CO2 при выращивании: польза, методы, опыты, автоматизация

Делимся знаниями и реальным опытом об использовании CO2 при выращивании растений в домашних условиях: польза, методы, опыты, автоматизация

Влияние углекислого газа на урожайность

Если растениевод при выращивании растений использует умеренное по мощности освещение растений, то он может не беспокоиться, что его питомцам не хватит углекислого газа, содержащегося в воздухе. СО2 при установке мощных источников света будет недостаточно, чтобы культуры могли полностью поглотить и использовать получаемую световую энергию.

Влияние углекислого газа на растения

Давая растениям дополнительное количество углекислого газа совместно с мощным освещением, садовод помогает им поглощать больше света, что положительно сказывается на проведении процесса фотосинтеза. В результате они начинают быстрее расти, формировать более пышные соцветия и сочные плоды, которые содержат в себе значительно большее количество вкусоароматических веществ. В результате растениевод получает урожай не только немного раньше, но и в значительно большем количестве. Соцветия и плоды вырастают более сочными и объемными, что говорит об улучшении их качества.

Еще одна положительная сторона использования СО2 в теплицах и гроубоксах – представители флоры становятся более устойчивыми к повышенным температурам и световым ожогам. Они могут отлично себя чувствовать при показателях термометра в 30-35 градусов.

Комментарии

Чтобы оставлять комментарии вам необходимо

войти

под своим аккаунтом. Если вы еще

не зарегистрированы, то можете пройти

регистрацию

, которая займет всего пару минут.

Стань первым, кто оставил комментарий к этой статье

Растения поглощают из воздуха и почвы углекислый газ

Самая важная часть питания растений — углекислый газ, они воспроизводят органику из СО2 и воды, а человек окисляет ее обратно до СО2 и воды. Так происходи обмен: человек дает растениям углекислый газ, а они человеку – органику и кислород. Кислород, как и водород, растения получают в основном из воды. Миллионы лет на планете поддерживается разумный баланс упомянутых газов.

Итак, растения поглощают из воздуха углекислый газ, но СО 2 в воздухе катастрофически мало – всего 0,03 %, конечно, культурным растениям, с их явно завышенной продуктивностью, его всегда не хватает. Летом, в солнечный и безветренный день, вокруг листьев быстро создается «вакуум» углекислого газа, и чем выше от земли, тем больше его дефицит. В теплице, уже через 6 недель после внесения навоза уровень СО2 падает до 0,01 %. Установлено: при такой концентрации СО2 фотосинтез резко падает, а при еще меньшей почти замирает.

Углекислый газ для питания и роста растений

Но если растения дышат углекислым газом, а его катастрофически не хватает, как объяснить тогда буйное процветание растительного царства. Разве могли растения миллионы лет так рисковать своим выживанием? Например, высоко в горах, на Крайнем Севере? Не поспешил ли Климент Аркадьевич (Тимирязев.), приписав поглощение СО2 только листьям? Если не листьями – как добывают растения столько углерода? У Кузнецова нашелся логичный ответ и на эти вопросы.

Прежде всего: откуда берется углекислый газ воздуха? Энергия биомассы земных растений почти на два порядка больше, чем дают сейчас все виды топлива. Людей еще и не было, а 0,03 % СО2 в воздухе уже были. Получается, не костры, не машины и ТЭЦ поставляют углекислый газ в атмосферу. Огромный объем СО2 способны «выдохнуть» только те, кто съел, окислил всю растительную биомассу – обитатели почв и океанов.

Очевидно: вернуть углекислый газ для растений может только постоянный распад, окисление дерна или подстилки. Итак, источник СО2 – почва. Главный резервуар, хранитель СО2 – почвенная мульча.

Углекислый газ и его свойства

Карбон диоксид, угольный ангидрит, двуокись углерода – все это названия одного и того же вещества. Это всем известный углекислый газ. При нормальных условиях это вещество находится в газообразном состоянии, при этом оно не имеет цвета и запаха. При понижении температуры воздуха углекислый газ твердеет и приобретает белый цвет. В такой модификации его называют “сухой лед”. Это достаточно химически активное вещество. Углекислый газ реагирует с металлами, оксидами и щелочами. Он способен образовывать нестойкое соединение с гемоглобином крови, подобно кислороду. Так осуществляется газообмен при помощи кровеносной системы. Он не является ядовитым веществом, однако при большой концентрации его относят к токсичным газам.

В природе он образуется в результате дыхания живых организмов, гниении и горении. В газообразном состоянии карбон диоксид растворяется в воде. Вот почему, возможно говорить о системах подачи СО2 в аквариумах с растениями и их необходимости для нормальной жизнедеятельности водорослей. Имеет углекислый газ и промышленное значение. Его широко используют в пищевой отрасли в качестве разрыхлителя и консерванта. В сжиженном состоянии им заполняют огнетушители и автоматические системы пожаротушения.

со2 необходим растениям для

Дневное дыхание растений

Дневное дыхание связано с двумя процессами: непосредственно дыханием и фотосинтезом. Процесс дыхания, как и у человека, связан с окислением органических соединений и выделением диоксида углерода, воды и энергии. Вместо человеческих легких выступает вся поверхность растения. Химическая формула, описывающая реакции в процессе дыхания растений: 

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 674 ккал.

Любое дерево способно дышать всей поверхностью, даже поверхностью плодов. Но наиболее активно процесс дыхания происходит через устья листа, откуда и попадает по межклеточному пространству большая часть необходимых газов.

Устьице листа

Если речь идет о дневном времени суток, то дыхание не столь заметно, как ночью. Поскольку работа растения направлена большей частью на постоянное запасание энергии в виде органических соединений (глюкозы). Попадающий в листья газ, при содействии воды и энергии солнечного света в хлоропластах превращается в глюкозу, которую организм запасает для дальнейшего использования. Собственно дыхание и является этим дальнейшим использованием.

Запасенная глюкоза, с помощью воды и кислорода разлагается на молекулы аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), углекислый газ и водород. АТФ – это твердая энергия. Биологический аккумулятор клеток, который обеспечивает энергетическими запасами все живое на планете. Позднее эти запасы будут использованы в жизнедеятельности каждой молекулы организма.

Кажется, что образуется замкнутый круг: фотосинтез происходит с образованием глюкозы и кислорода, но что толку, если потом в результате дыхания растений выделяется диоксид углерода и АТФ. А энергию растения расходуют лично на себя, ничего не оставляя другим. Но весь вопрос в количестве. Далеко не весь кислород, который образуется во время фотосинтеза, поглощается организмом во время дыхания. Растения производят в разы больше, чем поглощают. Может этим они и отличаются от человека. А все энергетические запасы растений рано или поздно переходят в запасы животных или человека. Так растения отдают все свои накопления ради существования экосистемы Земли.

В среднем 1 гектар лесов ежегодно выделяет 4 тонны кислорода и потребляет 5 тонн углекислого газа. Человек в день выдыхает до 1 килограмма диоксида углерода, в год — 365 кг. Следовательно, 1 гектар леса поглощает углекислоту, которую выдыхают 13 человек.

С увеличением процента содержания углекислого газа в атмосфере теоретически можно ускорить рост зеленых насаждений на Земле. Многие исследования показывают, что в условиях теплиц СО2 можно использовать как «воздушное удобрение», ведь иногда при дыхании кислородом растениями поглощается еще и углекислый газ. Но так происходит это только в условиях экспериментов. На открытых пространствах начавшийся рост активизирует насекомых, которые не позволяют лесам и джунглям разрастись. А культурные растения от таких добавок превращаются в легкую добычу для вредителей. Поэтому, чтобы не говорили скептики, нарушение обмена углеродом это плохо.

Углекислота жидкая (СО2, двуокись углерода, диоксид углерода)

  • Углекислота жидкая –  это, сжиженный углекислый газ под очень высоким давлением, которое обычно равно 70 атмосферам. Жидкость, как и газ, абсолютно бесцветна, имеет слегка кислый привкус.
  • Поставляется и хранится углекислота в:
    • 40-литровых герметичных баллонах, которые защищены от коррозийных разрушений – срок хранения 2 года.
    • В транспортной бочке ЦЖУ-18 – срок хранения 6 месяцев.
  • Изготавливается в соответствии с ГОСТ 8050-50 “Двуокись углерода”
  • Чтобы узнать цены и сроки поставки нажмите подробнее.

    podrobnosin.jpg


Значение подкормки растений углекислым газом

Рост растений основан на процессе фотосинтеза.

Листья растений на свету с помощью хлорофилла поглощают углекислоту (углекислый газ, СО2) воздуха и вместе с водой перерабатывают ее в органические вещества.

Процесс фотосинтеза можно схематически изобразить так: углекислота + вода + свет = органическое вещество + кислород + вода.

В среднем, растение синтезирует из воды и углекислого газа 94% массы сухого вещества, остальные 6% растение получает из минеральных удобрений.

С повышением освещенности растений, фотосинтез, а значит и рост растений ускоряются. Одновременно, с ускорением фотосинтеза, увеличивается потребление углекислоты.

Для осуществления фотосинтеза растениям необходимы большие количества воздуха, так как атмосферный воздух содержит всего лишь 0,03% углекислого газа, что недостаточно для оптимального роста растений. При выращивании растений в теплицах низкое содержание углекислого газа является фактором, ограничивающим урожайность.

Установлено, что овощные растения на 100 м2 открытой площади ежечасно потребляют из атмосферного воздуха до 350 г углекислого газа, для этого им требуется не менее 500 м3 свежего воздуха в час, что в холодное время года невыполнимо из-за больших потерь тепла при проветривании теплицы.

При недостаточном воздухообмене, содержание СО2 в теплицах в результате его интенсивного поглощения растениями может упасть ниже 0,01% и фотосинтез практически прекращается.

Но даже и при проветривании теплицы содержания углекислого газа в ее воздухе будет недостаточно, так как для оптимального роста растений концентрация СО2 в воздухе теплицы должна быть больше, чем существующая концентрация СО2 в атмосферном воздухе.

Недостаток СО2 становится основным из факторов ограничивающих рост и развитие растений.

Дефицит СО2 является более серьёзной проблемой, чем дефицит элементов минерального питания.

По нормам технологического проектирования теплиц НТП 10-95 рекомендуемая концентрация СО2 в воздухе для томатов 0,13-0,15%, для огурцов 0,15-0,18%. Из практики оптимальным считается содержание СО2 у редиса 0,1-0,2%, капусты и моркови — 0,2-0,3%, огурца — 0,3-0,6%.

Подкормки СО2 играют очень важную роль в управлении вегетативным и генеративным балансом растения. Повышение активности фотосинтеза углекислотой стимулирует развитие растений. При этом до корневой системы доходит значительно больше питательных веществ, поэтому усиливается рост молодых корней, активизируется поглощение элементов минерального питания, повышается устойчивость растения к неблагоприятным факторам среды.

При добавлении углекислоты в воздух и повышении в нем ее концентрации можно повысить интенсивность фотосинтеза в 1,5-3 раза. На этом основан прием агротехники в условиях закрытого грунта – воздушное удобрение растение подкормкой углекислотой. Дозируя углекислый газ, можно эффективно добиться сокращения продолжительности вегетативной фазы развития растения, что обеспечит получение раннего, самого дорогого урожая овощей. При достаточной обеспеченности элементами минерального питания, эти подкормки всегда повышают общую урожайность этих культур на 15-40%, увеличивая количество и массу плодов, и ускоряют их созревание на 5-8 дней.

Прирост биомассы зеленых культур при подкормках СО2 существенно увеличивается. К примеру, урожайность салата повышается на 40%, созревание ускоряется на 10-15 дней. Подкормка цветочных культур в теплицах также высокоэффективна, поскольку значительно повышает качество, выход продукции увеличивается до 30%.

За счёт увеличения содержания углекислого газа в воздухе теплицы можно добиться снижения содержания нитратов в овощах, выращиваемых в зимнее время. Повышенная концентрация СО2 частично компенсирует недостаток освещённости зимой и при уменьшении светопропускания кровли теплицы, а также способствует более эффективному использованию света ранним утром.

К примеру, недостаток солнечной радиации зимой, который часто приводит к потере первых соцветий у томата, возможно успешно компенсировать увеличением концентрации СО2 до 0,1%. Такой технологический приём увеличивает интенсивность фотосинтеза, способствует более высокой интенсивности выведения ассимилятов из листьев, тем самым восстанавливая завязывание плодов.

В осеннем обороте подкормки углекислым газом являются основным резервом повышения урожайности овощных культур, в первую очередь томата. Ведение светокультуры вообще немыслимо без постоянных подкормок углекислым газом.

Многочисленные опыты показывают, что при подкормке углекислотой вес зелени и плодов увеличивается: у огурцов на 74-103%, у бобов на 112%, у томатов до 124%.

В опытах с сахарной свеклой вес корня увеличился на 19-57%, вес ботвы уменьшился. В других опытах, урожай редиса увеличился на 33-77%, фасоли 17-82%.

Овощи поразному реагируют на подкормку углекислотой. Огурцы требуют наибольшей подкормки, томатам и фасоли достаточно меньшей концентрации СО2. Продолжительность подкормки является фактором, улучшающим возможности прироста урожая. При повторении опытов с подкормкой огурцов в течение 3 месяцев урожай увеличился на 55%.

Количество расходуемой углекислоты должно быть пропорционально площади теплицы. Чем меньше расход углекислоты на единицу площади теплицы, тем хуже результаты по приросту урожая и наоборот.

Полностью покрыть дефицит СО2 в воздухе возможно только за счёт использования технических источников углекислого газа.

В настоящее время существуют три основных группы промышленных технологий подкормки растений в остеклённых и плёночных теплицах, использующие технические источники углекислого газа: прямая газация при помощи пламенных горелок, нагнетание отходящих газов котельной, подача чистого углекислого газа.

Для объективного сравнения этих технологий между собой, необходимо рассмотреть эти инженерные решения.

Прямая газация при помощи пламенных горелок

Прямая газация осуществляется путём использование пламенных горелок на природном газе (метан, очищенный от высших углеводородов (пропан, бутан и т.п.), сернистых и прочих примесей), установленных в помещении теплицы.

Подкормка производится непосредственно продуктами сгорания. На практике, при этом способе, воздух теплицы, одновременно с попаданием в него СО2, загрязняется соединениями, образующимися при сгорании топлива (из-за присутствия в нем микропримесей минеральной пыли, соединений серы и проч.), вредными для растений и человека. Образующийся в продуктах сгорания этилен значительно ускоряет старение растений. Данная технология подкормки сильнейшим образом влияет на агрономический режим в теплице (особенно летом), поскольку горелки нагревают и насыщают водяными парами и фитотоксичными газами воздух в теплице, что небезопасно для растений. Выжигание горелками кислорода из воздуха теплицы создает проблемы для здоровья работающему в ней персоналу. Подкормка прямой газацией огурца и томата применяться не может, из-за сильного влияния на температурно-влажностный режим и присутствия фитотоксичных газов в продуктах сгорания. Для других культур затраты на этот способ не всегда опрадывают его применение.

Нагнетание отходящих газов котельной

При нагнетании отходящих газов котельной, отходящие от котельной газы (дым) очищают с помощью палладиевых катализаторов или водяных скрубберов, охлаждают с отделением водного конденсата и затем подают в теплицу по газопроводам, нередко многократно разбавляя атмосферным воздухом.

По этому способу возможны значительные изменения состава продуктов сгорания, зависящие от режима работы котельной, содержание СО2 в дыме может изменяться. Недостатком данной технологии подкормки также является попадание в воздух теплицы сопутствующих продуктов сгорания топлива: окиси углерода, оксидов азота и серы, этилена и бензапирена. Концентрация в дыме этих токсичных соединений сильно зависит от режимов работы котельной. Степень очистки от тех же оксидов азота с помощью палладиевого катализатора составляет не более 40-75%. Даже при многократном разбавлении дымовых газов воздухом, ПДК токсичных компонентов в воздухе рабочей зоны может многократно превышать предельно допустимые концентрации для растений и человека. Главное требование к горелкам котельной – работать в постоянном режиме, сложно выполнить, из-за меняющейся температуры наружного воздуха. Палладиевые катализаторы для очистки отходящих газов весьма дороги.

Подача привозной жидкой углекислоты

Подача к растениям в теплице чистого

углекислого газа

, распределяемого по системе пластиковых рукавов малого диаметра – более совершенная на сегодня группа технологий.

Такой комплекс оборудования использует

привозную углекислоту в цистернах или в баллонах

, из которых газ через устройства подогрева и регулирования подачи нагнетается под собственным давлением в теплицу к растениям по пластиковым рукавам.

Несмотря на удобство и относительную техническую простоту систем, работающих на привозной углекислоте, их эффективное применение осложняется следующим обстоятельством. Подаваемая к растениям углекислота должна иметь высокую чистоту. Подобный высокоочищенный продукт, который подходит для подкормки тепличных растений, стоит достаточно дорого. На практике часты случаи покупки дешёвой жидкой углекислоты из спиртзаводов и химпроизводств, которая плохо очищена и пригодна лишь для технического использования. В ней могут содержаться значительные примеси сивушных масел, сероводорода и аммиака, этаноламинов, которые отрицательно сказываются на продуктивности растений и здоровье людей. Такую углекислоту не следует использовать для подкормки растений.

Вся информация ресурса www.tech-group.pro имеет исключительно информативные цели и не является публичной офертой к купле/продаже или иным действиям.

Для чего нужен углекислый газ

Помимо минеральных и органических удобрений, полива и температурного режима растениям необходим углекислый газ. Некоторые садоводы называют его удобрением. Он участвует в фотосинтезе – «обмене веществ» в организме растения. Именно поэтому очень важно, чтобы была организована система подачи углекислого газа в теплице.

Содержание со2 в теплицах важно для нормального роста растений. От достаточного его количества зависит урожайность садовых культур.

Газ в парнике стимулирует раннее и более активное цветение, увеличивает плодоношение. Он более важен, чем минеральные удобрения.

СО2 участвует в синтезе сухого вещества растений на 94 %, и лишь 6% образуется с помощью минеральных удобрений. Кроме того, он повышает устойчивость растений к болезням и вредителям.

Что такое фотосинтез

Прежде всего СО2 необходим растениям для протекания важнейшего процесса, который имеет планетарное значение – фотосинтеза. В его ходе из ряда неорганических веществ образуется углевод глюкоза. Именно его используют растения для питания, роста, развития и других процессов жизнедеятельности. Кроме того, еще одним продуктом данной реакции является кислород – основное условие существования всех живых существ на планете, поскольку он необходим для дыхания. Газообмен в растении возможен благодаря наличию в покровной ткани их листьев особых образований – устьиц. Каждая из них состоит из двух створок. При определенных условиях они смыкаются и размыкаются. Через них происходит поступление и кислорода, и углекислого газа.

газ необходимый растениям для дыхания

Фото

На фото ниже вы можете видеть варианты подачи углекислого газа для теплицы:

Как повысить концентрацию СО2?

Открытый грунт

Повысить уровень концентрации углекислого газа в воздухе в открытом грунте не так-то просто. Из-за свободного движения воздушных масс он быстро улетучивается с места высадки. Даже для незначительного поднятия процента его содержания садоводам потребуется большое количество газа и энергии, что станет попросту неоправданным. Его положительное влияние попросту сведется на нет. Однако есть все же один способ. Он подразумевает внесение в грунт органических удобрений, которые в процессе разложения выделяют углекислый газ. Это продолжается достаточно долго, что позволяет насытить приближенные к растениям слои воздуха СО2.

Повысить концентрацию СО2

Закрытый грунт

В закрытом грунте дела обстоят совершенно иначе. Благодаря тому, что растения выращиваются в закрытом пространстве, повысить концентрацию углекислого газа в них достаточно просто. Сразу хотелось бы уточнить, что ценовая политика всех наиболее распространенных способов довольно широка, поэтому каждый гровер должен в первую очередь ориентироваться на свой кошелек. Также все будет зависеть от площади культивации и количества растущих культур.

Повысить уровень СО2 в теплице или гроубоксе можно следующими способами:

  • Генератор углекислого газа

Представляет собой специальное устройство, которое образовывает СО2 путем сжигания пропана и этилового спирта. Контроль над его работой осуществляется с помощью автоматики, представленной датчиком измерения концентрации углекислого газа. С его помощью можно легко поддерживать необходимый уровень СО2 в закрытом пространстве. Генератор больше подходит для больших теплиц, поскольку требует существенных финансовых вложений, часть из которых пойдет на дополнительное обустройство самого помещения, ведь должны быть соблюдены все меры безопасности. Также стоит отметить, что генератор повышает уровень влажности и температуры в замкнутом пространстве. Поэтому лучше всего устанавливать его за пределами теплицы;

  • Сжатый углекислый газ в баллонах

Сжатый углекислый газ

Это наиболее приемлемый способ насыщения теплиц и больших гроуромов СО2, однако цена на него все же является высокой для любительского садоводства. Только при солидных посевных площадях он полностью себя оправдывает. Садовод просто ставит баллон с газом в боксе или теплице, и откручивает кран, чтобы СО2 выходил наружу. Минус способа заключается в том, что без датчика концентрации углекислого газа гровер может легко перенасытить им замкнутое пространство, что отрицательно отразится на растительных культурах. Еще одни немаловажный фактор – баллон является взрывоопасным;

  • Ферментация или брожение

Ферментация или брожение

Больше подходит для насыщения углекислым газом небольших гроубоксов, поскольку в процессе вырабатывается малое количество СО2, которого хватит только для небольшого количества растений. В боксе размещаются специальные вещества, после чего активируется их процесс брожения, побочным продуктом которого является углекислый газ. Из недостатков ферментации стоит отметить тот факт, что растениевод должен уметь проводить и контролировать этот процесс. Также в брожения выделяется неприятный запах и это может привлечь насекомых;

  • Использование органики

Наиболее популярный среди гроверов способ, который не требует специальных знаний и умений. На рынке прогрессивного растениеводства востребован препарат СО2 Bottle. По сути – это обычная бутыль с сухим веществом органического происхождения внутри, которое при контакте с теплой водой начинает выделять углекислый газ. Большой плюс в том, что такого количества вполне достаточно для насыщения гроубокса. Препарат очень прост в использовании. После добавления воды садоводу нужно убрать специальный стикер, закрывающий выходное отверстие, и встряхнуть бутылку. Бутыль необходимо встряхивать один раз каждые два дня. Всего ее хватает на 3-4 недели, по окончанию ее можно легко наполнить новой порцией с помощью пакета для заправки СО2 Bottle. Данный способ обогащения гроубокса углекислым газом стал наиболее востребованным среди канадских и европейских гроверов благодаря своей простоте и дешевизне;

  • Компостирование

Обогатить воздух в теплице СО2 можно с помощью компостирования, однако этот метод приносит скорее больше хлопот, чем пользы. С самодельным компостом всегда трудно работать, а его результат неоднозначен – никогда не знаешь, сколько углекислого газа вырабатывается. Готовые СО2 бустеры можно приобрести на рынке, но они стоят недешево и вырабатывают слишком большое количество углекислого газа для домашней оранжереи. Также во время компостирования всегда возникает неприятный запах, а сам процесс является гигиеничным;

  • Сухой лед

Представляет собой холодный твердый СО2, в процессе нагревания которого углекислый газ попадает в воздух. Он хорошо проявляет себя, если необходимо резко повысить концентрацию СО2 в закрытом помещении. При постоянном использовании является затратным и долгим способом, который также небезопасен для человека. Пополнять запасы льда придется каждый день, а уровень выделения углекислого газа довольно трудно контролировать.

Водоросли и CO2

Под водорослями понимают все растения, находящиеся под водой и не имеющие корня. Интенсивнее всего, из водорослей, поглощает углекислоту одноклеточные водоросли — фитопланктон. В основном все водоросли дышат растворенным в воде кислородом, за исключением нескольких видов, осуществляющих бескислородный фотосинтез. Те в качестве акцептора электронов при дыхании используют элементную серу.

Получение энергии в группе цианобактерий

Фитопланктон обитает в верхних слоях воды, поскольку ему требуется большое количество солнечной энергии для фотосинтеза. При наличии в воде растворенного углекислого газа фитопланктон осуществляет фотосинтезирующий процесс, побочным продуктом которого является кислород. Большим отличием этих водорослей от наземных растений является количество производимого кислорода. За один цикл фотосинтеза фитопланктон производит кислорода в 3-4 раза больше собственного веса. Неудивительно, что при таких показателях 70 процентов атмосферного кислорода произведено в воде.

Полезное видео

Как выделить углекислый газ для теплицы в домашних условиях смотрите на видео ниже:

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...