无赖勇者鬼蓄美第1季:CO2施肥法

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/04/30 14:57:46
CO2施肥 

设施栽培CO2施肥技术初探  
 
  设施栽培增施CO2技术是实现蔬菜高产优质的重要技术措施之一。国外对CO2施肥技术研究较早,应用较普遍,增产效果十分明显。我国自70年代后开始对CO2施肥进行研究,并小面积应用,取得了较好的效果。随着生产的发展,目前,CO2来源等原因限制,该项技术的推广应用速度仍较缓慢。近年来,随着设施栽培面积急剧扩大,国外大型连栋温室与现代化栽培配套技术的引进和消化吸收,设施内CO2施肥作为一项高产、优质、抗病的技术措施,越来越受到园艺工作者和广大菜农的关注。  
  
  一、CO2在植物光合作用的地位与效应  
  
  光合作用是绿色植物生命活动的基本特征,是栽培作物生长发育的物质能量基础。作物通过根系吸收水分和无机盐类,利用空气中CO2在日光的照射下进行光合作用生成有机物质。作物干样质量的85%是糖及其他碳水化合物,其中的碳大多数来自于空气中CO2,所以它是植物光合作用的主要碳源,空气中CO2浓度高低直接影响着作物对光合作用的效率。  各种作物对CO2的吸收存在补偿点和饱和点。在一定条件下,作物对CO2的同化量和呼吸消耗量相等的CO2浓度即为CO2补偿点;随着CO2浓度升高光合强度也会增加,当CO2浓度增加到一定程度,光合强度不再增加,此时的CO2浓度被称为CO2饱和点;长时间的CO2饱和浓度可对绿色植物光合系统造成破坏而降低光合效率。将低于饱和浓度可长时间保持较高光合效率的CO2浓度称为最适CO2浓度;它们被统称为植物的CO2三基点。不同作物的CO2三基点有所不同,C4植物的CO2饱和点接近于0,C3植物的CO2补偿点一般在30~90ppm;植物的CO2饱和点则在1000~2000 ppm。最适CO2浓度一般为600~800 ppm。  空气中CO2浓度一般为300 ppm左右,虽然可基本满足作物光合作用的需要,但明显低于其作物所需的最佳浓度,因此,不能充分发挥作物的生产性能,特别是在设施内相对密闭的特殊条件下,日出后作物进行旺盛的光合作用,会使CO2浓度急剧降低,造成CO2亏缺。因而,在设施内增施CO2,使其保持较高的浓度,是强化作物光合作用、促进作物生长发育达到高产优质的有效技术措施。 
  
  二、设施环境与CO2施肥  
  
  自然界中大气CO2浓度有一定的日变化和年变化规律,一般为出前高、日中低,日较差在100 ppm左右。冬季高、夏季低,年较差在50 ppm左右。  与自然界完全不同,设施内环境是相对密闭的,可根据作物生育要求对栽培环境进行人工调控,如可调控设施内的光照、温度、水肥条件等。冬春季节为防寒保温,通风量很小,设施内CO2浓度变化规律一般为:日出前CO2浓度最高,可达1100~1300 ppm;日出后2小时则迅速降至250 ppm以下,中午放风前甚至可降至150 ppm,下午放风后基本可维持在300 ppm左右,晚上在密闭条件下,因呼吸作用及土壤释放等原因而逐渐增加至日出前的最高值。可见设施内CO2浓度日变化幅度明显高于露地。  
  
  日出前设施内有较高的CO2浓度,但因缺乏光照,作物不能进行光合作用;日出后作物进行旺盛的光合作用,生成大量的有机物质,设施内存贮的CO2很快被消耗掉,因其密闭,得不到外界的补充,因而会造成严重的CO2亏缺,使作物光合效率下降,光合产物减少,当CO2浓度为80 ppm以下时,其光合速率仅为CO2浓度300 ppm时的25%~35%。所以,CO2供给不足会直接影响作物正常的光合作用,而造成减产减收。  
  
  设施内特殊的密闭环境条件,一方面可以防止CO2逸散,使CO2 浓度有可能高于自然大气,增强光合作用,提高CO2的利用率;另一方面在不通风的条件下,若无CO2补充,因光合作用又易造成CO2亏缺,降低光合作用强度。所以,在设施内温光水肥等条件优化的基础上,CO2亏缺已成为制约光合速率的主要因素,此时增施CO2能显著提高光合效率,从而为设施高产优质创造必要条件。  
  
  三、设施内CO2施肥是实现优质高产的有效措施  
  
  1、有利于培育壮苗。增施CO2后可增强作物的光合作用,促进幼苗叶片叶绿素含量的提高,使叶片增厚浓绿。如黄瓜增施CO2后其叶片叶绿素含量由0.93mg.g-1增加到1.1 mg.g-1,提高18.75%,叶片干样质量增加23.73%。增施CO2还明显促进营养器官的生长,如使根系发达,茎粗增大,花芽分化节位降低,有利于壮苗的形成。例如:大棚内育苗CO2浓度达到900 ppm,可使番茄株高增加22%,茎粗增加8~11%,植株各部分干样质量增加50%左右,缩短育苗期,提高秧苗素质。因此设施内增施CO2是培育壮苗的有效途径之一。  
  
  2、加速作物生长发育。增施CO2之所以有效,除了因为补充的CO2有助于提高叶片细胞CO2浓度,直接提高了光合速率外,还可以消除黄瓜等作物"光合午休现象",延长了有效光合作用时间,从而使大量的光合产物向果实和根部输送,促进根系发达,提高吸水吸肥力,植株长势健壮,从而促进了果菜前期产量的增加。如有试验表明,辣椒前期产量增加20%~24%,番茄增加64%,黄瓜增加15%~42%。  
  
  3、增加产量改善品质。在适宜的重要依据下,增加温室CO2浓度可显著提高作物的经济产量并改良蔬菜的营养品质,提高商品率。试验表明,温室生产黄瓜、番茄、辣椒、莴苣等蔬菜或甜瓜、草莓和西瓜等瓜果时,当CO2浓度倍增时,其产量平均提高20%~40%。在番茄上表现为促进番茄单果质量的提高和收获果数的增加。  增施CO2后,由于光合产物增多,对蔬菜品质有明显改善。如施用600 ppm CO2可使番茄果实中全糖与可溶性固形物含量提高21.8%和14.8%,番茄单果质量亦明显增大;使黄瓜、番茄产品VC含量增加,可使甜瓜单瓜质量增加15.5%。含糖量亦有增加等,对其外观质量与内在品质均有明显改善。  
  
  4、提高作物抗病能力。蔬菜增施CO2后,其植株健壮,叶片肥厚,抗病力大为增强,从而相应降低了温室病害的发生率和危害程度。例如番茄的蕨叶型病毒病发病率降低32%,病情指数降低50%,对黄瓜霜霉病防效提高20%。  
  
  四、设施内CO2施肥方法和实用技术  
  
  1、设施内施放CO2方法  
  
  (1)通风换气法。采用强制通风或自然通风。在设施内CO2浓度低于大气中CO2浓度时,通风法可迅速补充CO2亏缺,使设施内CO2浓度增加至与大气CO2浓度相同,约300 ppm,具有成本低、易操作的特点,目前生产中应用最广。但由于该法只能使CO2浓度增加到300 ppm,达不到作物光合作用最适浓度,且易受外界气温限制,冬季使用有一定困难。  (2)土壤施肥法。通过向土壤施用可产生CO2的各种肥料,利用其分解缓释出的CO2持续不断地补充于设施内,供给植物生长发育的需要。但CO2浓度不易调控,当晴天上午需要高浓度CO2时,往往增加量不大而无法满足作物生长的需要。  
  
  (3)生物生态法。通过实行蔬菜与食用菌培养间作,菌料发酵中可产生CO2或发展种养一体的棚室蔬菜生产,利用动物产生的CO2供给蔬菜生长,是一种很好的生物CO2供给法。有些地区发展"种、养、沼"三位一体生物生态法,向作物提供CO2是简易且经济有效的CO2施肥法,应大力倡导积极推广。  
  
  (4)化学反应法。①利用酸与碳酸盐反应生成CO2的方法,是目前设施内增施CO2的主要方式。原料来源广泛,成本低廉,方法简便。所用原料为硫酸和碳酸氢铵化肥,反应后可生成CO2和硫酸铵肥料,不产生对作物有害物质。一般每667m2的温室大棚,每天用碳酸氢铵3~4kg,加入硫酸2.0~2.5kg。这样可使设施内CO2浓度达约1000 ppm,其计算公式为:  每日用碳酸氢铵量(g)=设施内体积(m3)×所需CO2浓度×0.0036  每日用硫酸量=每日需要碳酸氢铵量×0.62  ② CO2施放点分布。由于CO2比空气重,扩散缓慢,应多设施放点才能使CO2浓度分布均匀,每个施放点控制面积以20 m2左右为宜,每667 m2设置30~40个点,施放点可挖0.3m×0.3m×0.3m的小坑,为使CO2分布均匀,也可用塑料桶挂至距地面0.5m的高度,内加硫酸和碳酸氢铵作为施放点,有利于CO2扩散均匀和被植物吸收利用。  ③施用方法。在桶内或地面的小坑内,可一次加入稀释后硫酸3日量0.7~1.0kg每天于揭苫后将碳酸氢铵日用量分别加入到30~40个坑(桶)内,每个坑(桶)内加入100g左右,使酸和碳酸氢铵反应生成CO2。  为了简化CO2施肥方法,目前生产上 应用了简易塑料桶CO2发生装置,其主要结构有贮酸罐、CO2净化吸收桶与输气导管部分组成,通过控制硫酸供给量可有效控制CO2生成量。  
  
  (5)燃烧法。通过燃烧煤或其它碳氢化合物等燃料产生CO2。例如:解放军二炮科技开发公司研制开发的"CO2气肥发生器",是将煤燃烧产生的气体,经过滤除去SO2等有害气体,获得较纯净的CO2,通过管道输入到设施内。燃烧1kg煤炭或液化石油气,可产生3kg CO2,具有应用时间、浓度易调控,方法简便等优点,但成本较高。此外还可以沼气、丙烷、酒精等为燃料,燃烧产生CO2,进行设施内CO2施肥。  
  
  (6)液态(钢瓶) CO2法。液态CO2是一些化工厂、酿造厂的副产品,纯度很高,一般一个40L的钢瓶内可装放25kg 纯净的CO2,不含有害气体。使用时开启减压阀门,通过出口压力和开启时间控制CO2施用量,与有孔的塑料管连接可将CO2气均匀地分布到设施内的各个角落,使用时间、数量、浓度可自由调控,安全方便,但成本较高,适用于大型连栋温室或高产值作物应用。  
  
  2、设施内CO2施肥技术  
  
  (1) CO2施用时期。在蔬菜生育初期即可施用,如果菜类育苗阶段增施CO2,对缩短苗龄、促进花芽分化、培育壮苗作用明显;果菜类坐果及果实膨大期是增施CO2的最佳时期;一般番茄、甜瓜开花后10~15天,黄瓜开花后增施CO2可强化光合作用,制造更多的营养物质,充分满足作物生育对养分的需求,对连续开花坐果的黄瓜、番茄、茄子等效果更为明显。  每天施放的时间,应根据设施内CO2浓度日变化规律,早晨揭苫后半小时开始施放CO2,晴天持续施放2小时以上并维持较高浓度,至通风前1小时停止,阴雨天无日光天气应停止施放。  
  
  (2) CO2施用浓度。施用


CO2施肥技术介绍

日光温室CO2施肥技术是实现蔬菜生产高产优质的重要技术措施之一。国外对其研究较早,应用较普遍,增产效果十分明显。我国自70年代后开始对CO2施肥技术进行研究,并小面积应用,取得了较好的效果。但由于技术条件,经济水平,CO2来源等原因限制,使得该项技术的推广应用速度仍较缓慢。近年来,随着各类设施栽培面积急剧扩大,设施内CO2施肥作为一项高产、优质、抗病的技术措施,越来越受到广大菜农的关注。

 

1、CO2施肥的原理

①光合作用是绿色蔬菜生命活动的基本特征。蔬菜通过根系吸收水和无机盐类,利用空气中的CO2在日光的照射下进行光合作用生成有机物质,空气中CO2浓度的高低直接影响着蔬菜光合作用。

②蔬菜对空气中的CO2浓度最低需要点为30-90ppm

最高需要点为1000-2000ppm

最适需要点为600-800ppm

③大气中的CO2浓度一般为300ppm。其变化规律为:日出前高,日中低,日较差在100ppm左右;冬季高,夏季低,年较差在50ppm左右。

④日光温室与自然界不同,环境相对密闭,并可椐蔬菜生育要求进行人工相对调控,内部CO2浓度变化规律一般为:

日出前最高,可达1100-1300ppm

日出后2小时,迅速降至250ppm以下

中午放风前甚至可降到150ppm以下

下午放风后基本可维持300ppm左右

晚上在密闭条件下,因蔬菜呼吸作用及土壤释放等原因而逐渐增加到日出前的最高值。

⑤日出前,日光温室内有较高的CO2浓度,但因缺乏光照,蔬菜不能进行光合作用,日出后蔬菜进行旺盛的光合作用,生成大量的有机质,温室内存贮的CO2很快被消耗,但因其密闭,得不到外界的补充,因而会造成严重的CO2亏缺,使蔬菜光合效率下降,光合产物减少,当CO2浓度为80ppm以下时,其光合速率仅为CO2浓度300ppm时的25-35%,所以CO2供给不足会直接影响蔬菜正常的光合作用,而造成减产减收。

⑥日光温室内特殊的密闭条件,一方面可防止CO2逸散,使CO2浓度有可能高于自然大气,增强光合作用;另一方面,在不通风的条件下,若无CO2补充,易CO2亏缺,降低光合作用,所以,在设施内温、光、水、肥等条件优化的基础上CO2亏缺已成为制约光合作用的重要因素,此时增施CO2能显著提高光合效率,从而为日光温室蔬菜高产、优质、抗病创造必要的条件。

 

2、CO2施肥效果

①有利于培育壮苗。可使秧苗叶片增厚、浓绿,根系发达,茎粗增大,花芽分化节位降低,缩短苗龄等。

②加速蔬菜生长发育、促进植株根系发达、提高吸收肥水能力,生长健壮。

③增加产量、改善品质、提高蔬菜的前期产量。

 

蔬菜种类

施用CO2浓度

增产率

黄瓜

790

41%

番茄

900

30%

甜椒

1000

33%

莴苣

800

30%

甜瓜

700

37%

④提高蔬菜抗病能力,例如对黄瓜霜霉病的防治效果可提高20%,番茄病毒病发病率降低32%,病情指数降低50%。

 

3、CO2施肥方法

①CO2施肥种类、原理、方式、优缺点介绍

 

方法名称

原理

方式

优点

缺点

通风换气法

与大气交换来补充室内CO2亏缺

1、强制通风

2、自然通风

1、成本低2、易操作

3、应用广泛4、安全、易行

1、CO2浓度只能增加到300ppm,而达不到蔬菜所需的CO2最适浓度2、受外界气温限制、冬季使用有困难

土壤施肥法

给土壤施入可产生CO2的各种肥料利用其分解出的CO2来持续不断地补充室内CO2

增施有机肥法

深施碳铵法

成本低、易操作、应用广泛、兼有他用、安全、易行

效果缓慢、易产生有害气体、不易控制

固体CO2颗粒肥法

成本低、方法简单、易行、安全

不易控制

生物生态法

通过室内其它有用生物活动释放CO2来补充蔬菜所需的CO2

1、蔬菜与食用菌培养间作2、“种养沼”三位一体

多方面利用、安全、简单易行、成本低

效果缓慢、不易控制

化学反应法

利用酸与碳酸盐的反应生成CO2

硫酸碳铵法固体酸碳铵法

成本较低、效果明显、气体纯

不太安全、操作繁琐

电解法

电解原理

工业式

气体纯、气量大、易控制

成本昂贵、只适于现代化保护地生产

燃烧法

通过燃烧反应产生CO2

固体燃烧法(如木材、煤、焦等)液体燃烧法(如白煤油等)气体燃烧法(如石油气、天燃气)

使用方便、易于控制、产气量大、有温度正效应

成本偏高

易产生有害气体

纯CO2法

纯CO2在室温下蒸发或升化来产生CO2

液态(钢瓶装)法、固体CO2(干冰)法

CO2纯净、施用方便、劳动强度低、气量大

成本高、投资大、有显著的温度负效应、运输不便

 

②硫酸碳铵法介绍

a、该法是目前日光温室增施CO2的主要方式之一。其原料来源广泛,成本较低,方法简便。所用原料为硫酸(比重1.84g/cm3)和碳酸氢铵化肥,反应后可生成CO2和硫酸铵肥料,不产生对作物有害物质。一般每667m2的温室,每天用碳酸氢铵3-4kg,加入硫酸2.0-2.5kg(注意为防止反应时泡沫四溅,可预先将硫酸与水按1:3的比例稀释,稀释时将硫酸缓缓加入到水中,并不断搅拌)。这样可使设施内CO2浓度达约1000ppm,其计算公式为:

每日用碳酸氢铵量(g)=设施内体积(m3)×所需CO2浓度×0.0036

每日用硫酸量=每日需要碳酸氢铵量×0.62

b、CO2施放点分布

由于CO2比空气重,扩散缓慢,应多设施放点才能使CO2浓度分布均匀,每个施放点控制面积以20m2左右为宜,每667m2设置30-40个点,施放点可挖30cm见方小坑,为使CO2分布均匀,也可用塑料桶挂至距地面0.5m的高度,内加硫酸和碳酸氢铵作为施放点,有利于CO2扩散均匀和被植物吸收利用。

c、施用方法

在桶内或地面的小坑内,可一次加入稀释后硫酸3日量0.7-1.0kg,每天于揭苫后将碳酸氢铵日用量分别加入到30-40个坑(桶)内,每个坑(桶)内加入100g左右,使酸和碳酸氢铵反应生成CO2。

为了简化CO2施肥操作方法,目前生产上推广应用了简易塑料桶CO2发生装置,其主要结构有贮酸罐、反应罐、CO2净化吸收桶与输气导管等部分组成,通过控制硫酸供给量可有效控制CO2生成量。该装置已有市售。

③CO2气肥棒法介绍

该法是目前日光温室增施CO2的适用方法之二。由山西法宝高新技术有限公司研制开发的高效CO2施肥棒具有:产气最大、气体纯净、使用方便,施放量容易控制,贮运安全,成本较低,兼有一定增温效应等特点。其使用方法是:根据温室面积(或体积)一般按照1支/100m2将气肥棒均匀分布置于地面然即可。

 

4、日光温室内CO2施肥技术

①CO2施肥时间与时期:

在一天之中日出后30分钟,设施内CO2浓度逐渐下降,温度达到15℃时,开始施入CO2最为合适。作法是:在施放CO2以前,密闭的棚、室可以先揭开通风口小通风,以降低棚、室内的温度。日出后关闭通风口,让棚、室升温,过半小时再施用CO2。在蔬菜生育初期即可施用,如果菜类育苗阶段增施CO2,对缩短苗龄、促进花芽分化、培育壮苗作用明显;果菜类坐果及果实膨大期是增施CO2的最佳时期,一般番茄、甜瓜开花后10-15天。每天施放的时间,应根据设施内CO2浓度日变化规律,早晨揭苫后半小时开始施放CO2,晴天持续施放2小时以上并维持较高浓度,至通风前1小时停止,阴雨天气应停止施放。

②CO2施用浓度:

施用CO2的最适浓度与作物种类、生育阶段、天气状况等密切相关,在温、光、肥等较为适宜的条件下,一般蔬菜作物在600-1500ppmCO2浓度下,光合速率最快,其中,果菜类以1000-1500ppm、叶菜类以1000ppm的浓度为宜。

欧美及日本等许多国家以1000ppm CO2浓度为标准,芹菜用1000-1200ppm,黄瓜、茄子、青椒用800-1500ppm,番茄、甜瓜用500-1000ppm,若连续长期应用,选择适宜浓度的低限较为经济且效果稳定。

③增施CO2应注意的问题

a、在水肥充足、气温较高、光照较好的条件下,设施密闭环境中增施CO2对促进作物生长发育获得高产优质效果明显。施放时间在上午放风前进行,通风后或全天通风后以及阴雨天无光照的条件下不宜进行CO2施肥。

b、大温差管理可提高CO2施肥效果,上午在较高温和强光下增施CO2,利于光合作用制造有机物质;而下午加大通风,使夜间有较低的温度,增加温差有利于光合产物的运转,从而加速作物生长发育与光合有机物的积累。

c、由于CO2比空气重,为使增施的CO2能均匀施放到作物功能叶周围,应将CO2发生装置或输气管道置于植株群体冠层高度位置,并采取多点施放或增加施放管上的孔数以保障其均匀性,使增施的CO2得到充分而有效的利用。

d、化学反应使用的硫酸腐蚀性强,因此要注意使用的安全性,包括稀释硫酸时应将硫酸沿器壁倒入水中,加强搅拌;容器不能用金属材料;操作时应尽量戴防护手套、眼镜,以防操作人员皮肤、衣服被烧破;待其反应完全终止,残液在充分稀释后再利用,以防余酸对作物产生危害。

e、燃烧法由于燃烧不同及燃烧程度差异,可能在所产生的气体中混有CO等有害气体,因此一定要采取措施加以滤除,防止其对作物产生不利影响。

f、长时间高浓度地施用CO2会对作物产生有害影响,如使植株老化、叶片反卷、叶绿素下降等,因此,使用浓度应略低于最适浓度,适当减少施用次数,同时加强水肥管理。

g、施用CO2期间,应使棚室保持相对密闭状态,防止CO2气体逸散至棚外,以提高CO2利用率,降低生产成本。

h、设施栽培蔬菜作物种类不同,发育期不同,其植株群体高度也有差异,叶面系数均有不同,应根据作物生育期和株体高度调节CO2补给量。

 

CO2气肥技术原理与应用

 一.技术原理:
  CO2是光合作用的原料。试验研究表明:如果把CO2浓度从大气的浓度(300PPM左右)提高到1000PPM,植物的光合效率可提高一倍以上;而如果把CO2浓度降低到50PPM,光合作用因缺乏原料而停止。CO2浓度在100~2000PPM内,作物产量随CO2浓度增加而提高。
  二.大棚内为什么要施用CO2?
  理由有二条:一是大棚栽培棚内CO2不足,有资料表明:大棚内CO2浓度一天的变化是日出前约为500~600PPM;日出后,植物光合作用吸收大量CO2棚内CO2浓度可下降到100PPM以下。二是大棚是一个密闭设施,为增施CO2创造了条件,增施的CO2气肥不易跑掉,对CO2的浓度容易进行控制。
  三.增施CO2气肥的主要作用
  根据各地在草莓、西瓜、茄子、黄瓜、番茄、地蒲、南瓜等作物上增施CO2气肥,主要有五个方面作用:一是提高植物的光合效率,使植株生长健壮;二是可提高农产品的内外品质,增加效益;三是提高产量,尤其是瓜果类的前期产量;四是提早上市时间;五是可增强植株的抗性,提高产品的耐贮藏性。
  四.施用方法:
  1.施用量
  按作物分:草莓、西瓜、芹菜、黄瓜、番茄等作物棚内适宜CO2浓度为1000~1300PPM,西红柿、辣椒等为800~1000PPM;
  按生产时期分:一般是定植一周后开始施用,前期浓度可低一些,生长旺盛浓度可适当提高,农户灵活掌握施用。
  2.施用方法
  ⑴加料:将15公斤碳铵加入反应桶,捣碎大块,整平,加半过滤桶水→将出酸管放在桶中央→加上内盖,拧紧外盖;
  ⑵连接输气管:将过滤桶加水至水位线→放置好发生器(长度在50米以上应放在大棚中央)→架设好输气管(离地高度2米左右),每间隔1~1.5米打一个直径2mm左右的孔,远离反应桶处可适当增加打孔密度;
  ⑶日常操作:根据作物及作物生长情况、面积大小及用量对照表将反应液加入定量桶→将定量桶挂定,反应液出口处略高于入口处10~20cm即可→缓慢打开反应液阀门,送气开始→反应结束后关闭阀门;
  ⑷施用时间:晴天上午7~9时放施,放施后闭棚1.5~2小时;如气温较高,需在8:30开棚放气的,可提早放CO2气肥,但要保证闭棚时间2小时。阴雨天停止施用。
  五.注意事项:
  ●由于二氧化碳反应液有一定的腐蚀性,在加液或换液时要注意安全,防止药液飞溅到人身上和直接接触皮肤,如操作不慎药液飞溅上身上应立即用水冲洗干净。药液溅到衣服上也应立即漂洗,以防损坏衣物。
  ●反应液和发生器的放置必须安全可靠,严禁儿童接触,以保安全。
  ●CO2要连续施用,不能突然停止,只要有1.5~2小时的闭棚时间,都可继续施用CO2。
  ●等量反应结束后,桶内的溶液和沉淀物主要是硫酸铵,倒出前要作酸碱度检验——即取少量碳铵放入反应桶内,如果没有气泡出现,说明无残酸;如果有气泡出现,应继续缓慢加入碳铵,直至无气泡产生。
  ●残液为优质肥料,放置2天后施用,施用时必须按1:100稀释。

 

温棚CO2施肥技术及气害防治措施

由于温棚蔬菜的设施环境相对密闭,特别是冬春季节为防寒保温,
  通风量减小,导致温棚内CO2含量严重不足,使蔬菜光合效率下降,
  光合产物减少,导致温棚蔬菜产量低和品质劣。温棚内增施CO2气肥,
  可提高叶绿素含量,使植株生长健壮,增加蔬菜产量,改善产品品质。
    
    施肥方法
    提高温棚内空气中CO2浓度的方法很多,如利用钢瓶装液态CO2释
  放法,燃烧煤或其它碳氢化合物等燃料产生CO2法,通过实行蔬菜与
  食用菌培养间作或发展种养一体的生物生态法。但这些方法是在产生
  CO2的同时,也产生了有害气体,或是成本费用高,操作不方便,都
  不太理想。目前较为常用的增施CO2的方法是化学反应法及土壤施肥
  法。 
    1、化学反应法 利用硫酸和碳酸氢铵的化学反应生成CO2的方法,
  其副产品硫酸铵可作肥料使用。一般每667平方米的温棚,每天用碳
  酸氢铵3千克~4千克,加入96%的浓硫酸2千克~2.5千克,这样可
  使温棚内CO2浓度达1000ppm。具体操作时,可使用市场上出售的CO2
  发生器,也可用小型塑料桶。浓硫酸使用前要与水按体积比1:3配制
  稀释,稀释时将浓硫酸缓慢倒入水中,严禁将水倒入浓硫酸中。每座
  温棚设CO2施放点6个~10个,将桶均匀悬吊在温棚内,桶口高度略高
  于蔬菜生长点的高度,以利于CO2扩散均匀和被蔬菜吸收利用。进行
  化学反应时,可先将塑料桶内放人碳酸氢铵,然后注入稀释好的硫酸;
  亦可先将稀释好的硫酸放入桶内,然后加入所需的碳酸氢铵。总之要
  使硫酸反应完全,直至加入碳酸氢铵不产生气泡为止,以减少废液的
  酸度,用毕的废液对水50倍以上作追肥用。 
    2、土壤施肥法 通过向土壤施用可产生CO2的各种肥料,利用其
  分解缓释出的CO2持续不断地补充于温棚内,供给蔬菜生长发育的需
  要。常用的土壤施肥法包括:(1)增施有机肥法。利用各种有机肥
  施入土壤后在土壤中分解而产生CO2;(2)深施碳酸氢铵法。在蔬菜
  株行间将碳酸氢铵按每平方米10克~15克埋入8厘米~10厘米土层中,
  每月2次~3次,利用其自然分解产生的CO2增加温棚内CO2浓度;(3
  )固体CO2颗粒肥法。利用市售的球形固体CO2颗粒肥,采用沟施、穴
  施等方法施入土壤,让其缓慢释放CO2,每隔30天~40天施用一次,
  此法效果明显,使用安全。 
    塑料大棚内有害气体的种类及危害
    1、氨气和亚硝酸气体 这两种气体主要来自施入土壤的氮素化
  肥和有机肥,尤其在施肥过量和土壤干旱的情况下,肥料遇到棚内高
  温,就会在短期(一般在施肥后3天~4天)内分解产生大量氨气。当
  氨的浓度超过5ppm时,一些敏感蔬菜,如黄瓜、番茄等就会受到伤害,
  最初叶片像被开水烫过一样,干燥后变成褐色;氨的浓度达到4%时,
  蔬菜秧苗经24小时即会死亡。亚硝酸气体在空气中的含量达到2ppm~
  3ppm时,会使茄子、番茄、辣椒等敏感蔬菜受害,其症状主要发生在
  靠近地面的叶片上,很少危害新叶,开始也像被开水烫过一样,其后
  由于亚硝酸的酸化作用,使叶脉间逐渐变白,严重时仅留叶脉,叶肉
  漂白而枯死;这种情况多出现在施肥后的10天~15天。检验塑料大棚
  内氨气和亚硝酸气体是否过量,最简便、最常用的方法,是测定从大
  棚顶上滴下的水滴的酸碱度,即PH值。正常情况下,水滴的PH值为7
  .0~7.2,即中性或略显碱性,如水滴为碱性,说明氨气过多;水
  滴呈酸性,则亚硝酸气体过多。PH值在5.5以下,即会造成危害。
    2、一氧化碳和二氧化硫气体 塑料大棚采用煤火加温时,由于
  燃烧不完全或烟道不通畅,往往会产生大量的一氧化碳和二氧化硫气
  体。这两种气体的危害可以分为三种类型:一是隐性中毒,蔬菜本身
  没有明显可见的被害症状,只是同化机能降低,品质变差,一般对产
  量影响不大;二是慢性中毒,
    气体从叶片背面的气孔侵入,在气孔及其周围出现褐色斑点,表
  面黄化;三是急性中毒,产生与亚硝酸气体危害相似的白化症状。
    3、塑料薄膜本身散发的有毒气体 有些塑料薄膜在使用过程中,
  会产生一些挥发性物质,这些物质能通过叶片上的气孔或水孔侵入植
  株内部,破坏细胞组织及叶绿体,使光合作用明显减弱,严重影响蔬
  菜的产量和品质。有资料表明,邻苯二甲酸—2—异丁酯溶解在棚膜
  水滴中的量达到10ppm~30ppm时,水滴经雾化或通过根部及叶面被蔬
  菜吸收后,都会发生严重的毒害作用;空气中氯气的浓度达到0.1pp
  m,接触2小时就能使萝卜受害,浓度达到0.5ppm~0.8ppm,只需要
  接触4小时就能使大多数蔬菜受到伤害,最初在叶脉间出现白色或浅
  褐色的不规则的点状或块状伤斑,严重时整个叶片变白甚至脱落;保
  护地内乙烯气体的浓度达到1ppm以上时,可使蔬菜叶缘和叶脉之间发
  黄,而后变白直至枯死。
    另外,在大棚内燃用烟雾剂类农药过量时,也会对蔬菜造成危害,
  如燃用百菌清烟熏剂过量,会使蔬菜叶顶及边缘组织萎蔫死亡,尤其
  在高温、高湿条件下,受害更严重。
    施肥时期及时间
    温棚蔬菜在各生育阶段施肥效果不同。苗期增施CO2可缩短苗龄,
  加速发育,促进花芽分化,利于培育壮苗;定植后至缓苗前不要施CO
  2,缓苗后施用时要控制CO2用量,防止植株徒长;果菜类坐果及果实
  膨大期是增施CO2的最佳时期,施肥要持续一个月,中途不能停止使
  用,以免引起植株早衰。
    每天施放的时间应根据温棚内CO2浓度日变化规律而定。早晨揭
  苫后半小时开始施放CO2;晴天持续施放2小时以上并维持较高浓度,
  至通风前1小时停止;阴雨天气应停止施放。
    施肥注意事项
    1、由于CO2比空气重,为使增施的CO2能均匀施放到作物功能叶
  周围,应将CO2发生装置置于植株群体冠层高度位置,并采取多点施
  放以保障其均匀性,使增施的CO2得到充分有效的利用。 
    2、长时间高浓度地施用CO2会对蔬菜产生有害影响,如使植株老
  化、叶片反卷、叶绿素下降等。因此,使用浓度应略低于最适浓度,
  适当减少施用次数,同时加强肥水管理。 
    3、施用CO2期间,应使棚室保持相对密闭状态,防止CO2气体逸
  散至棚外,以提高CO2利用率,降低生产成本。
    施肥浓度
    空气中CO2浓度一般为300ppm左右,但一般蔬菜作物CO2浓度在60
  0ppm~1500ppm以下时,光合速率最快,其中,果菜类CO2浓度以1000
  ppm~1500ppm为宜、叶菜类以1000ppm为宜。
    蔬菜缺乏二氧化碳的症状与补救措施
    1、大棚蔬菜缺乏二氧化碳的症状:①二氧化碳充足的蔬菜,植
  株生长健壮,叶绿素含量高,叶色暗绿有光泽,缺乏二氧化碳的蔬菜,
  叶色暗无光泽,植株长势差。②二氧化碳充足的蔬菜开花早,雌花多,
  花果脱落少,缺乏二氧化碳的蔬菜开花晚,雌花少,花果脱落多。③
  二氧化碳充足的蔬菜嫩枝叶上冲有力,缺乏二氧化碳的蔬菜叶低平,
  与主枝垂直或下垂,叶面出现斑点,或凸凹不平,或黄枯腐烂。另外,
  如果靠近通风口的一两棵蔬菜长势强壮、结果多、果实发育好,而远
  离通风口的蔬菜则长势差,花果脱落多,坐果稀少,迟迟不长个,也
  是判断棚内缺乏二氧化碳的重要依据。
    2、补救措施:主要有两种,一是加强通风换气,促进棚内外气
  体交换;二是进行二氧化碳施肥。二氧化碳施肥是蔬菜保护栽培中增
  产效果极为显著的一项新技术,增产幅度一般都在30%左右,尤其对
  于冬暖型大棚的冬季生产和春用型大棚的早春生产,增产的效果更为
  明显。二氧化碳施肥的最佳时间,一般在日出后不久,即11月至来年
  1月为9时,1月下旬至2月下旬为8时,3月至4月为6时30分至7时;施
  用时期以果实迅速膨大期效果最好。施用浓度一般在1000ppm左右;
  冬暖棚黄瓜以苗期1300ppm~1700ppm、坐果期1500ppm~2000ppm为宜,
  施放量过大会危害叶片,发生焦边等现象,不利于光合作用,并对人
  体健康有害。另外,进行二氧化碳施肥的大棚,白天的温度应相应提
  高3℃~4℃,夜间的温度变幅要略为加大,上半夜略高,下半夜略低,
  以提高施肥效果。 
    怎样避免大棚气害
    大棚内的有害气体,不仅影响蔬菜的生长发育,同时也直接危害
  着菜农的身体健康。因此,一定要积极采取措施进行防治。
    l、科学施肥 大棚蔬菜施肥,应以优质土杂肥为主,适当增施
  磷、钾肥,尽量少施氮肥,不施饼肥和人粪尿,并坚持以底肥为主,
  追肥为辅。追肥要严格按照“少量多次”的原则,防止过量施肥;一
  般追施尿素时,以每10平方米不超过0.6公斤为宜。追肥方法采用开
  沟深施,施后接着用土盖严,并及时浇水,将肥料稀释。
    2、及时通风换气 利用中午气温较高时,打开通风口,使空气
  流通;即使在阴天或雪天,也要在中午进行短时间的通风换气,以尽
  可能地减少棚内有害气体,降低空气湿度。
    3、减少毒气源 塑料大棚采用煤火加温时,要尽量使燃料充分
  燃烧,并在火炉上安装烟囱,将有害气体导出棚外。
    4、选用无毒塑料薄膜 不使用掺入较多增塑剂的塑料薄膜作棚
  膜。
    5、补救措施 发现大棚蔬菜遭受二氧化硫危害,及时喷洒碳酸
  钡、石灰水、石硫合剂或0.5%合成洗涤剂溶液;黄瓜遭受氨气危害,
  在叶的反面

 

大棚蔬菜CO2施肥技术

  大棚蔬菜生产是在相对密闭的栽培场所,早晨半小时后CO2浓度约为100*10-6,比室外少200*10-6,比蔬菜作物所需CO2饱和浓度少900*10-6。由此可见,大棚蔬菜作物处于缺少CO2的饥饿状态,限制了光合作用,制约了生长发育,严重影响了蔬菜的产量和品质。实行CO2施肥后可大幅度提高大棚蔬菜产量,改善蔬菜品质,增加大棚生产的经济效益。为此,我们总结我市多年生产实践经验,摸索出大棚蔬菜CO2配套施肥技术,现介绍如下:
    一、选用廉价肥源
    目前,生产上利用CO2肥源较多,有直接利用工业副产品CO2,有利用白煤油或液化石油气燃烧生成CO2,这些肥源成本高,且易污染室内。最好肥源是用稀硫酸加碳酸氢铵生产CO2,价格低,原料来源广,操作方法简单,应用效果好,无污染,是目前生产上广泛采用的肥源。以大棚内面积为基数,定量将稀硫酸装入手提的塑料桶中,然后将碳酸氢铵逐渐放入桶内,生成CO2,3~5分钟反应完毕,人也从棚室尽头走到棚室出口,提出塑料桶。生成的硫酸铵回收后作肥料施入蔬菜。
  每日所需硫酸的用量(克)=每日所需碳酸氢铵的量(克)*0.62
  每日所需的碳酸氢铵的量(克)=大棚体积(米3)*计划CO2浓度*0.0036
    二、确定经济CO2施肥浓度
    作物光合作用是由光合面积、温度、光照、水分及营养条件所决定,在正常条件下蔬菜的CO2饱和点为1000*10-6,但不同作物品种随着叶面积、温度、光照的变化CO2饱和点也发生变化。生产实践证明,大棚蔬菜CO2施肥,在蔬菜作物生长的中前期,叶面积系数小,CO2施肥浓度应在600~800*10-6为宜。温度低,光照弱时,CO2施肥浓度应在800*10-6为宜。高于1000*10-6有增产作用,但成本较高,经济效益低,而且会导致气孔开放度缩小,降低蒸腾速度,使叶温升高,出现萎蔫现象。
    三、把握好施肥时期和施肥时间
    大棚蔬菜整个生育期施用CO2均有增产效果,但差异较大,苗期叶面系数小,吸收CO2量小,利用率低,施用CO2虽有壮苗作用,但易产生植株徒长,因此,定植至缓苗期不施CO2气肥,苗期也不施或少施气肥。叶菜类在起身发棵期开始进行CO2施肥,此期叶片活力强,叶面积系数增大,光合生产率高,CO2利用率高,增产幅度大。茄果类在开花坐果至果实膨大期为CO2施肥最佳时期,此期进行CO2施肥,叶面积系数大,吸收CO2多,光合生产率高,有机物质积累多,促进果实膨大,提高果实产量。施肥时间应在日出半小时后开始,随着光照强度增大,温度提高,施用CO2浓度逐渐加大。达到确定的饱和浓度为止。一般中午放风前半小时停止施用,阴雨天不施肥。
    四、加强地下肥水管理
    经CO2施肥后的作物,地上养分增加,光合作用增大,根系吸收能力增强,生理机能改善,施肥量也要相应增加,为避免肥水过大造成作物徒长,茄果类蔬菜应注意适当增加磷钾肥,瓜类和叶菜类适当增施氮肥,使地上地下趋于平衡。
    五、提高温度和光照
    作物的光合作用是在温度和光照条件下进行,大棚蔬菜实行CO2施肥后,要相应提高室内温度和光照。生产实践证明,当CO2浓度达到1000*10-6时,白天室内温度应提高3oC~4oC,施肥停止后,按正常温度管理。上半夜温度比正常温度略高,下半夜则略低,要堵好棚壁塑料薄膜空隙,提高室内保温性能,减少CO2外渗量,提高CO2的利用率。早晨日出揭苫时及时清除棚顶灰尘和障碍物,增强室内光照强度和升温速度,提高CO2施肥效果。

 

设施蔬菜CO2施肥技术

增产效果
  叶菜类蔬菜的增产效果与光合CO2同化有直接关系,瓜果类蔬菜的增产与CO2的较广泛的生理效应有关。保护地增施CO2,从生理上讲解决了保护地内作物的碳饥饿,提高了光合效率,增加了干物质;从形态上看,增施CO2可促进营养生长和生殖生长,茎粗增加,叶片增多,长势旺盛,结果数增多;从抗逆性上看,提高了抗逆性和抗病性。试验知道,增施CO2,一方面作为光合作用的底物参与碳同化循环,另一方面提高了CO2与O2的比值,抑制了碳的氧化――光呼吸,因此光合速率提高。另外还测定了断光后的CO2的猝发,结果表明,随外界CO2浓度的提高,细胞间隙的CO2浓度增大,猝发强度减小。尽管CO2浓度增加使气孔开度减小,气孔阻力增加,但高浓度CO2下,细胞间隙CO2浓度对光合强度影响更显著,细胞间隙CO2浓度提高,CO2与O2比值增大,RuBisCO加氧活性受到抑制。蔬菜设施栽培研究专家施定基等认为,增施CO2使黄瓜增产的原因有三方面:一是增加了光合作用的原料,提高光合作用的活性;二是改变了叶片结构,有利于吸收同化CO2;三是促进花芽分化,增加雌花。CO2施肥对蔬菜作物增产效果最低有10%,最高达87.4%。CO2施肥,叶菜类增产效果最为明显,在辣椒、番茄、黄瓜等蔬菜上增施CO2,增产幅度一般为25%―43%。
  施用方式
  1、有机物发酵法 人、畜粪便,作物秸秆,杂草茎叶等进行发酵时产生CO2气体,简单易行,成本低,但CO2释放量不易调节控制,难以达到应有的浓度要求。
  2、纯气源法 生产酒精等化工产品时产生的副产品CO2气体,以钢瓶压缩盛装,优点是气源较纯净、施用方便、效果快,易于控制用量及施用时间,但成本较高。
  3、燃烧法 通过CO2发生器燃烧液化石油气、丙烷气、天然气、白煤油等产生CO2。当前欧美国家的设施栽培以采用燃烧天然气增施CO2较普遍;而日本较多地采用燃烧白煤油增施CO2,一般1公斤白煤油完全燃烧可产生2.5公斤CO2。采用燃烧法容易控制CO2施用浓度及时间,但投资大、成本高,对燃烧要求严格(如要求燃烧含硫量低于0.05%)。
  4、化学反应法 用酸和碳酸盐发生化学反应产生CO2。目前较多采用稀硫酸和碳酸氢铵,在简易的气肥发生装置内产生CO2气体,通过管道将CO2施放于密闭的设施内。每亩标准大棚(容积约1300立方米)使用2.5公斤碳酸氢铵可使CO2浓度达到900毫克/升左右。
  5、施用颗粒有机生物气肥法 将颗粒有机生物气肥按一定间距均匀施入植株行间,施入深度为3厘米,保持穴位土壤有一定水分,使其相对湿度在80%左右,利用土壤微生物发酵产生CO2。
  浓度与时间
  不同蔬菜施用CO2的浓度应有所不同。番茄、黄瓜、葫芦、南瓜以750―1000毫克/升为宜,茄子、辣椒、草莓则以550―750毫克/升为宜。施用CO2的时间,应在日出后不久进行,中午设施内气温升高,需通风换气,应在通风前0.5―1小时停止施用。
  注意问题
  1、严格控制CO2施用浓度 若CO2浓度过高,会给蔬菜生长带来负面效应,如气孔开张度减小,蒸腾速度降低、叶温升高,导致叶片萎蔫。因此,要用CO2浓度测量仪测定设施内CO2浓度,做到合理施用,才能达到良好的施用效果。
  2、合理安排施用时间 蔬菜在不同生育阶段施用CO2,其效果不是完全一样的。如毛豆在开花结荚期施用CO2的增产效果比在营养生长阶段要明显;番茄、黄瓜等果菜类蔬菜从定植至开花,植株生长慢,CO2需求量少,一般不施用CO2,以防植株徒长。在开花坐果期施用CO2,对减少落花落果,提高坐果率,促进果实生长具有明显作用。
  3、加强配套栽培管理 蔬菜施用CO2后,根系的吸收能力提高,生理机能改善,施肥量应适当增加,以防植株早衰,但应避免肥水过量,否则极易造成植株徒长。注意增施磷、钾肥,适当控制氮肥用量,还应注意激素点花保果,促进坐果,加强整枝打叶,改善通风透光,减少病害发生,平衡植株的营养生长和生殖生长。
  4、防止有害气体 应特别注意CO2气体中混有的有害气体对蔬菜作物的毒害作用。

 

 

二氧化碳与窒息

  二氧化碳,CO2,是无色气体,高浓度时略带酸味。工业上,二氧化碳常被加压变成液态储在钢瓶中,放出时,二氧化碳可凝结成为雪状固体,通称干冰。职业性接触二氧化碳的生产过程有:①长期不开放的各种矿井、油井、船舱底部及水道等;②利用植物发酵制糖、酿酒、用玉米制造丙酮等生产过程;③在不通风的地窖和密闭的仓库中储藏水果、谷物等产生的高浓度二氧化碳;④灌装及使用二氧化碳灭火器;⑤亚弧焊作业等。
  
  二氧化碳中毒绝大多数为急性中毒,鲜有慢性中毒病例报告。二氧化碳急性中毒主要表现为昏迷、反射消失、瞳孔放大或缩小、大小便失禁、呕吐等,更严重者还可出现休克及呼吸停止等。经抢救,较轻的的病员在几小时内逐渐苏醒,但仍可有头痛、无力、头昏等,需二、三天才恢复;较重的病员大多是没有及时抢救出现场而昏迷者,可昏迷很长时间,出现高热、电解质紊乱、糖尿、肌肉痉挛强直或惊厥等甚或即刻呼吸停止身亡。
  
  如需进入含有高浓度二氧化碳的场所,应该先进行通风排气,通风管应该放到底层;或者戴上能供给新鲜空气或氧气的呼吸器,才能进入。