近年来,随着菜篮子工程的推进,设施栽培面积急剧扩大,设施内CO₂施肥作为一项高产、优质、抗病的技术措施,越来越受到基层农业作者和广大菜农的关注。为了保持温度,温室、大棚等设施经常处于密闭状态,而设施内蔬菜作物密度高、吸收空气中二氧化碳的速度快,内部二氧化碳浓度变化较大(大气中二氧化碳平均浓度为330mg/l左右)。一般 早、晚的二氧化碳浓度较高,凌晨的二氧化碳浓度可达到500~600ppm,随着光合作用的进行,设施内二氧化碳被叶片吸收,二氧化碳浓度不断下降,到中午前后,浓度已很低(一般小于100ppm),达不到设施内蔬菜进行光合作用所需的二氧化碳浓度要求,设施内二氧化碳经常处于亏缺状态,严重影响蔬菜的光合作用和生长发育。国内外研究表明,温室大棚内二氧化碳浓度的高低直接影响蔬菜作物的产量、质量及抗病能力。因此,调节设施内二氧化碳含量,增加二氧化碳浓度是蔬菜设施栽培获得高产高效的必要措施
一、设施内施放CO₂方法
1、通风换气法。在设施内CO₂浓度低于大气中CO₂浓度时,强制通风或自然通风法可迅速补充CO₂亏缺,使设施内CO₂浓度增加至与大气CO₂浓度相同。此法成本低、易操作,目前小规模散户经营的大棚蔬菜生产中应用最广。但由于该法只能使CO₂浓度增加到300 ppm左右,达不到作物光合作用最适浓度,并且易受外界气温限制,冬季使用有一定困难,故不能完全发挥CO₂增产增收效果。
2、土壤施肥法。通过向土壤施用可产生CO₂的各种肥料,利用其分解释放出的CO₂持续不断地补充于设施内,供给植物生长发育的需要。但CO₂浓度不易调控,往往增加量不大而无法满足作物生长的需要。如果施用颗粒有机生物气肥,要将颗粒有机生物气肥按一定间距离均匀施入植株行间,施入深度达到3厘米,保持土壤有一定水分,使其相对湿度在80%左右,利用土壤微生物发酵产生CO₂。该法无需CO₂发生装置、使用简便。
3、生态法。通过实行蔬菜与食用菌培养间作,菌料发酵中可产生CO₂或发展种养一体的棚室蔬菜生产,利用动物产生的CO₂供给蔬菜生长,都是很好的生物CO₂供给法。现在我市正倡导和推广的"种、养、沼"三位一体生物生态法,向作物提供CO₂是简易且经济有效的CO₂施肥法。
4、化学反应法。利用酸与碳酸盐反应生成CO2的方法,是目前设施内增湿CO₂的主要方式。本法原料来源广泛,成本低廉,方法简便。所用原料多为硫酸和碳酸氢铵化肥,反应后可生成CO₂和硫酸铵肥料,不产生对作物有害物质。一般每亩大棚,每天用碳酸氢铵3~4kg,加入硫酸2.0~2.5kg。这样可使棚内CO₂浓度达约1000 ppm左右。CO₂施肥点分布:由于CO₂比空气重,扩散缓慢,应多设施肥点才能使CO₂浓度分布均匀,每个施肥点控制面积以20 m2左右为宜,每亩设置30~40个点,施肥点可挖0.3m×0.3m×0.3m的小坑,为使CO2分布均匀,内加硫酸和碳酸氢铵作为施放点,有利于CO₂扩散均匀和被植物吸收利用。
施用方法:现多用简易的发生装置。在桶内或地面的小坑内,可一次加入稀释后硫酸0.7~1.0kg(三日量),每天于揭苫后将碳酸氢铵日用量100g分别加入到30~40个坑内,使酸和碳酸氢铵反应生成CO₂。
5、CO₂发生器法。为了简化CO₂施肥方法,目前生产上常用了简易塑料桶CO₂发生装置,其主要结构有贮酸罐、CO₂净化吸收桶与输气导管部分组成,通过控制硫酸供给量可有效控制CO₂生成量。大型温室常用多种规格的保护地CO₂气体施肥机,如青岛圣森数控科技研究所研制的全自动DSS-QZ二氧化碳发生器可实现自化规模化CO₂施肥。其原理都是化学反应产生气体,并经传输装置供气。
6、燃烧法。通过燃烧煤或其他碳氢化合物等燃料产生CO₂。经过滤除去SO₂等有害气体,获得较纯净的CO₂,通过管道输入到设施内。方法简便等优点,但成本较高,同时产生有害气体,不常用。此外还可以沼气、丙烷、酒精等为燃料,燃烧产生CO₂,进行设施内CO₂施肥。
7、液态(钢瓶)CO₂法。纯净的CO₂,不含有害气体,使用时间、数量、浓度可自由调控,安全方便,但成本较高,适用于大型温室或高产值作物应用。
二、设施内CO₂施肥技术
1、CO₂施用时期
在蔬菜生育初期即可施用,如果菜类育苗阶段增施CO₂,对缩短苗龄、促进花芽分化、培育壮苗作用明显;果菜类坐果及果实膨大期是增施CO₂的最佳时期不同季节二氧化碳施用时间不同,一般掌握在每年11月至次年2月是日出后2小时,3月至4月中旬是日出后1小时,4月下旬至5月是日出后半小时。育苗期一般要求在日出后1.5小时进行。一般情况下,每日一次,操作完毕后立即闭棚1.5-2小时,然后放风。
育苗期:从3-5片真叶开始,二氧化碳施放浓度0.5毫升/升,随着植株的生长可逐渐加大到0.8毫升/升,到定植前5-7天停止施放,连续施放18-20天就能取得明显效果。
定植后:大棚定植后从缓苗开始(7-10天),定植后15-20天开始,连续施放30-35天,就能取得最大的增产效果。大棚释放浓度为1毫升/升,温室施放浓度为0.8-1毫升/升。晴天按规定浓度施放,阴天减少施放浓度,雨雪天停止施放。
每天施放的时间,应根据设施内CO₂浓度日变化规律,早晨揭苫后半小时开始施放CO₂,晴天持续施放2小时以上并维持较高浓度,至通风前1小时停止,阴雨天无日光天气应停止施放。
2、CO₂施用浓度。在光照充足,作物旺长的封闭温室里二氧化碳常常缺乏;当浓度低于80~100mg/L时,将严重制约蔬菜的正常生长。施用CO₂的最适浓度与作物种类、生育阶段、天气状况等密切相关,在温、光、水、肥等较为适宜的条件下,一般蔬菜作物在600~1500 ppm CO₂浓度下,光合速率最快,其中,果菜类以1000~1500 ppm、叶菜类以1000 ppm的浓度比较合适。
3、二氧化碳施肥注意事项
二氧化碳是光合作用的重要原料,但它不能代表氮、磷、钾等肥料,只有在施足底肥的基础上才能发挥更大增产作用;采用二氧化碳施肥技术的大棚和温室,应保护塑料膜严密,二氧化碳施放量和施放时间严格按照要求进行;施用二氧化碳后水果、蔬菜生长速度加快,管理一定要跟上,适当增施磷钾肥,促进植株健壮生长。在CO₂施用上要注意:
(1)水肥充足、气温较高、光照较好的条件下,棚内密闭环境中增施CO₂对促进作物生长发育获得高产优质效果明显,大温差管理更可提高CO₂施肥效果。所以,上午在较高温度和强光下增施CO₂,利于光合作用制造有机物质;而下午加大通风,夜间有较低的温度,增加温差有利于光合产物的运转,从而加速作物生长发育与光合有机物的积累。因此施放时间在应在上午放风前进行,通风后或全天通风后以及阴雨天无光照的条件下不宜进行CO2施肥。
(2)长时间高浓度地施用CO₂会对作物产生有害影响,因此使用浓度应略低于最适浓度,适当减少施用次数,同时加强水肥管理。
(3)施用CO₂期间,应使棚室保持相对密闭状态,防止CO₂气体逸散至棚外,以提高CO₂利用率,降低生产成本。
(4) 由于CO₂比空气重,为使增施的CO₂能均匀施放到作物功能叶周围,应将CO₂发生装置或输气管道置于植株群体冠层高度位置,并采取多点施放保障施放均匀性,使增施CO₂得到充分而有效的利用。
(5)化学反应法使用的硫酸腐蚀性强,硫酸的使用与保管要注意安全,浓硫酸使用时首先按规定稀释,千万不要把水直接向硫酸里倒,以免发生危险;反应后的残留物是硫酸铵,每天应收集起来,在确定无酸性后方可作肥料使用。
(6)用CO₂发生器,一定要严格按照使用说明来操作,以防止意外。
(7)设施栽培作物种类不同,发育期不同,其植株群体高度也有差异,叶面系数均有不同,应根据作物生育期和株体高度调节CO₂补给量。
原文链接:http://nmt.nmg.gov.cn/yw/nszd/hhht/202302/t20230208_2227982.html
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