地元産の食品や野菜の需要が高まっているため、温室産業は急速に拡大しています。制御された室内環境は、植物に最高の成長条件を提供でき、CO2濃度は光合成にプラスの影響を与えます。温室用の二酸化炭素発生器の使用については、資料で説明します。
温室で植物の光合成を組織化するための二酸化炭素発生器
密閉された温室では、植物には十分な照明、水、栄養素の供給が提供されますが、その発達のペースは室内の空気中のCO2レベルによって制限されます。
二酸化炭素は、成長と発達を確実にするために、植物細胞および組織の栄養および骨格成分の基礎として、炭水化物の生合成のための化学反応(光合成)における植物に必要です。植物の呼吸中のガス交換は、気孔と呼ばれる調節可能な小さな開口部を介して行われます。
気孔は、植物の葉の表皮の上層または下層のいずれかにあります。
地球の大気では、二酸化炭素のレベルは250〜450 ppmであり、さまざまな植物種の必要量は700〜800 ppmです。 密閉性の高い新しい温室施設では、建物内のCO2レベルが外気の4分の1になり、これが作物の成長と発達に悪影響を及ぼします。
さらに、部屋の人工照明の持続時間と電力が増加すると、CO2中の植物の必要性が2〜3倍増加します。温室の空気を二酸化炭素で飽和させることにより、作物の成長と収量が20〜40%増加します。
知ってる? 79年までさかのぼる温室の廃墟e。、ポンペイの発掘中に発見されました。近代的な温室は13世紀にイタリアで始まりました。
産業用温室のCO2スキーム
商業用温室の二酸化炭素供給システムには、ガス発生器、ファン、計量装置、ガス分析装置、輸送ラインが含まれます。管理はコンピュータを使用して行われます。
CO2の生成方法:
- シリンダーからの技術的CO2;
- メタン燃焼;
- 暖房プラントからの排気ガス;
- 排気ガスミニCHP。
ボイラーハウスガス
温室でCO2を濃縮する最も一般的な方法は、化石燃料を燃焼させることです。使用する煙道ガスには、有害な量の有害成分が含まれていてはならないため、メタンは温室のガス発生器の燃料であることが最も多い。 1m³のメタンが燃焼すると、約1.8 kgのCO2が生成されます。
重要! 測定装置-排気ガスの組成を常に監視するガス分析装置は、部屋を可能な限り確保することを可能にします。
燃焼からの排煙を使用する場合、高温の排気ガスが捕捉され、浄化されます。触媒またはスクラバーを使用した接触中和による排気ガスの浄化後、ガスと空気の混合物は熱交換器で50°Cに冷却され、肥料の形で温室にガス本管を通って供給されます。
しかし、植物を肥やすためにガスを供給するこのような方法は、燃焼生成物の有害な不純物で温室の大気汚染を引き起こす可能性があります。その結果、閉鎖された温室の有害物質の濃度は、植物と人間の最大許容基準を超える可能性があります。
周囲温度の変化により、加熱ボイラーでのバーナーの連続燃焼モードは保証できません。したがって、ガス廃棄物の流れは不均一です。さらに、パラジウム触媒とスクラバーは経済的に高価であり、温室の内容に関して消費可能な部分を増やします。
ポリエチレンスリーブで作られた流通ネットワーク
温室内のガス供給システムとして、ポリエチレンパイプの輸送ラインを採用しています。各ベッドの上にあるガスサンプリングポイントには、開口部が等間隔に配置された直径50 mmの柔軟なポリエチレンスリーブが取り付けられています。袖はベッドの長さに等しく、ベッドに沿って、または棚の下に伸ばされています。パイプを傾けることで、システム内の結露を解消します。
CO2は空気よりもはるかに重いため、ガスを下から排出することが非常に重要です。水平ファンまたはジェット換気システムを使用した空気循環により、上部の換気口が閉じているか、排気ファンが機能していない場合に、温室で大量の空気を移動させることにより、均等に分配します。
小規模農場または家庭の温室における供給システムとガス供給オプション
小規模および小規模の農場の場合、温室の面積、栽培する作物の種類と数を考慮に入れて、より簡単でコストのかからないガス供給方法があります。
知ってる? 温室の空気中のCO2レベルを増加させるためのガス燃焼生成物の使用は、エネルギー研究所とティミリヤゼフアカデミーの専門家による野菜作物の成功した実験に基づいて1936年に提案されました。
ガス発生器
小部屋用のガス発生器は、大気から必要な二酸化炭素を得ることに基づいています。このようなデバイスの生産性は0.5 kg / hです。装置には、精製されたガスを得るためのフィルターが装備されており、ディスペンサーは必要な量のフローを提供します。温室の微気候指標は変化しません。
ガスボンベ
シリンダーからのガスは、100m²ごとに8〜10 kg / hの噴射で小さな領域に使用されます。シリンダーには、圧力レギュレーター(減圧器)とガス供給(ソレノイド)を遮断する自動バルブが装備されている必要があります。これらのデバイスはガス供給を保護します。
1気筒の容量は25kgのガスです。かなりのコストで、液化ガス用にさまざまな容量の等温タンクを使用する方が合理的です。液化ガスは必要に応じて補充できます。
センサーとガスレギュレーター
最適なバランスと良好な成長状態を確保し、コストのかかる過剰摂取を回避し、作物の世話と作物の収穫を行う人々の安全を確保するために、ガス供給を監視および規制する必要があります。
温室のCO2レベルを監視および測定するために、センサーは通常、800 ppmなどの設定値で使用されます。センサーが低レベルを検出すると、投与システムをアクティブにします。必要なCO2レベルに達すると、制御システムはCO2供給をオフにします。
センサーとレギュレーターは、許容濃度レベルを超えるとアラームを出し、緊急換気システムを含めることができます。現在市販されているのは、ダブル赤外線ビームの原理に基づいて設計された人気のある赤外線CO2センサーです。
CO2供給用PVCホースおよびパイプ
部屋へのガス供給の問題は難しくはなく、誰もが独自に決定します。通常、分配システムは、パイプ(PVCまたはポリプロピレン)、小さな穴あきプラスチックスリーブ(50 mm)、および接続されたセンサーと気候コントローラーで構成されるガスパイプラインで構成されます。
植物に直接、ガスは腕の開口部から入ります。ロープの袖はどのレベルでも掛けることができます-根のシステムを肥やすためのベッドの上、葉や成長点に供給するためのラックや棚の上に。
これにより、日中ほぼ100%の濃度でガスを正確かつ経済的に計量して、目的の栽培地域に到達させることができます。供給量は気候指標と光合成の毎日および季節のダイナミクスに応じて調整されます。
生物源
チェックアウト
農場に動物がいる場合、納屋から壁を通して温室を配置し、両方の部屋に供給と排気の換気を装備することにより、動物の呼吸からの二酸化炭素の供給を組織化することができます。これにより、植物から酸素が供給されます。
さらに、ガスのバランスと量、および規制は経験的に決定する必要があります。醸造所と蒸留所から同じCO2配送方法を提供できます。
肥料きゅうりの二酸化炭素
肥料およびその他の有機物質は、植物に栄養素を提供するだけでなく、発酵中に二酸化炭素を排出します。その量は野菜作物の成長を改善します。これは、根系と植物の地上部の両方の空気供給に好ましい条件を作成します。
肥料は水で1:3の比率で希釈する必要があります。
良い例は、ティミリヤゼフアカデミーで19世紀と20世紀の変わり目に起こった物語です。彼らは数年間、温室でキュウリを栽培しようとしましたが、科学的なアプローチにもかかわらず、彼らは成功しませんでした。その後、科学者たちはクリナの庭師に頼ることに決めました。彼らは温室で羨ましいキュウリの作物を栽培しています。
彼らはクリンの庭師を招待し、アカデミーの温室で自分でキュウリを栽培することを申し出たが、将来彼に彼の技術を利用させた。秘訣は、肥料が希釈されたタンクが部屋の中に設置されていて、発酵中に排出された二酸化炭素がキュウリの植物を肥やすことでした。
実験的に、日中の二酸化炭素を含む連続肥料を使用すると、キュウリの重量が最大(54%)増加することがわかりました。
アルコール発酵
アルコール発酵は、微生物学的分解と同様に、二酸化炭素を生産する方法です。 麦汁を発酵させた缶を植物の間に置くことにより、二酸化炭素で空気を飽和させることが可能です。発酵には、水、砂糖と酵母または腐肉、不適切な果物と果実、および穀物(小麦、ライ麦)を使用してください。
別の方法は、イラクサ発酵を適用することです。
これを行うには、コンテナに3分の1の草(生または乾燥)を入れ、水で満たします。発酵は2週間続きます。混合物を毎日攪拌してCO2を放出します。不快な臭いを取り除くために、バレリアン(1-2枝)を混合物に追加するか、ほこりを上に振りかけることができます。
発酵した混合物は液体餌として使用されます。流量を調整するために、標準のプラスチックボトルに簡単にネジで留められる特殊なキャップ(CO2Pro)が使用されます。
重要! 家庭でワインを生産する場合と同様に、マスト付きの容器をウォーターロックに置くと、発酵の臭いを減らすことができます。
炭酸ガスの供給源として炭酸水を飲む
通常のスパークリングウォーターのボトルは、効果的ではありませんが、手頃な価格の二酸化炭素源です。ガスの含有量に応じて、約6〜8 gの二酸化炭素が1リットルの炭酸水に溶解します。
この方法では、ガス濃度を正確に決定して最適な投与量を計算することができないため、部屋の小容量でCO2のレベルを増加させる緊急対策として考えることができます。炭酸水を肥料として使用する別の方法は、灌漑用の水シリンダーから二酸化炭素を飽和させることです。
二酸化炭素の自然発生源:空気と土壌
温室がCO2供給システムを備えていない場合、大気は、部屋の換気が定期的でトランサムが開いている植物にとって、CO2の自然な供給源です。しかし、これは毎日の要件の3分の1しか提供しません。
チェックアウト
CO2を追加する別のローテクな方法は、温室で植物材料と有機物を堆肥化することですこれは、土壌を微量元素および微量元素で濃縮するだけでなく、CO2の補給にもつながります(1 haから最大20 kg / h)。
堆肥化プロセスでは二酸化炭素が生成されますが、有害ガスも放出され、病原菌や昆虫の繁殖条件が形成されます。 この方法で生成されたCO2の濃度を制御することは困難であり、方法は信頼できません。
日曜大工の二酸化炭素システムと温室用発電機:正当化されるかどうか
ガス発生器の製造の実現可能性は、その財務的および物的能力と人件費に基づいて個別に評価する必要があります。
熱発生量の大きいボイラーの形でガス発生器を設置することに加えて、温室の敷地(ガスパイプライン)にガスを送るためのシステム、測定および制御装置が必要になります。したがって、それ自体でシステムを作成することは可能ですが、小さな温室エリアについてその合理性を評価することは、数学的計算の助けを借りてのみ可能です。
代替の二酸化炭素源とそれらを閉ざされた地盤条件で使用する方法を研究することは、はるかに簡単で安価です。たとえば、液化ガスシステムのコストは約200万ルーブルで、シリンダーからのガスを使用すると、コストは10分の1に削減されます。
重要! 高濃度の二酸化炭素は生物に有毒であるため、数時間以内にレベルを10,000 ppm(1%)以上に上げると、温室の害虫(コナジラミ、ハダニ)が排除されます。
提出の基本ルール
温室のCO2における空気の飽和の量と期間は、季節と時間、部屋の密閉度、照明の強度、および栽培される作物の種類によって異なります。
照明
光合成の結果として、植物は成長と発達のために炭水化物を受け取り、光エネルギーの助けを借りて二酸化炭素と水を処理します。これら3つの構成要素は、葉の表面で気孔が開くメカニズムと、植物と環境との間のガス交換の開始に重要です。強い光の下では、植物はより積極的にCO2を消費し、光合成の速度が増加します。
部屋のCO2濃度は600〜800 ppmに維持する必要があります。 強い照明があると、温室の温度が上昇し、換気のために欄間を開かなければならないため、濃度は1000〜1500 ppmに増加します。
日光中のCO2の消費量は、窓を閉めた状態で日照時間あたり約250 kg / haです。開いた窓と風の強い天候-500-1000 kg / ha。冬季には、人工光が光合成の促進に役立つため、ガス肥料の割合は600 ppmに減少します。
供給時間
CO2補充は、明るい時期に植物が活発に成長している期間に最も効果的です。 CO2生成は午前中に開始する必要があります 点灯開始から2時間後、目的の濃度レベルに達するまで(1時間)。次に、ジェネレータをオフにする必要があります。 CO2レベルは暗くなる前に環境に戻ります。
重要! 外気の浸入により室内の二酸化炭素濃度が希釈されるため、CO2の増加は密閉された温室でのみ発生します。
2番目のサプリメントは、日光が終了する2時間前に実行する必要があり、植物は眠りにつく-結果として生じる二酸化炭素は、夜間に効果的に吸収され処理される。
各作物の二酸化炭素消費量を個別に決定
ナス、キュウリ、トマト、ピーマン、レタスなどの作物は、現代の温室で定期的に栽培されています。そこでは、光、水、温度、栄養素が制御され、二酸化炭素レベルが調整されて、最適な成長を促進する条件が作成されます。
濃度が400から1000 ppmに増加すると、植物の光合成速度が刺激され、花と野菜の収量が21〜61%増加します。さらに、二酸化炭素の施肥により、収量が早くなり(7〜12日)、植物が病気や害虫に抵抗する能力が向上します。
屋内使用の場合、空気中の以下のCO2レベル(1000 ppm = 0.1%)が推奨されます。
- きゅうり、トマト-0.2–0.3%;
- カボチャ、豆-0.3%;
- 大根、レタス-0.2-0.25%;
- キャベツ、ニンジン-0.2-0.3%。
プラントごとに異なるCO2要件があり、これも考慮に入れる必要があります。
研究の結果によると、野菜作物は二酸化炭素で施肥すると、次のような特徴を示しました:
きゅうり | 1500〜2000 ppmで収量と果物の品質が25〜30%増加 |
トマト | 収量は30%高く、2週間前に1000 ppmで熟成 |
なす | 35%増収、2週間前に1000〜1500 ppmで熟成 |
キャベツ | 800〜1000 ppmで収率が40%向上 |
いちご | 収量は40%高く、2週間前に熟します。果実は1000〜1500 ppmでより甘くなります |
サラダ | 30〜40%高い収量、1000〜1500 ppmで早期熟成 |
アスパラガス | 収量が30%増加、800〜1200 ppmで2週間早く熟成 |
メロン | 70%高い収量、800〜1000 ppmでの果実品質の向上 |
花作物(ディフェンバキア、バラ、キク)は、1000 ppmで早期開花を示し、品質を20%向上させました。穀物の場合、CO2レベルを600 ppmに上げると、米、小麦、大豆の収量が13%、トウモロコシの収量が20%増加します。
キノコを育てるとき、二酸化炭素が菌糸体の発達を阻害することを心に留めておく必要があるので、その濃度を減らすために部屋を換気する必要があります。
重要! 過剰なCO2レベル(5000 ppm)は、めまいや調整不足を引き起こす可能性があります。植物では、呼吸代謝のプロセスが妨げられ、成長と発達が遅くなり、葉と芽の壊死が現れます(完全には開きません)。
植物生理学における光合成の重要性を理解し、二酸化炭素の生産方法に慣れると、温室作物に二酸化炭素を正確かつタイムリーに提供し、高品質の作物を得ることができます。