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揭破二氧化碳气肥的科学的谎言,如何通过二氧化碳施肥的实用技术使哈密瓜丰产

温室二氧化碳(C02)施肥始于瑞典、丹麦、荷兰等国家,20世纪60年代,英国、日本、德国、美国也相继开展了C02施肥试验,目前均进入生产实用阶段,成为设施栽培中的一项重要管理措施。

植物需要的16种元素,前三位叫碳氢氧。二氧化碳气肥是一种很好的肥料,但是任何肥料都个度,肥料≠调节剂,不是调剂调剂而已。而且,所需要的二氧化碳远远大于氮磷钾所需数量。哈哈。

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我国目前有温室大棚5000多万亩,年产值5000亿元左右,而80%产值来源于冬、春、秋季,因为这三个季节蔬菜产值高,亩产值2万元—3万元。但这三季由于温室大棚有近5个月限制通风,二氧化碳浓度不足,严重制约了蔬菜产量。15年来全国蔬菜单产仅提高3%左右,主要靠扩大面积提高收入。推广这项技术,将使我国保护地蔬菜发生革命性变化,其增产和缩短生长周期的综合效益,可使每亩温室增收达到万元。如果全国1/3温室大棚推广该技术,可增收千亿元以上。这对转变经济发展方式、提高农民收入、引导农民走内涵式高效农业路子意义重大,也可以快速有效地解决城市的“菜篮子”问题。

C02施肥得到重视和发展主要归因于以下几个方面:

植物体中含碳和水高达95%以上,含氮、磷、钾不到5%。几十年来,通过增施氮、磷、钾肥使作物增产50%以上。

①C02施肥作用和效果被进一步肯定;

植物体的干物质中,有机物质占90%左右,而碳素又约占有机物质的40%,是植物体内含量较多的一种元素。这些碳素,则来自于CO2。所以说,CO2对生物界具有重要意义。二氧化碳和水是植物光合作用的主要原料,水是农业的命脉,千百年来,兴修水利成为农业增产增效的主要措施,在农业生产中发挥了重要作用,用水浇灌作物可以增产3—5倍。二氧化碳作为植物生长的主要物质原料,是影响植物生长、发育和功能的关键因子之一,它既是光合作用的底物,也是初级代谢过程、光合同化物分配和生长的调节者,参与植物体内的一系列生化反应,对植物生长有直接影响。二氧化碳浓度升高不仅能显著提高植物的光合作用效率,同时还能通过扩大光源利用范围来促进植物的光合作用。二氧化碳在空气中的浓度比较稳定,变化不大,一般为0.03%—-0.04%,这个浓度在温度25℃以下时,随着温度的提高,光合作用增强,创造的有机物质增多,作物表现出旺盛的生长状态;当温度超过30℃时,光合作用创造的有机物与作物呼吸作用消耗的有机物相同,甚至少于呼吸作用消耗的有机物,作物停止生长。

②农户的科技意识增强;

冬季温室蔬菜生产为了保温的需要,常使大棚处于密闭的状态,造成棚内空气与外界空气相对阻隔,二氧化碳得不到及时的补充。日出后,随着蔬菜光合作用的加速,棚内二氧化碳浓度急剧下降,有时会降至二氧化碳补偿点(0.008%—0.01%)以下,蔬菜作物几乎不能进行正常的光合作用,影响了蔬菜的生长发育,造成病害和减产。国外通过燃烧白煤油和焦炭的方法增加温室中的二氧化碳,能起到增产作用,可是由于成本高和燃烧时易产生有害气体,大面积推广受到影响。现在,国外用燃烧天然气的方法增施二氧化碳,而且温室或连栋温室温度湿度自动控制,几乎不放风、通风。国内用碳酸氢铵(化肥,以下简称碳铵)加硫酸、盐酸的办法补施二氧化碳气肥,效果也很好,但这两种酸都具有强腐蚀性,容易烧伤皮肤,不易操作,难以推广。

③温室结构的密闭性提高

增产幅度大,经济效益明显。上世纪70年代以来,国外在设施栽培的二氧化碳施肥方面达到研究和应用高潮,挪威有75%、荷兰有65%的温室施用二氧化碳,其它如丹麦、日本、英国、美国等在温室中施用二氧化碳也相当普遍。二氧化碳施肥早在20世纪20年代就在欧美、日本等地开始推广应用,其中日本、荷兰等国的发展较快。国外有温室作物全天二氧化碳施肥和通风期二氧化碳施肥的报道,并证明延长每天二氧化碳施肥时间可明显提高黄瓜、番茄产量。美国科学家在新泽西州的一家农场里,利用二氧化碳对不同作物的不同生长期进行了大量的试验研究,他们发现二氧化碳在农作物的生长旺盛期和成熟期使用,效果最显著。在这两个时期中,如果每周喷射两次二氧化碳气体,喷上4~5次后,蔬菜可增产90%,水稻增产70%,大豆增产60%,高粱甚至可以增产200%。

④在冬季弱光和人工补光条件下施肥效果显著;

【正常空气中二氧化碳浓度】二氧化碳是作物进行光合作用的主要原料之一,空气中的二氧化碳浓度一般为300ml/立方米左右,远远不能满足作物优质高产的需要。露地增施二氧化碳气肥又不切实际,棚室封闭的环境使二氧化碳气体施肥成为可能,同时,也是保护地高产优质栽培所不可缺少的重要措施之一。

⑤温室种植制度的改革减少了有机质的施用,尤其是无土栽培技术的应用。

——-以上这么多都是正确的,毋庸置言,无可厚非。二氧化碳是植物光合作用时必需的主要物质,植物光合作用的二氧化碳饱和点一般都在1000毫克/千克以上,但自然界空气的二氧化碳浓度一般是330毫克/千克左右。而设施栽培通过通风换气也只能使室内二氧化碳浓度维持在200毫克/千克左右,最高不超过330毫克/千克,因此植株处于二氧化碳饥饿状态,严重制约着植物的光合作用,进而严重制约作物产量增加和品质的提高。因此,设施栽培人工增施二氧化碳气肥是提高作物产量及品质的主要措施。

一、大棚内C02的来源与消耗途径

请看下面:

(一)大棚内C02的来源

固体CO2气肥为褐色扁形颗粒或圆片状,具有物理性状好、化学性质稳定、使用方法安全、肥效长等特点。具体施肥方法是在作物生长旺盛期到来之前,在行间开沟撒施,片剂每隔30cm放一片,而后覆土2-3cm,使土壤保持疏松状态,有利于CO2气体的释放。一般每667m2施30-40kg,可使棚内CO2浓度达到800-900mg/L,有效期长达60-80d,高效期在一个月左右,施肥后通风时以中上部放风为宜。有机CO2气肥含有丰富的C、N、P、K等多种植物必需的微量元素,使用后在一定温度下缓慢的释放CO2,以满足植物光合作用的需求,从而提高光合效率。

一般大棚内C02的来源主要有3条途径。

二氧化碳增长剂为淡黄色粉末状,使用时将该品和适当的潮湿的土或细砂拌均,撒到植物的根部周围或背垅的两边上,就能持续15-20天缓慢释放供给作物二氧化碳和所需的多种营养元素,根部叶部双吸收,使棚内二氧化碳浓度可保持在1000PPM以上,增强光合作用,提高叶绿素含量,促进新陈代谢,使枝叶肥大,植物健壮,提前开花保果,增加雌花,无烂果,无病害,并能驱避蚜虫,蓟马,白粉虱,潜叶蝇,红蜘蛛等害虫,2-4天见效,增产幅度为17.5%-45.5%左右。使菜果提早上市15天左右,并能延长采收期30天以上。

(1)当温室内C02浓度低于自然界时,通过换气来补给(通风换气是主要来源)。

吊袋式二氧化碳气肥:每亩棚内均匀吊挂15-20套二氧化碳气肥,每套400-500克,在白天阳光照射下可自动产生二氧化碳气体,晚间无太阳光则很少产生或不产生二氧化碳气体,非常适合农作物的自然生长条件,不管任何条件下均不会对农作物造成损害;绿色环保无污染;增产效果显著等特点,明显优于其它二氧化碳增施技术。

(2)通过栽培作物和土壤微生物呼吸释放的C02来进行补充。

根据以上计算,每亩投入二氧化碳气肥5公斤,产出二氧化碳2-5公斤,可光合作用生产出碳水化合物表示如下:

(3)通过土壤中有机物分解产生C02(在生产上具有实际意义)。

总反应式:CO2+H2O( 光照、酶、 叶绿体)==+O2 表示糖类有关化学方程式

(二)大棚内C02的消耗途径

光反应:物质变化:H2O→2H+ 1/2O2

一是作物进行光合作用参与了同化过程,当室内光照达到1000~1500lx时,作物开始进行光合作用,C02浓度开始逐渐下降。二是当温室通风换气时,一部分C02。就会逸散到室外。日光温室是一个封闭环境,夜间是C02聚集过程,清晨揭苫前C02浓度最高,揭苫后,作物接收阳光,C02浓度逐渐下降。

NADP+ + 2e- + H+ → NADPH;能量变化:ADP+Pi+光能→ATP

二、C02施肥的意义

根据糖类合成化学反应方程式6CO2+6 H2O=C6H12O6+6O2, CO2+ H2O=1/6 C6H12O6+
O2,

C02是绿色植物光合作用所必需的基础物质,对作物的生长发育有着极其重要的作用。大棚内气体交换受到限制,容易造成棚内二氧化碳的时段性不足,使宝贵的棚内光照资源得不到有效地利用,影响作物的生长发育,施用二氧化碳气肥是大棚瓜果高产优质栽培不可缺少的重要措施之一。增施二氧化碳气肥后,由于二氧化碳浓度增加,给瓜果蔬菜补充了充足的光合作用原料,植株同化产物增加,作物叶片肥厚,叶色浓绿,茎枝健壮,因此,能促进产品提早上市,并使内在的品质和营养成分增加,外观品质也得到改善。据测定:一般瓜菜作物的C02饱和点是1000~1600mg/kg,在饱和点以下,植株光合速率随C02浓度的增大而提高,而自然界中C02的浓度一般只有320mg/kg。自然界C02浓度远不能满足瓜菜作物进一步提高产量的需要。因此,如将空气中的二氧化碳浓度从正常值(万分之三体积)增加8%,不但不会影响作物的生长,反而有明显的增产效果,可使大棚内植物叶子和茎的生长速度提高50%到300%,瓜类开花和成熟时间提前10%~25%。

计算4.4公斤二氧化碳可以生成3公斤葡萄糖。

在保护地栽培中进行C02施肥具有非常重要的意义。

这就是说一个月使用4.4公斤二氧化碳,只能产出3公斤葡萄糖干物质。

三、如何生产与施用C02肥料

形成1公斤产量需要吸收1.33公斤二氧化碳,1000公斤产量,约需1333公斤二氧化碳。

(一)生产C02肥料的方法

那么问题出在哪里了?

1.增施有机肥生产C02肥料

解析问题:空气中的二氧化碳浓度是一个动态的,地球空气是一个大的空气容器,不是单纯靠换风、换气,而是依靠自然的空气压力进行交换的,在大气压力的存在下,空气无孔不入。何况温室不是极端密闭,空气在不断地流动着。正如一个人关在房间内10年,只要有吃有喝,在大气压力存在下,不会因为缺空气导致呼吸停止一样。一天24小时不同时间的二氧化碳浓度趋势在不断的改变,不断地有平衡打破平衡,所以光合作用才能不断地进行着。

有机肥不仅能为作物提供必需的营养物质,改善土壤理化性质,而且有机肥在分解的过程中会放出大量的C02,据中国科学院农业现代化研究所测定,秸秆堆肥施入土壤后5~6d就可释放出大量C02。,平均每天能使温室内C02:浓度达到600~800mg/kg,前后维持近30d。

温室的植物,白天以吸收二氧化碳为主进行着光合作用,夜里则是已释放和大气压力下自然流进二氧化碳
,以进行呼吸作用为主,继续糖、氨基酸、蛋白质、脂肪酸、核酸等的代谢合成。

在塑料大棚生产过程中,施人大量鸡粪也能达到增加C02浓度的效果,但使用此法,需经常补施一定数量的鸡粪,才能使塑料大棚内的C02浓度维持较高水平。

无论是大田作物小麦玉米还是温室蔬菜、果树,生物学产量都是高达1000乃至数千、数万公斤,一个月补充5公斤二氧化碳气肥不足3公斤干物质产能,无论是增产幅度和单产、生物学这个数据远远不能一致,相比之下,二氧化碳一点点补充,远远是不可比的。

2.利用C02颗粒气肥生产C02肥料

经计算,5公斤二氧化碳还没有50公斤有机肥产气多!!!那么一亩地使用5吨有机肥相当于多少二氧化碳气肥了?不言而喻,还是有机肥非常地好。

固体颗粒肥料气肥是以碳酸钙为基料,有机玻璃酸作调理剂,无机酸作载体,在高温高压下挤压而成,施入土壤后可缓慢释放C02。据报导,每亩一次施用量40—50kg,可持续产气40d左右,并且一日中释放C02的速度与光温变化同步。采用此法,不仅使用方便、省时省力,而且能使室内C02浓度空间分布均匀。但是颗粒气肥对贮藏条件要求严格,释放C02的速度慢,产气量少,且受温度、水分的影响,难以人为控制。

每个月补充5公斤二氧化碳气肥。

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