Поради нарастващото търсене на местно произведени храни и зеленчуци, парниковата промишленост бързо се разраства. Контролираната вътрешна среда може да осигури на растенията най-добрите условия за отглеждане, а концентрацията на CO2 има положителен ефект върху фотосинтезата. Използването на генератори на въглероден диоксид за оранжерии ще бъде разгледано в нашия материал.

Генератор на въглероден диоксид за организиране на фотосинтеза на растенията в оранжерии

В херметически затворени оранжерии растенията са снабдени с достатъчно осветление, запаси от вода и хранителни вещества, но темпът на тяхното развитие е ограничен от нивото на CO2 във въздуха в помещението.

Въглеродният диоксид е необходим на растенията в химични реакции (фотосинтеза) за биосинтезата на въглехидратите като основа на хранителните и скелетните компоненти на растителните клетки и тъкани, за да се осигури растеж и развитие. Газообменът по време на дишането на растенията се осъществява през малки, регулируеми отвори, наречени стомати.

Стомасите са разположени или върху горния, или в долния слой на епидермиса на листата на растението.

В земната атмосфера нивото на въглероден диоксид е 250–450 ppm, а нуждата от различни растителни видове е 700–800 ppm. В новите оранжерийни комплекси с добро уплътняване нивото на CO2 вътре в сградата е 4 пъти по-малко, отколкото във външния въздух, и това се отразява негативно на растежа и развитието на културите.

Освен това, с увеличаване на продължителността и силата на изкуственото осветление на помещението, нуждата от растения в CO2 се увеличава 2-3 пъти. Чрез насищане на въздуха на оранжерията с въглероден диоксид, растежът на реколтата и увеличението на добивите с 20-40%.

Знаете ли Руините на оранжериите датират от 79 г. сл. Хр е. са открити при разкопки на Помпей. Модерните оранжерии са възникнали през 13 век в Италия.

Схема на CO2 в промишлени оранжерии

Системата за подаване на въглероден диоксид в търговски оранжерии включва газов генератор, вентилатор, дозиращо устройство, газоанализатор и транспортни линии. Управлението се осъществява с помощта на компютър.

Методи за производство на CO2:

• технически CO2 от бутилки;
• изгаряне на метан;
• отработени газове от отоплителни инсталации;
• мини CHP отработени газове

Газова котел

Най-често срещаният метод за обогатяване на CO2 в оранжерия е чрез изгаряне на изкопаеми горива. Използваните димни газове не трябва да съдържат опасно количество вредни компоненти, така че метанът най-често е горивото за газовите генератори в оранжерии. При изгаряне на 1 m³ метан се получават приблизително 1,8 kg CO2.

Важно! Измервателните устройства - газови анализатори, които непрекъснато наблюдават състава на отработените газове, позволяват максимално обезопасяване на помещението.

Когато използвате димните отпадъци от изгарянето, горещите отработени газове се улавят и почистват. След пречистване на отработените газове чрез каталитична неутрализация с помощта на катализатори или скрубер, сместа газ-въздух се охлажда в топлообменника до 50 ° С и се подава през газопровода до оранжерията под формата на тор.

Въпреки това, такъв метод за подаване на газ за торене на растения може да доведе до замърсяване на въздуха в оранжерията с вредни примеси от продукти от горенето, тъй като газовите устройства за почистване почистват само газовите отпадъци с 50–75%. Следователно концентрацията на вредни вещества в затворена оранжерия може да надвиши максимално допустимите норми за растенията и хората.

Непрекъснатият режим на изгаряне на горелки в отоплителни котли не може да бъде осигурен поради промяната на околната температура, поради което потокът от газови отпадъци е неравномерен. В допълнение, паладий катализатори и скрубер са икономически скъпи и увеличават консумативната част по отношение на съдържанието на оранжерията.

Разпределителни мрежи от полиетиленови ръкави

Като система за разпределение на газ вътре в оранжерията се използва транспортна линия от полиетиленови тръби. В пунктовете за вземане на проби от газ над всяко легло към него са прикрепени гъвкави полиетиленови ръкави с диаметър 50 mm с равномерно разположени отвори. Ръкавите са равни на дължината на леглата и се опъват по протежение на тях или под рафтовете. Кондензацията вътре в системата се елиминира чрез накланяне на тръбите.

CO2 е много по-тежък от въздуха, така че е много важно газът да се обезвъздушава отдолу. Циркулацията на въздуха с помощта на хоризонтални вентилатори или струйна вентилационна система осигурява равномерно разпределение чрез преместване на големи обеми въздух в оранжерията, когато горните вентилационни отвори са затворени или изпускателните вентилатори не работят.

Опции за снабдяване и газоснабдяване в малки оранжерии или домашни оранжерии

За частните и малките стопанства има по-прости и по-евтини методи за подаване на газ, като се вземат предвид площта на оранжериите, вида и броя на отглежданите култури.

Знаете ли Използването на газови продукти за изгаряне за увеличаване на нивото на CO2 във въздуха на оранжерии е предложено още през 1936 г. въз основа на успешни експерименти със зеленчукови култури от специалисти на Института по енергетика и Академията на Тимирязев.

Газов генератор

Газовият генератор за малки помещения се основава на получаване на необходимия въглероден диоксид от атмосферния въздух. Производителността на такова устройство е 0,5 кг / час. Устройството е оборудвано с филтри, което позволява да се получи пречистен газ, а дозаторите осигуряват потока на необходимите обеми. Микроклиматичните показатели на оранжерията не се променят.

Газови бутилки

Газът от бутилки се използва за малки площи с инжектиране от 8-10 кг / час на всеки 100 м². Цилиндърът трябва да бъде оборудван с регулатор на налягането (редуктор на налягането) и автоматичен клапан за изключване на подаването на газ (соленоид) - тези устройства ще предпазят подаването на газ.

Капацитетът на 1 цилиндър е 25 кг газ. При значителни разходи е по-рационално да се използват изотермични резервоари с различна вместимост за втечнен газ, които могат да се допълнят при необходимост.

Сензор и газов регулатор

Снабдяването с газ трябва да се наблюдава и регулира, за да се осигури оптимален баланс и добри условия на отглеждане, за да се избегне скъпото предозиране и да се гарантира безопасността на хората, които се грижат за посевите и събирането на реколтата.

За наблюдение и измерване на нивото на CO2 в оранжерията обикновено се използват сензори с зададена точка, например 800 ppm. Когато сензорът открие ниско ниво, той активира дозиращата система. Когато се достигне необходимото ниво на CO2, системата за управление ще изключи подаването на CO2.

Сензорите и регулаторите могат да осигурят аларма при превишаване на допустимото ниво на концентрация и включват аварийна вентилационна система. Сега на пазара са популярни инфрачервени сензори за CO2, проектирани на принципа на двоен инфрачервен лъч.

PVC тръби и тръби за подаване на CO2

Въпросът с доставката на газ в стаята не е труден и всеки го решава независимо. Обикновено разпределителната система се състои от газопровод, състоящ се от тръби (PVC или полипропилен), малки перфорирани пластмасови втулки (50 mm) и свързани сензори и климатик.

Директно към растенията газът постъпва през отвори в раменете. Ръкавите за въже могат да бъдат окачени на всяко ниво - на легла за торене на кореновата система, на стелажи и решетки за подхранване на листа и точки на растеж.

Това позволява точното и икономично измерване на газа с почти 100% концентрация през деня до желаната площ за отглеждане. Скоростта на подаване се регулира в зависимост от климатичните показатели и дневната и сезонната динамика на фотосинтезата.

Биологични източници

Безобиден и достъпен избор на доставки на газ могат да бъдат биологични източници на въглероден диоксид.

Ако във фермата има животни, тогава като подредите оранжерията през стената от плевнята и оборудвате двете помещения с захранваща и изпускателна вентилация, е възможно да се организира доставката на въглероден диоксид от дишането на животните, които от своя страна ще получават кислород от растенията.

Освен това балансът и обемите на газовете, както и регулирането ще трябва да се определят емпирично. Същият метод за доставка на CO2 може да бъде осигурен от пивоварни и дестилерии.

Въглероден диоксид за краставици с тор

Тор и други органични вещества не само осигуряват на растенията хранителни вещества, но също така отделят въглероден диоксид по време на ферментацията, чието количество може да подобри растежа на зеленчуковите култури. Това създава благоприятни условия за подаване на въздух както на кореновата система, така и на въздушните части на растенията.

Торът трябва да се разрежда с вода в съотношение 1: 3.

Добър пример е историята, случила се на границата на ХIХ и ХХ век в Академия „Тимирязев“, където в продължение на няколко години се опитват да отглеждат краставици в оранжерии, но въпреки научния подход не успяват. Тогава учените решили да се обърнат към градинарите на Клина, които отглеждат завидни култури от краставици в своите оранжерии.

Поканиха градинар от Клин и му предложиха да отглеждат краставици за себе си в оранжерията на Академията, но нека в бъдеще да използва своите технологии. Номерът беше, че резервоари с разреден оборски тор бяха инсталирани вътре в помещението, а въглеродният диоксид, отделен по време на ферментация, оплоди растенията от краставици.

Експериментално е установено, че с непрекъснат тор с въглероден двуокис през деня се постига максимално (54%) тегло на краставиците.

Алкохолна ферментация

Алкохолната ферментация, както и микробиологичното разлагане, е метод за получаване на въглероден диоксид. Поставяйки консерви с ферментирала мъст сред растенията, е възможно въздухът да се насити с въглероден диоксид. За ферментация използвайте вода, захар и мая или мърша, и неподходящи плодове и плодове и зърно (пшеница, ръж).

Друг начин е да приложите ферментация на коприва.

За да направите това, напълнете контейнера с една трета трева (прясна или изсушена) и го напълнете с вода. Ферментацията продължава две седмици. Сместа се разбърква ежедневно до освобождаване на CO2. За да премахнете неприятната миризма, можете да добавите валериана (1-2 клони) към сместа или да поръсите прах отгоре.

Ферментиралата смес се използва като течна стръв. За регулиране на потока се използват специални капачки (CO2Pro), които лесно се завинтват върху стандартни пластмасови бутилки.

Важно! Миризмите на ферментация могат да бъдат намалени, ако поставите контейнери с мъст върху водна брава, както се прави при производството на вино у дома.

Пиенето на газирана вода като източник на въглероден диоксид

Редовната бутилка газирана вода е достъпен, макар и неефективен източник на въглероден диоксид. Около 6–8 g въглероден диоксид се разтваря в 1 литър газирана вода, в зависимост от степента на съдържание на газ.

Методът не ви позволява точно да определите концентрацията на газ и да изчислите оптималната дозировка, така че може да се счита за спешна мярка за повишаване нивото на CO2 в малки обеми в помещението. Друг начин за използване на газирана вода като тор е насищането на въглероден диоксид от водни бутилки за напояване.

Естествени източници на въглероден диоксид: въздух и почва

Ако оранжерията не е снабдена със система за подаване на CO2, тогава атмосферният въздух е естествен източник на CO2 за растения с редовна вентилация на помещението и отворени веранди. Но това осигурява само една трета от дневните нужди.

Нощното дишане на растенията и процесите на разлагане на почвата, дишането на корените на растенията, бактериите, гъбичките и почвените микроорганизми също попълват оранжерията с въглероден диоксид.

Друг нискотехнологичен метод за добавяне на CO2 е компостирането на растителни материали и органични вещества в оранжерия, което води не само до обогатяване на почвата с макро- и микроелементи, но и до попълване на CO2 (до 20 кг / ч от 1 ха).

Процесът на компостиране произвежда въглероден диоксид, но се отделят и вредни газове и се създават условия за размножаването на патогени и насекоми. Концентрацията на CO2, генерирана по този начин, е трудно контролируема и методът е ненадежден.

Направете си система за въглероден диоксид и генератор за оранжерии: оправдано или не

Възможността за производство на газов генератор трябва да бъде независимо оценена въз основа на неговите финансови и материални възможности и разходи за труд.

В допълнение към инсталирането на газов генератор под формата на котел с голямо отделяне на топлина, ще ви е необходима система за подаване на газ до помещенията на оранжерията (газопровод), измервателно и контролно оборудване. По този начин е възможно да се направи система самостоятелно, но да се оцени нейната рационалност за малки парникови площи е възможно само с помощта на математически изчисления.

Много по-просто и по-евтино е да се проучат алтернативни източници на въглероден диоксид и как да се използват в затворени наземни условия. Например система за втечнен газ струва около 2 милиона рубли, а ако използвате газ от бутилки, цената се намалява с 10 пъти.

Важно! Високата концентрация на въглероден диоксид е токсична за живите организми, така че повишаването на нивото до 10 000 ppm (1%) и по-високо в рамките на няколко часа ще премахне вредителите (белокрилка, паяк акара) в оранжерията.

Основни правила за подаване

Дозировката и периодите на насищане на въздуха в парниковия CO2 зависят от сезона и времето на деня, степента на запечатване на помещението, интензивността на осветеността и вида на отглежданите култури.

Осветление

В резултат на фотосинтезата растенията получават въглехидрати за растеж и развитие, преработвайки въглероден диоксид и вода с помощта на светлинна енергия. Тези 3 компонента са важни за механизма на отваряне на устни по листната повърхност и началото на обмена на газ между растенията и околната среда. При интензивна светлина растенията по-активно консумират CO2 и скоростта на фотосинтеза се увеличава.

Концентрацията на CO2 в помещението трябва да се поддържа от 600–800 ppm. При интензивно осветление температурата в оранжерията се повишава и трябва да отворите трамбове за вентилация, така че концентрацията се увеличава до 1000-1500 ppm.

Консумацията на CO2 при слънчева светлина е около 250 кг / дка на дневна светлина при затворени прозорци. С отворени прозорци и ветровито време - 500-1000 кг / дка. През зимата нормите за газови торове се намаляват до 600 ppm, тъй като изкуствената светлина помага за ускоряване на фотосинтезата.

Време за подаване

Добавката на CO2 е най-ефективна в периода на активен растеж на растението през светлия период. Генерирането на CO2 трябва да започне сутринта два часа след началото на осветлението и до достигане на желаното ниво на концентрация (1 час). Тогава генераторът трябва да бъде изключен. Нивата на CO2 ще се върнат в околната среда преди тъмно.

Важно! Повишаването на CO2 се случва само в херметически затворена оранжерия, тъй като инфилтрацията на външната атмосфера ще разрежда концентрацията на въглероден диоксид в помещението.

Втората добавка трябва да се извърши 2 часа преди края на дневната светлина и растенията да заспят - полученият въглероден диоксид ще бъде ефективно усвоен и обработен през нощта.

Определяне на потреблението на въглероден диоксид за всяка култура поотделно

Култури като патладжан, краставици, домати, чушки, маруля и други вече редовно се отглеждат в модерни оранжерии, където светлината, водата, температурата, хранителните вещества се контролират и нивата на въглероден диоксид се регулират, за да се създадат условия, които оптимално насърчават растежа.

Увеличаването на концентрацията от 400 до 1000 ppm може да стимулира скоростта на фотосинтеза на растенията и да доведе до увеличаване на добива с цветя и зеленчуци с 21-61%. Освен това торенето с въглероден диоксид дава по-ранни добиви (с 7-12 дни) и подобрява способността на растенията да се противопоставят на болести и вредители.

За вътрешна употреба се препоръчват следните нива на CO2 във въздуха (1000 ppm = 0,1%):

• краставици, домати - 0,2–0,3%;
• тиква, боб - 0,3%;
• репичка, маруля - 0,2-0,25%;
• зеле, моркови - 0,2-0,3%.

Различните растения имат различни изисквания за CO2 и това също трябва да се вземе предвид.

Според резултатите от проучванията зеленчуковите култури показват такива характеристики при торене с въглероден диоксид:

Цветните култури (дифенбахия, рози и хризантеми) показаха ранен цъфтеж с 1000 ppm и повишиха качеството си с 20%. За зърнените култури повишаването на CO2 до 600 ppm увеличава добива на ориз, пшеница, соя с 13% и царевица с 20%.

При отглеждането на гъби трябва да се има предвид, че въглеродният диоксид инхибира развитието на мицел, така че помещението трябва да се проветрява, за да се намали концентрацията му.

Важно! Прекомерните нива на CO2 (5000 ppm) могат да причинят замайване или липса на координация у хората. При растенията процесите на дихателния метаболизъм се нарушават, растежът и развитието се забавят, появява се некроза на листата и пъпките (те не се отварят напълно).

След като оценихте значението на фотосинтезата във физиологията на растенията и се запознаете с методите за производство на въглероден диоксид, можете правилно и своевременно да осигурите оранжерийните култури с въглероден диоксид и да получите висококачествени култури.