"生长涡轮 "CO₂ - 温室中 CO₂ 气肥如何发挥作用?

Eva Schönhart
温室中的二氧化碳施肥

在温室中培育观赏和可食用植物,可以使苗圃和农场的作物不受季节影响,而且保持稳定品质。温室栽培的核心目标是通过优化调控环境参数,来创造来植物生长的理想条件,从而提升产量。除了适宜的湿度和温度,作物的茂盛生长离不开二氧化碳。特别是在蔬菜种植中,通过人为提高温室中的二氧化碳浓度,可以实现显著增产。这为温室经营商带来了相较于露天种植的巨大竞争优势。

通过 CO₂ 气肥技术实现增产

二氧化碳能够促进植物生长

植物通过光合作用能够合成其生长所需的葡萄糖。这一生化过程的 "基础原料 "是光、水和二氧化碳。如果植物无法获得充分的二氧化碳,其葡萄糖合成量将减少,生长速度也会放缓。相反,增加二氧化碳浓度对植物生长具有积极的促进作用。高浓度的二氧化碳能够加速植物生长,促进根系形成和更早开花,从而提高产量和效益。

因此,人们会通过所谓的二氧化碳气肥技术来人为增加温室中二氧化碳的含量。此举可显著提升培育作物的生产力与品质。特别是在光照不足的季节,二氧化碳气肥技术尤为重要,它能够帮助增强人工光照的效果,从而弥补自然光照的不足。

二氧化碳气肥技术的类型

在实际应用中,二氧化碳气肥技术主要有两种解决方案:

  • 二氧化碳发生器,通过燃烧天然气或液化气来提高温室内的二氧化碳浓度。燃烧过程中产生的热量也可以同步用于温室供暖。
  • 二氧化碳供气系统,通过管道系统将纯态工业二氧化碳从气瓶组或存储罐输送至温室。供气的控制方式可以是手动调节,也可以是全自动管理(基于实时的二氧化碳浓度、光照条件和通风状况)。
     

二氧化碳的需求量取决于温室的容积、气密性以及自然或管控的通风频率。二氧化碳浓度的水平要根据不同的植物种类来设定。基本原则是:作物的增长量越旺盛,所需二氧化碳浓度越高。因此,相较于观赏性植物,蔬菜类作物从二氧化碳气肥中获益更为显著。

温室中生长的西红柿
温室中的二氧化碳施肥可确保植物健康和提高产量

监控温室的二氧化碳浓度

采用二氧化碳气肥技术时,需要对温室中的二氧化碳浓度进行持续测量和监控,原因如下:

  • 二氧化碳浓度过高也会对植物生长产生负面影响。如果二氧化碳浓度过高,植物的生长会减缓造成发育不良。
  • 生成和供应二氧化碳均涉及成本。通过监测二氧化碳含量,可以实现二氧化碳气肥的高效利用,从而显著提升经济效益。
  • 高浓度的二氧化碳会危害人体健康,可能引发头晕、头痛、恶心甚至昏迷。因此,工作场所法定的二氧化碳浓度(MAK 值)不得超过 5000 ppm(= 0.5 %CO2)。这也是负责任的温室运营商必须高度关注二氧化碳浓度的另一个原因。
     

采用二氧化碳传感器进行测量

二氧化碳传感器是测量空气中二氧化碳浓度的首选工具。不过,二氧化碳传感器必须具备能够适应温室环境条件的能力。高湿度乃至冷凝,加之化肥、农药、除草剂或消毒剂(如过氧化氢)带来的化学暴露与杂质沉积,对传感器构成严峻挑战。由冷凝引起的在传感元件表面的沉积物,不仅会损害其测量精度,还可能引发腐蚀。

为了保障二氧化碳传感器在此类严苛条件下长期稳定、可靠地运行,必须对其技术适用性进行审慎评估与验证。

温室运营商选购CO₂传感器的关注要点

  • 传感器的二氧化碳测量范围是否足够宽广?
  • 传感器的测量精度和长期稳定性如何?
  • 二氧化碳的测量原理是什么?
  • 传感器是否适用于高湿的环境条件?
  • 传感器是否耐受粉尘和化学污染?
  • 传感器对二氧化碳浓度变化的响应速度(响应时间)如何?
  • 传感器的外壳是否具备足够高的防护等级(IP65 / NEMA4)?
  • 传感器有哪些维护和校准方案?
  • 传感器能否能集成到温室控制系统中(如通过 Modbus RTU 接口)?

湿度和温度也需要监测

除了充足的二氧化碳供应外,植物的茂盛生长还需要适宜的湿度和温度。因此,采用合适的温湿度传感器对这些环境参数进行准确、可靠的监测同样至关重要。只有这样,才能为温室植物栽培创造适宜生长的理想环境,并取得预期的经济效益。在选择传感器时,温室运营商应注重产品品质,并在做出购买决策前寻求专业咨询。

了解关于温室温度、湿度和 CO₂ 控制传感器的更多信息。

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