气体环境调节控制方案

2024-04-17 理论教育版权反馈

【摘要】：设施内空气流动不但对温、湿度有调节作用，并且能够及时排出有害气体，同时补充CO2对增强作物光合作用，促进生育有重要意义。因此，为了提高作物的产量和品质，必须对设施环境中的气体成分及其浓度进行调控。此外，在种子萌发过程中必须要有足够的氧气，否则会因酒精发酵毒害种子使其丧失发芽能力。

四、气体环境及其调节控制

农业设施内的气体条件不如光照和温度条件那样直观地影响着园艺作物的生育，往往被人们所忽视。但随着设施内光照和温度条件的不断完善，保护设施内的气体成分和空气流动状况对园艺作物生育的影响逐渐引起人们的重视。设施内空气流动不但对温、湿度有调节作用，并且能够及时排出有害气体，同时补充CO₂对增强作物光合作用，促进生育有重要意义。因此，为了提高作物的产量和品质，必须对设施环境中的气体成分及其浓度进行调控。

1.农业设施内的气体环境对作物生育的影响

(1)氧气作物生命活动需要氧气，尤其在夜间，光合作用因为黑暗的环境而不再进行，呼吸作用则需要充足的氧气。地上部分的生长需氧来自空气，而地下部分根系的形成，特别是侧根及根毛的形成，需要土壤中有足够的氧气，否则根系会因为缺氧而窒息死亡。在花卉栽培中常因灌水太多或土壤板结，造成土壤中缺氧，引起根部危害。此外，在种子萌发过程中必须要有足够的氧气，否则会因酒精发酵毒害种子使其丧失发芽能力。

(2)二氧化碳二氧化碳是绿色植物进行光合作用的原料，因此是作物生命活动必不可少的。大气中二氧化碳含量约为0.03%，这个浓度并不能满足作物进行光合作用的需要，若能增加空气中的二氧化碳浓度，将会大大促进光合作用，从而大幅度提高产量，称为“气体施肥”。露地栽培难以进行气体施肥，而设施栽培因为空间有限，可以形成封闭状态，进行气体施肥并不困难。

(3)有害气体

①氨气氨气是设施内肥料分解的产物，其危害主要是由气孔进入体内而产生碱性损害。氨气的产生主要是施用未经腐熟的人粪尿、畜禽粪、饼肥等有机肥(特别是未经发酵的鸡粪)，遇高温时分解发生。追施化肥不当也能引起氨气危害，如在设施内应该禁用碳铵、氨水等。氨气呈阳离子状态()时被土壤吸附，可被作物根系吸收利用，但当它以气体从叶片气孔进入植物时，就会发生危害。当设施内空气中氨气浓度达到0.005‰(5ml/m³)时，就会不同程度地危害作物。其危害症状是：叶片呈水浸状，颜色变淡，逐步变白或褐，继而枯死。一般发生在施肥后几天，番茄、黄瓜对氨气反应敏感。

②二氧化氮二氧化氮是施用过量的铵态氮而引起的。施入土壤中的铵态氮，在亚硝化细菌和硝化细菌作用下，要经历一个铵态氮→亚硝态氮→硝态氮的过程。在土壤酸化条件下，亚硝化细菌活动受抑，亚硝态氮不能转化为硝态氮，亚硝态酸积累而散发出二氧化氮。施入铵态氮越多，散发二氧化氮越多。当空气中二氧化氮浓度达0.002‰(2ml/m³)时可危害植株。危害症状：叶面上出现白斑，以后褪绿，浓度高时叶片叶脉也变白枯死。番茄、黄瓜、莴苣等对二氧化氮敏感。

③二氧化硫二氧化硫又称亚硫酸气体，是由燃烧含硫量高的煤炭或施用大量的肥料而产生的，如未经腐熟的粪便及饼肥等在分解过程中，也释放出多量的二氧化硫。二氧化硫对作物的危害主要是由于二氧化硫遇水(或湿度高)时生产亚硫酸，亚硫酸是弱酸，能直接破坏作物的叶绿体，轻者组织失绿白化，重者组织灼伤，脱水，萎蔫枯死。

④乙烯和氯气大棚内乙烯和氯气的来源主要是使用有毒的农用塑料薄膜或塑料管。因为这些塑料制品选用的增塑剂、稳定剂不当，在阳光暴晒或高温下可挥发出如乙烯、氯气等有毒气体，危害作物生长。受害作物叶绿体解体变黄，重者叶缘或叶脉间变白枯死。

2.农业设施内气体环境的调节与控制

(1)二氧化碳浓度的调节与控制二氧化碳施肥的方法很多，可因地制宜地采用。

①有机肥发酵肥源丰富，成本低，简单易行，但二氧化碳发生量集中，也不易掌握。(www.chuimin.cn)

②燃烧白煤油每升完全燃烧可产生2.5kg(1.27m³)的二氧化碳，其成本较高，我国目前生产上难以推广应用。

③燃烧天然气包括液化石油气，燃烧后产生的二氧化碳气体，通过管道输入到设施内，成本也较高。

④液态二氧化碳为酒精工业的副产品，经压缩装在钢瓶内，可直接在设施内释放，容易控制用量，肥源较多。

⑤固态二氧化碳(干冰)放在容器内，任其自身的扩散，可起到施肥效果，但成本较高，适合于小面积试验用。

⑥燃烧煤和焦炭燃料来源容易，但产生的二氧化碳浓度不易控制，在燃烧过程中常有一氧化碳和二氧化硫有害气体伴随产生。

⑦化学反应法采用碳酸盐或碳酸氢盐和强酸反应产生二氧化碳，我国目前应用此方法最多。现在国内浙江、山东等地厂家生产的二氧化碳气体发生器都是利用化学反应法产生二氧化碳气体，已在生产上有较大面积的应用。

(2)预防有害气体