温室二氧化碳浓度控制greenhouse CO₂ content control

调节温室内二氧化碳(CO₂)气体含量的措施。根据温室栽培植物种类、栽培方式、生长发育状况、太阳辐射及温度等条件进行调节，以满足植物正常生长发育对CO₂的需要，以利于提高产量与质量。
CO₂对植物的影响 CO₂是植物光合作用的原料。在密闭的温室中，CO₂浓度往往会下降到补偿点的界限以下，使白天的光合作用下降到接近于零。但在夜间可增到800ppm以上，从日出开始1～2小时内急速下降至300ppm以下，出现亏缺现象（见图）。为了满足植物生理与形态上的需要，在温室内增施CO₂，对萝卜、油菜、莴苣、芹菜以及黄瓜、番茄等果菜类，将CO₂浓度由300ppm提高到1500ppm，会有明显的增产效果。叶片增厚，内容物充实，气孔体积及单位面积气孔数都有增加，形成一个有利于光合作用的叶片结构。CO₂的浓度对植物体内成分也有一定影响。因此，在温室植物栽培中增施CO₂是一项有效的增产措施，在日本、西欧等国家中已将CO₂施肥列入栽培管理的过程中。

密闭温室内CO₂浓度的日变化

(中国农业科学院蔬菜研究所，1981)

CO₂来源 二氧化碳的来源可以是： ❶有机肥发酵。在苗床或畦内施用有机肥，地温增高，二氧化碳浓度也随之变化。发热量最高峰时，大气中的二氧化碳浓度为不施有机肥时的大气含CO₂量的100倍以上。施用有机肥由于肥源充足，不需要产气装置和设备，成本低，便于在实际生产上广泛应用。但这种方法有二氧化碳发生量不易控制和有效时间集中等缺点。
❷燃烧煤、焦炭、煤油、白煤油、液化石油气等产生二氧化碳。这种肥源充足，可适当选用，使用较方便，但需要 一定的装置。
❸酒精酿造业副产品的利用。酿造酒精时产生的气态二氧化碳可制成液态二氧化碳，或经压缩后制成固体二氧化碳（干冰），均可利用，但也需要一定的装置。
❹化学分解。采用碳酸盐加强硫酸作用时所放出二氧化碳。也需要一定的装置，而且使用不太方便，二氧化碳量也不易掌握与控制。
CO₂检测 检测方法有：❶化学反应法。又可分为检测剂测定法和碳酸氢钠(NaHCO₃)溶液吸收比色法。前者是将被测定的空气通过检测剂，观察其着色层的长度变化，查表进行温度订正后，即可求得CO₂浓度。后者是利用NaHCO₃溶液因吸收空气中的CO₂后而降低自身的pH值的原理。溶液吸收CO₂的多少与空气中CO₂浓度呈线性关系，当空气中CO₂浓度降低时，NaHCO₃溶液能释放出一部分CO₂，在一定温度下，吸收和释放达到平衡。只要测定NaHCO₃溶液的pH值，即可换算出空气中的CO₂浓度。
❷异电率法。氢氧化钠溶液与CO₂反应时，其导电率即发生变化，可用电极测量这种变化，以便推算CO₂的浓度。
❸红外线二氧化碳分析仪。二氧化碳气体对波长为4.35微米的红外线辐射有独特固定的吸收光谱。而CO₂对红外线的吸收光谱值与该气体的浓度成正比。应用这一原理制成的红外线CO₂分析仪，能连续测量并记录，测值准确可靠。
CO₂施肥量 施肥量的大小根据作物种类与土壤表面的吸收和向室外逸散程度而定，常用下式决定：

式中 q为CO₂施肥量(克/米²·小时);V为温室容积(米³);A为温室土地面积(米²);N为温室换气率(次/小时); C_i为CO₂施肥的浓度指标(克/米³);C₀为大气的CO₂浓度(0.54克/米³);P为单位面积上作物的光合量(克/米²·小时); S为相当于1平方米的土壤的CO₂释放量。
从实用看，二氧化碳浓度一般控制在1500～3000ppm范围内，不同植物有所区别。通常认为果菜类与切花所需CO₂浓度较大，晴天控制在1000～1500 ppm，阴天为500～800 ppm；叶菜类晴天200 ppm左右，阴天600 ppm。在日本和西欧一些国家，大都根据日照（或灯光）的强弱控制施肥量。要考虑温室的密闭性及经济效益。在辐射强的条件下，以1000～1500ppm作为施肥标准；在辐射弱的条件下，以600～800ppm为施用界线。
CO₂施肥时间 在一天中，一般植物上午的光合产物占全天的3/4，下午仅占1/4。利用¹⁴C同位素跟踪试验，在一天中不同时间施用二氧化碳后，黄瓜各器官的¹⁴C的分配比率是，上午施用二氧化碳在果实、根中的分配比率较高；下午施用时，在叶片内积累较多，叶片生长过于繁茂，还可能造成叶片内因淀粉积累过多而早衰。按照二氧化碳施用时间与番茄产量试验结果，也是上午施用的产量高于下午施用的产量。因此，在一天中施用二氧化碳的时间以日出后1小时开始为宜。施用的时间长短视日照、温度及栽培要求而定，一般在通风换气前停止使用。此外，还可以根据植物的生长发育阶段施用，如番茄、黄瓜等果菜类在育苗中施用，有壮苗效果，对后期有促进开花、坐果的作用。也有的在幼苗定植后5～7日施用，此时根系已经开始活动，可以促进缓苗。为了提高二氧化碳的施用效果，施用的容积宜小。在育苗床或嫁接苗床等小面积和近于密闭的温室条件下施用效果较高。