Díky rostoucí poptávce po místně vyráběných potravinách a zelenině se skleníkový průmysl rychle rozšiřuje. Kontrolované vnitřní prostředí může rostlinám poskytnout nejlepší podmínky pro pěstování a koncentrace CO2 má pozitivní vliv na fotosyntézu. Použití generátorů oxidu uhličitého pro skleníky bude projednáno v našem materiálu.
Generátor oxidu uhličitého pro organizování fotosyntézy rostlin ve sklenících
V hermeticky uzavřených sklenících jsou rostliny vybaveny dostatečným osvětlením, přívodem vody a živin, ale jejich vývoj je omezen hladinou CO2 ve vzduchu v místnosti.
Oxid uhličitý je nezbytný pro rostliny v chemických reakcích (fotosyntéza) pro biosyntézu uhlohydrátů jako základ nutričních a kosterních složek rostlinných buněk a tkání, aby byl zajištěn růst a vývoj. K výměně plynu během dýchání rostliny dochází prostřednictvím malých, nastavitelných otvorů zvaných stomata.
Stomata je umístěna buď na horní nebo spodní vrstvě epidermis listu rostliny.
V zemské atmosféře je hladina oxidu uhličitého 250–450 ppm a potřeba různých druhů rostlin je 700–800 ppm. V nových skleníkových komplexech s dobrým utěsněním je vnitřní hladina CO2 čtyřikrát nižší než ve venkovním vzduchu, což negativně ovlivňuje růst a vývoj plodin.
Navíc se vzrůstající dobou a sílou umělého osvětlení místnosti roste potřeba rostlin na CO2 2-3krát. Nasycením skleníkového vzduchu oxidem uhličitým se růst plodin a výnos zvýší o 20–40%.
Víš? Zřícenina skleníků sahá až do roku 79 nl např. byly nalezeny během vykopávek Pompejí. Moderní skleníky vznikly ve 13. století v Itálii.
Schéma CO2 v průmyslových sklenících
Systém dodávky oxidu uhličitého v komerčních sklenících zahrnuje generátor plynu, ventilátor, měřicí zařízení, analyzátor plynu a přepravní potrubí. Správa se provádí pomocí počítače.
Metody výroby CO2:
- technický CO2 z válců;
- spalování metanu;
- výfukové plyny z tepláren;
- výfukový plyn mini CHP.
Kotelní plyn
Nejběžnějším způsobem obohacování CO2 ve skleníku je spalování fosilních paliv. Použité kouřové plyny nesmí obsahovat nebezpečné množství škodlivých složek, takže metan je nejčastěji palivem pro generátory plynu ve sklenících. Spalováním 1 m3 metanu se získá přibližně 1,8 kg CO2.
Důležité! Měřicí zařízení - analyzátory plynů, které neustále monitorují složení výfukových plynů, umožňují co největší zabezpečení místnosti.
Při použití spalin ze spalování se zachycují a čistí horké spaliny. Po čištění výfukového plynu katalytickou neutralizací za použití katalyzátorů nebo praček se směs plynu se vzduchem ochladí v tepelném výměníku na 50 ° C a vede se přes hlavní plyn do skleníku ve formě hnojiva.
Tento způsob dodávání plynu do hnojivých zařízení však může vést ke znečištění ovzduší skleníkem škodlivými nečistotami ze spalin, protože zařízení na čištění plynu čistí pouze plynový odpad o 50–75%. V důsledku toho může koncentrace škodlivých látek v uzavřeném skleníku překročit maximální přípustné normy pro rostliny a lidi.
Nepřetržitý režim spalování hořáků v topných kotlích nelze zajistit díky měnící se teplotě okolí, proto je tok plynného odpadu nerovnoměrný. Kromě toho jsou palladiové katalyzátory a pračky ekonomicky drahé a zvyšují spotřební část, pokud jde o obsah skleníku.
Distribuční sítě z polyethylenových rukávů
Jako systém distribuce plynu uvnitř skleníku se používá dopravní linka z polyethylenových trubek. V bodech odběru vzorků plynu nad každým ložem jsou k nim připojeny pružné polyethylenové rukávy o průměru 50 mm s rovnoměrně rozloženými otvory. Rukávy se rovnají délce postelí a táhnou se podél nich nebo pod police. Kondenzace uvnitř systému je eliminována naklopením trubek.
CO2 je mnohem těžší než vzduch, takže je velmi důležité, aby byl plyn odvětráván zespodu. Cirkulace vzduchu pomocí horizontálních ventilátorů nebo proudového ventilačního systému zajišťuje rovnoměrnou distribuci pohybem velkých objemů vzduchu ve skleníku, když jsou horní ventilační otvory uzavřeny nebo nefungují odsávací ventilátory.
Možnosti dodávky a dodávky plynu v malých sklenících nebo domácích sklenících
Pro soukromé a malé farmy existují jednodušší a levnější způsoby dodávky plynu, přičemž se bere v úvahu plocha skleníků, druh a počet pěstovaných plodin.
Víš? Použití produktů spalování plynu ke zvýšení hladiny CO2 ve vzduchu ve sklenících bylo navrženo již v roce 1936 na základě úspěšných experimentů s rostlinnými rostlinami odborníky Energetického ústavu a Timiryazevské akademie.
Generátor plynu
Plynový generátor pro malé místnosti je založen na získávání potřebného oxidu uhličitého z atmosférického vzduchu. Produktivita takového zařízení je 0,5 kg / h. Zařízení je vybaveno filtry, které umožňují získávání vyčištěného plynu, a dávkovače zajišťují tok požadovaných objemů. Mikroklimatické ukazatele skleníku se nemění.
Plynové lahve
Plyn z lahví se používá pro malé plochy se vstřikováním 8 až 10 kg / h na každých 100 m². Válec musí být vybaven regulátorem tlaku (reduktorem tlaku) a automatickým ventilem pro uzavření přívodu plynu (solenoid) - tato zařízení budou chránit přívod plynu.
Objem 1 lahve je 25 kg plynu. Při značných nákladech je racionálnější používat pro zkapalněný plyn izotermální nádrže různých kapacit, které lze v případě potřeby doplnit.
Senzor a regulátor plynu
Dodávka plynu musí být monitorována a regulována, aby byla zajištěna optimální rovnováha a dobré podmínky pro pěstování, aby se zabránilo nákladnému předávkování a aby byla zajištěna bezpečnost osob pečujících o plodiny a sklizně plodin.
Pro monitorování a měření hladiny CO2 ve skleníku se senzory obvykle používají s nastavenou hodnotou, například 800 ppm. Když senzor detekuje nízkou hladinu, aktivuje dávkovací systém. Když je dosaženo požadované úrovně CO2, řídicí systém vypne přívod CO2.
Senzory a regulátory mohou vydat poplach při překročení přípustné úrovně koncentrace a mohou zahrnovat systém nouzového větrání. Nyní jsou na trhu populární infračervené senzory CO2 navržené na principu dvojitého infračerveného paprsku.
Hadice a trubky z PVC pro přívod CO2
Otázka dodávek plynu do místnosti není obtížná a každý ji rozhodne nezávisle. Distribuční systém se obvykle skládá z plynovodu sestávajícího z potrubí (PVC nebo polypropylen), malých perforovaných plastových pouzder (50 mm) a připojených senzorů a klimatizačního zařízení.
Přímo do rostlin plyn vstupuje skrz otvory v náručí. Rukávy pro lano lze zavěsit na jakékoli úrovni - na lůžkách pro hnojení kořenového systému, na stojanech a mřížkách pro krmení listů a růstových bodů.
To umožňuje přesně a ekonomicky měřit plyn při téměř 100% koncentraci během dne do požadované pěstební oblasti. Rychlosti posuvu jsou regulovány v závislosti na klimatických ukazatelích a denní a sezónní dynamice fotosyntézy.
Biologické zdroje
Podívejte se
Pokud jsou na farmě zvířata, pak uspořádáním skleníku stěnou ze stodoly a vybavením obou místností přívodem a odsáváním, je možné zajistit dodávku oxidu uhličitého z dýchání zvířat, která zase obdrží kyslík z rostlin.
Rovněž rovnováhu a objemy plynů a regulaci bude nutné stanovit empiricky. Stejný způsob dodávání CO2 lze zajistit z pivovarů a lihovarů.
Oxid uhličitý pro okurky z hnoje
Hnůj a jiné organické látky poskytují rostlinám nejen živiny, ale také během kvašení emitují oxid uhličitý, jehož množství může zlepšit růst rostlinných plodin. To vytváří příznivé podmínky pro přívod vzduchu jak do kořenového systému, tak do leteckých částí rostlin.
Hnůj by měl být naředěn vodou v poměru 1: 3.
Dobrým příkladem je příběh, který se stal na přelomu 19. a 20. století v Timiryazevské akademii, kde se několik let pokusili pěstovat okurky ve sklenících, ale i přes vědecký přístup se jim to nepodařilo. Poté se vědci rozhodli obrátit se ke zahradníkům Kliny, kteří ve sklenících pěstují záviděníhodné plodiny okurek.
Pozvali zahradníka z Klinu a nabídli si pěstování okurek pro sebe ve skleníku Akademie, ale nechali ho v budoucnu používat tuto technologii. Trik spočíval v tom, že uvnitř místnosti byly nainstalovány nádrže se zředěným hnojem a oxid uhličitý emitovaný během fermentace oplodnil rostliny okurky.
Experimentálně bylo zjištěno, že při kontinuálním hnojení s oxidem uhličitým během dne je dosaženo maximálního (54%) zvýšení hmotnosti okurek.
Alkoholová fermentace
Alkoholická fermentace, jakož i mikrobiologický rozklad, je metoda výroby oxidu uhličitého. Umístěním plechovek s fermentovanou mladinou mezi rostliny je možné nasycení vzduchu oxidem uhličitým. Kvašení používejte vodu, cukr, droždí nebo mršinu a nevhodné ovoce a bobule a obilí (pšenice, žito).
Dalším způsobem je použití kopřivové fermentace.
Za tímto účelem naplňte nádobu třetinou trávy (čerstvé nebo sušené) a naplňte ji vodou. Fermentace trvá dva týdny. Směs se míchá denně, aby se uvolnil CO2. Chcete-li odstranit nepříjemný zápach, můžete do směsi přidat valerián (1-2 větve) nebo posypat prachem nahoru.
Fermentovaná směs se používá jako tekutá návnada. K regulaci průtoku se používají speciální uzávěry (CO2Pro), které se snadno našroubují na standardní plastové lahve.
Důležité! Fermentační pachy lze snížit, pokud dáte nádoby s moštem na vodní zámek, jak se to dělá při výrobě vína doma.
Pití šumivé vody jako zdroje oxidu uhličitého
Běžná láhev šumivé vody je dostupným, i když neúčinným zdrojem oxidu uhličitého. Asi 1–8 g oxidu uhličitého se rozpustí v 1 litru vody sycené oxidem uhličitým v závislosti na stupni obsahu plynu.
Tato metoda neumožňuje přesně stanovit koncentraci plynu a vypočítat optimální dávku, takže lze považovat za nouzové opatření ke zvýšení hladiny CO2 v malých objemech místnosti. Dalším způsobem použití šumivé vody jako hnojiva je saturace oxidu uhličitého z vodních válců pro zavlažování.
Přírodní zdroje oxidu uhličitého: vzduch a půda
Pokud skleník není vybaven systémem přívodu CO2, pak je atmosférický vzduch přirozeným zdrojem CO2 pro rostliny s pravidelným větráním místnosti a otevřenými trámy. To však poskytuje pouze třetinu denního požadavku.
Podívejte se
Další nízkou technologickou metodou pro přidávání CO2 je kompostování rostlinného materiálu a organických látek ve skleníku, což vede nejen k obohacení půdy makro- a mikroelementy, ale také k doplnění CO2 (až 20 kg / h z 1 ha).
Proces kompostování produkuje oxid uhličitý, ale uvolňují se také škodlivé plyny a vytvářejí se podmínky pro množení patogenů a hmyzu. Koncentrace CO2 generovaného tímto způsobem je obtížně kontrolovatelná a metoda je nespolehlivá.
Systém a generátor kysličníku uhličitého pro skleníky: odůvodněné či nikoli
Realizovatelnost výroby plynového generátoru by měla být nezávisle posouzena na základě jeho finančních a materiálních možností a nákladů práce.
Kromě instalace plynového generátoru ve formě kotle s velkým únikem tepla budete potřebovat systém pro dodávku plynu do skleníku (plynovod), měřící a regulační zařízení. Je tedy možné vytvořit systém samostatně, ale zhodnotit jeho racionalitu pro malé skleníkové oblasti je možné pouze pomocí matematických výpočtů.
Je mnohem jednodušší a levnější studovat alternativní zdroje oxidu uhličitého a jak je používat v uzavřených pozemních podmínkách. Například systém na zkapalněný plyn stojí asi 2 miliony rublů a pokud používáte plyn z lahví, náklady se sníží 10krát.
Důležité! Vysoká koncentrace oxidu uhličitého je pro živé organismy toxická, takže zvýšení hladiny na 10 000 ppm (1%) a vyšší během několika hodin eliminuje škůdce (molice, roztoče) ve skleníku.
Základní pravidla předkládání
Dávkování a časové období nasycení vzduchu ve skleníkovém CO2 závisí na ročním období a denní době, stupni utěsnění místnosti, intenzitě osvětlení a typu pěstovaných plodin.
Osvětlení
V důsledku fotosyntézy dostávají rostliny uhlohydráty pro růst a vývoj, zpracování oxidu uhličitého a vody pomocí světelné energie. Tyto 3 složky jsou důležité pro mechanismus otevírání stomat na povrchu listu a začátek výměny plynu mezi rostlinami a prostředím. Za intenzivního světla rostliny aktivněji spotřebovávají CO2 a zvyšuje se rychlost fotosyntézy.
Koncentrace CO2 v místnosti musí být udržována na 600–800 ppm. Při intenzivním osvětlení stoupá teplota ve skleníku a musíte otevřít větráky pro ventilaci, takže koncentrace se zvýší na 1000 až 1500 ppm.
Spotřeba CO2 na slunci je asi 250 kg / ha za denní světlo s uzavřenými okny. S otevřenými okny a větrným počasím - 500-1000 kg / ha. V zimě jsou dávky plynných hnojiv sníženy na 600 ppm, protože umělé světlo pomáhá urychlit fotosyntézu.
Čas krmení
Doplnění CO2 je nejúčinnější během období aktivního růstu rostliny během jasného období. Výroba CO2 by měla začít ráno dvě hodiny po zahájení osvětlení a do dosažení požadované úrovně koncentrace (1 hodina). Pak by měl být generátor vypnut. Hladiny CO2 se vrátí do prostředí před setměním.
Důležité! Ke zvýšení CO2 dochází pouze v hermeticky uzavřeném skleníku, protože infiltrace vnější atmosféry zředí koncentraci oxidu uhličitého v místnosti.
Druhý doplněk by měl být prováděn 2 hodiny před koncem denního světla a rostliny spí - výsledný oxid uhličitý bude účinně absorbován a zpracováván v noci.
Stanovení spotřeby oxidu uhličitého pro každou plodinu zvlášť
Plodiny, jako je lilek, okurky, rajčata, paprika, hlávkový salát a další, se nyní pravidelně pěstují v moderních sklenících, kde je kontrolováno světlo, voda, teplota, živiny a hladiny oxidu uhličitého, aby se vytvořily podmínky, které optimálně podporují růst.
Zvýšení koncentrace ze 400 na 1 000 ppm může stimulovat rychlost fotosyntézy rostlin a vést ke zvýšení výnosu o 21–61% u květin a zeleniny. Kromě toho hnojení oxidem uhličitým poskytuje dřívější výnosy (o 7 až 12 dní) a zlepšuje schopnost rostlin odolávat chorobám a škůdcům.
Pro vnitřní použití se doporučuje následující úrovně CO2 ve vzduchu (1000 ppm = 0,1%):
- okurky, rajčata - 0,2–0,3%;
- dýně, fazole - 0,3%;
- ředkvičky, salát - 0,2-0,25%;
- zelí, mrkev - 0,2-0,3%.
Různé rostliny mají různé požadavky na CO2, a to je také třeba vzít v úvahu.
Podle výsledků studií vykazovaly zeleninové plodiny při hnojení oxidem uhličitým takové vlastnosti:
Okurky | zvýšení výnosu a kvality ovoce o 25–30% při 1500–2000 ppm |
Rajčata | Výtěžek o 30% vyšší, zrání o 2 týdny dříve při 1000 ppm |
Lilek | O 35% vyšší výnos, o 2 týdny dříve zrání při 1000–1500 ppm |
Zelí | O 40% vyšší výnos při 800–1000 ppm |
Jahody | Výtěžek o 40% vyšší, dozrávání o 2 týdny dříve, bobule jsou sladší při 1000 až 1500 ppm |
Salát | výnos o 30–40% vyšší, předčasné zrání při 1000–1500 ppm |
Chřest | 30% nárůst výnosu, o 2 týdny dříve zrání při 800–1200 ppm |
Meloun | O 70% vyšší výnos, zlepšená kvalita ovoce při 800–1000 ppm |
Květinové plodiny (dieffenbachia, růže a chryzantémy) vykazovaly časné kvetení při 1000 ppm a zvýšily jeho kvalitu o 20%. U obilovin zvyšuje CO2 na 600 ppm výnos rýže, pšenice, sojových bobů o 13% a kukuřice o 20%.
Při pěstování hub je třeba mít na paměti, že oxid uhličitý brání rozvoji mycelia, a proto musí být místnost odvzdušněna, aby se snížila její koncentrace.
Důležité! Nadměrná hladina CO2 (5 000 ppm) může u lidí způsobit závratě nebo nedostatečnou koordinaci. V rostlinách jsou narušeny procesy respiračního metabolismu, růst a vývoj se zpomaluje, objevuje se nekróza listů a pupenů (neotevřou se úplně).
Po pochopení důležitosti fotosyntézy ve fyziologii rostlin a seznámení s metodami výroby oxidu uhličitého můžete správně a včas poskytnout skleníkové plodiny oxidu uhličitému a získat vysoce kvalitní plodiny.