二氧化碳灭火器原理【设施蔬菜生产中二氧化碳气肥的应用】

　　一、蔬菜产量的形成过程　　植物的产量主要由二氧化碳和水通过光合作用形成的，蔬菜产量的形成过程也是碳水化合物积累过程。大棚蔬菜除了对氮、磷、钾以及其他微量元素和水分有需求外，二氧化碳是不可缺少的主要基础原料。以茄果类蔬菜为例：白天，叶片背面的气孔张开，吸入空气中的二氧化碳，根系将地下水运输到叶片上，在阳光下进行光合作用，合成为碳水化合物并储藏在叶片内，使叶片增厚。夜间，叶片通过有氧呼吸，将白天储存的碳水化合物进行分配：绝大部分输送到果实内进行积累，使果实膨大，另外一部分输送到根部和植株内，供根系和植株发育使用，这样循环往复，使植株逐渐长高，果实逐渐膨大，产量逐渐形成。
　　二、二氧化碳气肥对设施蔬菜的影响
　　作物生长需要一定的二氧化碳气体肥。如果二氧化碳浓度低于0.1%，大部分蔬菜作物不能正常光合积累。在寒冷的冬季，大棚常处于密闭状态，造成棚内空气与外界空气相对阻隔，二氧化碳得不到及时补充。日出后，随着蔬菜光合作用加速，棚内二氧化碳浓度急剧下降，有时会降至二氧化碳补偿点以下，蔬菜几乎不能进行正常的光合作用，影响了蔬菜的生长发育，容易造成减产和病害。要提高棚室内作物的产量和品质，增施二氧化碳气肥是非常必要的。其主要好处有：（1）增产增收，如能够显著的增加茄果类蔬菜的株高、茎粗和果实的纵径等生长发育性状，从而提高大棚茄果类蔬菜的平均坐果率、单株坐果数、单果重和单株产量；（2）增强蔬菜抗病能力，如黄瓜霜霉病明显降低；番茄、辣椒的病毒病发病率和病害指数明显下降。
　　三、施用二氧化碳气体肥料的方法
　　施用二氧化碳的方法很多，较适用的主要有以下几种：
　　1.燃烧沼气法
　　在室内地下建设沼气池，按要求比例填入畜禽粪便与水发酵生产沼气，通过塑料管道，输送给沼气炉，点燃燃烧生产二氧化碳气体。燃烧每m3沼气可获得大约0.9m3二氧化碳。一般棚内沼气池寒冷季节产沼气量为0.5～1.0 m3∕天。可使0.5亩地大棚（容积为600m3）内的二氧化碳浓度达到0.1%～0.16%。必须注意：（1）因沼气属易燃物，沼气池要严格按照有关标准建造和管理；（2）沼气必须经过脱硫处理；（3）二氧化碳气肥增施后，水肥管理要及时跟上；（4）不能在棚内堆沤沼气发酵原料，以免有害气体（如氨气）对蔬菜生产造成危害。
　　2.利用牲畜新陈代谢呼出的二氧化碳
　　一头50㎏重的猪每天呼出二氧化碳1.032m3；四头猪每昼夜可呼出4.128m3二氧化碳。畜舍产生的二氧化碳可通过棚室内山墙的通气孔和蔬菜棚内的空气自然交换。
　　3.微生物气肥法
　　即秸秆生物反应堆技术，将玉米秸秆按一定间距均匀施入蔬菜行间，施入深度为20cm，利用微生物发酵产生二氧化碳。优点是无需二氧化碳发生装置，并可大量减少化肥使用量。缺点是技术操作规程严格，一般菜农不易掌握。建议部分蔬菜种植管理技术水平较高的菜农采用该方法。
　　4.硫酸-碳酸氢铵反应法
　　在设施内每40～50m2挂一个塑料桶，悬挂高度与作物的生长点相平，先在桶内装入3～3.5kg清水，再徐徐加入1.5～2kg浓硫酸，配成30%左右的稀硫酸溶液备用。每天早晨，拉揭草苫后半小时左右，将200～400g碳酸氢铵先装入小塑料袋中，用铁丝在底部扎3～4个小孔，轻轻放入每个装有稀硫酸的桶内，反应释放二氧化碳。晴天与盛果期多加，多云天与其他生长阶段可少加，阴天不加。必须注意：（1）必须将硫酸徐徐倒入清水中，严禁把清水倒入硫酸中！以免酸液飞溅，烧伤作物与操作人员。（2）向桶内投放碳酸氢铵时，要轻轻放入，切记不可溅飞酸液。（3）反应完毕的余液，是硫酸铵水溶液，可加入10倍以上清水，用于其他作物追肥之用，切不可乱倒。
　　5.安装二氧化碳发生器
　　每天向发生器内，填加硫酸与碳酸氢铵，在发生器内进行化学反应，释放二氧化碳，其原理同上。
　　6.点火法
　　每天上午8～10点，用无底的薄铁皮桶，桶底穿设粗铁丝作炉条，桶内点燃碎干木柴，燃烧释放二氧化碳。必须注意：（1）要做到足氧、明火充分燃烧，防止一氧化碳等有害气体危害作物；（2）要让火炉在室内作业道上移动燃烧，以免造成高温烤苗；（3）要严格控制点燃次数和燃烧时间：一般每天可点燃2次，一次在傍晚盖苫后点燃；一次在拉开草苫后1h左右点燃。350～500m2的棚室，其燃烧时间每次不得超过30min，以免燃烧时产生的有害气体超量，危害作物。
　　7.工业废气综合利用法
　　即将工厂排放的二氧化碳收集提纯后，压缩成液体二氧化碳，贮藏于高压气瓶中，通过管道将其施放于大棚内。该方法简便易行，成本较低，操作安全，可以实现工业废气综合利用，建议进行大力推广。
　　8.增施腐熟的有机肥
　　在棚室内增施有机肥，提高土壤腐殖质的含量，促进蔬菜根系的呼吸作用和微生物的分解活动，从而增加二氧化碳的释放量。此法有利于改良土壤，成本低廉，来源方便；不足之处是产气量有限而且缓慢。
　　四、施用二氧化碳气体肥料的技术要点
　　1.施肥浓度
　　在蔬菜作物生长的中前期，叶面积系数小，二氧化碳施肥浓度应在0.06%～0.08% 为宜。蔬菜作物生长的中后期，二氧化碳施肥浓度应在0.08%～0.1%为宜。温度低，光照弱时，二氧化碳施肥浓度应在0.08%为宜。高于0.1% 会导致作物气孔开放度缩小，降低蒸腾速度，使叶温升高，出现萎蔫现象。如果采用上述3.1、3.4、3.5、3.6、3.7方法施放二氧化碳，为了科学掌握施肥浓度，使一般菜农容易掌握，而且增强该项技术的可操作性，可在大棚内安装二氧化碳气体报警器，当大棚内二氧化碳超过所需要浓度时，仪器报警，则停止供气。
　　2.施肥时期
　　大棚蔬菜定植至缓苗期不施二氧化碳气肥，苗期不施或少施气肥。叶菜类在起身发棵期开始进行二氧化碳施肥，此期叶片活力强，叶面积系数增大，光合生产率高，二氧化碳利用率高，增产幅度大。茄果类在开花坐果至果实膨大期为二氧化碳施肥最佳时期，此期进行二氧化碳施肥，吸收二氧化碳多，有机物质积累多，促进果实膨大，提高果实产量。
　　3.施肥时间
　　植物一天中光合作用最强时间大约为10～11点，大棚蔬菜施肥时间应在日出半小时后开始，随着光照强度增大，温度提高，施用二氧化碳浓度逐渐加大，达到确定的饱和浓度为止。一般中午放风前半小时停止施用，阴天雾天不施肥。
　　4.加强肥水管理
　　二氧化碳施肥后的作物，地上养分增加，光合作用增大，根系吸收能力增强，生理机能改善，施肥量也要相应增加，为避免肥水过大造成作物徒长，茄果类蔬菜应注意适当增加磷钾肥，瓜类和叶菜类适当增施氮肥，使地上下趋于平衡。
　　5.提高温度和增强光照
　　施用二氧化碳气肥还要注意提高大棚温度和增强光照。早晨日出揭草帘时及时清除棚顶灰尘和杂物，增强室内光照强度和升温速度，提高二氧化碳施肥效果。

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