Воздушно-газовый режим теплиц. Системы углекислотной подкормки

Воздушная среда наземных зеленых растений содержит около 0,03 % углекислого газа и 21 % кислорода.

Кислород нужен для дыхания, а углекислый газ – для фотосинтеза, которые нормально протекают лишь при определенных условиях освещения, влажности, тепла и минерального питания растений. В процессе фотосинтеза в растениях происходит образование органического вещества. От его интенсивности зависит рост и развитие растительного организма. Искусственное увеличение концентрации углекислого газа в воздухе до 0,3 % вызывает ускоренный рост , а более высокие дозы – отравление растений.

Интенсивность дыхания культур зависит от стадии их развития и времени года, освещенности, плотности, влажности почвы и ряда других факторов. Молодые быстрорастущие растения дышат гораздо активнее по сравнению с взрослыми, у которых ростовые процессы затухают. Наиболее сильно дышат прорастающие семена и всходы. В зимний период при низкой температуре все физиологические процессы в растениях, в том числе газообмен и дыхание, приближаются к минимуму.

Процесс дыхания присущ как надземным органам растений, так и подземным. В рыхлой почве создаются благоприятные условия не только для дыхания корней, но и для всей полезной микрофлоры, которая обеспечивает минерализацию растительных органических остатков и повышает плодородие почвы.

Длительное затопление водой участков почвы или ее систематическое переувлажнение зачастую создает крайне неблагоприятные условия для дыхания растений: наступает кислородное голодание. Последнее ослабляет цветочно-декоративные культуры, способствует заболеваниям, а иногда приводит к гибели.

При дыхании растений выделяется значительное количество тепла. В некоторых случаях температура (по сравнению с температурой окружающего воздуха) повышается на несколько градусов. В связи с этим культивируемые растения постоянно нуждаются в притоке воздуха, богатого кислородом. Следовательно, при семенном размножении и черенковании необходимо подбирать рыхлую, воздухопроницаемую почву, а в условиях открытого и защищенного грунта – систематически рыхлить ее.

Источниками концентрированного СО2 могут быть жидкая углекислота и сухой лед.

При сгорании СО2 выделяют:

пропан или пропан-бутановая смесь,

природный газ,

керосин.

Получающуюся при этом горячую газовую смесь перед подачей к растениям следует охладить, смешав ее с окружающим воздухом. Охлажденная газовоздушная смесь содержит от 0,6 до 2% СО2.

Подача СО2 на весь объем культивационного помещения может осуществляться:

через форсунки, размещенные под крышей;

по перфорированным трубам, идущим вдоль стен;

с помощью вентиляторов, укрепленных на торцах.

Однако эффективность данных приемов невысока: ангарные теплицы слабогерметичны, воздухообмен в них может колебаться от 3 до 18 раз в час. В таких условиях газ улетучивается раньше, чем дойдет до зоны, где располагаются растения.

Наиболее рациональна подача СО2 снизу, от земли. Распределить его можно с помощью полиэтиленовых рукавов, размещаемых между растениями.

От источников концентрированного СО2 газ следует подавать к растениям по трубам из полиэтилена высокого давления толщиной 20 – 40 мк, сквозь поры которого он постепенно просачивается в атмосферу.

Газовоздушная смесь из горючих материалов должна поступать через перфорированные трубы (диаметр отверстий 10 мм), изготовленные из полиэтилена низкого давления или полихлорвинила толщиной 100 – 300 мк.

Подкормку проводят в зимне-весенний (февраль-май) и осенний (август-октябрь) периоды без дополнительного освещения растений. Углекислый газ в таких условиях частично компенсирует недостаток света.

При досвечивании подкармливать растения газом можно и в зимнее время, при этом эффект от обоих приемов, по данным отечественных и зарубежных исследователей, возрастает.

Приступают к операции через 1 – 1,5 месяца с начала выгонки роз, когда разовьются настоящие листья, а освещенность в теплице будет составлять около 3 тыс. лк (ее можно определить с помощью люксметра).

Для роз эффективна концентрация углекислого газа 0,1 – 0,3% по объему, или 1,8 – 6 мг в 1 л воздуха (против 0,6 мг при обычном содержании его в атмосфере). Наибольшая прибавка урожая цветов отмечена при 0,1 – 0,2%.

Чтобы достичь концентрации 0,1 – 0,2%, в теплицу площадью 1000 м2, высотой по коньку 4,5 м, с 3 – 7-кратным воздухообменом необходимо вводить в час 10 – 12 кг СО2. Для этого в час требуется 10 – 12 кг жидкой углекислоты или сухого льда, 5 – 6 м3 сжигаемого природного газа, 3,5 – 4 кг пропан-бутановой смеси.

Расход СО2 может возрасти в 1,5 – 2 раза в теплицах с более интенсивным воздухообменом, что необходимо иметь в виду при расчетах. Однако выгоднее улучшить герметизацию помещений. При подкормке все форточки и двери должны быть закрыты.

Подачу СО2 следует проводить в первой половине дня, когда фотосинтез у растений протекает наиболее интенсивно.

Продолжительность операции – 3 – 5 ч в день.

Растения начинают подкармливать с 9 ч в феврале-марте, с 8 ч – в апреле, с 7 – 8 ч – в мае-июне. Заканчивают работу в зависимости от температуры воздуха в теплице и световых условий: например, в мае в яркие солнечные дни – около 12 ч, в пасмурную погоду и в теплицах с забеленными стеклами – в 13 – 14 ч.

В жару, когда температура под стеклом поднимается до 30° С и выше, а освещенность – более чем 40 тыс. лк, подачу газа прекращают, так как в этих условиях у роз фотосинтез почти не протекает.

Осенью к подкормке приступают в августе с 8 – 9 ч, в сентябре – с 10 ч и в октябре – с 10 – 11 ч.

Продолжительность подачи газа к концу октября сокращается до 1,5 – 2 ч.

Прибавка урожая цветов от газа, полученного из горючих материалов, больше, нежели от чистой углекислоты.

Для максимального использования потенциала растений необходимо поддерживать в теплицах концентрацию СО2 на уровне 0,75 – 1,5 %. Особенно это важно при контейнерных и других малообъемных системах выращивания.

Рис. 16. Общая схема обогащения воздуха СО2:1 – газовые баллоны или 2 – резервуар СО2; 3 – магнитный клапан; 4 – газификатор; трубопроводы: 5 – магистральный; 6 – разводящий; 7 – подающий.

Минеральное питание растений. Характеристика субстратов

Для успешного роста и развития растения поглощают из почвы необходимые минеральные вещества и воду, которые наряду с продуктами фотосинтеза составляют основу их жизнедеятельности.

В зеленом растении в среднем содержится 45 % углерода, 42% кислорода, 6,5% водорода, 1,5% азота и 5% зольных веществ (фосфор, калий, кальций, магний, железо и др.).

В состав почвы входят твердые частицы (минеральные и органические), вода с растворенными в ней веществами, воздух и живые организмы. Минеральное питание растений в основном зависит от особенностей механического состава минеральных частиц, содержания органических веществ и химических свойств почвы (солевого режима, кислотности).

К растениям нейтральных почв (субстраты) относятся астра, агератум, декоративная капуста, кохия, левкой, роза, хризантема и др.;

слабокислых – амариллис, аспарагус, альтернантера, традесканция, примула, пеларгония, колокольчик, бегония, фикус и др.;

среднекислых – калла, монстера, папоротники, акроклинум, фуксия, антуриум и др.;

сильнокислых – гортензия, камелия, азалия, вереск и др.

Для почвенного питания растений большую роль играет солевой режим почвы, от которого зависит не только количественное содержание солей в почве, но и их доступность для усвоения. Одних веществ содержится в избытке (например, железо, алюминий), а других (азот, фосфор, калий), в которых растения больше всего нуждаются, – мало. Общее количество основных элементов питания в почве может быть и высокое, но они находятся в таких соединениях, которые не усваиваются растениями.