二氧化碳：植物生長原料

美國的切花生產(chǎn)一直到20世紀70年代初期都較為流行，那時花壇植物的生產(chǎn)還剛剛起步。當從美國的研究機構聽到或看到CO2施肥研究的正面報道后，許多切花種植者已經(jīng)開始采用CO2施肥。使用CO2施肥后，種植者發(fā)現(xiàn)作物生長加快、長勢壯健、產(chǎn)量與質量都提高了。然而種植者又很快發(fā)現(xiàn)，當他們進行CO2施肥時，同時應增加施肥、提高溫室內(nèi)溫度并增加灌溉次數(shù)。

當美國溫室產(chǎn)業(yè)從切花生產(chǎn)轉移為盆栽作物和花壇作物生產(chǎn)后，種植者逐漸對CO2的興趣減少了。另外由于能源危機對溫室生產(chǎn)的打擊巨大，能源價格增長了，因此僅有少部分種植者（主要是玫瑰種植者）還使用CO2施肥。

什么是CO2

CO2存在于自然界的空氣中，在大氣中濃度為330～340 μmol/mol，它是植物進行光合作用的原料之一，無色、不可燃燒且比空氣密度大。標準大氣壓下CO2固化點為-109.3 ℉（-78℃）。在大氣壓下，固態(tài)CO2具有不通過液態(tài)而直接氣化的特性。

光合作用與CO2

光合作用是植物在酶催化劑和葉綠素的作用下，利用太陽光能，把CO2和水進行化學反應而產(chǎn)生可用化學能的一種生化過程。光合作用的產(chǎn)物是碳水化合物（糖和淀粉）、水、氧氣以及復雜的化合物。

CO2濃度不足會導致植物生長緩慢。在春秋冬季節(jié)，種植者通常會為了保持室內(nèi)溫度而增加關窗時間。因此，開窗通風時間減少導致了溫室空氣中的大部分CO2被消耗掉。這樣溫室中CO2濃度會降低到大氣CO2正常濃度之下，室內(nèi)逐漸降低的CO2濃度也就可能成為溫室中植物生長發(fā)育的限制因素。這就是溫室在冬天也需要進行開窗通風的原因。

研究顯示，在白天光照時間內(nèi)，將溫室CO2濃度增加到大氣濃度的3～5倍，將會大幅度提高作物的產(chǎn)量和質量，并且縮短作物的生長時間。

何時使用CO2施肥

研究顯示，在春秋冬季的9：00～15：00，溫室內(nèi)的CO2濃度常常不足。在白天光照的任何時段里，如果溫室CO2濃度很低，光合作用會受到抑制，并且最終會影響植物生長。這段時間如果采用CO2施肥就可以克服CO2濃度不足的問題。

如果溫室夜間使用了HID人工補光，則夜間增加CO2濃度能促進穴盤苗的生長發(fā)育。以菊花為例，菊花在幼苗生長期（花蕾期之前）比成熟期更喜CO2，其他植物與菊花對CO2的反應類似。因此種植者可以在植物成熟期后停止CO2施肥。

增加多少CO2合適

對作物生長發(fā)育效果最好的CO2濃度增加值究竟是多少，不同研究機構的研究結果有所差別。其中原因很多，但是根據(jù)研究成果和溫室生產(chǎn)的經(jīng)驗，CO2施肥濃度還是具有一些普遍規(guī)律的，例如，種植者需保持溫室CO2濃度在600～1500 μmol/mol之間。需嚴格將CO2濃度控制在10000 μmol/mol以下。否則CO2濃度過高不僅會造成浪費，而且會造成溫室工作人員頭痛與反應遲鈍等癥狀。

CO2來源

CO2有許多不同的來源。其中一個來源是通過室內(nèi)外通風從溫室外新鮮空氣中獲得CO2。其他來源包括有機質分解、壓縮CO2氣體、干冰、液態(tài)CO2以及不同燃料（丙烷、天然氣或煤油）的燃燒產(chǎn)物等。許多種植者從鍋爐燃料產(chǎn)生的廢氣中提取CO2。為了達到此目的，需使用特殊的凈化裝置從廢氣中提純CO2，然后把收集的CO2氣體添加到溫室中。對于所有使用礦物燃料鍋爐的溫室來說，必須有足夠的氧氣進行燃燒，這樣可以避免燃燒廢氣中乙烯、SO2等有毒氣體濃度過高，對植物或人造成有害影響。

光照、溫度與肥料

與CO2一樣，光照、溫度與肥料也可能成為限制植物生長的因素。舉例來說，如果某個特定作物適宜的CO2濃度為800～1000 μmol/mol，而光照、溫度或肥料中任何一項沒有達到相應的水平，則植物生長仍然會受到限制，并且CO2施肥的效果也不能發(fā)揮到最好。因此，必須了解作物的光照需求。在不灼傷作物葉片與花瓣的前提下，盡量提高光照強度。在CO2施肥的情況下，溫室內(nèi)需要更高的溫度，一般晚上溫度17～18℃。白天溫室27℃。當室內(nèi)溫度達到27～28℃時，需進行開窗通風，并在天窗開啟寬度達10 cm時，自動或手動關閉CO2發(fā)生器。

施肥程序也需進行相應調整，適當增加施肥量。在CO2施肥的情況下，作物生長加快，植物需要更多的肥料與水分。因此在提高CO2濃度的同時需一直增加施肥量，施肥量的多少可以通過土壤測試與葉面分析后確定，一些種植者甚至在進行CO2施肥后，增加了1倍的施肥量。因此為了獲取最大的產(chǎn)量，應避免任何影響生長的因素變成抑制因素。

注意事項

種植者日益習慣于增施CO2，獲取作物生長“上限”收益，但在使用時需注意相關事項：①濃度問題。若空氣中CO2濃度過高，會導致人們肺喪失清除血液中CO2的功能，長時間吸入含有高濃度CO2的空氣會造成窒息。因此應將溫室內(nèi)CO2的濃度控制在適宜的范圍內(nèi)。②安全使用CO2發(fā)生器。每個CO2發(fā)生器均需有安全控制裝置，包括點火失敗安全閥、燃料自動開關電磁閥、氣體過濾器、精細壓力表以及在引燃失效時關閉燃氣的熱電偶開關等。采購CO2發(fā)生器的燃料時，應選用為產(chǎn)生CO2而設計的專用燃料，避免供應商提供的燃料中硫含量過高。燃燒不充分的燃氣進入溫室會給植物造成嚴重的傷害，會導致植物不開花、不結果、非正常生長以及許多其他問題。溫室中燃燒器、燃燒爐或鍋爐使用的不恰當會造成溫室氣體污染。這通常是由于在燃燒過程中O2供應不足造成的，其他原因還包括燃氣噴嘴堵塞、偏心燃燒、點火延遲、油氣泄漏與燃氣壓不穩(wěn)定等。以上任何1個因素都會造成燃燒不完全等問題，從而導致有害氣體污染溫室。這些有害氣體超過一定濃度并持續(xù)一段時間后，會對作物造成葉面斷脆、葉脈平行、壞死斑點、葉脈之間的壞斑、扭曲生長等傷害。

CO2施肥利于花壇植物種植嗎

當然有利！花壇植物，如天空葵、矮牽牛花、萬壽菊、西紅柿、萵苣及其他許多作物，均受益于CO2施肥，植物幼苗生長加速、生長時間縮短、產(chǎn)品質量提高。其中幼苗生長期受CO2施肥的影響最大、效果最好，特別是從種子萌動到發(fā)芽階段，CO2施肥可以收到立竿見影的效果。因此育苗生產(chǎn)者可以充分利用CO2施肥，特別是在天竺葵桿插苗生根期、穴盤苗移栽時使用。

需要注意的是，采用CO2施肥后，所有的生產(chǎn)管理計劃表都需相應調整。植物在高濃度CO2的溫室環(huán)境中生長會加快，因此需要細心安排生產(chǎn)計劃表。

CO2施肥系統(tǒng)的費用

即使在當今能源短缺的前提下，安裝與運行CO2施肥系統(tǒng)的花費也并不高。CO2發(fā)生器的價格大約1.00～1.25美元/m2，這是一次性的技資，設備維護費很少。

在北美地區(qū)，CO2施肥通常在每年10月～次年4月的9：00～16：00使用，每年使用時間約為1000 h。不論采用液態(tài)CO2，還是燃料如煤油、丙烷及天然氣等燃燒方式，CO2施肥每年的運行費大約為1.00～1.50美元/m2。

如果僅從增加作物產(chǎn)量與提高質量方面看，CO2施肥的經(jīng)濟效益是毫無疑問的。但是具體情況還要取決于市場，看顧客是否愿意高價購買高質量的產(chǎn)品。隨著大型連鎖超市的收購價逐年降低，產(chǎn)品價格輕微增長也會顯得太貴。投資CO2施肥系統(tǒng)以前種植都需先了解市場供應和價格情況后再做決定。

摘自《溫室及設備管理》

更多有關CO2施肥技術可參看《農(nóng)業(yè)工程技術（溫室園藝）》2016年2月第4期“本期策劃”欄目。