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第五章-设施气体环境及其调控.
⑤化学反应法
1、作物光合作用最适CO2浓度:
研究认为:0.15%—0.3% 时,作物光合作用最强,是其 生育最适CO2浓度。但实际要达到此浓度的话生产成本会很 高,所以从经济效益和设施结构考虑,0.06%—0.1% 也可取 得良好效果。
2、CO2施用量:
由保护地大小、CO2设定浓度、设施换气率、作物CO2 吸收量、CO2发生量而定。
(1)提高光合速率,促进作物生长,增加株重、叶面积比及干重 (2)增加开花数、提高座果率 (3)促进生长发育,提高产量产值 (4)改善品质,增加果实内含物(维生素、可溶性固形物)含量
5、二氧化碳施肥的方法
(1)施用时期与时间 根据蔬菜种类、栽培方式、栽培床状况、作物生育时 期及天气变化等确定。 果菜类在开花结果开始时施用,叶菜类在定植后3~5 天根系开始活动时或出现3~4片真叶时施用,根菜类在肉 质根膨大期施用 一天中,一般于晴天日出后半小时或冬季揭帘后半小 时开始,到通风换气时停止;冬季或阴天密闭不通风时, 可延长到中午停止;晴天适宜CO2施肥而雨天不施肥;施 肥最适温度为23~28°C(2)施肥的方法源自①通风温室的通风管理是补充
二氧化碳的最简便的方法。
但不一定能满足作物的 CO2 浓度需求,而且寒冷季节通 风易导致降温,应用受到限 制。
②增施有机肥
有机物在土壤分解时放出大量的 CO2气体,1t有机物最终 能释放出1.5t的CO2气体,秸秆堆肥施入土壤5~6d,就能释放 大量的 CO2 气体。肥源丰富,简单易行,但 CO2 发生量集中, 也不易控制。
(一)设施内CO2来源:
1.作物呼吸放出CO2 2.土壤微生物活动,分解有机物 放出CO2 3.加温温室内燃烧煤炭、柴草等 放出CO2 4.CO2施肥
(二)设施内CO2浓度变化规律:
1.夜间富集、白天亏缺:夜间CO2浓度高于外界,而白天由于作 物的光合作用,CO2浓度较外界低。晴天低于阴天,白天低于 夜间。 2. 作物生育期影响:作物出苗、定植等呼吸作用强的时期,排出 CO2量较大,设施内CO2浓度较高;其他时期呼吸强度较弱, CO2浓度相对较低。 3. 温室容积越大,CO2变化率越小,最低浓度出现的时间越迟。
④液态二氧化碳管路释放法
液化二氧化碳是酒精厂的副产品。在大棚、温室内施用方 法方便、卫生,易控制施用量,是有效的CO2施用方法。不足之 处是钢瓶租赁费用较高。 把二氧化碳钢瓶放在台秤上,按棚室的空间计算,1000m3
的空间,每次放二氧化碳2~3㎏。先在钢瓶上接上减压阀,上面
接上胶管,并系于棚室横梁上,塑料管上打放气孔,孔径0.8— 1.2mm,孔距1.0—1.5m,远离钢瓶,孔径加大,孔距相应减少 。
源于有毒的农用塑料薄膜或塑料管,受害作物叶绿体解体变黄,重 者叶缘或叶脉间变白枯死。 由气孔进入植物体内,产生碱性损害 ,叶片呈水浸状,颜色变淡, 逐步变白或褐,继而枯死。番茄、黄瓜对氨气反应敏感。 叶面上出现白斑,以后褪绿,浓度高时叶片叶脉也变白枯死。番茄、 黄瓜、莴苣等对二氧化氮敏感。 是弱酸,能直接破坏作物的叶绿体,轻者组织失绿白化,重者组织 灼伤,脱水,萎蔫枯死。
③燃烧法释放二氧化碳
如燃烧沼气,结合生态型日光温室建设,是目前国内大 棚生产最值得推广的二氧化碳施肥技术。大棚内每50m2设置 一盏沼气灯,每100m2设置一台沼气灶,每天日出后燃放, 每立方米沼气大约可得0.9m3二氧化碳。在棚内二氧化碳浓度 达到0.1%~0.12%时停止施肥,关闭大棚2小时左右,棚温达 30°C时开棚降温。 即使在寒冷季节,普通沼气池 燃烧沼气后都可以使600m3温室的 二氧化碳浓度达到0.1%~0.16%。
(三)设施内CO2浓度的影响因素:
1. 光照强度的变化影响光合作用强度,也影响CO2浓度,晴天 CO2浓度低于阴天,白天低于夜间。 2.设施内温度变化 3.设施类型、结构、面积、空间大小。 4.设施内通风换气方法及时间长短。 5.栽培床内有机质含量。 6.设施内作物种类、生育时期。
(四)、设施内CO2浓度调控
③燃烧法释放二氧化碳
每升完全燃烧的白煤油可产生2.5㎏(1.27m3)的CO2,其反 应式为: 2C10H22+31O2 = 20 CO2+22H2O 将白煤油、天然气、沼气等燃 烧后放出的CO2通入室内,燃烧均 在CO2发生器内进行。发生器构造 简单,分为贮油罐和圆形燃烧筒两 部分。白煤油在常温常压下是液体, 运输贮藏不需要特制耐压的钢瓶, 利用方便,供给及时,CO2产生量 易控制。
第五章
设施气体环境及其调控
一、设施内的气体种类及作用
气体种类
O2 CO2 C2 H2和Cl2 NH3 NO2 SO2
气 体 的 作 用
设施内氧气充足。植物最需要O2的部位是根系,保证土壤疏松、通 气。
光合作用的原料。作物的CO2补偿点40~70mg/L(ppm), CO2 饱和点是1000~1600 mg/L(ppm)。 CO2影响光合产量。
3、CO2施肥碳素主要来源:
(1)工矿生产或酒精酿造副产品: (2)空气分离:将空气分离CO2,再经低温压缩成液态CO2。 (3)化学分解:强酸与碳酸盐反应放出CO2气。 (4)碳素燃料充分燃烧产生CO2:如煤、油、液化气、沼气等。 (5)利用微生物分解有机物放出CO2 :如增施有机肥料等。
4、 CO2施肥的作用:
二、设施内二氧化碳气体状况及其调控
自然状态下,CO2约占空气的0.03%,含量为330mg/L。作 物进行光合作用的最适CO2含量约为1000mg/L,并且在作物密 植、水肥丰富的环境中作物需要CO2的量会更高。因此,设施 温室若仅靠通风换气来补充CO2,实际上是远远不能满足需要 的。
若增加空气中的CO2含量: 1. 能够使叶肉细胞间隙中的CO2含量增加,有利于叶绿体获得 CO2,有利于光合作用进行; 2. 提高1,5-二磷酸核酮糖羧化酶活性,增强光合作用固定CO2 的能力,降低光呼吸强度,也有利于光合作用进行。 实践证明,在水稻抽穗前若将空气 中的CO2含量增加2倍,水稻即可增 产29%。