Datorită cererii crescânde de alimente și legume produse local, industria seră se extinde rapid. Un mediu interior controlat poate oferi plantelor cele mai bune condiții de creștere, iar concentrația de CO2 are un efect pozitiv asupra fotosintezei. Utilizarea generatoarelor de dioxid de carbon pentru sere va fi discutată în materialele noastre.

Generator de dioxid de carbon pentru organizarea fotosintezei plantelor în sere

În serele închise ermetic, plantele sunt dotate cu suficientă iluminare, surse de apă și nutrienți, dar ritmul lor de dezvoltare este limitat de nivelul de CO2 din aerul din cameră.

Dioxidul de carbon este necesar pentru plante în reacții chimice (fotosinteză) pentru biosinteza carbohidraților ca bază a componentelor nutriționale și scheletice ale celulelor și țesuturilor plantelor pentru a asigura creșterea și dezvoltarea. Schimbul de gaze în timpul respirației plantelor are loc prin mici deschideri reglabile numite stomate.

Stomatele sunt localizate fie pe stratul superior sau inferior al epidermei frunzei plantei.

În atmosfera Pământului, nivelul de dioxid de carbon este de 250-450 ppm, iar necesitatea diferitelor specii de plante este de 700-800 ppm. În noile complexe cu efect de seră cu o etanșare bună, nivelul de CO2 interior este de 4 ori mai mic decât în ​​aerul exterior, iar acest lucru afectează negativ creșterea și dezvoltarea culturilor.

Mai mult, odată cu creșterea duratei și a puterii iluminării artificiale a încăperii, nevoia de plante în CO2 crește de 2-3 ori. Prin saturarea aerului de seră cu dioxid de carbon, creșterea culturii și randamentul cresc cu 20–40%.

Stii Ruinele de sere care datează din 79 d.Hr. de exemplu, au fost găsite în timpul săpăturilor de la Pompei. Sere moderne au avut originea în Italia în secolul al XIII-lea.

Schema de CO2 în serele industriale

Sistemul de furnizare a dioxidului de carbon din serele comerciale include un generator de gaz, un ventilator, un dispozitiv de dozare, un analizor de gaz și linii de transport. Managementul se realizează cu ajutorul unui computer.

Metode de producere a CO2:

• CO2 tehnic din cilindri;
• arderea metanului;
• gaze de eșapament din instalațiile de încălzire;
• gaz de evacuare mini CHP.

Boiler House Gaz

Cea mai frecventă metodă pentru îmbogățirea CO2 într-o seră este prin arderea combustibililor fosili. Gazele arse utilizate nu trebuie să conțină o cantitate periculoasă de componente dăunătoare, astfel încât, de cele mai multe ori, metanul este combustibilul pentru generatoarele de gaze din sere. Când se ard 1 m³ de metan, se produc aproximativ 1,8 kg de CO2.

Important! Dispozitivele de măsurare - analizatoare de gaze, care monitorizează în mod constant compoziția gazelor de eșapament, fac posibilă securizarea încăperii cât mai mult posibil.

Când folosiți deșeurile de ardere provenite din combustie, gazele de evacuare fierbinți sunt captate și curățate. După purificarea gazului de eșapament prin neutralizarea catalitică folosind catalizatori sau scrubbers, amestecul gaz-aer este răcit în schimbătorul de căldură la 50 ° C și transmis prin gazul principal la seră sub formă de îngrășământ.

Cu toate acestea, o astfel de metodă de furnizare a gazului pentru fertilizarea plantelor poate duce la poluarea aerului din seră cu impurități dăunătoare ale produselor de ardere, deoarece dispozitivele de curățare a gazului curăță doar deșeurile de gaze cu 50–75%. În consecință, concentrația substanțelor dăunătoare într-o seră închisă poate depăși normele maxime admise pentru plante și om.

Modul continuu de ardere a arzătoarelor în cazanele de încălzire nu poate fi asigurat din cauza schimbării temperaturii ambientale, prin urmare, debitul de deșeuri de gaz este inegal. În plus, catalizatorii de paladiu și scrubbers sunt scumpe din punct de vedere economic și cresc partea consumabilă în ceea ce privește conținutul de seră.

Rețelele de distribuție din mâneci din polietilenă

Ca sistem de distribuție a gazelor în seră, se folosește o linie de transport a țevilor de polietilenă. La punctele de prelevare a gazelor de deasupra fiecărui pat, sunt fixate manșoane flexibile de polietilenă cu un diametru de 50 mm cu deschideri distanțate uniform. Mânecile sunt egale cu lungimea paturilor și întinse de-a lungul lor sau sub rafturi. Condensarea în interiorul sistemului este eliminată prin înclinarea conductelor.

CO2 este mult mai greu decât aerul, de aceea este foarte important ca gazul să fie evacuat de jos. Circulația aerului folosind ventilatoare orizontale sau un sistem de ventilație cu jet asigură distribuirea uniformă prin deplasarea unor volume mari de aer în seră atunci când deschiderile de ventilație superioare sunt închise sau ventilatoarele de evacuare nu funcționează.

Opțiuni de sistem de aprovizionare și alimentare cu gaze în sere mici sau ferme

Pentru fermele private și mici, există metode mai simple și mai puțin costisitoare de furnizare a gazului, ținând cont de zona de sere, de tipul și numărul de culturi cultivate.

Stii Utilizarea produselor de ardere a gazelor pentru a crește nivelul de CO2 în aerul serelor a fost propusă încă din 1936 pe baza unor experimente de succes cu culturi vegetale de către specialiștii Institutului Energetic și Academiei Timiryazev.

Generator de gaz

Generatorul de gaz pentru camerele mici se bazează pe obținerea dioxidului de carbon necesar din aerul atmosferic. Productivitatea unui astfel de dispozitiv este de 0,5 kg / h. Dispozitivul este echipat cu filtre, care permite obținerea de gaz purificat, iar distribuitoarele asigură curgerea volumelor necesare. Indicatorii microclimatici ai serii nu se schimbă.

Cilindri de gaz

Gazul din butelii este utilizat pentru zone mici cu o injecție de 8-10 kg / h pentru fiecare 100 m². Cilindrul trebuie să fie echipat cu un regulator de presiune (reductor de presiune) și o supapă automată pentru a opri alimentarea cu gaz (solenoid) - aceste dispozitive vor proteja alimentarea cu gaz.

Capacitatea de 1 cilindru este de 25 kg de gaz. La costuri semnificative, este mai rațional să se utilizeze rezervoare izoterme de diferite capacități pentru gazul lichefiat, care pot fi completate dacă este necesar.

Senzor și regulator de gaz

Alimentarea cu gaze trebuie monitorizată și reglementată pentru a asigura un echilibru optim și condiții bune de creștere, pentru a evita supradozajul costisitor și pentru a asigura siguranța persoanelor care se ocupă de culturi și de recoltare a culturilor.

Pentru monitorizarea și măsurarea nivelului de CO2 din seră, de obicei, senzorii sunt folosiți cu un punct de referință, de exemplu, 800 ppm. Când senzorul detectează un nivel scăzut, activează sistemul de dozare. La atingerea nivelului necesar de CO2, sistemul de control va opri alimentarea cu CO2.

Senzorii și regulatoarele pot oferi o alarmă la depășirea nivelului de concentrație admis și includ un sistem de ventilație de urgență. Acum pe piață sunt populari senzori de CO2 în infraroșu, proiectați pe principiul unei duble infraroșii.

Furtunuri și conducte din PVC pentru alimentare cu CO2

Problema alimentării cu gaz în cameră nu este dificilă și toată lumea o decide în mod independent. În mod obișnuit, sistemul de distribuție este format dintr-o conductă de gaz formată din conducte (PVC sau polipropilenă), manșoane mici din plastic perforate (50 mm) și senzori conectați și un controler climatic.

Direct către instalații, gazul intră prin deschideri în brațe. Mânecile pentru o frânghie pot fi agățate la orice nivel - pe paturi pentru fertilizarea sistemului rădăcină, pe rafturi și spălături pentru hrănirea frunzelor și a punctelor de creștere.

Acest lucru face posibilă măsurarea precisă și economică a gazului la o concentrație de aproape 100% în timpul zilei în zona de creștere dorită. Ratele de alimentare sunt reglate în funcție de indicatorii climatici și de dinamica zilnică și sezonieră a fotosintezei.

Surse biologice

O alegere inofensivă și accesibilă a alimentării cu gaz poate fi surse biologice de dioxid de carbon.

Dacă există animale la fermă, atunci prin amenajarea serei prin peretele de la hambar și dotarea ambelor camere cu ventilație de alimentare și evacuare, este posibilă organizarea alimentării cu dioxid de carbon din respirația animalelor, care, la rândul lor, vor primi oxigen din plante.

Mai mult, echilibrul și volumele de gaze, precum și reglarea va trebui să fie determinate empiric. Aceeași metodă de livrare a CO2 poate fi furnizată de la fabricile de bere și distilerii.

Dioxid de carbon pentru castraveții de gunoi

Gunoiul de grajd și alte substanțe organice nu numai că oferă plantelor nutrienți, dar, de asemenea, emit dioxid de carbon în timpul fermentației, a cărui cantitate poate îmbunătăți creșterea culturilor vegetale. Aceasta creează condiții favorabile pentru furnizarea aerului atât a sistemului radicular, cât și a părților aeriene ale plantelor.

Gunoiul trebuie diluat cu apă într-un raport de 1: 3.

Un bun exemplu este povestea care s-a întâmplat la sfârșitul secolelor XIX și XX în Academia Timiryazev, unde timp de câțiva ani au încercat să cultive castraveți în sere, dar, în ciuda abordării științifice, nu au reușit. Apoi, oamenii de știință au decis să apeleze la grădinarii Klina, care cresc culturi de invidiat de castraveți în serele lor.

Au invitat un grădinar de la Klin și s-au oferit să cultive castraveți singuri în sera Academiei, dar l-au lăsat să-și folosească tehnologia în viitor. Trucul a fost că în interiorul camerei au fost instalate rezervoare cu gunoi de grajd diluat, iar dioxidul de carbon emis în timpul fermentației a fertilizat plantele de castraveți.

S-a constatat experimental că cu îngrășământul continuu cu dioxid de carbon în timpul zilei, se obține o creștere maximă (54%) a greutății castraveților.

Fermentarea alcoolului

Fermentarea alcoolică, precum și descompunerea microbiologică, este o metodă de producere a dioxidului de carbon. Prin plasarea conservelor cu sunătoare fermentată printre plante, este posibil să saturați aerul cu dioxid de carbon. Pentru fermentare, utilizați apă, zahăr și drojdie sau carion și fructe și fructe necorespunzătoare și cereale (grâu, secară).

Un alt mod este să aplici fermentația de urzică.

Pentru a face acest lucru, umpleți recipientul cu o treime de iarbă (proaspătă sau uscată) și umpleți-l cu apă. Fermentarea durează două săptămâni. Amestecul este agitat zilnic pentru a elibera CO2. Pentru a elimina un miros neplăcut, puteți adăuga valeriana (1-2 ramuri) în amestec sau presărați praf deasupra.

Amestecul fermentat este folosit ca momeală lichidă. Pentru reglarea debitului, se utilizează capace speciale (CO2Pro), care se înșurubează ușor pe sticlele de plastic standard.

Important! Mirosurile de fermentare pot fi reduse dacă așezați recipientele cu must pe o încuietoare de apă, așa cum se face la producerea vinului acasă.

Consumul de apă spumantă ca sursă de dioxid de carbon

O sticlă obișnuită de apă spumantă este o sursă accesibilă, deși ineficientă, de dioxid de carbon. Aproximativ 6–8 g de dioxid de carbon se dizolvă într-un litru de apă carbonatată, în funcție de gradul de conținut de gaz.

Metoda nu vă permite să determinați cu exactitate concentrația de gaz și să calculați doza optimă, astfel încât poate fi considerată o măsură de urgență pentru a crește nivelul de CO2 în volume mici ale încăperii. Un alt mod de a folosi apa spumantă ca îngrășământ este să saturați dioxidul de carbon din butelii de apă pentru irigare.

Surse naturale de dioxid de carbon: aer și sol

Dacă sera nu este echipată cu un sistem de alimentare cu CO2, atunci aerul atmosferic este o sursă naturală de CO2 pentru plantele cu ventilație regulată a încăperii și pomi cu deschidere. Dar acest lucru nu oferă decât o treime din cerințele zilnice.

Respirația nocturnă a plantelor și procesele de descompunere a solului, respirația rădăcinilor plantelor, bacteriile, ciupercile și microorganismele solului, de asemenea, reumple seră cu dioxid de carbon.

O altă metodă de tehnologie scăzută pentru adăugarea CO2 este compostarea materialelor vegetale și a substanțelor organice într-o seră, ceea ce duce nu numai la îmbogățirea solului cu macro- și microelemente, ci și la reîncărcarea de CO2 (până la 20 kg / h de la 1 ha).

Procesul de compostare produce dioxid de carbon, dar sunt, de asemenea, degajate gaze nocive și sunt create condiții pentru propagarea agenților patogeni și a insectelor. Concentrația de CO2 generată în acest mod este greu de controlat și metoda este nesigură.

Do-it-yourself sistem de dioxid de carbon și generator pentru sere: justificat sau nu

Fezabilitatea producerii unui generator de gaz ar trebui evaluată în mod independent pe baza capacităților sale financiare și materiale și a costurilor forței de muncă.

Pe lângă instalarea unui generator de gaz sub formă de cazan cu o mare eliberare de căldură, veți avea nevoie de un sistem de livrare a gazului la spațiile din seră (conductă de gaz), echipamente de măsurare și control. Astfel, este posibil să se facă un sistem de unul singur, dar pentru a evalua raționalitatea acestuia pentru mici seră este posibilă doar cu ajutorul unor calcule matematice.

Este mult mai simplu și mai ieftin să studiezi surse alternative de dioxid de carbon și cum să le folosești în condiții de sol închise. De exemplu, un sistem de gaz lichefiat costă aproximativ 2 milioane de ruble, iar dacă utilizați gaz din butelii, costul este redus de 10 ori.

Important! O concentrație ridicată de dioxid de carbon este toxică pentru organismele vii, astfel încât ridicarea nivelului până la 10.000 ppm (1%) și mai mare în câteva ore va elimina dăunătorii (albă, păianjen) în seră.

Reguli de bază de depunere

Perioadele de dozare și de timp de saturație a aerului în seră CO2 depind de sezonul și ora zilei, de gradul de sigilare a încăperii, de intensitatea iluminării și de tipul de culturi cultivate.

Iluminat

Ca urmare a fotosintezei, plantele primesc carbohidrați pentru creștere și dezvoltare, procesând dioxidul de carbon și apa cu ajutorul energiei luminoase. Aceste 3 componente sunt importante pentru mecanismul deschiderii stomatelor pe suprafața frunzelor și începutul schimbului de gaze între plante și mediu. În condiții de lumină intensă, plantele consumă mai activ CO2 și rata de fotosinteză crește.

Concentrația de CO2 din cameră trebuie menținută la 600–800 ppm. Cu o iluminare intensă, temperatura din seră crește și trebuie să deschideți traverse pentru ventilație, astfel încât concentrația este crescută la 1000-1500 ppm.

Consumul de CO2 în lumina soarelui este de aproximativ 250 kg / ha pe ore de zi cu geamuri închise. Cu ferestre deschise și vreme vântoasă - 500-1000 kg / ha. Iarna, ratele de îngrășăminte cu gaze sunt reduse la 600 ppm, deoarece lumina artificială ajută la accelerarea fotosintezei.

Timp de alimentare

Suplimentarea cu CO2 este cea mai eficientă în perioada de creștere activă a plantei în perioada strălucitoare. Generarea de CO2 ar trebui să înceapă dimineața la două ore după începerea iluminării și până la atingerea nivelului de concentrare dorit (1 oră). Apoi, generatorul ar trebui să fie oprit. Nivelurile de CO2 vor reveni în mediu înainte de întuneric.

Important! O creștere a CO2 are loc doar într-o seră închisă ermetic, deoarece infiltrarea atmosferei exterioare va dilua concentrația de dioxid de carbon din încăpere.

Al doilea supliment trebuie efectuat cu 2 ore înainte de sfârșitul luminii zilei, iar plantele se culcă - dioxidul de carbon rezultat va fi absorbit și procesat noaptea în mod eficient.

Determinarea consumului de dioxid de carbon pentru fiecare cultură separat

Culturile cum ar fi vinetele, castraveții, roșiile, ardeii, salata și altele sunt acum cultivate în mod regulat în sere moderne, unde lumina, apa, temperatura, nutrienții sunt controlați și nivelurile de dioxid de carbon sunt reglementate pentru a crea condiții care să promoveze în mod optim creșterea.

O creștere a concentrației de la 400 la 1000 ppm poate stimula rata de fotosinteză a plantelor și duce la o creștere a randamentului cu 21–61% pentru flori și legume. În plus, fertilizarea cu dioxid de carbon dă rezultate mai vechi (cu 7-12 zile) și îmbunătățește capacitatea plantelor de a rezista bolilor și dăunătorilor.

Pentru utilizare în interior, se recomandă următoarele niveluri de CO2 în aer (1000 ppm = 0,1%):

• castraveți, roșii - 0,2–0,3%;
• dovleac, fasole - 0,3%;
• ridiche, salată - 0,2-0,25%;
• varză, morcovi - 0,2-0,3%.

Diferitele plante au cerințe de CO2 diferite și acest lucru trebuie, de asemenea, luat în considerare.

Conform rezultatelor studiilor, culturile vegetale au arătat astfel de caracteristici la fertilizarea cu dioxid de carbon:

Culturile de flori (dieffenbachia, trandafirii și crizantemele) au arătat înflorirea timpurie la 1000 ppm și și-au crescut calitatea cu 20%. În cazul cerealelor, creșterea CO2 la 600 ppm crește randamentul de orez, grâu, soia cu 13% și porumb cu 20%.

La creșterea ciupercilor, trebuie avut în vedere faptul că dioxidul de carbon inhibă dezvoltarea miceliului, astfel încât camera trebuie ventilată pentru a reduce concentrația sa.

Important! Nivelurile excesive de CO2 (5000 ppm) pot provoca amețeli sau lipsă de coordonare la oameni. La plante, procesele metabolizării respiratorii sunt perturbate, creșterea și dezvoltarea încetinesc, apare necroza frunzelor și a mugurilor (nu se deschid pe deplin).

După ce am apreciat importanța fotosintezei în fiziologia plantelor și vă familiarizați cu metodele de producere a dioxidului de carbon, puteți furniza în mod corect și în timp util culturilor de seră cu dioxid de carbon și puteți obține culturi de înaltă calitate.