현지에서 생산되는 식품 및 야채에 대한 수요가 증가함에 따라 온실 산업은 급속히 확장되고 있습니다. 통제 된 실내 환경은 식물에게 최상의 생장 조건을 제공 할 수 있으며 CO2 농도는 광합성에 긍정적 인 영향을 미칩니다. 온실에서 이산화탄소 발생기의 사용은 우리의 재료에서 논의 될 것입니다.
온실에서 식물 광합성을 조직하기위한 이산화탄소 발생기
밀폐 된 온실에서 식물은 충분한 조명, 물 및 영양분을 공급 받지만, 개발 속도는 실내 공기 중의 CO2 수준에 의해 제한됩니다.
식물 세포와 조직의 영양 및 골격 성분의 기초로서 탄수화물 생합성을위한 화학 반응 (광합성) 식물에 성장과 발달을 보장하기 위해 이산화탄소가 필요합니다. 식물 호흡 중 가스 교환은 stomata라고하는 작고 조절 가능한 개구부를 통해 발생합니다.
기공은 식물 잎의 표피 상층 또는 하층에 위치합니다.
지구 대기에서 이산화탄소 수준은 250-450 ppm이며 다양한 식물 종에 대한 요구는 700-800 ppm입니다. 밀봉이 잘되는 새로운 온실 단지에서는 실내 CO2 수준이 외부 공기보다 4 배 적으며 이는 작물의 성장과 발달에 부정적인 영향을 미칩니다.
또한, 인공 조명의 지속 시간과 전력이 증가함에 따라 CO2의 식물에 대한 필요성이 2-3 배 증가합니다. 온실 공기를 이산화탄소로 포화시킴으로써 작물의 성장과 수확량은 20-40 % 증가합니다.
아시나요 AD 79 년으로 거슬러 올라가는 온실의 폐허 즉, 폼페이 발굴 중에 발견되었습니다. 현대 온실은 13 세기 이탈리아에서 시작되었습니다.
산업 온실의 이산화탄소 체계
상업용 온실의 이산화탄소 공급 시스템은 가스 발생기, 팬, 계량 장치, 가스 분석기 및 운송 라인을 포함합니다. 관리는 컴퓨터를 사용하여 수행됩니다.
이산화탄소 생성 방법 :
- 실린더의 기술 CO2;
- 메탄 연소;
- 가열 설비로부터의 배기 가스;
- 배기 가스 미니 CHP.
보일러 하우스 가스
온실에서 이산화탄소를 농축하는 가장 일반적인 방법은 화석 연료를 연소시키는 것입니다. 사용 된 연도 가스에는 유해한 양의 유해 성분이 포함되어서는 안되므로 메탄은 대부분 온실에서 가스 발생기의 연료입니다. 1m³의 메탄이 연소되면 약 1.8kg의 이산화탄소가 생성됩니다.
중요! 측정 장치-배기 가스의 조성을 지속적으로 모니터링하는 가스 분석기는 가능한 한 방을 확보 할 수있게합니다.
연소로 인한 연도 폐기물을 사용할 때는 뜨거운 배기 가스가 포집되어 청소됩니다. 촉매 또는 세정기를 사용하여 촉매 중화에 의해 배기 가스를 정제 한 후, 가스-공기 혼합물을 열교환 기에서 50 ℃로 냉각시키고 가스 주를 통해 비료 형태로 온실으로 공급한다.
그러나 가스 정화 장치는 가스 폐기물을 50-75 % 만 청소하기 때문에 식물을 비옥하게하는 가스 공급 방법은 연소 생성물의 유해한 불순물로 온실의 대기 오염으로 이어질 수 있습니다. 결과적으로 밀폐 된 온실에서 유해 물질의 농도는 식물과 인간의 최대 허용 기준을 초과 할 수 있습니다.
주위 온도 변화로 인해 난방 보일러에서 버너의 연속 연소 모드를 보장 할 수 없으므로 가스 폐기물의 흐름이 고르지 않습니다. 또한, 팔라듐 촉매 및 세정기는 경제적으로 비싸고 온실 함량 측면에서 소모품을 증가시킨다.
폴리에틸렌 슬리브로 만들어진 유통 네트워크
온실 내부의 가스 분배 시스템으로 폴리에틸렌 파이프의 운송 라인이 사용됩니다. 각 베드 위의 가스 샘플링 지점에는 구멍이 균등 한 간격으로 직경이 50mm 인 유연한 폴리에틸렌 슬리브가 부착되어 있습니다. 소매는 침대의 길이와 동일하며 선반을 따라 또는 선반 아래로 뻗어 있습니다. 파이프를 기울이면 시스템 내부의 결로 현상이 제거됩니다.
CO2는 공기보다 훨씬 무거 우므로 가스가 아래에서 배출되는 것이 매우 중요합니다. 수평 팬 또는 제트 환기 시스템을 사용한 공기 순환은 상부 환기구가 닫히거나 배기 팬이 작동하지 않을 때 온실에서 많은 양의 공기를 이동시켜 균일 한 분배를 보장합니다.
소규모 농장 또는 가정 온실의 공급 시스템 및 가스 공급 옵션
개인 및 소규모 농장의 경우 온실 면적, 재배 작물의 종류 및 수를 고려하여 가스를 공급하는 더 간단하고 저렴한 방법이 있습니다.
아시나요 1936 년에 Energy Institute와 Timiryazev Academy의 전문가에 의한 야채 작물 실험의 성공을 바탕으로 가스 연소 제품을 사용하여 온실 공기 중의 CO2 수준을 높이는 것이 제안되었습니다.
가스 발생기
작은 방의 가스 발생기는 대기에서 필요한 이산화탄소를 얻는 데 기반합니다. 이러한 장치의 생산성은 0.5kg / h입니다. 이 장치에는 필터가 장착되어있어 정제 된 가스를 얻을 수 있으며 디스펜서는 필요한 양의 흐름을 제공합니다. 온실의 미기후 지표는 변하지 않습니다.
가스통
실린더의 가스는 100m²마다 8-10 kg / h의 주입으로 작은 영역에 사용됩니다. 실린더에는 압력 조절기 (감압 기)와 가스 공급 (솔레노이드)을 차단하는 자동 밸브가 장착되어 있어야합니다. 이러한 장치는 가스 공급을 보호합니다.
1 실린더의 용량은 25kg의 가스입니다. 상당한 비용으로 액화 가스에 다양한 용량의 등온 탱크를 사용하는 것이 더 합리적이며, 필요한 경우 보충 할 수 있습니다.
센서 및 가스 레귤레이터
값 비싼 과다 복용을 피하고 작물을 돌보고 수확하는 사람들의 안전을 보장하기 위해 최적의 균형과 좋은 재배 조건을 보장하기 위해 가스 공급을 모니터링하고 규제해야합니다.
온실에서 CO2 수준을 모니터링하고 측정하기 위해 센서는 일반적으로 설정 값 (예 : 800ppm)과 함께 사용됩니다. 센서가 저수준을 감지하면 도징 시스템을 활성화합니다. 필요한 CO2 수준에 도달하면 제어 시스템이 CO2 공급을 끕니다.
센서 및 조절기는 허용 농도 수준을 초과 할 때 경보를 제공 할 수 있으며 비상 환기 시스템을 포함합니다. 현재 시장에는 이중 적외선 빔의 원리로 설계된 인기있는 적외선 CO2 센서가 있습니다.
이산화탄소 공급을위한 PVC 호스 및 파이프
방으로의 가스 공급 문제는 어렵지 않으며 모든 사람들이 독립적으로 결정합니다. 일반적으로 분배 시스템은 파이프 (PVC 또는 폴리 프로필렌), 작은 천공 플라스틱 슬리브 (50mm) 및 연결된 센서 및 기후 제어기로 구성된 가스 파이프 라인으로 구성됩니다.
식물에 직접, 가스는 팔의 개구부를 통해 들어갑니다. 로프의 슬리브는 뿌리 시스템을 비옥하게하기위한 침대, 잎 및 성장 지점에 먹이기를위한 선반 및 격자에 어떤 수준으로 매달릴 수 있습니다.
이는 하루 동안 거의 100 % 농도로 원하는 성장 영역으로 가스를 정확하고 경제적으로 계량 할 수있게합니다. 이송 속도는 기후 지표 및 광합성의 일별 및 계절별 역학에 따라 조정됩니다.
생물학적 근원
체크 아웃
농장에 동물이있는 경우 헛간에서 벽을 통해 온실을 배열하고 두 방에 공급 및 배기 환기 장치를 갖추면 동물의 호흡에서 이산화탄소 공급을 구성하여 식물로부터 산소를 공급받을 수 있습니다.
또한, 가스의 균형과 부피 및 조절은 경험적으로 결정되어야합니다. 양조장 및 양조장에서 동일한 CO2 전달 방법을 제공 할 수 있습니다.
분뇨 오이를위한 이산화탄소
분뇨 및 기타 유기 물질은 식물에게 영양분을 공급할뿐만 아니라 발효 중에 이산화탄소를 방출하여 식물 작물의 성장을 향상시킬 수 있습니다. 이것은 루트 시스템과 식물의 공중 부분 모두에 대한 공기 공급에 유리한 조건을 만듭니다.
분뇨는 1 : 3의 비율로 물로 희석해야합니다.
좋은 예는 Timiryazev Academy에서 19 세기와 20 세기 초에 일어난 이야기인데, 수 년 동안 온실에서 오이를 재배하려고 시도했지만 과학적인 접근에도 불구하고 성공하지 못했습니다. 그런 다음 과학자들은 온실에서 부러워하는 오이 작물을 재배하는 Klina 정원사에게 의뢰하기로 결정했습니다.
그들은 Klin의 정원사를 초대하여 아카데미의 온실에서 오이 재배를 제안했지만 앞으로는 그의 기술을 사용할 수있게했습니다. 비료는 희석 된 분뇨가있는 탱크가 실내에 설치되었고 발효 과정에서 방출 된 이산화탄소가 오이 식물을 수정하는 것입니다.
낮에 이산화탄소를 함유 한 지속적인 비료를 사용하면 오이의 무게가 최대 (54 %) 증가한다는 것이 실험적으로 밝혀졌습니다.
알코올 발효
알코올 분해 및 미생물 분해는 이산화탄소를 생성하는 방법입니다. 식물들 사이에 발효 맥아 즙 캔을 배치함으로써, 이산화탄소로 공기를 포화시킬 수있다. 발효를 위해서는 물, 설탕 및 효모 또는 썩은 고기, 부적절한 과일 및 열매, 곡물 (밀, 호밀)을 사용하십시오.
다른 방법은 쐐기풀 발효를 적용하는 것입니다.
이렇게하려면 용기에 잔디의 3 분의 1 (신선하거나 말린 것)을 채우고 물로 채우십시오. 발효는 2 주간 지속됩니다. 혼합물을 매일 교반하여 CO2를 방출한다. 불쾌한 냄새를 없애기 위해 발레리 안 (1-2 가지)을 혼합물에 첨가하거나 위에 먼지를 뿌릴 수 있습니다.
발효 혼합물은 액체 미끼로 사용됩니다. 흐름을 조절하기 위해 표준 플라스틱 병에 쉽게 조이는 특수 캡 (CO2Pro)이 사용됩니다.
중요! 집에서 와인을 생산할 때처럼 물통에 뚜껑이 달린 용기를 놓으면 발효 냄새가 줄어들 수 있습니다.
탄산수로 탄산수를 마시기
탄산수의 규칙적인 병은 비싸지 만 효과가없는 이산화탄소 공급원이지만 저렴합니다. 가스 함량의 정도에 따라 약 6-8g의 이산화탄소가 1 리터의 탄산수에 용해됩니다.
이 방법을 사용하면 가스 농도를 정확하게 결정하고 최적의 용량을 계산할 수 없으므로 소량의 실내에서 CO2 수준을 높이기위한 비상 조치로 간주 할 수 있습니다. 탄산수를 비료로 사용하는 또 다른 방법은 관개를 위해 물 실린더에서 이산화탄소를 포화시키는 것입니다.
이산화탄소의 자연적인 근원 : 공기와 토양
온실에 CO2 공급 시스템이 설치되어 있지 않은 경우 대기는 정기적으로 실내 환기 및 개방형 상인방이있는 식물의 자연적인 CO2 공급원입니다. 그러나 이것은 일일 요구 사항의 3 분의 1 만 제공합니다.
체크 아웃
CO2를 추가하는 또 다른 최첨단 방법은 온실에서 식물 재료와 유기물을 퇴비화하는 것입니다이는 거시적 및 미량 원소로 토양을 풍부하게 할뿐만 아니라 이산화탄소 보충 (1 ha에서 최대 20kg / h)으로 이어집니다.
퇴비화 과정은 이산화탄소를 생성하지만 유해 가스도 방출되며 병원체와 곤충의 증식 조건이 생성됩니다. 이러한 방식으로 생성 된 CO2의 농도는 제어하기 어렵고이 방법은 신뢰할 수 없습니다.
자체 이산화탄소 시스템 및 온실 생성기 : 정당한지 여부
가스 발생기의 제조 가능성은 재무 및 재료 능력과 인건비를 기준으로 독립적으로 평가되어야합니다.
열 방출이 큰 보일러 형태의 가스 발생기를 설치하는 것 외에도 가스를 온실 건물 (가스 파이프 라인), 측정 및 제어 장비에 공급하는 시스템이 필요합니다. 따라서 시스템을 자체적으로 만들 수는 있지만 작은 온실 지역에 대한 합리성을 평가하는 것은 수학 계산을 통해서만 가능합니다.
대체 이산화탄소 공급원과 폐쇄 된 토양 조건에서 사용하는 방법을 연구하는 것이 훨씬 간단하고 저렴합니다. 예를 들어, 액화 가스 시스템 비용은 약 2 백만 루블이며 실린더의 가스를 사용하면 비용이 10 배 감소합니다.
중요! 이산화탄소의 높은 농도는 살아있는 유기체에 유독하므로, 몇 시간 내에 10,000 ppm (1 %) 이상으로 올리면 온실의 해충 (흰 파리, 거미 진드기)이 제거됩니다.
제출 기본 규칙
CO2 온실에서 공기의 포화 량 및 시간은 계절 및 시간, 실내 밀봉 정도, 광 노출 강도 및 재배 작물의 유형에 따라 다릅니다.
조명
광합성의 결과로 식물은 빛 에너지의 도움으로 이산화탄소와 물을 처리하고 성장과 발전을위한 탄수화물을받습니다. 이 3 가지 구성 요소는 잎 표면의 기공 개방 메커니즘과 식물과 환경 사이의 가스 교환 시작에 중요합니다. 강렬한 빛 아래에서 식물은 더 적극적으로 이산화탄소를 소비하고 광합성의 비율이 증가합니다.
실내의 CO2 농도는 600 ~ 800ppm으로 유지해야합니다. 강한 조명으로 온실의 온도가 상승하고 환기를 위해 상인방을 열어야하므로 농도가 1000-1500 ppm으로 증가합니다.
햇빛에서 CO2 소비량은 창문을 닫은 상태에서 일광 시간당 약 250kg / ha입니다. 열린 창문과 바람이 부는 날씨-500-1000 kg / ha. 겨울에는 인공광이 광합성을 가속화하는 데 도움이되므로 가스 비료 비율이 600ppm으로 줄어 듭니다.
먹이는 시간
CO2 보충은 밝은 기간 동안 활성 식물 성장 기간 동안 가장 효과적입니다. 아침에 이산화탄소 생성이 시작되어야합니다 조명 시작 후 2 시간 및 원하는 농도 수준에 도달 할 때까지 (1 시간). 그런 다음 발전기를 꺼야합니다. 이산화탄소 수준은 어두워지기 전에 환경으로 돌아갑니다.
중요! 외부 대기의 침투는 실내의 이산화탄소 농도를 희석시키기 때문에 CO2는 밀폐 된 온실에서만 발생합니다.
두 번째 보충제는 일광이 끝나기 2 시간 전에 수행되어야하며 식물은 잠들기 시작합니다-결과 이산화탄소는 밤에 효과적으로 흡수되어 처리됩니다.
각 작물에 대한 이산화탄소 소비량 결정
가지, 오이, 토마토, 고추, 양상추 등과 같은 작물은 현대식 온실에서 규칙적으로 재배되며, 여기서 빛, 물, 온도, 영양분이 조절되고 이산화탄소 수준이 조절되어 최적의 성장을 촉진하는 조건을 만듭니다.
400ppm에서 1000ppm으로 농도가 증가하면 식물의 광합성 속도가 자극되어 꽃과 채소의 수확량이 21-61 % 증가합니다. 또한, 이산화탄소 수정은 더 빠른 수확량 (7-12 일)을 제공하고 질병과 해충에 저항하는 식물의 능력을 향상시킵니다.
실내 사용의 경우 다음과 같은 공기 중 CO2 수준 (1000 ppm = 0.1 %)이 권장됩니다.
- 오이, 토마토-0.2–0.3 %;
- 호박, 콩-0.3 %;
- 무, 양상추-0.2-0.25 %;
- 양배추, 당근-0.2-0.3 %.
플랜트마다 CO2 요구 사항이 다르므로이를 고려해야합니다.
연구 결과에 따르면, 채소 작물은 이산화탄소로 비옥 할 때 이러한 특성을 보여주었습니다.
오이 | 1500–2000 ppm에서 수확량 및 과일 품질의 25–30 % 증가 |
토마토 | 2 주 전에 1000ppm으로 숙성하여 30 % 더 높은 수율 |
가지 | 1000–1500 ppm에서 숙성 2 주 전에 35 % 더 많은 수율 |
양배추 | 800–1000 ppm에서 40 % 더 많은 수율 |
딸기 | 2 주 전에 숙성되며 열매는 1000-1500 ppm에서 더 달콤합니다. |
샐러드 | 수확량 30–40 % 더 높음, 1000–1500 ppm에서 조기 숙성 |
아스파라거스 | 800-1200 ppm에서 숙성 2 주 전에 수확량 30 % 증가 |
멜론 | 수확량 70 % 증가, 800–1000 ppm에서 과일 품질 개선 |
꽃 작물 (dieffenbachia, 장미 및 국화)은 1000 ppm에서 조기 개화를 보였으며 품질이 20 % 증가했습니다. 곡물의 경우 CO2를 600ppm으로 올리면 쌀, 밀, 콩의 수확량이 13 %, 옥수수가 20 % 증가합니다.
버섯을 기르는 경우 이산화탄소가 균사체의 발달을 방해한다는 것을 명심해야하므로 농도를 줄이려면 실내를 환기시켜야합니다.
중요! 과도한 CO2 수준 (5000ppm)은 사람들에게 현기증이나 조정 부족을 유발할 수 있습니다. 식물에서는 호흡 대사 과정이 방해 받고 성장과 발달이 느려지고 잎과 새싹의 괴사가 나타납니다 (완전히 열리지는 않습니다).
식물 생리학에서 광합성의 중요성을 인식하고 이산화탄소를 생산하는 방법에 익숙해지면 온실 작물에 이산화탄소를 정확하고 적시에 제공하고 고품질의 작물을 얻을 수 있습니다.