn lleihau wrth i'r tymheredd gynyddu, mae llawer o dyfwyr yn defnyddio systemau oeri dŵr yn eu systemau awyru traddodiadol. Mae systemau oeri yn defnyddio llawer o ynni ac yn cynyddu costau gweithredu yn sylweddol, gan leihau cynaliadwyedd ac economeg, yn enwedig wrth i gostau ynni barhau i gynyddu.
Technoleg Nanobubble
Mae technoleg Nanobubble yn ffordd gynaliadwy, gost-effeithiol o gynyddu ocsigen toddedig yn y parth gwreiddiau i'r lefelau gorau posibl. Mae gan dechnoleg patent Moleaer gyfradd trosglwyddo ocsigen o dros 85%, gan ganiatáu i dyfwyr gynyddu ocsigen toddedig yn effeithiol gan ddefnyddio llai o adnoddau.
Mae Nanobubbles hefyd yn darparu dull profedig heb gemegau o ddiheintio llinellau dŵr a dyfrhau yn effeithiol, atal afiechydon gwreiddiau a gludir gan ddŵr a chronni biofilm. Mae'r buddion hyn yn gwella ansawdd dŵr, yn cynyddu egni planhigion, ac yn lleihau dibyniaeth ar gymwysiadau cemegol.
Superoxygenation Nanobubble
Mae'r gyfradd trosglwyddo nwy uwch yn caniatáu i'r generadur nanobubble gynyddu lefelau ocsigen toddedig yn gyflym ac yn effeithiol. Gall tyfwyr osod y generadur nanobubble i dargedu ocsigen toddedig ar gyfer y defnydd gorau posibl o ocsigen ar gyfer eu cnydau. Mae technoleg Moleaer yn galluogi tyfwyr i gynyddu lefelau DO yn y parth gwreiddiau o leiaf 50 i 100 y cant, gan gynnal crynodiadau cyson hyd yn oed mewn dŵr cynnes.
Ar y lefel hon, mae celloedd gwraidd yn fwy effeithlon wrth amsugno dŵr a maetholion. Pan fydd celloedd gwraidd yn gallu amsugno cymaint o ddŵr a maetholion â phosibl, cyflawnir datblygiad gwreiddiau mwyaf, twf planhigion, a chynnyrch cnydau.
Mae nanobubbles hefyd yn lleihau pathogenau a biofilm
Yn ogystal ag ocsigeniad effeithlon, mae technoleg nanobubble yn cynhyrchu nanobubbles gyda phriodweddau cemegol a ffisegol unigryw. Trwy'r priodweddau hyn, mae nanobubbles yn lleihau pathogenau a gludir gan ddŵr a biofilm.
Mae nanobubbles yn niwtral o fywiog, sy'n golygu eu bod yn parhau i fod yn hongian yn yr hylif yn hytrach na chodi i'r wyneb a byrstio fel swigod mwy. Wrth i ddŵr dyfrhau lifo, mae nanobubbles yn cael eu symud yn gyson ac ar hap trwy rannau o'r system ddŵr trwy fudiant Brownaidd.
Maent yn cael eu denu i arwynebau fel waliau pibellau dyfrhau, lle maent yn gwisgo i ffwrdd ac yn sgwrio biofilm, matrics sy'n ffurfio ar y rhan fwyaf o arwynebau sy'n dod i gysylltiad â dŵr. Mae bioffilmiau yn gartref i bathogenau a gallant glocsio allyrwyr dyfrhau pan fyddant yn cronni.
Mae'r gostyngiad mewn biofilm yn cyfyngu ar ymlediad pathogenau ac yn ymestyn oes systemau dyfrhau. Yn ogystal, mae tyfwyr yn gallu lleihau cymwysiadau cemegol ar gyfer tynnu bioffilm.
Heb ddefnyddio cemegau, gall nanobubbles hefyd doddi celloedd bacteriol ac ocsideiddio pathogenau mewn dŵr. Pan fydd nanobubbles yn dod ar draws halogion, maent yn byrstio ac yn cynhyrchu rhywogaethau ocsigen adweithiol (ROS). Mae rhywogaethau ocsigen adweithiol yn ocsidyddion ysgafn, fel hydrogen perocsid neu glorin.
Fel yr eglurodd gwyddonwyr ym Mhrifysgol Massachusetts a Phrifysgol Talaith Arizona yn ddiweddar, “Efallai mai ROS a gynhyrchir gan Nanobubble sydd â’r addewid mwyaf ar gyfer trin dŵr oherwydd ei fod yn caniatáu symud oddi wrth ocsidyddion cemegol (clorin, osôn) sy’n gostus i’w trin, beryglus, ac yn cynhyrchu sgil-gynhyrchion niweidiol, tra'n helpu i gyflawni nodau triniaeth pwysig (ee, dinistrio halogion organig, pathogenau, bioffilmiau)."
Tyfwyr yn Defnyddio Technoleg Nanobubble i Leihau Pathogenau a Bioffilm
Mae tyfwyr wedi gweld gostyngiadau sylweddol mewn pathogenau a gludir gan ddŵr fel Pythium a Phytophthora mewn dŵr dyfrhau wedi'i drwytho â nanobubble.
Gwnaeth sefydliad ymchwil yr Iseldiroedd NovaCropControl astudiaeth o gnydau tomatos tŷ gwydr wedi'u dyfrhau â dŵr dyfrhau wedi'i drwytho nanobubble. Gwelsant ostyngiad o 80% mewn lefelau Pythium, pathogen cyffredin a gludir gan ddŵr sy'n effeithio ar iechyd gwreiddiau.
Cynhaliwyd astudiaeth arall yn Sefydliad Delphi yn yr Iseldiroedd ac edrychodd ar gnydau mefus. Canfu'r ymchwilwyr ostyngiad o 74% yn y cyfrif Pythium, llai o achosion o glefyd Phytophthora ac ansawdd gwreiddiau iachach yn gyffredinol.