Факультет

Студентам

Посетителям

Газообмен в теплицах

Основными элементами газообмена в теплицах являются кислород и углекислый газ (CO2), которые поглощаются растениями из воздуха.

В результате фотосинтеза образуется органическое вещество и выделяется свободный кислород. Практически так образуется весь содержащийся в атмосфере кислород. При дыхании растения расходуют органическое вещество и кислород, а выделяют CO2. Благодаря этим процессам содержание CO2 в атмосфере остается достаточно стабильным.

Между всеми факторами существования растений (свет, тепло, влага и CO2) существует тесная взаимосвязь, которая приобретает особое значение в условиях закрытого грунта, где эти факторы, за исключением света, создаются искусственно.

Содержание CO2 в воздухе колеблется от 0,02 до 0,3%, что при нормальном давлении и температуре 0° составляет 0,589 мг CO2 в 1 л воздуха. При среднем урожае некоторые растения ассимилируют в сутки до 300—400 кг CO2, а за весь период вегетации — не менее 60 т. Это один из источников получения CO2 в теплицах. Огурцы же с площади 1 га ежесуточно поглощают из воздуха до 700 кг CO2.

Для различных растений оптимальные концентрации CO2 разные: у томатов фотосинтез лучше протекает при концентрации CO2 0,1—0,2%, у огурцов — 0,3—0,6, тыквы, бобов — 0,3%.

Интенсивность поглощения CO2 растением тесно связана с интенсивностью освещенности, обеспеченностью водой и питательными веществами. Чтобы продуктивно использовать интенсивное освещение, растения необходимо бесперебойно снабжать углекислотой.

Усвоение CO2 тесно связано с подвижностью окружающего воздуха. Сооружения защищенного грунта герметически закрыты и воздухообмен с наружной средой ограничен. Из-за недостаточного притока воздуха растения особенно отзывчивы на искусственное повышение концентрации CO2. Одним из источников снабжения растений углекислотой является (в определенной степени) CO2, выделяющийся из почвы, который образуется за счет разложения органического вещества, дыхания корней и микроорганизмов. Растения используют углекислоту из почвы при помощи корневой системы в газообразном растворенном состоянии или в виде углекислой соли (во влажной почве часть CO2 соединяется с водой, образуя углекислоту). Но из почвы растения поглощают только 25% от общего количества CO2, которое усваивается листьями из воздуха.

Почвы с высоким содержанием органических веществ выделяют в атмосферу за час с площади 1 га до 20— 25 кг CO2, а за сутки —380—580 кг. Но в виду небольшого слоя почвогрунта в теплицах (30—35 см), невозможно полностью компенсировать потребность растений в углекислоте за счет углекислоты, выделяющейся из почвы. Чтобы газообмен между атмосферой и почвой проходил активно, почвогрунт нужно содержать в рыхлом состоянии и не переувлажнять.

В условиях закрытого грунта уже вошло в практику повышать содержание углекислоты в воздухе до 1—2%, в зависимости от культуры, степени освещенности и других факторов. Однако наблюдаются большие расхождения рекомендуемых доз CO2, способов его применения, а также источников его получения.

Исследования показали, что огурцы и томаты хорошо реагируют на подкормку CO2: при его концентрации 0,3—0,4% они хорошо растут и развиваются, становятся более устойчивыми к болезням и вредителям, а продуктивность их почти удваивается. Доказана положительная реакция этих культур даже при концентрации CO2 до 0,6%. Достаточной считается концентрация 0,2—0,3%.

Однако повышение концентрации углекислого газа неэффективно при слабой интенсивности света, так как углекислый газ не успевает перерабатываться в листьях в органические соединения и действует токсически. При недостатке света и пониженной температуре недостаток CO2 в первую очередь действует на рост стеблей и листьев растений, а при хорошем освещении и благоприятной температуре — главным образом на рост плодов. В совхозе-комбинате «Московский» внедряется система подкормок CO2, по которой содержание CO2 на входе в теплицу 4—5,5%, а в зоне ассимилирующих растений — 0,15—0,2%. Газ от котельных, работающих на природном газе, подается двумя вентиляторами в обе стороны теплицы.

Полиэтиленовые раздаточные рукава, диаметром 50 мм, укладываются под растения в каждом ряду. Система может работать как в ручном, так и в автоматическом режимах. В случае появления угарного газа специальное устройство отключает систему. Влияние подкормок растений CO2 отходящих газов котельных изучали в сравнении с подкормкой CO2 газогенератором. Урожайность тепличных овощей в осенней культуре повышалась при подкормке CO2 (отходящими газами котельной): огурцов — на 33,8, томатов — на 21,8%. Этот опыт очень ценен для тепличных комбинатов нашей республики, тем более, что оборудование для улавливания газов и распределения его по теплице несложное, его можно использовать в каждом хозяйстве.

Решающее влияние на углекислотный режим в пленочных теплицах, интенсивность фотосинтеза и продуктивность растений оказывает органическое вещество почвы. При внесении повышенных доз органических удобрений растет интенсивность фотосинтеза и в солнечные дни достигает 46—54 мг/дм2 в сутки. Обогащение воздуха теплиц CO2 происходит также при использовании перегноя или опилок. В результате в солнечные дни интенсивность фотосинтеза листьев повышается с 17 до 27—35 мг/дм2 ∙ ч CO2.

По данным Института физиологии и агрохимии АН УССР, повышение концентрации CO2 в воздухе влияет не только на фотосинтез растений, но и оказывает воздействие на другие физиологические процессы. Содержание CO2 в теплицах изменяется в течение суток. Днем, особенно в солнечную погоду, оно сильно снижается из-за участия в процессе фотосинтеза; к вечеру и ночью, когда фотосинтез прекращается, оно увеличивается за счет дыхания растений и выделения CO2 почвой. В результате разложения органического вещества и деятельности микроорганизмов происходит минерализация перегноя и других органических удобрений. Выделение CO2 почвой значительно возрастает при внесении в нее органических удобрений.

Так, при внесении 30 т/га навоза выделение CO2 увеличивается на 0,2 г/м2; 90 т/га — на 0,4; 500 т/га — на 1,8 г/м2. При использовании свежего навоза концентрация CO2 в тенлице может превышать атмосферную более чем в 4 раза. Внесение в почву 300 т/га навоза способствует поддержанию CO2 на уровне 0,1 %.

По данным Н. А. Смирнова, для большинства овощных культур наиболее благоприятное содержание углекислоты в воздухе 0,2—0,3%. Повышение содержания CO2 до уровня 0,1—0,2% способствует увеличению урожайности тепличных овощей на 12—16% и ускорению созревания урожая на 7—12 дней (Пособие для овощеводов тепличных хозяйств, М., 1977).

Для культуры огурцов в солнечные дни концентрация CO2 должна быть 0,1—0,2%; для томатов, редиса, салата — 0,2—0,25%, в пасмурную погоду — 0,05—0,1%.

Содержание углекислого газа в теплицах определяется газоанализаторами, а подача производится газогенераторами. Так, в теплицу площадью 1000 м2, занятую огурцами, в день нужно подать около 25 кг CO2, а в гидропонную теплицу с такой же площадью — 30 кг. Для того, чтобы повысить концентрацию CO2 в воздухе теплицы до уровня 0,12—0,15%, требуется сжечь 15—20 м3 природного газа на 1 га/ч, а до уровня 0,3% — 50 м3/га в час. Подкормку углекислым газом проводят два раза в день в течение 2—4 ч утром и в послеполуденное время при закрытых форточках. Таким образом, содержание углекислоты в теплицах необходимо поддерживать не только на естественном уровне (0,03%), но и постоянно ее повышать.

Подкормку растений углекислым газом нужно проводить на протяжении всего периода вегетации растений, но с учетом содержания его в помещении, степени освещенности и фазы развития растений. Особенно нуждаются в подкормке CO2 растения во время цветения и плодоношения, как в летние, так и в весенние, осенние и даже зимние месяцы. В зимние месяцы повышенное содержание CO2 в воздухе теплицы действует как стимулятор, заставляющий растения более экономно использовать световую энергию.

Для обогащения теплиц углекислотой используются различные источники. У нас в Союзе и за рубежом для этой цели используют сжигание керосина в специальных горелках, газообразного топлива (метан и пропан), а также углекислый газ из баллонов, сухой лед (твердая углекислота), отходящие очищенные газы собственных котельных, работающих на газе. В крупных тепличных комбинатах природный газ сжигают в теплицах в специальных установках для обогащения CO2 — УГ-6,0. При этом в газовой смеси не должно содержаться окиси углерода (СО), а окислы азота не должны превышать 2— 3 мг/м3. Для этого при сжигании газа увеличивают подачу воздуха на 15—20%. При использовании отходящих газов от собственных котельных используются высоконапорные вентиляторы, которые подают газ в пластиковый трубопровод, а из него через перфорированные трубы между рядами растений равномерно распределяется по всей площади теплицы. За уровнем содержания CO2 в составе отходящих газов следит специальное фотометрическое реле. Жидкий углекислый газ из баллонов или сухой лед (твердую углекислоту) используют в более мелких тепличных хозяйствах в дозировке 8—10 кг/ч на 100 м2. Содержание CO2 и других примесей в отходящих газах контролируется газоанализаторами УГ-2 или ГХЛ-3М. На Украине в пленочных теплицах газ сжигают в теплогенераторах; на Киевской овощной фабрике углекислый газ из котельных подается по технологической схеме вентилятором.

Удобрение углекислотой с помощью сжиженного газа (CO2) в баллонах — наиболее удобный способ, так как этот газ не содержит вредных для растений примесей и не оказывает воздействия на температурный режим (как, например, сухой лед) теплицы. В теплицы газ подается по резиновым шлангам или полиэтиленовым трубам. Но этот способ сравнительно дорогой. В таких хозяйствах, как совхозы «Марфино», «Белая дача», «Тепличный», используется сухой лед, который кусками весом до 1 кг раскладывают в специальные ящики, подвешенные по всей теплице на высоте 1,7—2 м.

Подкормку тепличных растений углекислотой, когда фрамуги закрыты и вентиляция отсутствует, нужно рассматривать как обязательный прием агротехники в тепличном овощеводстве.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: