Углекислый газ в гроубоксе
Фотосинтез основной процесс питания растения и для его протекания необходимы свет, вода и углекислый газ. В отсутствии одного из факторов, прекращается синтез органики, неотвратимо снижается иммунитет и урожайность. При отличном освещении и достаточном поливе недостаток CO₂ выступает лимитирующим фактором.
Действие CO₂ на рост биомассы
Парниковый эффект, который наблюдают ученые на планете, сопровождается повышением уровня CO₂ и температуры. За 20 лет с 1971 по 1990 биомасса европейских лесов увеличилась на 30%, а регионы Южной Сахары на спутниковых снимках заметно «позеленели». По отчетам исследователей, с 1982 по 2009 г. Земля заметно прибавила фитомассу – на половине площади суши зарегистрировали достоверный рост листового покрытия.
Профессиональные садоводы-тепличники активно применяют СО₂ наряду с удобрениями и микроэлементами. В гроубоксе действуют общие законы растительного метаболизма – насыщение атмосферы диоксидом углерода закономерно дает больший урожай.
Роль углекислого газа в выращивании урожая
Именно CO₂ служит источником углерода, из которого в клетках создаются глюкоза и другие сложные органические вещества. Повышение концентрации углекислоты в гроубоксе повышает урожайность в среднем на 20-30%. Ускоряется темп набора вегетативной массы и скорость созревания плодов, улучшается их вкус.
Дополнительные плюсы от использования диоксида углерода при выращивании урожая:
- растения меньше испаряют влаги, хорошо себя чувствуют вплоть до температуры 35˚С
- повышается устойчивость к сниженной инсоляции и химическим загрязнениям
- некоторые исследователи отмечают увеличение средних размеров листовых пластинок, корневой массы и плодов
В современной атмосфере концентрация СО₂ составляет 0,04% или примерно 400 молекул на миллион, что выражают единицей измерения миллионная доля или ppm. В воздухе, которым дышим мы и зеленые организмы, содержится около 400 ppm углекислого газа.
Примерно 300 млн лет назад диоксида углерода в атмосфере было значительно больше – до 3000 ppm. Поэтому у растительных организмов есть генетический запас адаптации к его высокому уровню.
Наиболее активный прирост фитомассы начинается с показателя 1000 ppm – растения в открытом грунте просто не имеют возможности показать весь свой потенциал.
На полях распылять СО₂ нет смысла, но аграрии все равно косвенно добавляют его, внося органику в грунт – в процессе ее разложения идет выделение полезного углекислого газа.
Так что дает система насыщения СО₂ в гроубоксе?
Добавление углекислоты не менее важно, чем поддержание нужной концентрации кислорода. Кислород нужен для дыхания всех частей: листовых пластинок, стеблей, плодов и корней.
Углекислоту поглощают зеленые части растений. Она поступает путем пассивной диффузии в хлоропласты через устьица. Процесс усвоения CO₂ происходит на свету, когда идет фотосинтез. В темноте связывание диоксида углерода прекращается.
В гроубоксе интенсивность освещения выше, что благоприятствует росту и набору фитомассы. Ускоренный фотосинтез требует большего количества углекислоты и ее можно и нужно подать.
Особенности подачи углекислого газа при выращивании растений в гроубоксе.
Опытным путем установлено, что выращивание растений при концентрации СО2 выше 2000 ppm и ниже 250 ppm не имеет смысла – набор зеленой массы тормозится. Оптимальное содержание молекул 800-1500 ppm. Именно эти показатели дают самый высокий урожай при соблюдении остальных параметров в комфортных границах.
При нормальном уровне освещения можно не беспокоиться за уровень углекислоты. Чем больше освещенность, тем больше углекислого газа связывают хлоропласты листовых пластинок. При включении светильников LED или ламп ДНаТ мощностью от 600 Вт в расчете на метр квадратный оптимальный уровень СО₂ 1200-1500 ppm.
В ночное время подачу прекращают – без света фотосинтез не идет, устьица закрываются, диоксид углерода не связывается. Оптимальный режим: начало подачи через полчаса после включения света и окончание – за полчаса-час до выключения света.
Опытные гроверы советуют меньше подавать углекислоты в зимнее время (точнее сказать когда в гроубоксе установлена нижняя граница температурного режима) – в это время идет ее более активное поглощение. И увеличивать концентрацию в период с естественным освещением.
Повышенный уровень углекислого газа усиливает напряжение тканей растений – воды в клетках растения становится больше, влажность в гроубоксе выше. Это может стимулировать грибные инфекции – важно контролировать ситуацию.
Ускоряются обменные процессы – полив нужно корректировать под потребности. Чтобы понизить температуру в гроубоксе, воздух выводят наружу при выключенном освещении.
Как получить углекислый газ для выращивания в гроубоксе
- Брожение: генератор своими руками
При небольших объемах выращивания используют несложный способ получения углекислого газа. В литре воды растворяют 0,5 кг сахарного песка и замачивают пачку желатина. Затем распускают желатин по инструкции на упаковке. Остужают и добавляют 1 ч. л. сухих дрожжей. Пластиковую бутылку заполняют на две трети, чтобы пена не пошла через край, когда дрожжи активируются. Недостатки способа:
нестабильность процесса, сложный контроль
запах брожения
необходимость постоянного обновления ингредиентов
- Разложение органики: готовые генераторы СО2 в бутылях, пакетах
И при гидропонном, и при почвенном выращивании можно использовать генераторы, заправленные сухой органикой, которые выдают поток СО₂. Так, пластиковую бутылку С02 Bottle после активации ставят в гроубокс. Чтобы запустить процесс, добавляют теплую воду (один литр). В дальнейшем бутыль встряхивают через день. Через две недели поток становится менее насыщенным, но емкость можно продолжать использовать – купить новый блок и заправить бутыль.
Мешок культиватор заполнен питательной смесью с грибным мицелием. После активации его помещают в верхнюю часть гроубокса, подальше от вентиляции. СО₂, вырабатываемого мицелием, хватает на объем камеры в 12 куб. м.
Недостатки способа разложения органики:
короткий срок применения
бутыли взрывоопасны, требуют осторожного обращения, соблюдения правил хранения, транспортировки
способ экономически невыгодный – нет продуктов российских производителей, импортные стоят недешево
- Система подачи СО₂: регулятор расхода с баллоном
Это профессиональная аттестованная конструкция, прошедшая испытания и тестирование в течение 72 часов. Скорость потока контролирует регулятор, электромагнитный клапан отключает систему в нужном режиме.
Исключены утечки, оборудование работает бесшумно. Минимальный объем бесшовного баллона два литра, его заправляют пищевой углекислотой. Систему используют совместно с контроллером – устройство автоматически поддерживает нужный уровень углекислого газа: замеряет содержание СО₂ в гроубоксе и отключает поток при достижении порогового значения.
Недостатки регулятора с баллоном: относительно высокая стартовая стоимость, но в долгосрочной перспективе расходы окупаются за счет долгой эксплуатации и недорогой заправки баллона. 
Несколько советов: как оптимально использовать углекислый газ в гроубоксе
- светильники с защитным стеклом и воздушным охлаждением не повышают температуру в гроубоксе
- вентиляторы для обдува с функцией поворота исключают риск появления «мертвых зон» перемешивая воздух внутри оранжереи
- расширенный синий спектр светильников стимулирует открывание устьиц и выработку хлорофилла
- контроль вытяжки, сокращение скорости воздухообмена внутри гроубокса до минимума с воздухов снаружи, чтобы сократить расход СО2
- держать влажность не ниже 40-60% иначе устьица закрываются и СО₂ не используется (впрочем и по другим причинам держать уровень влажности меньше не стоит).
- поддержание оптимальной температуры по верхней допустимой планке в гроубоксе важно для продуктивного фотосинтеза
- при использовании углекислого газа лучше применять аммонийный азот вместо нитратной формы
- вместо частой подачи СО₂ небольшими дозами, лучше режим редкого включения и большей дозы.
Источник
Немного о пользе углекислого газа для рассады и больных растений
Из школьных уроков ботаники мы знаем, что для прорастания семени нужны тепло, вода и кислород, т.к. всё живое на Земле дышит именно им. Но, оказывается, что растения, даже в состоянии ещё только проклевывающегося семени, потребляют кислорода ничтожно мало, а вот углекислый газ им необходим больше, чем мы думаем!
Обычный атмосферный воздух содержит 370-450 ppm (частиц на миллион частиц) СО2 (углекислый газ). При этих показателях все растения нормально развиваются и растут. Если же уровень углекислого газа поднимается до 1000 ppm , то рост и урожайность увеличиваются до 50% ! И наоборот, при увеличении доли кислорода и снижении СО2 происходит обратный эффект и активный рост снижается. Это происходит потому, что растения «питаются» на 94% углекислым газом и только на 6% минеральными веществами из почвы! Во всем мире уже давно применяется метод принудительного закачивания СО2 в теплицы для ускорения развития растений и увеличения их урожайности. Разработаны специальные установки для промышленного выращивания растений с использованием повышения уровня СО2 . Благодаря этому, такие растения, как томаты, перцы, огурцы образуют больше завязей и плоды растут и созревают быстрее.
Как же нам применить этот метод в домашних условиях? Если ваша рассада плохо развивается, замедлила свой рост, вы можете поместить её в закрытую ёмкость (например, трехлитровую стеклянную банку или прозрачный контейнер) с плотной крышкой и закачивать ей углекислый газ, выдыхая его. Можно, таким образом, проводить «реанимацию» любому ослабленному или больному растению: поместить его в подходящий по размеру прозрачный полиэтиленовый пакет и «надышать» туда углекислый газ. Пакет плотно завязать и оставить на сутки. Не забывайте досвечивать растение, без достаточного количества света не будет идти процесс фотосинтеза и растение не будет расти и восстанавливаться.
У кого есть пустой аквариум, можно сделать следующее: поставить в аквариум растения и открытую бутылку минеральной воды с газом. Аквариум закрыть сверху стрейч-плёнкой, чтобы воздух извне не попадал. Углекислый газ будет выходить из минералки и насыщать воздух внутри аквариума.
Если вы придумаете ещё варианты для домашних условий, пишите в комментариях под статьёй.
Для использования этого метода в теплице — всё проще. Надо только установить в ней газовую или любую другую горелку. При горении, количество кислорода в теплице будет уменьшаться, а углекислого газа — возрастать.
Об опытах, которые были проведены американскими учёными, вы можете посмотреть в видео, прикреплённом ниже. В двух герметичных ёмкостях были посажены одинаковые семена вигны. В одной из ёмкостей поддерживался уровень СО2 около 450 ppm, в другой — 1270 ppm.
Читайте еще мои статьи о рассаде:
Такой маленькой птичке, как я, тоже хочется крошку хлеба, поставьте, пожалуйста, лайк и подпишитесь.
Источник
Как удобрять растения углекислым газом
Когда мы говорим о подкормках для растений, то имеем в виду соединения азота, калия, фосфора и еще нескольких элементов.
Однако все эти компоненты составляют не более 6% биомассы растений.
Остальные 94% приходятся на углеводы, которые растения синтезируют из воды и углекислого газа , под действием солнечного света. И называется этот процесс фотосинтезом.
Гуглим состав воздуха Земли и видим удивительные цифры. Оказывается, углекислый газ находится почти на последнем месте, его ничтожно мало, всего 0,035% по объему или 0,05% по массе.
Грубо, из каждых 10 000 летающих молекул только 4 – это молекулы углекислого газа.
Многочисленные исследования показали, что растениям для максимально возможного фотосинтеза требуется в три раза больше углекислого газа, чем содержится в атмосфере, на уровне 0,1%.
Это значит, что увеличение концентрации СО2 в воздухе будет приводить к более активному развитию растений. И это удалось подтвердить экспериментально.
Если концентрацию СО2 увеличить хотя бы в два раза, растения наращивают биомассу быстрее, имеют более крупные цветы, на 10-15 дней ускоряют созревание плодов. Урожай возрастает до 40%.
Эти результаты нашли отражение в практике тепличных хозяйств, где активно применяют подкормку растений углекислым газом. Замкнутость пространства теплиц позволяет сделать это технически. Источниками СО2 служат ТЭЦ и котельные, в которых органическое топливо сжигается ради тепла и энергии, а образующийся при горении углекислый газ очищается и направляется по трубам к растениям. Например, в Голландии много теплиц расположено рядом с перерабатывающими заводами компании Shell.
А что можно сделать на небольших садово-огородных участках?
Начнем с рассады. Для ее полива можно использовать газированную воду. Это действительно дает эффект лучшего развития растений, есть много отзывов на эту тему. Только такие поливы нужно производить при ярком солнце или подсветке, эффективнее утром. Хороший отклик на применение газировки дает рассада томатов, перцев, огурцов.
Но нужно подготовить грунт для рассады. В него необходимо внести доломитовую муку в количестве столовой ложки на три литра земли или стакан на квадратный метр грядки. Не буду описывать химические реакции, но такой прием способствует образованию растворимых в воде анионов карбоновой кислоты, которые через корни всасываются растениями и транспортируются в зону фотосинтеза.
Недостатком метода являются определенные финансовые затраты . Но если вам интересно ставить эксперименты, если нужно быстро спасать рассаду, ускорить ее развитие, можете взять на вооружение.
Что касается дачных грядок, теплиц и парников, для них нужно найти эффективные генераторы углекислого газа .
И они действительно есть. Это многочисленные бактерии и грибы почвы, которые перерабатывают органические остатки растений до конечных продуктов распада, коими являются все те же вода и углекислый газ.
Когда говорят о пользе органических подкормок, как правило, имеют в виду такие питательные вещества, как гуминовые кислоты, гормоны, стимуляторы роста, антибиотики, минеральные элементы азота, фосфора, калия и микроэлементов.
Однако в последние годы появляются убедительные доказательства, что в органических подкормках значительно важнее процессы генерации углекислого газа , потому что на сегодня это единственный доступный природный механизм увеличения его концентрации до нужных растениям значений .
Углекислый газ тяжелее воздуха. Образуясь в почве, он не спешит ее покинуть, попадает в почвенные растворы и с ними всасывается корневыми волосками. Но по расчетам исследователей, таким путем в растения поступает всего 5% необходимого СО2.
Основная часть углекислого газа все-таки поднимается в воздух, но из-за веса аномально увеличивает концентрацию СО2 именно в припочвенном нижнем слое воздуха. Здесь газ активно поглощается устьицами листовых пластин.
Если раньше считалось, что растения получают углекислый газ из воздуха, в котором его так много, что уже и «парниковый эффект» проявляется, то теперь становится ясно, что растения питаются углекислым газом, производящимся в почве.
Для меня это стало переворотом в сознании и заставило другими глазами посмотреть на известные агроприемы.
— Внесение навоза, перегноя и травяных настоев в почву, закладывание теплых грядок, выращивание огурцов на грядах, в которые внесен компост, сено и живая трава – это все приемы запуска природных котельных по производству СО2.
— Подкормка дрожжевой брагой. Как известно, дрожжевые грибки генерируют углекислый газ с огромной эффективностью, если дать им в пищу углеводы. Растворяют дрожжи в очень теплой воде, добавляют сахар, и через пару часов уже можно выливать раствор на грядки (пропорции можно найти в многочисленных рекомендациях, хотя работают любые комбинации, только стоить они будут по разному). Дрожжи поработают не только с сахаром, но и с углеводами в почве, потом сами станут пищей для других микроорганизмов. Все эти процессы будут сопровождаться генерацией углекислого газа. Не это ли дает такой видимый эффект от применения браги? А мы все еще ищем в дрожжах гормоны, витамины, микроэлементы.
— Вспомните рекомендации по защите грядок от ветра. Обычно говорят, что растения боятся сквозняков, типа простывают. Реально же ветер уносит углекислый газ и воду из нижнего воздушного слоя, с поверхности почвы, с листовых пластин. Если огородить грядки пленкой, оставив открытый верх, то можно локально увеличить концентрацию СО2. Одновременно грядки будут проливаться дождями, будут доступны насекомым для опыления, не будет температурного перегрева. Такие «полутеплицы» не требуют постоянного внимания, их можно спокойно оставлять на неделю, если вы приезжаете на дачу только по выходным. «Полутеплицы» эффективны и в жару, и в холод.
Источник