Применение диоксида углерода в растениеводстве

Диоксид углерода широко используется в тепличном производстве. Это касается трав, овощей и цветущих растений.

Два основных преимущества использования CО2 — это повышение урожайности и ускорение роста. Можно образно сказать, что растения содержат определенное количество влаги и энергии в своих листьях, а CО2 помогает высвободить эту энергию, чтобы помочь вашим растениям процветать. Благодаря высвобождению накопленной энергии вы можете получить на 20—30% больше урожая и увеличить скорость роста на 10—15%.

Растения поглощают CO2 через небольшие клеточные поры, называемые устьицами, в листьях в течение дня. Во время дыхания растения поглощают кислород O2 и выделяют углекислый газ CO2. В светлое время суток дыхание дополняет фотосинтез, когда растения поглощают CO2 и выделяют O2. Количество CO2, образующегося в процессе дыхания, всегда меньше, чем количество CO2, поглощаемого в процессе фотосинтеза. Таким образом, растения всегда находятся в состоянии дефицита CO2, что ограничивает их потенциальный рост.

Естественный уровень CO2 на уровне моря составляет 400 частей на миллион. Однако в герметичных или закрытых теплицах концентрация диоксида углерода намного ниже окружающей среды днем и намного выше ночью. Уровень углекислого газа выше ночью из-за дыхания растений и деятельности микроорганизмов. Днем в герметичной теплице уровень углекислого газа может упасть до 150—200 частей на миллион, поскольку CO2 быстро поглощается растениями в ходе фотосинтеза в дневное время. Воздействие на растения такого низкого уровня CO2 даже в течение короткого периода может вдвое снизить скорость роста растений.

Обогащение среды выращивания CO2 существенно повышает интенсивность роста, особенно в вегетационный период.

Обогащенным уровнем в индустрии принято называть средний уровень в 1200—1500 ppm диоксида углерода в воздухе. Однако уже при увеличении стандартного содержания на 50% до 600 ppm можно наблюдать живой отклик растения. Повышение уровня диоксида углерода с 400 до 700 ppm дает сходный прирост в урожайности как и повышение с 700 до 1500 ppm

Влияние CO2 на другие факторы выращивания растений

CO2 и свет

Скорость фотосинтеза не может быть увеличена после определенной интенсивности света, называемой точкой насыщения света, которая является максимальным количеством света, которое может использовать растение. Однако дополнительный CO2 увеличивает интенсивность света, необходимую для достижения точки светового насыщения, тем самым увеличивая скорость фотосинтеза. Применение подходящих светильников сможет усилить эффективность CO2 и увеличит скорость фотосинтеза и роста растений. Таким образом, дополнительный CO2, интегрированный с дополнительным освещением, может увеличить рост биомассы и уменьшить количество дней, необходимых для выращивания светолюбивых культур.

CO2 и вода

Дополнительный CO2 влияет на физиологию растений через регулирование устьиц. Повышенный CO2 способствует частичному закрытию клеток и снижает их проводимость. Под устьичной проводимостью понимается скорость поступления и выхода CO2 вместе с водяным паром из клетки листа. Из-за снижения устьичной проводимости транспирация (потеря воды из листьев в виде водяного пара) сводится к минимуму, что приводит к увеличению эффективности использования воды (WUE) (отношение воды, используемой в метаболизме растения, к воде, потерянной в результате транспирации). Снижение устьичной проводимости, уменьшение транспирации, увеличение фотосинтеза и повышение WUE помогает растениям более эффективно работать.

CO2 и температура 

Температура играет большую роль в скорости роста растений. Большинство биологических процессов увеличивается с повышением температуры, в том числе и скорость фотосинтеза. Но оптимальная температура для максимального фотосинтеза зависит от доступности CO2. Чем выше количество доступного CO2, тем выше требования к оптимальной температуре для культур. В комнате, дополненной CO2, можно наблюдать увеличение роста растений при повышении температуры. Дополнительный CO2 повышает оптимальную температуру, необходимую для выращивания культур. Это увеличивает урожайность даже при более высокой температуре, что невозможно при естественном уровне CO2.

CO2 и питание

Основным эффектом добавления CO2 является быстрый рост растений из-за усиленного роста корней и побегов. Усиленная корневая система позволяет лучше усваивать питательные вещества из почвы. Рекомендуется увеличивать норму удобрений при повышении уровня CO2. Обычная дозировка удобрений может быть быстро исчерпана, и у растений могут появиться симптомы дефицита питательных веществ. Хотя строгих рекомендаций по содержанию питательных веществ для различных культур при разных уровнях CO2 в настоящее время нет, в целом потребность в питательных веществах возрастает с увеличением уровня CO2. 

С другой стороны, некоторые микроэлементы истощаются быстрее, чем макроэлементы. В некоторых исследованиях сообщалось о низком уровне цинка и железа в культурах, выращенных при повышенном уровне CO2. Дальнейшее снижение транспирации и проводимости при добавлении CO2 может повлиять на поглощение кальция и бора, что должно быть компенсировано добавлением питательных веществ.

Плюсы применения диоксида углерода 

Увеличение фотосинтеза приводит к ускорению темпов роста и производства биомассы.

Растения раньше созревают, и ежегодно можно собирать больше урожаев. Сокращение времени до созревания может помочь в экономии тепла и затрат на удобрения.

В цветоводстве дополнительный CO2 увеличивает количество и размер цветков.

Уменьшает транспирацию и повышает эффективность использования воды, что приводит к снижению потребления воды при выращивании культур при активном росте. 

Дополнительный CO2 обеспечивает тепло (если добавляется через газовые горелки), что компенсирует затраты на отопление в зимний период.

Недостатки применения диоксида углерода

Более высокая стоимость производства продукции при при использовании систем генерации CO.

Дополнительные расходы, необходимые для модификации теплицы. Теплицы должны быть правильно герметизированы для поддержания необходимого уровня CO2 и оборудованы вентиляцией.

Растения могут не проявить положительной реакции на дополнительный CO2 из-за других ограничивающих факторов, таких как освещение, климат, питательные вещества, вода. Все факторы должны быть на оптимальном уровне.

Уровень CO2 выше 1800 ppm может быть токсичен как для растений, так и для людей.

В теплые дни трудно поддерживать повышенный уровень CO2 из-за необходимости проветривания теплиц для их охлаждения.

Когда применять

Добавление углекислого газа не требуется, если все условия выращивания идеальны, а темпы роста удовлетворяют увлеченного садовода. Однако, если растения не достигают требуемого роста, добавление CO2 будет крайне полезным. Начало подачи CO2 через один-два часа после восхода солнца и прекращение подачи за два-три часа до захода солнца — рекомендуется опытными аграриями. Растения проявляют фотосинтетическую активность через один-два часа после восхода солнца, достигая пика в 2—3 часа дня, после чего скорость фотосинтеза снижается.  

Читатель! Обрати свое внимание на светильники X-1 PRO, которые особенно эффективны вместе добавлением CO2.

Магазин Just Grow
Телеграм-бот с каталогом
Сайт Just Grow
Телеграм-канал

Телеграм-бот с каталогом продукции: @Just_Grow_Bot
Instagram: @justgrow.led
Сайт: just-grow.ru