Aufgrund der wachsenden Nachfrage nach lokal produzierten Lebensmitteln und Gemüse wächst die Gewächshausindustrie rasant. Ein kontrolliertes Raumklima kann Pflanzen die besten Wachstumsbedingungen bieten, und die CO2-Konzentration wirkt sich positiv auf die Photosynthese aus. Die Verwendung von Kohlendioxidgeneratoren für Gewächshäuser wird in unserem Material erörtert.

Kohlendioxidgenerator zur Organisation der Photosynthese von Pflanzen in Gewächshäusern

In hermetisch abgeschlossenen Gewächshäusern werden Pflanzen ausreichend beleuchtet, mit Wasser und Nährstoffen versorgt, ihr Entwicklungstempo wird jedoch durch den CO2-Gehalt in der Raumluft begrenzt.

Kohlendioxid wird für Pflanzen in chemischen Reaktionen (Photosynthese) zur Biosynthese von Kohlenhydraten als Grundlage für die Nährstoff- und Skelettkomponenten von Pflanzenzellen und -geweben benötigt, um Wachstum und Entwicklung sicherzustellen. Der Gasaustausch während der Pflanzenatmung erfolgt durch kleine, einstellbare Öffnungen, sogenannte Stomata.

Die Stomata befinden sich entweder auf der oberen oder unteren Schicht der Epidermis des Pflanzenblattes.

In der Erdatmosphäre beträgt der Kohlendioxidgehalt 250–450 ppm und der Bedarf an verschiedenen Pflanzenarten 700–800 ppm. In neuen Gewächshauskomplexen mit guter Abdichtung ist der CO2-Gehalt in Innenräumen viermal niedriger als in der Außenluft, was sich negativ auf das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen auswirkt.

Darüber hinaus steigt mit zunehmender Dauer und Leistung der künstlichen Beleuchtung des Raums der Bedarf an Pflanzen in CO2 um das 2-3-fache. Durch die Sättigung der Luft im Gewächshaus mit Kohlendioxid steigen Pflanzenwachstum und Ertrag um 20–40%.

Wissen Sie? Die Ruinen von Gewächshäusern aus dem Jahr 79 n. Chr wurden bei Ausgrabungen in Pompeji gefunden. Moderne Gewächshäuser entstanden im 13. Jahrhundert in Italien.

CO2-System in industriellen Gewächshäusern

Das Kohlendioxidversorgungssystem in gewerblichen Gewächshäusern umfasst einen Gasgenerator, einen Ventilator, ein Messgerät, einen Gasanalysator und Transportleitungen. Die Verwaltung erfolgt über einen Computer.

Methoden zur Erzeugung von CO2:

• technisches CO2 aus Zylindern;
• Methanverbrennung;
• Abgas aus Heizwerken;
• Abgas Mini KWK.

Kesselhausgas

Die häufigste Methode zur Anreicherung von CO2 in einem Gewächshaus ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Die verwendeten Rauchgase dürfen keine gefährliche Menge schädlicher Bestandteile enthalten, daher ist Methan meistens der Brennstoff für Gasgeneratoren in Gewächshäusern. Bei der Verbrennung von 1 m³ Methan entstehen ca. 1,8 kg CO2.

Wichtig! Messgeräte - Gasanalysatoren, die ständig die Zusammensetzung der Abgase überwachen, ermöglichen es Ihnen, den Raum so gut wie möglich zu schützen.

Bei der Verwendung von Rauchabfällen aus der Verbrennung werden heiße Abgase aufgefangen und gereinigt. Nach der Reinigung des Abgases durch katalytische Neutralisation mit Katalysatoren oder Gaswäschern wird das Gas-Luft-Gemisch im Wärmetauscher auf 50 ° C abgekühlt und in Form eines Düngemittels über die Gasleitung dem Gewächshaus zugeführt.

Diese Methode der Gasversorgung zur Düngung von Pflanzen kann jedoch zu einer Luftverschmutzung des Gewächshauses mit schädlichen Verunreinigungen von Verbrennungsprodukten führen, da Gasreinigungsgeräte Gasabfälle nur zu 50–75% reinigen. Folglich kann die Konzentration von Schadstoffen in einem geschlossenen Gewächshaus die maximal zulässigen Normen für Pflanzen und Menschen überschreiten.

Die kontinuierliche Verbrennung von Brennern in Heizkesseln kann aufgrund der sich ändernden Umgebungstemperatur nicht gewährleistet werden, daher ist der Gasabfallstrom ungleichmäßig. Darüber hinaus sind Palladiumkatalysatoren und -wäscher wirtschaftlich teuer und erhöhen den Verbrauchsanteil im Hinblick auf den Gehalt des Gewächshauses.

Vertriebsnetze aus Polyethylenhülsen

Als Gasverteilungssystem im Gewächshaus wird eine Transportleitung aus Polyethylenrohren verwendet. An den Gasentnahmepunkten über jedem Bett sind flexible Polyethylenhülsen mit einem Durchmesser von 50 mm mit gleichmäßig beabstandeten Öffnungen angebracht. Die Ärmel entsprechen der Länge der Betten und sind entlang dieser oder unter den Regalen gespannt. Kondensation im System wird durch Kippen der Rohre beseitigt.

CO2 ist viel schwerer als Luft, daher ist es sehr wichtig, dass das Gas von unten abgelassen wird. Die Luftzirkulation mit horizontalen Ventilatoren oder einem Strahllüftungssystem gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung, indem große Luftmengen im Gewächshaus bewegt werden, wenn die oberen Lüftungsöffnungen geschlossen sind oder die Abluftventilatoren nicht funktionieren.

Versorgungssystem und Gasversorgungsoptionen in kleinen landwirtschaftlichen oder privaten Gewächshäusern

Für private und kleine Betriebe gibt es einfachere und kostengünstigere Methoden zur Gasversorgung, wobei die Fläche der Gewächshäuser, die Art und Anzahl der angebauten Pflanzen berücksichtigt werden.

Wissen Sie? Die Verwendung von Gasverbrennungsprodukten zur Erhöhung des CO2-Gehalts in der Luft von Gewächshäusern wurde bereits 1936 auf der Grundlage erfolgreicher Experimente mit Gemüsepflanzen von Spezialisten des Energieinstituts und der Timiryazev-Akademie vorgeschlagen.

Gasgenerator

Der Gasgenerator für kleine Räume basiert auf der Gewinnung des notwendigen Kohlendioxids aus der Luft. Die Produktivität einer solchen Vorrichtung beträgt 0,5 kg / h. Das Gerät ist mit Filtern ausgestattet, mit denen gereinigtes Gas gewonnen werden kann, und Spender sorgen für den Durchfluss der erforderlichen Volumina. Die mikroklimatischen Indikatoren des Gewächshauses ändern sich nicht.

Gasflaschen

Gas aus Flaschen wird für kleine Flächen mit einer Einspritzung von 8-10 kg / h pro 100 m² verwendet. Der Zylinder muss mit einem Druckregler (Druckminderer) und einem automatischen Ventil zum Absperren der Gasversorgung (Magnet) ausgestattet sein - diese Geräte schützen die Gasversorgung.

Das Fassungsvermögen von 1 Flasche beträgt 25 kg Gas. Bei erheblichen Kosten ist es sinnvoller, isotherme Tanks mit unterschiedlichen Kapazitäten für Flüssiggas zu verwenden, die bei Bedarf nachgefüllt werden können.

Sensor und Gasregler

Die Gasversorgung muss überwacht und reguliert werden, um ein optimales Gleichgewicht und gute Wachstumsbedingungen zu gewährleisten, kostspielige Überdosierungen zu vermeiden und die Sicherheit der Menschen zu gewährleisten, die sich um Pflanzen kümmern und Pflanzen ernten.

Zur Überwachung und Messung des CO2-Gehalts im Gewächshaus werden üblicherweise Sensoren mit einem Sollwert von beispielsweise 800 ppm eingesetzt. Wenn der Sensor einen niedrigen Füllstand erkennt, aktiviert er das Dosiersystem. Wenn der erforderliche CO2-Wert erreicht ist, schaltet das Steuerungssystem die CO2-Versorgung ab.

Sensoren und Regler können bei Überschreitung des zulässigen Konzentrationsniveaus einen Alarm auslösen und ein Notlüftungssystem enthalten. Derzeit sind beliebte Infrarot-CO2-Sensoren auf dem Markt, die nach dem Prinzip eines doppelten Infrarotstrahls entwickelt wurden.

PVC-Schläuche und Rohre für die CO2-Versorgung

Das Problem der Gasversorgung des Raumes ist nicht schwierig, und jeder entscheidet es unabhängig. Typischerweise besteht das Verteilungssystem aus einer Gasleitung, die aus Rohren (PVC oder Polypropylen), kleinen perforierten Kunststoffhülsen (50 mm) und angeschlossenen Sensoren sowie einem Klimaregler besteht.

Direkt zu den Pflanzen gelangt Gas durch Öffnungen in den Armen. Die Ärmel eines Seils können auf jeder Ebene aufgehängt werden - an Beeten zur Befruchtung des Wurzelsystems, an Gestellen und Spalieren zur Fütterung von Blättern und Wachstumspunkten.

Dies ermöglicht es, das Gas tagsüber mit einer Konzentration von fast 100% genau und wirtschaftlich auf das gewünschte Anbaugebiet zu dosieren. Die Fütterungsraten werden in Abhängigkeit von Klimaindikatoren und der täglichen und saisonalen Dynamik der Photosynthese reguliert.

Biologische Quellen

Eine harmlose und erschwingliche Wahl der Gasversorgung kann eine biologische Kohlendioxidquelle sein.

Wenn sich Tiere auf dem Bauernhof befinden, ist es möglich, die Bereitstellung von Kohlendioxid aus der Atmung von Tieren zu organisieren, die wiederum Sauerstoff von den Pflanzen erhalten, indem sie das Gewächshaus durch die Wand von der Scheune aus anordnen und beide Räume mit Belüftung und Absaugung ausstatten.

Darüber hinaus müssen das Gleichgewicht und das Volumen der Gase sowie die Regulierung empirisch bestimmt werden. Die gleiche CO2-Abgabemethode kann von Brauereien und Brennereien bereitgestellt werden.

Kohlendioxid für Mistgurken

Gülle und andere organische Substanzen versorgen Pflanzen nicht nur mit Nährstoffen, sondern geben während der Fermentation auch Kohlendioxid ab, dessen Menge das Wachstum von Gemüsepflanzen verbessern kann. Dies schafft günstige Bedingungen für die Luftversorgung sowohl des Wurzelsystems als auch der Luftteile von Pflanzen.

Gülle sollte im Verhältnis 1: 3 mit Wasser verdünnt werden.

Ein gutes Beispiel ist die Geschichte, die sich um die Wende des neunzehnten und zwanzigsten Jahrhunderts in der Timiryazev-Akademie ereignete, wo sie mehrere Jahre lang versuchten, Gurken in Gewächshäusern anzubauen, aber trotz des wissenschaftlichen Ansatzes keinen Erfolg hatten. Dann entschieden sich die Wissenschaftler, sich an Klina-Gärtner zu wenden, die beneidenswerte Gurken in ihren Gewächshäusern anbauen.

Sie luden einen Gärtner aus Klin ein und boten an, im Gewächshaus der Akademie selbst Gurken anzubauen, ließen ihn aber seine Technologie in Zukunft nutzen. Der Trick bestand darin, dass Tanks mit verdünntem Mist im Raum installiert wurden und das während der Fermentation freigesetzte Kohlendioxid die Gurkenpflanzen befruchtete.

Es wurde experimentell festgestellt, dass mit kontinuierlichem Dünger mit Kohlendioxid während des Tages eine maximale (54%) Gewichtszunahme von Gurken erreicht wird.

Alkoholfermentation

Die alkoholische Fermentation sowie die mikrobiologische Zersetzung ist ein Verfahren zur Herstellung von Kohlendioxid. Durch Platzieren von Dosen mit fermentierter Würze zwischen den Pflanzen ist es möglich, die Luft mit Kohlendioxid zu sättigen. Verwenden Sie zur Fermentation Wasser, Zucker und Hefe oder Aas sowie ungeeignete Früchte und Beeren sowie Getreide (Weizen, Roggen).

Eine andere Möglichkeit ist die Brennnesselfermentation.

Füllen Sie dazu den Behälter mit einem Drittel Gras (frisch oder getrocknet) und füllen Sie ihn mit Wasser. Die Gärung dauert zwei Wochen. Die Mischung wird täglich gerührt, um CO2 freizusetzen. Um einen unangenehmen Geruch zu vermeiden, können Sie der Mischung Baldrian (1-2 Zweige) hinzufügen oder Staub darüber streuen.

Die fermentierte Mischung wird als flüssiger Köder verwendet. Zur Regulierung des Durchflusses werden spezielle Verschlüsse (CO2Pro) verwendet, die leicht auf Standard-Plastikflaschen aufgeschraubt werden können.

Wichtig! Fermentationsgerüche können reduziert werden, wenn Sie Behälter mit einem Most auf eine Wasserschleuse stellen, wie dies bei der Herstellung von Wein zu Hause der Fall ist.

Sprudelwasser als Kohlendioxidquelle trinken

Eine normale Flasche Mineralwasser ist eine erschwingliche, wenn auch unwirksame Kohlendioxidquelle. Je nach Gasgehalt werden ca. 6–8 g Kohlendioxid in 1 Liter kohlensäurehaltigem Wasser gelöst.

Die Methode ermöglicht es Ihnen nicht, die Gaskonzentration genau zu bestimmen und die optimale Dosierung zu berechnen. Daher kann sie als Notfallmaßnahme zur Erhöhung des CO2-Gehalts in kleinen Raumvolumina angesehen werden. Eine andere Möglichkeit, Sprudelwasser als Dünger zu verwenden, besteht darin, Kohlendioxid aus Wasserflaschen zur Bewässerung zu sättigen.

Natürliche Kohlendioxidquellen: Luft und Boden

Wenn das Gewächshaus nicht mit einem CO2-Versorgungssystem ausgestattet ist, ist atmosphärische Luft eine natürliche CO2-Quelle für Pflanzen mit regelmäßiger Belüftung des Raums und offenen Riegeln. Dies macht jedoch nur ein Drittel des täglichen Bedarfs aus.

Die nächtliche Atmung von Pflanzen und Bodenzersetzungsprozesse, die Atmung von Pflanzenwurzeln, Bakterien, Pilzen und Bodenmikroorganismen füllen das Gewächshaus ebenfalls mit Kohlendioxid auf.

Eine weitere Low-Tech-Methode zur Zugabe von CO2 ist die Kompostierung von Pflanzenmaterial und organischen Stoffen in einem GewächshausDies führt nicht nur zur Anreicherung des Bodens mit Makro- und Mikroelementen, sondern auch zur Wiederauffüllung von CO2 (bis zu 20 kg / h ab 1 ha).

Bei der Kompostierung entsteht Kohlendioxid, es werden jedoch auch schädliche Gase freigesetzt und Bedingungen für die Vermehrung von Krankheitserregern und Insekten geschaffen. Die auf diese Weise erzeugte CO2-Konzentration ist schwer zu kontrollieren und die Methode ist unzuverlässig.

Kohlendioxidsystem und Generator für Gewächshäuser zum Selbermachen: gerechtfertigt oder nicht

Die Machbarkeit der Herstellung eines Gasgenerators sollte unabhängig von seinen finanziellen und materiellen Fähigkeiten und Arbeitskosten bewertet werden.

Neben der Installation eines Gasgenerators in Form eines Kessels mit großer Wärmeabgabe benötigen Sie ein System zur Gaszufuhr zu den Räumlichkeiten des Gewächshauses (Gasleitung) sowie zu Mess- und Steuergeräten. Somit ist es möglich, ein System selbst zu erstellen, aber die Bewertung seiner Rationalität für kleine Gewächshausflächen ist nur mit Hilfe mathematischer Berechnungen möglich.

Es ist viel einfacher und billiger, alternative Kohlendioxidquellen zu untersuchen und sie unter geschlossenen Bodenbedingungen zu verwenden. Zum Beispiel kostet ein Flüssiggassystem ungefähr 2 Millionen Rubel, und wenn Sie Gas aus Flaschen verwenden, werden die Kosten um das Zehnfache reduziert.

Wichtig! Eine hohe Kohlendioxidkonzentration ist für lebende Organismen toxisch. Wenn Sie den Gehalt innerhalb weniger Stunden auf 10.000 ppm (1%) und höher erhöhen, werden Schädlinge (Weiße Fliege, Spinnmilbe) im Gewächshaus beseitigt.

Grundregeln für die Einreichung

Die Dosierung und die Zeiträume der Luftsättigung im Gewächshaus-CO2 hängen von der Jahreszeit und der Tageszeit, dem Grad der Abdichtung des Raums, der Beleuchtungsstärke und der Art der angebauten Pflanzen ab.

Beleuchtung

Durch die Photosynthese erhalten Pflanzen Kohlenhydrate für Wachstum und Entwicklung, die mit Hilfe von Lichtenergie Kohlendioxid und Wasser verarbeiten. Diese 3 Komponenten sind wichtig für den Mechanismus der Stomataöffnung auf der Blattoberfläche und den Beginn des Gasaustauschs zwischen Pflanzen und Umwelt. Bei intensivem Licht verbrauchen Pflanzen aktiver CO2 und die Photosyntheserate steigt.

Die CO2-Konzentration im Raum muss bei 600–800 ppm gehalten werden. Bei intensiver Beleuchtung steigt die Temperatur im Gewächshaus und Sie müssen die Riegel zur Belüftung öffnen, damit die Konzentration auf 1000-1500 ppm erhöht wird.

Der CO2-Verbrauch im Sonnenlicht beträgt bei geschlossenen Fenstern ca. 250 kg / ha pro Tageslichtstunde. Bei offenen Fenstern und windigem Wetter - 500-1000 kg / ha. Im Winter werden die Gasdüngermengen auf 600 ppm reduziert, da künstliches Licht die Photosynthese beschleunigt.

Vorschubzeit

Die CO2-Supplementierung ist während der Periode des aktiven Wachstums der Pflanze während der hellen Periode am effektivsten. Die CO2-Erzeugung sollte am Morgen beginnen zwei Stunden nach dem Beginn der Beleuchtung und bis das gewünschte Konzentrationsniveau erreicht ist (1 Stunde). Dann sollte der Generator ausgeschaltet werden. Die CO2-Werte werden vor Einbruch der Dunkelheit an die Umwelt zurückgegeben.

Wichtig! Ein Anstieg des CO2 tritt nur in einem hermetisch abgeschlossenen Gewächshaus auf, da durch Infiltration der Außenatmosphäre die Kohlendioxidkonzentration im Raum verdünnt wird.

Die zweite Ergänzung sollte 2 Stunden vor dem Ende des Tageslichts erfolgen und die Pflanzen schlafen gehen - das entstehende Kohlendioxid wird nachts effektiv absorbiert und verarbeitet.

Bestimmung des Kohlendioxidverbrauchs für jede Kultur separat

Pflanzen wie Auberginen, Gurken, Tomaten, Paprika, Salat und andere werden heute regelmäßig in modernen Gewächshäusern angebaut, in denen Licht, Wasser, Temperatur und Nährstoffe kontrolliert und der Kohlendioxidgehalt reguliert werden, um Bedingungen zu schaffen, die das Wachstum optimal fördern.

Eine Erhöhung der Konzentration von 400 auf 1000 ppm kann die Photosyntheserate von Pflanzen stimulieren und führt bei Blumen und Gemüse zu einer Ertragssteigerung von 21–61%. Darüber hinaus liefert die Kohlendioxiddüngung frühere Erträge (um 7-12 Tage) und verbessert die Fähigkeit der Pflanzen, Krankheiten und Schädlingen zu widerstehen.

Für den Innenbereich werden folgende CO2-Werte in der Luft (1000 ppm = 0,1%) empfohlen:

• Gurken, Tomaten - 0,2–0,3%;
• Kürbis, Bohnen - 0,3%;
• Rettich, Salat - 0,2-0,25%;
• Kohl, Karotten - 0,2-0,3%.

Unterschiedliche Anlagen haben unterschiedliche CO2-Anforderungen, und dies muss ebenfalls berücksichtigt werden.

Nach den Ergebnissen von Studien zeigten Gemüsepflanzen bei der Düngung mit Kohlendioxid folgende Eigenschaften:

Blütenkulturen (Dieffenbachia, Rosen und Chrysanthemen) zeigten eine frühe Blüte bei 1000 ppm und erhöhten ihre Qualität um 20%. Bei Getreide erhöht die Erhöhung von CO2 auf 600 ppm den Ertrag von Reis, Weizen, Sojabohnen um 13% und Mais um 20%.

Beim Züchten von Pilzen sollte berücksichtigt werden, dass Kohlendioxid die Entwicklung von Myzel hemmt. Daher muss der Raum belüftet werden, um seine Konzentration zu verringern.

Wichtig! Übermäßige CO2-Werte (5000 ppm) können bei Menschen zu Schwindel oder mangelnder Koordination führen. In Pflanzen sind die Prozesse des Stoffwechsels der Atemwege gestört, Wachstum und Entwicklung verlangsamen sich, es treten Nekrosen von Blättern und Knospen auf (sie öffnen sich nicht vollständig).

Nachdem Sie die Bedeutung der Photosynthese in der Pflanzenphysiologie erkannt und sich mit den Methoden der Kohlendioxidproduktion vertraut gemacht haben, können Sie Gewächshauskulturen korrekt und rechtzeitig mit Kohlendioxid versorgen und qualitativ hochwertige Pflanzen erhalten.