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2006年1月3日 作者:ctnyzn [返回]
二氧化碳供应系统的建设


   二氧化碳是植物的粮食,是植物光合作用必不可少的参予者,是植物合成碳水化合物的主要原料,它在大气中通常的浓度为350PPM左右,地球上所有的植物在1秒钟内能固定6000吨二氧化碳,这个惊人的数值,不仅为地球生物的生存提供了碳源与代谢能量,而且为生态平衡作出了绝卓之贡献.植物在利用二氧化碳合成碳水化合物的同时还放出氧气,为动物的生存创造了适氧环境,这就是植物与动物及环境间的平衡关系,这其中植物的光合碳同化起到了极为重要的生态链之作用.所有绿色植物的生长都离不开二氧化碳,它是物质与能量代谢的缔造者,一颗芝麻大的种子发育成参天大树,其中大部份物质都是由二氧化碳合成,人们利用的食物是一种经植物光合转化的间接二氧化碳,植物的生氧化碳,它对植物生长产量的提高起到了极为重要生理作用,一张叶片或一个微小的离体材料能发育成一种器官发育完全的种苗,这些生物量的增加合来自于二氧化碳的还原产物,是间接的二氧化碳.这个生物化学的过程就是植物生理中最重要的代谢,--光合作用,这种光合作用是绿色植物所具的一种本能,没有它植物就不会生长或生长不良,而且在环境因子即定的情况下,叶片的光合效率随着大气中二氧化碳浓度的提高而提高,最大的同化增长率可提高3-5倍,也就是在一定范围浓度内,二氧化碳浓度越高,光合效率就越高,也就是碳同化效率越高,这样就可以使植物的生长速度越快,实现光合效率最大化,生长速度潜能得以最大发挥.一叶面积一定情况下,通过提高二氧化碳浓度,可使微小叶片的器官材料达到几倍于叶面积的光合效率,相当于使微材料的叶面积放大几倍的效率.比如叶环境的二氧化碳浓度达到1000—2000PPM时,光合效率可提高3-5倍,这样就使器官的发育植物的生长速度提高几倍,这正是植物快繁过程中微型离体材料能利用光自养完成器官发育的技术所在.,利用这种高浓度二氧化碳效应,可用于生产作为气肥来加快园艺设施内植物的生长与提高品质,用于快繁可加快器官发育,促进加快离体材料的生根与生长.把高浓度二氧化碳作为提高生物量加快生长发育的一种重要手段已于生产上被人们重视与应运,在植物快繁中二氧化碳气体的强制供应技术已成为该项技术的一大核心.现就二氧化碳强制供应技术运用时所具备管安装与配置的相关设施设备进行介绍,以供生产选择运用.
    那么,在植物快繁中我们是如何人工地为植物离体材料发育创造出最佳的二氧化碳高浓度环境呢?这就需要基地建设时,科学地安装设计二氧化碳强制供应系统,现就快繁基地的二氧化碳供应系统的构建作些详细的说明介绍,首先二氧化碳是飘逸流动的气体,它不像许多有形的物质易于控制与观察,它必须为需供气的对像也就是苗床创造一个相对密闭的环境,而密闭环境的创造又会导致夏季高温透风不良而闷苗,这样就要求在控制设计时,采用两种供气方式,一种是直接供气法,适且低温季节,一节是水气高压混合法适合于高温季节,这两种方法可以结合以实现周年的二氧化碳供应,也可就采用高压水气混合这种通用法.
    二氧化碳具有比其它气体比重大相对不大会移动的特性,利用这原理可以对不通风的苗床进行供气洒施,只需在苗床上方布设通气管及开设出气孔即可,而水气混合法只需设计一个高压水罐,向加压的水中通入二氧化碳气,以产生高浓度二氧化碳的碳酸水,再经过弥雾管向苗床喷施,或者在弥雾管的入水主管处安装一个水气混合器,在通水时把气体搅拌混入.前者高压法比水气混合溶入水的的二氧化碳会更多些,这种方法在日本的光自养微繁技术中已被采用.直接通气法,安装时较为简单,只需于气源处引出扎孔的通气塑料软管,并把它固定于苗床上方的小拱架上即可,而气源有化学产气法,燃烧产气法与直接钢瓶供气法,这可因生产灵活选用,其中化学法是利用稀硫酸与碳氨进行化学反应而形成二氧化碳气的方法,在生产上,特别是蔬菜栽培中已广泛运用,这种方法简单,成本低,但也有操作较繁琐与供气不稳定之缺点,在快繁工厂上也可运用.目前,这种化学混合反应法已有专门的生生装置,叫二氧化碳发生器,可供系统安装选用.另外燃烧法是利用液化气燃烧而产生二氧化碳的一种制取方法,这种方法从操作上较为简单,目前在温室内也已有应用,但存在燃烧放热影响环境因子与会释放一些有毒的气体,需于出气处安装一个溶液滤气装置,把一氧化碳及其它有毒气体过滤掉,这种燃烧产气装置一次投入稍大些,但操作上还是较为方便.这种发生装置直接用于冬季的育苗大棚最好,一是燃烧后可产生热量提高温度,二是经风扇排风直接供气不需布管,但夏季开放的环境就不可取了.第三种方法是直接从市场上购置二氧化碳钢瓶,它是一种压缩的二氧化碳干冰,使用时需经解压阀解压,有专用配套的阀门,再把解压的气体通入供气管道或者接入水气混合气与水压力罐即可.运用它不需专门布管,可与弥雾管合用一个输送系统(具体安装可见图示).这种高压水气混入法虽然一次投资较大,但它是一种气源最稳定而且最易实现工厂化自动化精确化控制的一种供气方法,现在已在快繁基地上被推广运用.但是不管哪种方法用于光自养快繁进,都必须在发生装置上附加安装电信号开启与关闭的开关与电磁阀,这样才能与计算机控制系统进行联接实现在线控制,因为二氧化碳浓度对植物或离体材料来说,也不是越高越好,当越过3000PPM浓度时会出现叶片的白化药害,所以快繁时一般掌握控制在1000-1500PPM较为合适.二氧化碳是实现微材料快繁与提高种苗成活率的关键,设计施工是必须高度重视,按照技术标准严格施工,以下是供应碳酸水与不供碳酸水的成活率比较.(参见列表).
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