Dėl augančios vietoje gaminamo maisto ir daržovių paklausos šiltnamio pramonė sparčiai plečiasi. Kontroliuojama patalpų aplinka gali sudaryti augalams geriausias augimo sąlygas, o CO2 koncentracija teigiamai veikia fotosintezę. Anglies dioksido generatorių naudojimas šiltnamiuose bus aptariamas mūsų medžiagoje.

Anglies dioksido generatorius augalų fotosintezei organizuoti šiltnamiuose

Hermetiškai uždarytuose šiltnamiuose augalai aprūpinami pakankamu apšvietimu, tiekia vandenį ir maistines medžiagas, tačiau jų vystymosi tempą riboja kambario ore esantis CO2 lygis.

Anglies dioksidas yra būtinas augalams vykstant cheminėms reakcijoms (fotosintezei) vykstant angliavandenių biosintezei, kaip augalų ląstelių ir audinių mitybinių ir skeleto komponentų pagrindu, siekiant užtikrinti augimą ir vystymąsi. Dujų mainai augalų kvėpavimo metu vyksta per mažas, reguliuojamas angas, vadinamas stomata.

Stomata yra viršutiniame arba apatiniame augalo lapo epidermio sluoksnyje.

Žemės atmosferoje anglies dioksido lygis yra 250–450 ppm, o įvairių augalų poreikis yra 700–800 ppm. Naujuose šiltnamio efektą sukeliančiuose kompleksuose, kuriuose sandarumas yra geras, CO2 kiekis patalpose yra 4 kartus mažesnis nei lauko ore, ir tai neigiamai veikia pasėlių augimą ir vystymąsi.

Be to, padidėjus dirbtinio kambario apšvietimo trukmei ir galiai, augalų poreikis CO2 padidėja 2–3 kartus. Kai šiltnamio oras prisotinamas anglies dioksidu, pasėlių augimas ir derlius padidėja 20–40%.

Ar žinai Šiltnamių griuvėsiai datuojami 79 m e., buvo rasti Pompėjos kasinėjimų metu. Šiuolaikiniai šiltnamiai atsirado XIII amžiuje Italijoje.

CO2 schema pramoniniuose šiltnamiuose

Anglies dioksido tiekimo sistemą komerciniuose šiltnamiuose sudaro dujų generatorius, ventiliatorius, dozavimo įtaisas, dujų analizatorius ir transportavimo linijos. Valdymas vykdomas naudojant kompiuterį.

CO2 susidarymo metodai:

• balionų techninis CO2;
• metano deginimas;
• išmetamos dujos iš šildymo įmonių;
• išmetamųjų dujų mini CHP.

Katilinės dujos

Labiausiai paplitęs būdas praturtinti CO2 šiltnamyje yra deginant iškastinį kurą. Naudojamose išmetamosiose dujose neturi būti pavojingo kenksmingų komponentų kiekio, todėl šiltnamiuose dujų generatoriams dažniausiai naudojamas metanas. Deginant 1 m³ metano, susidaro maždaug 1,8 kg CO2.

Svarbu! Matavimo prietaisai - dujų analizatoriai, kurie nuolat stebi išmetamųjų dujų sudėtį, leidžia kiek įmanoma labiau apsaugoti patalpą.

Naudojant degimo metu susidarančias dūmtakio atliekas, surenkamos ir išvalomos karštos išmetamosios dujos. Išvalius išmetamąsias dujas, kataliziškai neutralizuojant jas katalizatoriais arba skruberiais, dujų ir oro mišinys šilumokaityje atšaldomas iki 50 ° C ir per dujotiekį tiekiamas į šiltnamį trąšų pavidalu.

Tačiau toks būdas tiekti dujas augalams tręšti gali sukelti šiltnamio oro užteršimą kenksmingomis degimo produktų priemaišomis, nes dujų valymo įrenginiai dujų atliekas valo tik 50–75 proc. Taigi žalingų medžiagų koncentracija uždarame šiltnamyje gali viršyti didžiausias leistinas normas augalams ir žmonėms.

Dėl kintančios aplinkos temperatūros negalima užtikrinti nuolatinio degiklių degimo režimo šildymo katiluose, todėl dujų atliekų srautas yra netolygus. Be to, paladžio katalizatoriai ir šveitikliai yra ekonomiškai brangūs ir padidina sunaudojamąją dalį, atsižvelgiant į šiltnamio kiekį.

Paskirstymo tinklai iš polietileno rankovių

Kaip dujų paskirstymo sistema šiltnamio viduje naudojama transportavimo linija iš polietileno vamzdžių. Dujų mėginių ėmimo vietose virš kiekvienos lovos prie jo pritvirtintos lanksčios 50 mm skersmens polietileno įvorės su lygiomis angomis. Rankovės yra lygios lovų ilgiui ir ištemptos išilgai jų arba po lentynomis. Kondensatas sistemos viduje pašalinamas pakreipiant vamzdžius.

CO2 yra daug sunkesnis už orą, todėl labai svarbu, kad dujos būtų išleidžiamos iš apačios. Oro cirkuliacija naudojant horizontalius ventiliatorius arba reaktyvinę ventiliacijos sistemą užtikrina tolygų paskirstymą, perkeliant didelius oro kiekius šiltnamyje, kai viršutinės ventiliacijos angos yra uždarytos arba neveikia išmetimo ventiliatoriai.

Tiekimo sistema ir dujų tiekimo galimybės mažuose ūkių ar namų šiltnamiuose

Privačiuose ir mažuose ūkiuose yra paprastesnių ir pigesnių dujų tiekimo būdų, atsižvelgiant į šiltnamių plotą, auginamų augalų rūšį ir skaičių.

Ar žinai Dujinius degimo produktus siekiant padidinti CO2 kiekį šiltnamių ore buvo pasiūlyta dar 1936 m., Remiantis Energetikos instituto ir Timiriazevo akademijos specialistų sėkmingais eksperimentais su daržovių pasėliais.

Dujų generatorius

Dujų generatorius mažoms patalpoms yra pagrįstas reikiamo anglies dioksido iš atmosferos oro gavimu. Tokio prietaiso našumas yra 0,5 kg / h. Įrenginyje yra filtrai, kurie leidžia gauti išgrynintas dujas, o balionėliai suteikia reikiamo tūrio srautą. Šiltnamio mikroklimatiniai rodikliai nesikeičia.

Dujų balionai

Balionų dujos naudojamos mažiems plotams, įpurškiant 8–10 kg / h kiekvienam 100 m². Balione turi būti įrengtas slėgio reguliatorius (slėgio reduktorius) ir automatinis vožtuvas dujų tiekimui išjungti (solenoidas) - šie įtaisai apsaugos dujų tiekimą.

1 cilindro talpa yra 25 kg dujų. Esant didelėms išlaidoms, racionaliau yra naudoti įvairaus tūrio izoterminius rezervuarus suskystintoms dujoms, kuriuos prireikus galima papildyti.

Jutiklis ir dujų reguliatorius

Dujų tiekimas turi būti stebimas ir reguliuojamas, kad būtų užtikrinta optimali pusiausvyra ir geros auginimo sąlygos, išvengta brangaus perdozavimo ir užtikrintas žmonių, besirūpinančių javais ir derlių nuimančių žmonių, saugumas.

Stebint ir matuojant CO2 lygį šiltnamyje, jutikliai paprastai naudojami su nustatyta kontroline verte, pavyzdžiui, 800 ppm. Kai jutiklis nustato žemą lygį, jis suaktyvina dozavimo sistemą. Kai bus pasiektas reikiamas CO2 lygis, valdymo sistema išjungs CO2 tiekimą.

Jutikliai ir reguliatoriai gali signalizuoti, kai viršija leistiną koncentracijos lygį, ir turi avarinę vėdinimo sistemą. Dabar rinkoje yra populiarūs infraraudonųjų spindulių CO2 jutikliai, sukurti dvigubo infraraudonųjų spindulių principu.

PVC žarnos ir vamzdžiai, skirti tiekti CO2

Dujų tiekimo į kambarį klausimas nėra sudėtingas, ir visi tai sprendžia savarankiškai. Paprastai paskirstymo sistemą sudaro dujotiekis, susidedantis iš vamzdžių (PVC arba polipropileno), mažų perforuotų plastikinių rankovių (50 mm) ir prijungtų jutiklių bei klimato valdiklio.

Tiesiai į augalus dujos patenka per ginklų angas. Virvės rankoves galima pakabinti bet kuriame lygyje - ant lovų, skirtų šaknų sistemai tręšti, ant lentynų ir trejetukų, skirtų maitinti prie lapų ir augimo taškų.

Tai leidžia tiksliai ir ekonomiškai išmatuoti dujas per dieną iki 100% koncentracijos norimoje auginimo vietoje. Pašarų normos reguliuojamos atsižvelgiant į klimato rodiklius ir dienos bei sezoninę fotosintezės dinamiką.

Biologiniai šaltiniai

Nekenksmingas ir prieinamas dujų tiekimo pasirinkimas gali būti biologiniai anglies dioksido šaltiniai.

Jei ūkyje yra gyvūnų, tada, sutvarkius šiltnamį per sieną nuo tvarto ir aprūpinant abu kambarius tiekimo ir ištraukiamąja ventiliacija, galima organizuoti anglies dioksido tiekimą iš gyvūnų kvėpavimo, kuris, savo ruožtu, gaus deguonį iš augalų.

Be to, dujų balansas ir tūris, taip pat reguliavimas turės būti nustatyti empiriškai. Tą patį CO2 pristatymo būdą galima pateikti iš alaus daryklų ir distiliavimo gamyklų.

Anglies dioksidas mėšlo agurkams

Mėšlas ir kitos organinės medžiagos ne tik aprūpina augalus maistinėmis medžiagomis, bet ir fermentacijos metu išskiria anglies dioksidą, kurio kiekis gali pagerinti daržovių pasėlių augimą. Tai sukuria palankias sąlygas tiek šaknų sistemai, tiek ir augalams iš oro tiekti orą.

Mėšlą reikia praskiesti vandeniu santykiu 1: 3.

Puikus pavyzdys yra istorija, nutikusi XIX ir XX amžių sandūroje Timiryazevo akademijoje, kur keletą metų bandė auginti agurkus šiltnamiuose, tačiau, nepaisant mokslinio požiūrio, jiems nepavyko. Tuomet mokslininkai nusprendė kreiptis į „Klina“ sodininkus, kurie savo šiltnamiuose augina pavydėtinus agurkų pasėlius.

Jie pakvietė sodininką iš Klino ir pasiūlė užsiauginti agurkus sau akademijos šiltnamyje, tačiau tegul ateityje naudojasi savo technologijomis. Apgaulė buvo ta, kad kambario viduje buvo įrengtos talpyklos su praskiestu mėšlu, o fermentacijos metu išmestas anglies dioksidas tręšė agurkų augalus.

Eksperimentu nustatyta, kad dienos metu naudojant nuolatines trąšas su anglies dioksidu, agurkų svoris padidėja maksimaliai (54%).

Alkoholio fermentacija

Alkoholinė fermentacija, taip pat mikrobiologinis skilimas yra anglies dioksido susidarymo būdas. Tarp augalų dedant skardines su fermentuota misa, galima prisotinti orą anglies dioksidu. Fermentacijai naudokite vandenį, cukrų ir mieles ar morkas, netinkamus vaisius ir uogas bei grūdus (kviečius, rugius).

Kitas būdas yra dilgėlių fermentacija.

Norėdami tai padaryti, užpildykite indą trečdaliu žolės (šviežia arba džiovinta) ir užpildykite vandeniu. Fermentacija trunka dvi savaites. Mišinys kasdien maišomas, kad išsiskirtų CO2. Norėdami pašalinti nemalonų kvapą, į mišinį galite įpilti valerijono (1–2 šakos) arba ant viršaus pabarstyti dulkes.

Fermentuotas mišinys naudojamas kaip skystas masalas. Srauto srautui reguliuoti naudojami specialūs dangteliai (CO2Pro), kurie lengvai užsukami ant standartinių plastikinių butelių.

Svarbu! Fermentacijos kvapai gali sumažėti, jei ant vandens užrakto uždėsite indus su misa, kaip tai daroma gaminant vyną namuose.

Geriamas putojantis vanduo kaip anglies dioksido šaltinis

Įprastas putojančio vandens butelis yra prieinamas, nors ir neveiksmingas, anglies dioksido šaltinis. Atsižvelgiant į dujų kiekį, 1 litre gazuoto vandens ištirpsta apie 6–8 g anglies dioksido.

Šis metodas neleidžia tiksliai nustatyti dujų koncentracijos ir apskaičiuoti optimalios dozės, todėl tai gali būti laikoma neatidėliotina priemone, siekiant padidinti CO2 lygį nedideliame kambario tūryje. Kitas būdas naudoti putojantį vandenį kaip trąšas yra prisotinti anglies dioksidą iš vandens balionų drėkinimui.

Natūralūs anglies dioksido šaltiniai: oras ir dirvožemis

Jei šiltnamyje nėra įrengta CO2 tiekimo sistema, atmosferos oras yra natūralus CO2 šaltinis augalams, reguliariai vėdinantiems kambarį ir atviriems transams. Bet tai sudaro tik trečdalį dienos poreikio.

Naktinis augalų kvėpavimas ir dirvožemio skilimo procesai, augalų šaknų, bakterijų, grybelių ir dirvožemio mikroorganizmų kvėpavimas taip pat papildo šiltnamį anglies dioksidu.

Kitas žemų technologijų būdas pridėti CO2 yra augalinės medžiagos ir organinių medžiagų kompostavimas šiltnamyje, kuris ne tik praturtina dirvą makro- ir mikroelementais, bet ir papildo CO2 (iki 20 kg / h iš 1 ha).

Kompostuojant susidaro anglies dioksidas, tačiau išsiskiria ir kenksmingos dujos, sudaromos sąlygos patogenams ir vabzdžiams daugintis. Tokiu būdu susidariusios CO2 koncentraciją sunku kontroliuoti, o metodas yra nepatikimas.

„Pasidaryk pats“ anglies dioksido sistema ir šiltnamių generatorius: pagrįstas ar nepateisinamas

Dujų generatoriaus pagaminimo galimybė turėtų būti nepriklausomai įvertinta atsižvelgiant į jo finansines ir materialines galimybes bei darbo sąnaudas.

Be to, kad turite įdiegti dujų generatorių katilo, turinčio didelį šilumos išsiskyrimą, pavidalu, jums reikės dujų tiekimo į šiltnamio patalpas (dujotiekio) sistemos, matavimo ir valdymo įrangos. Taigi, sistemą pasidaryti galima savarankiškai, tačiau įvertinti jos racionalumą mažuose šiltnamių plotuose įmanoma tik atliekant matematinius skaičiavimus.

Daug paprasčiau ir pigiau yra ištirti alternatyvius anglies dioksido šaltinius ir kaip juos naudoti uždaros žemės sąlygomis. Pavyzdžiui, suskystintų dujų sistema kainuoja apie 2 milijonus rublių, o jei naudojate dujas iš balionų, išlaidos sumažėja 10 kartų.

Svarbu! Didelė anglies dioksido koncentracija yra toksiška gyviems organizmams, todėl per kelias valandas padidinusi jo kiekį iki 10 000 ppm (1%) ir daugiau, šiltnamyje bus pašalinti kenkėjai (baltažiedė, voratinklinė erkė).

Pagrindinės pateikimo taisyklės

Oro šiltnamio efektą sukeliančių dujų dozavimas ir įsotinimo laikotarpiai priklauso nuo sezono ir paros laiko, kambario sandarumo laipsnio, apšvietimo intensyvumo ir auginamų pasėlių tipo.

Apšvietimas

Dėl fotosintezės augalai gauna angliavandenius augimui ir vystymuisi, perdirbdami anglies dioksidą ir vandenį šviesos energijos pagalba. Šie 3 komponentai yra svarbūs stomatų atidarymo mechanizmui ant lapų paviršiaus ir dujų mainų tarp augalų ir aplinkos pradžios. Esant intensyviam apšvietimui, augalai aktyviau sunaudoja CO2, todėl padidėja fotosintezės greitis.

CO2 koncentracija kambaryje turi būti 600–800 ppm. Esant intensyviam apšvietimui, temperatūra šiltnamyje pakyla, o ventiliacijai turite atidaryti transoms, todėl koncentracija padidėja iki 1000-1500 ppm.

CO2 suvartojimas saulės šviesoje yra apie 250 kg / ha per dienos šviesos valandas su uždarais langais. Esant atviriems langams ir vėjuotam orui - 500–1000 kg / ha. Žiemą dujų trąšų normos sumažėja iki 600 ppm, nes dirbtinė šviesa padeda pagreitinti fotosintezę.

Pašarų laikas

CO2 papildymas yra efektyviausias aktyvaus augalo augimo laikotarpiu šviesiu laikotarpiu. CO2 generavimas turėtų prasidėti ryte praėjus dviem valandoms nuo apšvietimo pradžios ir kol bus pasiektas norimas koncentracijos lygis (1 valanda). Tada generatorius turėtų būti išjungtas. CO2 lygis grįš į aplinką prieš sutemstant.

Svarbu! CO2 padidėjimas įvyksta tik hermetiškai uždarytame šiltnamyje, nes dėl išorinės atmosferos infiltracijos praskiedžiama anglies dioksido koncentracija kambaryje.

Antrasis papildas turėtų būti atliekamas likus 2 valandoms iki dienos šviesos pabaigos, o augalai eina miegoti - susidaręs anglies dioksidas bus efektyviai absorbuojamas ir perdirbamas naktį.

Anglies dioksido suvartojimo kiekvienam pasėliui nustatymas atskirai

Tokie pasėliai, kaip baklažanai, agurkai, pomidorai, paprikos, salotos ir kiti, dabar reguliariai auginami šiuolaikiniuose šiltnamiuose, kur kontroliuojama šviesa, vanduo, temperatūra, maistinės medžiagos ir reguliuojamas anglies dioksido lygis, kad būtų sudarytos sąlygos, kurios optimaliai skatina augimą.

Padidėjusi koncentracija nuo 400 iki 1000 ppm gali skatinti augalų fotosintezės greitį, o gėlių ir daržovių derlius padidėja 21–61%. Be to, šėrimas anglies dioksidu suteikia ankstesniems pasėliams (iki 7–12 dienų) ir pagerina augalų gebėjimą atsispirti ligoms ir kenkėjams.

Naudojant patalpose, rekomenduojama naudoti šiuos ore esančius CO2 lygius (1000 ppm = 0,1%):

• agurkai, pomidorai - 0,2–0,3%;
• moliūgas, pupelės - 0,3%;
• ridikėliai, salotos - 0,2–0,25%;
• kopūstai, morkos - 0,2–0,3%.

Skirtingi augalai turi skirtingus CO2 reikalavimus, ir į tai taip pat reikia atsižvelgti.

Remiantis tyrimų rezultatais, tręšiant anglies dioksidu daržovių pasėliai parodė tokias savybes:

Gėlių pasėliai (dieffenbachija, rožės ir chrizantemos) anksti žydėjo 1000 ppm greičiu ir padidino jų kokybę 20%. Grūdinėms kultūroms padidinus CO2 iki 600 ppm, ryžių, kviečių, sojų pupelių derlius padidėja 13%, o kukurūzų - 20%.

Auginant grybus reikia nepamiršti, kad anglies dioksidas slopina grybienos vystymąsi, todėl kambarys turi būti vėdinamas, kad sumažėtų jo koncentracija.

Svarbu! Per didelis CO2 lygis (5000 ppm) gali sukelti galvos svaigimą ar koordinacijos stoką. Augaluose sutrinka kvėpavimo takų metabolizmas, sulėtėja augimas ir vystymasis, atsiranda lapų ir pumpurų nekrozė (jie nevisiškai atsidaro).

Įvertinę fotosintezės svarbą augalų fiziologijoje ir susipažinę su anglies dioksido gamybos būdais, galite teisingai ir laiku aprūpinti šiltnamio efektą sukeliančius augalus anglies dioksidu ir gauti aukštos ir aukštos kokybės pasėlius.