Zaradi naraščajočega povpraševanja po lokalno pridelani hrani in zelenjavi se toplogredna industrija hitro širi. Nadzorno zaprto okolje lahko rastlinam zagotovi najboljše pogoje za rast, koncentracija CO2 pa pozitivno vpliva na fotosintezo. O uporabi generatorjev ogljikovega dioksida za rastlinjake bomo razpravljali v našem gradivu.
Generator ogljikovega dioksida za organiziranje fotosinteze rastlin v rastlinjakih
V hermetično zaprtih rastlinjakih imajo rastline dovolj osvetlitve, oskrbe z vodo in hranilnimi snovmi, vendar je njihov hitrost razvoja omejena s stopnjo CO2 v zraku v prostoru.
Ogljikov dioksid je potreben rastlinam v kemijskih reakcijah (fotosinteza) za biosintezo ogljikovih hidratov kot osnovo prehranskih in skeletnih sestavin rastlinskih celic in tkiv, da se zagotovi rast in razvoj. Izmenjava plinov med dihanjem rastlin poteka skozi majhne nastavljive odprtine, imenovane stomati.
Stomati se nahajajo bodisi na zgornjem ali spodnjem sloju povrhnjice rastlinskega lista.
V Zemljini atmosferi je raven ogljikovega dioksida 250–450 ppm, potrebe po različnih rastlinskih vrstah pa 700–800 ppm. V novih toplogrednih kompleksih z dobrim tesnjenjem je raven CO2 v zgradbi 4-krat manjša kot v zunanjem zraku in to negativno vpliva na rast in razvoj pridelkov.
Poleg tega se s povečanjem trajanja in moči umetne osvetlitve prostora potrebe po rastlinah po CO2 povečajo za 2-3 krat. Z nasičenjem zraka v rastlinjaku z ogljikovim dioksidom se rast pridelka in pridelek poveča za 20–40%.
Ali veste Razvaline rastlinjakov iz leta 79 AD e., so našli med izkopavanji Pompejev. Sodobni rastlinjaki nastajajo v 13. stoletju v Italiji.
Shema CO2 v industrijskih rastlinjakih
Sistem oskrbe z ogljikovim dioksidom v gospodarskih rastlinjakih vključuje generator plina, ventilator, odmerno napravo, analizator plina in transportne vode. Upravljanje poteka s pomočjo računalnika.
Metode za proizvodnjo CO2:
- tehnični CO2 iz jeklenk;
- izgorevanje metana;
- izpušni plini iz ogrevalnih naprav;
- mini CHP izpušni plini
Kotlovski plin
Najpogostejša metoda za obogatitev CO2 v rastlinjaku je s kurjenjem fosilnih goriv. Uporabljeni dimni plini ne smejo vsebovati nevarne količine škodljivih sestavnih delov, zato je metan najpogosteje gorivo za generatorje plina v rastlinjakih. Pri zgorevanju 1 m³ metana nastane približno 1,8 kg CO2.
Pomembno! Merilne naprave - analizatorji plina, ki nenehno spremljajo sestavo izpušnih plinov, omogočajo čim večjo pritrditev prostora.
Pri uporabi dimnih odpadkov iz zgorevanja se vroči izpušni plini zajamejo in očistijo. Po čiščenju izpušnih plinov s katalitično nevtralizacijo s katalizatorji ali čistilnimi napravami se mešanica plina in zraka ohladi v toplotnem izmenjevalniku do 50 ° C in v obliki gnojila skozi plinovod dovede v rastlinjak.
Vendar lahko takšen način oskrbe s plinom za gnojenje rastlin povzroči onesnaževanje zraka v rastlinjaku s škodljivimi nečistočami produktov izgorevanja, ker naprave za čiščenje plina čistijo odpadke plina le za 50–75%. Posledično lahko koncentracija škodljivih snovi v zaprtem rastlinjaku preseže najvišje dovoljene norme za rastline in ljudi.
Nenehnega načina zgorevanja gorilnikov v ogrevalnih kotlih ni mogoče zagotoviti zaradi spreminjajoče se temperature okolice, zato je pretok plinskih odpadkov neenakomeren. Poleg tega paladijevi katalizatorji in čistilci so ekonomsko dragi in povečajo potrošni del glede na vsebnost rastlinjaka.
Distribucijska omrežja iz polietilenskih rokavov
Kot sistem za distribucijo plina znotraj rastlinjaka se uporablja transportna linija polietilenskih cevi. Na mestih za vzorčenje plina nad vsako posteljo so nanj pritrjene gibke polietilenske rokave s premerom 50 mm z enakomerno razporejenimi odprtinami. Rokavi so enaki dolžini postelj in raztegnjeni vzdolž njih ali pod policami. Kondenzacija znotraj sistema se odpravi z nagibanjem cevi.
CO2 je veliko težji od zraka, zato je zelo pomembno, da se plin odvaja od spodaj. Kroženje zraka z vodoravnimi ventilatorji ali sistemom za prezračevanje s curkom zagotavlja enakomerno porazdelitev s premikanjem velikih količin zraka v rastlinjaku, ko so zgornje prezračevalne odprtine zaprte ali izpušni ventilatorji ne delujejo.
Možnosti oskrbe in oskrbe s plinom v majhnih rastlinjakih ali doma
Za zasebne in majhne kmetije obstajajo enostavnejši in cenejši načini oskrbe s plinom, ob upoštevanju površine rastlinjakov, vrste in števila gojenih poljščin.
Ali veste Uporaba produktov zgorevanja plina za povečanje ravni CO2 v zraku rastlinjakov je bila predlagana že leta 1936 na podlagi uspešnih poskusov z rastlinskimi kulturami s strani strokovnjakov Energetskega inštituta in Akademije Timiryazev.
Generator plina
Generator plina za majhne prostore temelji na pridobivanju potrebnega ogljikovega dioksida iz atmosferskega zraka. Produktivnost takšne naprave je 0,5 kg / h. Naprava je opremljena s filtri, kar omogoča pridobivanje prečiščenega plina, razpršilniki pa zagotavljajo pretok potrebnih količin. Mikroklimatski kazalci rastlinjaka se ne spreminjajo.
Plinske jeklenke
Plin iz jeklenk se uporablja za majhne površine z vbrizgom 8-10 kg / h na vsakih 100 m². Jeklenka mora biti opremljena z regulatorjem tlaka (reduktor tlaka) in avtomatskim ventilom za izklop dovoda plina (solenoid) - te naprave bodo zaščitile dovod plina.
Zmogljivost 1 valja je 25 kg plina. Ob večjih stroških je bolj smotrno uporabiti izotermalne rezervoarje različnih zmogljivosti za utekočinjen plin, ki jih je mogoče po potrebi napolniti.
Senzor in regulator plina
Za zagotovitev optimalnega ravnovesja in dobrih pogojev gojenja je treba nadzorovati in urejati oskrbo s plinom, da bi se izognili dragim prevelikim odmerjanjem in zagotovili varnost ljudi, ki skrbijo za posevke in nabirajo pridelke.
Za spremljanje in merjenje ravni CO2 v rastlinjaku se običajno uporabljajo senzorji z nastavljeno vrednostjo, na primer 800 ppm. Ko senzor zazna nizko raven, aktivira dozirni sistem. Ko je dosežena zahtevana raven CO2, nadzorni sistem izklopi dovod CO2.
Senzorji in regulatorji lahko sprožijo alarm, ko presežejo dovoljeno koncentracijo in vključujejo sistem za prezračevanje v sili. Zdaj so na trgu priljubljeni infrardeči senzorji CO2, zasnovani po principu dvojnega infrardečega snopa.
PVC cevi in cevi za dovajanje CO2
Vprašanje oskrbe s plinom v sobo ni težko in vsak se odloči neodvisno. Ponavadi je distribucijski sistem sestavljen iz plinovoda, sestavljenega iz cevi (PVC ali polipropilena), majhnih perforiranih plastičnih rokavov (50 mm) in povezanih senzorjev ter klimatskega regulatorja.
Neposredno do obratov plin vstopa skozi odprtine v rokah. Tulce za vrv lahko obesimo na kateri koli ravni - na postelje za gnojenje koreninskega sistema, na stojala in stojala za hranjenje listov in rastišč.
To omogoča natančno in ekonomično merjenje plina s skoraj 100% koncentracijo čez dan na želeno rastno površino. Hranjenje se uravnava glede na podnebne kazalnike ter dnevno in sezonsko dinamiko fotosinteze.
Biološki viri
Oglejte si
Če so na kmetiji živali, potem z ureditvijo rastlinjaka skozi steno iz skednja in opremljanjem obeh prostorov z dovodnim in izpušnim prezračevanjem je mogoče organizirati zagotavljanje ogljikovega dioksida iz dihanja živali, ki pa bodo iz rastlin prejemale kisik.
Poleg tega bo treba določiti ravnovesje in količino plinov ter regulacijo empirično. Enak način dostave CO2 je mogoče zagotoviti v pivovarnah in destilarnah.
Ogljikov dioksid za gnojne kumare
Gnoj in druge organske snovi rastlinam ne zagotavljajo le hranil, temveč tudi oddajajo ogljikov dioksid med fermentacijo, katerega količina lahko izboljša rast zelenjavnih kultur. To ustvarja ugodne pogoje za dovod zraka tako koreninskega sistema kot zračnih delov rastlin.
Gnoj je treba razredčiti z vodo v razmerju 1: 3.
Lep primer je zgodba, ki se je zgodila na prelomu devetnajstega in dvajsetega stoletja v akademiji Timiryazev, kjer so več let poskušali gojiti kumare v rastlinjakih, a jim kljub znanstvenemu pristopu niso uspeli. Nato so se znanstveniki odločili, da se obrnejo na vrtnarje Kline, ki v svojih rastlinjakih gojijo zavidljive pridelke kumar.
Povabili so vrtnarja iz Klina in mu ponudili, da bi v rastlinjaku akademije gojili kumare zase, vendar naj mu v prihodnosti omogoči uporabo njegove tehnologije. Trik je bil v tem, da so v sobi nameščene cisterne z razredčenim gnojem in ogljikov dioksid, ki se sprošča med fermentacijo, gnojil rastline kumare.
Eksperimentalno je bilo ugotovljeno, da s kontinuiranim gnojilom z ogljikovim dioksidom podnevi dosežemo največ (54%) povečanje teže kumar.
Fermentacija alkohola
Alkoholna fermentacija, pa tudi mikrobiološka razgradnja je metoda za proizvodnjo ogljikovega dioksida. Če postavite pločevinke s fermentirano pivino med rastline, je mogoče nasičiti zrak z ogljikovim dioksidom. Za fermentacijo uporabite vodo, sladkor in kvas ali kreme, neprimerno sadje in jagodičje ter žito (pšenica, rž).
Drug način je uporaba fermentacije koprive.
Če želite to narediti, napolnite posodo s tretjino trave (sveže ali posušene) in jo napolnite z vodo. Fermentacija traja dva tedna. Zmes mešamo vsak dan, da se sprosti CO2. Če želite odpraviti neprijeten vonj, lahko mešanici dodate valerijano (1-2 veje) ali na vrh potresete prah.
Fermentirana zmes se uporablja kot tekoča vaba. Za uravnavanje pretoka se uporabljajo posebne pokrovke (CO2Pro), ki jih je enostavno priviti na standardne plastične steklenice.
Pomembno! Vonji fermentacije se lahko zmanjšajo, če posode z moštom postavite na vodno ključavnico, kot je to storjeno pri proizvodnji vina doma.
Pitna penina kot vir ogljikovega dioksida
Navadna plastenka peneče vode je cenovno dostopen, čeprav neučinkovit vir ogljikovega dioksida. V 1 litru gazirane vode raztopimo približno 6–8 g ogljikovega dioksida, odvisno od stopnje vsebnosti plina.
Metoda vam ne omogoča natančnega določanja koncentracije plina in izračuna optimalnega odmerka, zato se lahko šteje za nujni ukrep za povečanje ravni CO2 v majhnih količinah prostora. Drugi način uporabe peneče vode kot gnojila je nasičenje ogljikovega dioksida iz vodnih jeklenk za namakanje.
Naravni viri ogljikovega dioksida: zrak in tla
Če rastlinjak ni opremljen s sistemom oskrbe s CO2, je atmosferski zrak naravni vir CO2 za rastline z rednim prezračevanjem prostora in odprtimi krtačami. Toda to zagotavlja le tretjino dnevnih potreb.
Oglejte si
Druga nizkotehnološka metoda dodajanja CO2 je kompostiranje rastlinskih materialov in organskih snovi v rastlinjaku, kar vodi ne samo do obogatitve tal z makro- in mikroelementi, ampak tudi do dopolnitve CO2 (do 20 kg / h s 1 ha).
Postopek kompostiranja proizvaja ogljikov dioksid, vendar se sproščajo tudi škodljivi plini in ustvarjajo se pogoji za razmnoževanje patogenov in žuželk. Koncentracijo CO2, ustvarjenega na ta način, je težko nadzorovati in metoda je nezanesljiva.
Naredite si sistem ogljikovega dioksida in generator za rastlinjake: upravičeno ali ne
Izvedljivost izdelave plinskega generatorja je treba neodvisno oceniti na podlagi njegovih finančnih in materialnih zmogljivosti ter stroškov dela.
Poleg namestitve generatorja plina v obliki kotla z velikim sproščanjem toplote boste potrebovali sistem za dovajanje plina v prostore rastlinjaka (plinovod), merilno in nadzorno opremo. Tako je mogoče narediti sistem sam, vendar je oceniti njegovo racionalnost za majhne rastlinjake lahko le s pomočjo matematičnih izračunov.
Precej preprosteje in ceneje je preučiti alternativne vire ogljikovega dioksida in kako jih uporabljati v zaprtih tleh. Na primer sistem za utekočinjeni plin stane približno 2 milijona rubljev, če pa uporabljate plin iz jeklenk, se stroški zmanjšajo za desetkrat.
Pomembno! Visoka koncentracija ogljikovega dioksida je strupena za žive organizme, zato zvišanje ravni na 10.000 ppm (1%) in višje v nekaj urah odstrani škodljivce (belorepca, pajkovo pršico) v rastlinjaku.
Osnovna pravila za oddajo
Odmerjanje in časovno obdobje nasičenja zraka v rastlinjaku CO2 sta odvisna od letnega časa in časa dneva, stopnje tesnjenja prostora, intenzivnosti osvetlitve in vrste gojenih poljščin.
Razsvetljava
Zaradi fotosinteze rastline prejemajo ogljikove hidrate za rast in razvoj, pri čemer predelajo ogljikov dioksid in vodo s pomočjo svetlobne energije. Te 3 komponente so pomembne za mehanizem odpiranja želodca na listni površini in začetek izmenjave plinov med rastlinami in okoljem. Ob intenzivni svetlobi rastline aktivneje porabijo CO2 in hitrost fotosinteze se poveča.
Koncentracija CO2 v prostoru mora biti vzdrževana na 600–800 ppm. Z intenzivno osvetlitvijo se temperatura v rastlinjaku dvigne, za prezračevanje pa morate odpreti robove, tako da se koncentracija poveča na 1000-1500 ppm.
Poraba CO2 pri sončni svetlobi znaša približno 250 kg / ha na dnevni svetlobi z zaprtimi okni. Z odprtimi okni in vetrovnim vremenom - 500-1000 kg / ha. Pozimi se količina gnojila zmanjša na 600 ppm, saj umetna svetloba pomaga pospešiti fotosintezo.
Čas napajanja
Dopolnjevanje s CO2 je najučinkovitejše v obdobju aktivne rasti rastline v svetlem obdobju. Proizvodnja CO2 naj bi se začela zjutraj dve uri po začetku osvetlitve in dokler ne dosežemo želene koncentracije (1 ura). Nato je treba generator izklopiti. Ravni CO2 se bodo vrnili v okolje pred mrakom.
Pomembno! Povečanje CO2 se pojavi le v hermetično zaprtem rastlinjaku, saj bo infiltracija zunanje atmosfere razredčila koncentracijo ogljikovega dioksida v prostoru.
Drugi dodatek je treba izvesti 2 uri pred koncem dnevne svetlobe in rastline zaspijo - nastali ogljikov dioksid se bo ponoči učinkovito absorbiral in predelal.
Določitev porabe ogljikovega dioksida za vsak pridelek posebej
Pridelki, kot so jajčevci, kumare, paradižnik, paprika, zelena solata in drugo, se zdaj redno gojijo v sodobnih rastlinjakih, kjer se nadzorujejo svetloba, voda, temperatura, hranila in raven ogljikovega dioksida, ki ustvarja pogoje, ki optimalno spodbujajo rast.
Povečanje koncentracije s 400 na 1000 ppm lahko spodbudi hitrost fotosinteze rastlin in vodi do povečanja pridelka za rože in zelenjavo za 21–61%. Poleg tega gnojenje z ogljikovim dioksidom prinaša zgodnejše donose (za 7-12 dni) in izboljša sposobnost rastlin, da se upirajo boleznim in škodljivcem.
Za notranjo uporabo priporočamo naslednje količine CO2 v zraku (1000 ppm = 0,1%):
- kumare, paradižnik - 0,2–0,3%;
- buča, fižol - 0,3%;
- redkev, zelena solata - 0,2-0,25%;
- zelje, korenje - 0,2-0,3%.
Različne rastline imajo različne potrebe po CO2 in to je treba tudi upoštevati.
Po rezultatih raziskav so zelenjavne kulture pri gnojenju z ogljikovim dioksidom pokazale take lastnosti:
| Kumare | povečanje pridelka in kakovosti sadja za 25–30% pri 1500–2000 ppm |
| Paradižnik | pridelek 30% višji, zori 2 tedna prej pri 1000 ppm |
| Jajčevci | 35% večji pridelek, dva tedna prej zorenje pri 1000–1500 ppm |
| Zelje | 40% večji izkoristek pri 800–1000 ppm |
| Jagode | pridelek 40% večji, zorijo 2 tedna prej, jagode so slajše pri 1000-1500 ppm |
| Solata | pridelek 30–40% višji, zgodnje zorenje pri 1000–1500 ppm |
| Šparglji | 30-odstotno povečanje pridelka, dva tedna prej zorenje, z 800–1200 ppm |
| Melona | 70% večji pridelek, izboljšana kakovost sadja pri 800–1000 ppm |
Cvetni posevki (dieffenbachia, vrtnice in krizanteme) so pokazali zgodnje cvetenje pri 1000 ppm in povečali njegovo kakovost za 20%. Za žita zvišanje CO2 na 600 ppm poveča donos riža, pšenice, soje za 13% in koruze za 20%.
Pri gojenju gob je treba upoštevati, da ogljikov dioksid zavira razvoj micelija, zato je treba prostor prezračevati, da se zmanjša njegova koncentracija.
Pomembno! Previsoka raven CO2 (5000 ppm) lahko pri ljudeh povzroči omotičnost ali pomanjkanje koordinacije. Pri rastlinah se motijo procesi dihalne presnove, upočasni se rast in razvoj, pojavijo se nekroze listov in brstov (ne odprejo se popolnoma).
Ko ste ugotovili pomen fotosinteze v fiziologiji rastlin in se seznanili z metodami pridobivanja ogljikovega dioksida, lahko pravilno in pravočasno zagotovite rastlinjakom rastlin ogljikov dioksid in pridobite visoke in kakovostne pridelke.
