温室环境调控技术2--二氧化碳施肥技术.ppt

温室环境调控技术之二 温室二氧化碳施肥技术 李建明 主要内容 1 作物对二氧化碳浓度变化的生理效应2 温室内二氧化碳浓度的变化规律3 二氧化碳施肥的主要方法4 二氧化碳施肥的注意事项5 二氧化碳施肥的效果 1 作物对二氧化碳浓度变化的生理效应 二氧化碳是绿色植物光合作用的主要原料 其浓度直接影响作物的光合速率 各种作物对二氧化碳存在补偿点和饱和点 补偿点 在一定条件下 作物对二氧化碳的同化吸收量与呼吸释放量相等 净光合速率为零 此时的二氧化碳浓度即为补偿点饱和点 随着二氧化碳浓度的升高 光合作用逐渐增强 当作物的光合作用速率大最大时的二氧化碳浓度即为其饱和点超过饱和点 再增加二氧化碳浓度时光合强度有降低的趋势 图1作物光合作用速率与环境二氧化碳浓度的关系 不同作物光合作用速率在自己的二氧化碳补偿点和饱和点之间随着二氧化碳浓度的增加而增加 碳3作物的二氧化碳补偿点一般为30 90 l L 1饱和点一般为1000 1500 l L 1碳4作物的二氧化碳补偿点一般为0 10 l L 1饱和点一般为2000 l L 1左右 2 温室内二氧化碳浓度的变化规律 1 温室中二氧化碳浓度存在明显的日变化 由于温室的密闭特点 夜间作物呼吸 土壤微生物活动和有机质分解 二氧化碳不断积累 到早晨揭苫之前达到最大浓度 一般超过1000 l L 1 2 揭苫之后 随光温条件的改善 光合作用不断增强 二氧化浓度迅速降低 揭苫2个小时后浓度开始低于外界 通风前降至一日中最低 3 通风后外界二氧化碳进入温室 但是进入的量有限 直到下午4 00左右 温室中的浓度低于外界 4 00之后随着光照的减弱和温度的降低 光合作用速率随之减弱 二氧化碳浓度开始回升 4 盖苫后及前半夜室内温度较高 作物和土壤呼吸旺盛 使二氧化碳的浓度升高较快 至次日又达到一日中最高 5 晴天下午通风口关闭过早 因作物仍具有较强的光合作用 温室中二氧化碳浓度会再度降低 3 二氧化碳施肥的主要方法 1 化学反应法2 二氧化碳钢瓶法3 燃料燃烧法4 有机质生物发酵法5 液态二氧化碳释放法6 干冰法 3 二氧化碳施肥的主要方法 化学反应法 化学反应法主要是采用碳酸盐和强酸反应产生二氧化碳 反应式 CaCO3 2HCl CaCl CO2 H2O这种方法价格较低 制作简单 已在山东 长春等地取得明显效果 制作l立方米二氧化碳 约需盐酸3 3千克 石灰石 碳酸盐 4 5千克 另外 还可用硫酸加碳酸氢铵方法生成二氧化碳 3 二氧化碳施肥的主要方法 二氧化碳钢瓶法 该方法是在温室中安置一个或一个以上的二氧化碳钢瓶 数量依钢瓶的容量而定 在作物需二氧化碳最大量的时间段内释放二氧化碳 达到施肥的目的 3 二氧化碳施肥的主要方法 燃料燃烧法 煤油燃烧依照2C10H22 31O2 CO2 22H2O公式可知 每升煤油燃烧可产生2 5千克的二氧化碳 燃烧天然气 包括液化石油气 把天然气经过燃烧产生的二氧化碳气 利用管道输入棚室内 其反应式为 C3H8 5O2 3CO2 4H2O燃烧煤成焦炭产生二氧化碳即 C O2 CO2 3 二氧化碳施肥的主要方法 有机质生物发酵法 有机肥发酵法大量施用堆肥 使土壤中微生物活动对有机肥料进行分解 释放出二二氧化碳 据实际测定 当每l00m2床面积上施入300kg稻草 在2 3月份的气温条件下 仅3周左右可 发生大量的二氧化碳 试验表明 粪肥和蒿杆混合产生的二氧化碳最多 其次是蒿杆 再其次是松柏枝叶 1000m2的温室内施入2 3吨以上的堆肥 鸡粪 油渣等 通过土壤微生物呼吸 从定植到2个月左右 可以供给换气通风之前时间的二氧化碳量 3 二氧化碳施肥的主要方法 液态二氧化碳释放法 液态二氧化碳主要为酒精工业副产品 经压缩装在钢瓶内 可直接在棚室内释放 每瓶二氧化碳20 25千克 1千克约值人民币2元 3 二氧化碳施肥的主要方法 干冰法 干冰是工业产品 在超低温条件下 一85 制成 称为干冰 干冰的形状为粉状 在常温常压下直接气化生成二氧化碳 1千克干冰可产生0 5米3二氧化碳 1千克二氧化碳约值人民币12元 在以上诸方法中 比较适用的是化学反应法 并选用硫酸和碳酸氢铵反应为主要方式 因为它具有成本低 易操作 效果明显的特点 目前 按这个原理已生产出二氧化碳发生器和固体二氧化碳气肥等产品 4 二氧化碳施肥的注意事项 根据不同作物合理确定二氧化碳浓度 从光合作用的角度出发 在作物饱和点的二氧化碳浓度为最佳是非浓度 但是饱和点受作物 环境等多因素制约 实际操作中很难控制 另外 使用饱和点浓度的二氧化碳在经济方面不一定合算 通常800 1500 l L 1是多数作物的推荐施肥浓度 具体浓度应根据作物种类 生育期 光照及温度而定 一般在晴天和春秋季节光照强时施肥浓度宜高 阴天和冬季低温时宜低 如番茄和黄瓜作物在阴天施用二氧化碳浓度为500 600 l L 1 晴天1000 1200 l L 1 二氧化碳浓度过高会引起作物的异常生长 叶片失绿黄化 卷曲畸形 坏死等 以碳氢化合物为碳源时 在产生二氧化碳的同时往往伴随高浓度的有害气体的积累 其适宜的浓度为600 900 l L 1 不同蔬菜的二氧化碳施肥浓度 叶莱类以1500 2500 l L 1黄瓜以1200 l L 1番茄 茄子 青椒以800 1000 l L 1西瓜以1000 l L 1为宜 具体二氧化碳施用量可依下列公式计算 式中 W 二氧化碳的施用量 g m2小时 V 棚室的体积 m3 S 棚室的地面积 m2 N 换气次数 次 时 一般取2 3次 小时Ci 设定二氧化碳浓度 g m3 二氧化碳比重为1 82kg m3 Co 室外二氧化碳浓度 g m3 取0 54g m3 P 室内每平方米地面积上作物的光合强度 注 这里指单位土地面积上的作物光量 不是指单个叶片上的光合量 gCO2 m2 h 取5 8gCO2 m2h Rs 室内平均每平方米地面积的土壤二氧化碳呼出量 gCO2 m2 h 据日本资料报导 Rs值夏季取0 42 0 63 冬季取0 08 0 13 秋季取0 2 0 3g m2 h 4 二氧化碳施肥的注意事项 释放时间的确定 1 根据作物的生育特点确定作物一生中的施肥时间 苗期施肥和花后施肥 果菜类 叶菜类定植后立即施肥 2 根据设施内二氧化碳的变化规律和作物的光合特点 确定一天中的施肥时间 一般在日出或日出后0 5 1小时进行 4 二氧化碳施肥的注意事项 二氧化碳发生器在温室中的合理布置 根据温室的类型 规格 二氧化碳施肥的类型 作物对二氧化碳的需肥特点 合理布置二氧化碳发生器布置不合理时会使室内二氧化碳的浓度不均匀 致使不同地点的作物光合强度差异增大 4 二氧化碳施肥的注意事项 温室的密闭管理 在二氧化碳施肥是一定要确保温室的密闭性 否则会使二氧化碳随着空气的交流而散失 影响施肥的效果 5 二氧化碳施肥的效果 经大量试验和实际应用证明 施用二氧化碳后 会给作物带来以下几个方面的作用 1 作物根系显著发达据日本对番茄 黄瓜幼苗施用二氧化碳后的分析表明 二氧化碳施肥的苗子 根系发达 根量比对照增加一倍左右 而且作物吸收功能增强 生长发育快 缩短了育苗时间 2 着果多 果实膨大早由于光合作用增强 碳水化合物积累多 开花早 着果 多 果实发育迅速 据试验证明 施用二氧化碳区的黄瓜比对照区增加雌花数20 30 增加座果率5 施用二氧化碳区的番茄座果数比对照增加15 20 3 叶面积大 光合成增加施用二氧化碳区的黄瓜生长笋强 叶面积比对照增大30 左右 叶片厚 叶色浓 光合强度明显提高 据Ouastra在1963年研究指出 当二氧化碳浓度由300ppm提高到1300ppm 温度为30 时 茄子的光合成量约提高3倍以上 4 产量高 产值大据陕西咸阳沣西乡菜农陈怀忠种植黄瓜试验证明 施用二氧化碳后 比对照前期增产30 4 增值29 3 总增产21 1 增值19 6 据