CO2-Versorgung des Gewächshauses
Aufgrund der wachsenden Nachfrage nach lokal produzierten Lebensmitteln und Gemüse wächst die Treibhausindustrie rasant. Ein kontrolliertes Raumklima kann Pflanzen die besten Wachstumsbedingungen bieten, und die CO2-Konzentration wirkt sich positiv auf die Photosynthese aus. Der Einsatz von Kohlendioxidgeneratoren für Gewächshäuser wird in unserem Material behandelt.
Kohlendioxidgenerator für die Photosynthese von Pflanzen in Gewächshäusern
In hermetisch abgeschlossenen Gewächshäusern werden die Pflanzen ausreichend beleuchtet, mit Wasser und Nährstoffen versorgt, ihr Entwicklungstempo ist jedoch durch den CO2-Gehalt der Raumluft begrenzt.
Kohlendioxid wird für Pflanzen in chemischen Reaktionen (Photosynthese) zur Biosynthese von Kohlenhydraten als Grundlage für die Nährstoff- und Skelettbestandteile von Pflanzenzellen und -geweben benötigt, um Wachstum und Entwicklung sicherzustellen. Der Gasaustausch während der Pflanzenatmung erfolgt durch kleine, einstellbare Öffnungen, die Stomata genannt werden.
In der Erdatmosphäre liegt der Kohlendioxidgehalt zwischen 250 und 450 ppm und der Bedarf an verschiedenen Pflanzenarten zwischen 700 und 800 ppm. In neuen Gewächshauskomplexen mit guter Versiegelung ist der CO2-Gehalt im Gebäude viermal geringer als in der Außenluft, was sich negativ auf das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen auswirkt.
Mit zunehmender Dauer und Leistung der künstlichen Beleuchtung des Raumes steigt außerdem der Bedarf an Pflanzen in CO2 um das 2-3-fache. Durch die Sättigung der Treibhausluft mit Kohlendioxid erhöhen sich das Pflanzenwachstum und der Ertrag um 20–40%.
Wissen Sie? Die Ruinen der Gewächshäuser aus dem Jahr 79 n. Chr wurden während Ausgrabungen von Pompeji gefunden. Moderne Gewächshäuser entstanden im 13. Jahrhundert in Italien.
CO2-Regelung in industriellen Gewächshäusern
Das Kohlendioxid-Versorgungssystem in gewerblichen Gewächshäusern umfasst einen Gasgenerator, einen Ventilator, ein Messgerät, einen Gasanalysator und Transportleitungen. Die Verwaltung erfolgt über einen Computer.
Verfahren zur Herstellung von CO2:
- technisches CO2 aus Flaschen;
- Methanverbrennung;
- Abgas aus Heizungsanlagen;
- Abgas Mini BHKW.
Kesselhausgas
Die häufigste Methode zur Anreicherung von CO2 in einem Gewächshaus ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Die verwendeten Rauchgase dürfen keine gefährlichen Mengen an schädlichen Bestandteilen enthalten. Methan ist daher häufig 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, den Raum so gut wie möglich abzusichern.
Bei der Verwendung von Verbrennungsabfällen werden heiße Abgase aufgefangen und gereinigt. Nach der Reinigung des Abgases durch katalytische Neutralisation mit Katalysatoren oder Wäschern wird das Gas-Luft-Gemisch im Wärmetauscher auf 50 ° C abgekühlt und über die Gasleitung als Dünger ins Gewächshaus geleitet.
Diese Gaszufuhr zur Düngung von Pflanzen kann jedoch zu einer Luftverschmutzung des Gewächshauses mit schädlichen Verunreinigungen von Verbrennungsprodukten führen, da Gasreinigungsgeräte nur zu 50–75% Gasabfälle reinigen. Folglich kann die Schadstoffkonzentration 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. Außerdem sind Palladiumkatalysatoren und -wäscher wirtschaftlich teuer und erhöhen den Verbrauchsanteil im Hinblick auf den Inhalt des Gewächshauses.
Wir empfehlen Ihnen, sich eingehender mit der Beheizung von Gewächshäusern mit Gas vertraut zu machen.
Vertriebsnetze aus Polyethylenschläuchen
Als Gasverteilungssystem im Gewächshaus wird eine Transportleitung aus Polyethylenrohren verwendet. An den Gasentnahmestellen über jedem Bett werden flexible Polyethylenschläuche mit einem Durchmesser von 50 mm und gleichmäßig verteilten Öffnungen angeschlossen. Die Ärmel entsprechen der Länge der Betten und sind entlang oder unter den Regalen gespannt. Kondenswasser im Inneren des Systems wird durch Kippen der Rohre entfernt.
CO2 ist viel schwerer als Luft, daher ist es wichtig, dass das Gas von unten entlüftet wird. Die Luftzirkulation mit horizontalen Ventilatoren oder einem Jet-Belüftungssystem sorgt für eine gleichmäßige Verteilung, indem große Luftmengen in das Gewächshaus befördert werden, wenn die oberen Belüftungsöffnungen geschlossen sind oder die Abluftventilatoren nicht funktionieren.
Versorgungssystem und Gasversorgungsoptionen in kleinen Bauernhäusern oder Gewächshäusern
Für private und kleine landwirtschaftliche Betriebe gibt es einfachere und kostengünstigere Methoden zur Gasversorgung, wobei die Fläche der Gewächshäuser, die Art und die 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 Versuche 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
Flaschengas wird für kleine Flächen mit einer Einspritzung von 8-10 kg / h pro 100 m² verwendet. Die Flasche muss mit einem Druckregler (Druckminderer) und einem automatischen Ventil zum Absperren der Gasversorgung (Magnet) ausgestattet sein - diese Geräte schützen die Gasversorgung.
Die Kapazität eines Zylinders beträgt 25 kg Gas. Mit erheblichen Kosten ist es sinnvoller, Isothermentanks mit unterschiedlichem Fassungsvermögen für Flüssiggas zu verwenden, die bei Bedarf nachgefüllt werden können.
Sensor und Gasregler
Die Gasversorgung muss kontrolliert und reguliert werden, um ein optimales Gleichgewicht und gute Wachstumsbedingungen zu gewährleisten, kostspielige Überdosierungen zu vermeiden und die Sicherheit der Menschen zu gewährleisten, die für Ernte und Ernte sorgen.
Zur Überwachung und Messung des CO2-Niveaus 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 die Steuerung die CO2-Zufuhr ab.
Sensoren und Regler können bei Überschreitung des zulässigen Konzentrationsniveaus einen Alarm auslösen und verfügen über ein Notbelüftungssystem. Jetzt auf dem Markt sind populäre Infrarot-CO2-Sensoren, die nach dem Prinzip eines doppelten Infrarotstrahls konstruiert sind.
PVC-Schläuche und -Rohre für die CO2-Versorgung
Die Frage der Gasversorgung des Raums ist nicht schwierig, und jeder entscheidet selbstständig. 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 das Gas durch Öffnungen in den Armen. Hülsen für ein Seil können auf jeder Ebene aufgehängt werden - an Beeten zur Düngung des Wurzelsystems, an Gestellen und Gitter, um Blätter und Wachstumspunkte zu versorgen.
Dies ermöglicht eine genaue und wirtschaftliche Dosierung des Gases mit einer Konzentration von nahezu 100% während des Tages zum gewünschten Anbaugebiet. Die Lieferraten werden in Abhängigkeit von den Klimaindikatoren und der täglichen und saisonalen Dynamik der Photosynthese reguliert.
Biologische Quellen
Auschecken
Befinden sich Tiere auf dem Bauernhof, können Sie die Versorgung mit Kohlendioxid aus dem Atem der Tiere organisieren, indem Sie das Gewächshaus von der Scheune aus durch die Wand führen und beide Räume mit Be- und Entlüftung ausstatten, die wiederum Sauerstoff von den Pflanzen erhalten.
In diesem Fall müssen Bilanz und Volumen der Gase sowie die Regulierung empirisch ermittelt werden. Dieselbe CO2-Abgabemethode kann von Brauereien und Brennereien bereitgestellt werden.
Kohlendioxid für Mistgurken
Dung 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 Lufternährung sowohl des Wurzelsystems als auch der oberirdischen Pflanzenteile.
Ein gutes Beispiel ist die Geschichte, die um die Wende des 19. zum 20. Jahrhundert in der Timiryazev-Akademie geschah, wo sie mehrere Jahre lang versuchten, Gurken in Gewächshäusern anzubauen, was ihnen jedoch trotz des wissenschaftlichen Ansatzes nicht gelang. Dann beschlossen die Wissenschaftler, sich an Keilgärtner zu wenden, die in ihren Gewächshäusern beneidenswerte Gurken anbauen.
Sie luden einen Gärtner aus Klin ein und boten an, Gurken im Gewächshaus der Akademie selbst anzubauen, ließen ihn aber in Zukunft seine Technologie einsetzen. Der Trick bestand darin, dass Tanks mit verdünnter Gülle im Raum installiert wurden und das während der Fermentation ausgestoßene Kohlendioxid die Gurkenpflanzen düngte.
Es wurde experimentell festgestellt, dass bei kontinuierlichem Düngen mit Kohlendioxid während des Tages eine maximale Gewichtszunahme von Gurken (54%) erreicht wird. Wir empfehlen Ihnen, sich mit folgenden Themen vertraut zu machen: Spezialausrüstung für Gewächshäuser.
Alkoholgärung
Die alkoholische Gärung sowie die mikrobiologische Zersetzung ist ein Verfahren zur Herstellung von Kohlendioxid. Durch das Einlegen von Dosen mit fermentierter Würze in die Pflanzen kann eine Luftsättigung mit Kohlendioxid gewährleistet werden. Für die Gärung Wasser, Zucker und Hefe oder Aas und ungeeignete Früchte und Beeren, Getreide (Weizen, Roggen) verwenden.
Dazu wird ein Drittel der Kapazität mit Gras (frisch oder getrocknet) gefüllt und mit Wasser gegossen. Die Gärung dauert zwei Wochen. Die Mischung wird täglich gerührt, um CO2 freizusetzen. Um einen unangenehmen Geruch zu beseitigen, 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 einfach auf Standard-Plastikflaschen aufgeschraubt werden können.
Wichtig! Fermentationsgerüche können reduziert werden, wenn Sie Behälter mit einem Most auf eine Wasserverschlusskappe stellen, wie dies bei der Herstellung von Wein zu Hause der Fall ist.
Sprudelwasser als Kohlendioxidquelle trinken
Eine normale Flasche Sprudelwasser ist eine erschwingliche, wenn auch unwirksame Kohlendioxidquelle. In 1 Liter kohlensäurehaltigem Wasser werden je nach Gasgehalt ca. 6–8 g Kohlendioxid gelöst.
Die Methode ermöglicht es nicht, die Gaskonzentration genau zu bestimmen und die optimale Dosierung zu berechnen. Sie kann daher als Notfallmaßnahme angesehen werden, um den CO2-Gehalt in kleinen Raumvolumina zu erhöhen. Eine andere Möglichkeit, Mineralwasser 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 entspricht jedoch nur einem Drittel des Tagesbedarfs.
Auschecken
Eine weitere Low-Tech-Methode zur CO2-Zugabe ist die Kompostierung von Pflanzenmaterial und organischen Stoffen im Gewächshaus. Dies führt nicht nur zu einer Anreicherung des Bodens mit Makro- und Mikroelementen, sondern auch zu einer CO2-Wiederauffüllung (bis zu 20 kg / h pro 1 ha).
Bei der Kompostierung entsteht Kohlendioxid, aber es werden 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 das Verfahren ist unzuverlässig.
Selbstgebautes Kohlendioxidsystem und Generator zum Selbermachen für Gewächshäuser: gerechtfertigt oder nicht
Die Machbarkeit der Herstellung eines Gasgenerators sollte auf der Grundlage seiner finanziellen und materiellen Fähigkeiten und Arbeitskosten unabhängig beurteilt werden.
Neben der Installation eines Gasgenerators in Form eines Kessels mit großer Wärmeabgabe benötigen Sie ein System für die Lieferung von Gas zu den Räumlichkeiten des Gewächshauses (Gasleitung) sowie für Mess- und Regeleinrichtungen. Auf diese Weise ist es möglich, ein System für sich allein zu bauen, 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 zu untersuchen, wie sie unter geschlossenen Bodenbedingungen verwendet werden können. Zum Beispiel kostet ein Flüssiggassystem ungefähr 2 Millionen Rubel, und wenn Sie Gas aus Flaschen verwenden, reduzieren sich die Kosten um das Zehnfache.
Wichtig! Eine hohe Kohlendioxidkonzentration ist giftig für lebende Organismen. Wenn Sie den Kohlendioxidgehalt innerhalb weniger Stunden auf 10.000 ppm (1%) und mehr erhöhen, werden Schädlinge (Weiße Fliegen, Spinnmilben) im Gewächshaus beseitigt.
Grundregeln für die Einreichung
Dosierung und Zeiträume für die Sättigung der Luft im Gewächshaus-CO2 hängen von der Jahreszeit und Tageszeit, dem Versiegelungsgrad des Raumes, der Beleuchtungsstärke und der Art der angebauten Pflanzen ab.
Beleuchtung
Durch die Photosynthese erhalten Pflanzen Kohlenhydrate für Wachstum und Entwicklung und verarbeiten Kohlendioxid und Wasser mit Hilfe von Lichtenergie. Diese 3 Komponenten sind wichtig für den Mechanismus der Öffnung der Stomata auf der Blattoberfläche und den Beginn des Gasaustauschs zwischen Pflanzen und der Umwelt. Pflanzen verbrauchen bei intensivem Licht aktiver CO2 und die Photosyntheserate steigt.
Die CO2-Konzentration im Raum muss zwischen 600 und 800 ppm liegen. 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 geöffneten Fenstern und windigem Wetter - 500-1000 kg / ha. Im Winter werden die Gasdüngermengen auf 600 ppm reduziert, da künstliches Licht die Photosynthese beschleunigt.
Fütterungszeit
Die CO2-Ergänzung ist am effektivsten während des aktiven Wachstums der Pflanze während der Lichtperiode. Die CO2-Erzeugung sollte am Morgen zwei Stunden nach dem Beginn der Beleuchtung und bis zum Erreichen des gewünschten Konzentrationsniveaus (1 Stunde) beginnen. Dann sollte der Generator ausgeschaltet werden. Der CO2-Gehalt wird vor Einbruch der Dunkelheit wieder an die Umwelt abgegeben.
Wichtig! Eine Zunahme des CO2 tritt nur in einem hermetisch abgeschlossenen Gewächshaus auf, da das Eindringen in die Außenatmosphäre die Kohlendioxidkonzentration im Raum verdünnt.
Die zweite Ergänzung sollte 2 Stunden vor Tagesende erfolgen und die Pflanzen schlafen gehen - das entstehende Kohlendioxid wird nachts effektiv aufgenommen und verarbeitet.
Bestimmung des Kohlendioxidverbrauchs für jede Ernte getrennt
Kulturen wie Auberginen, Gurken, Tomaten, Paprika, Salat und andere werden heute regelmäßig in modernen Gewächshäusern angebaut, in denen Licht, Wasser, Temperatur, Nährstoffe 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 zu einer Ertragssteigerung von Blumen und Gemüse um 21–61% führen. Darüber hinaus bringt die Kohlendioxiddüngung frühere Erträge (um 7-12 Tage) und verbessert die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegen Krankheiten und Schädlinge.
Für die Verwendung in Innenräumen werden die folgenden CO2-Gehalte 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, die ebenfalls berücksichtigt werden müssen.
Wir empfehlen Ihnen, herauszufinden, was in einem Gewächshaus angebaut werden kann.
Nach den Ergebnissen von Studien zeigten Gemüsepflanzen solche Eigenschaften beim Düngen mit Kohlendioxid:
| Gurken | Steigerung von Ertrag und Fruchtqualität um 25–30% bei 1500–2000 ppm |
| Tomaten | Ausbeute 30% höher, Reifung 2 Wochen früher bei 1000 ppm |
| Aubergine | 35% mehr Ausbeute, 2 Wochen vor der Reifung bei 1000–1500 ppm |
| Kohl | 40% mehr Ausbeute bei 800–1000 ppm |
| Erdbeeren | Ertrag 40% höher, Reifung 2 Wochen früher, Beeren sind bei 1000-1500 ppm süßer |
| Salat | Ausbeute 30–40% höher, frühe Reifung bei 1000–1500 ppm |
| Spargel | Ertragssteigerung um 30%, Reifung 2 Wochen früher bei 800–1200 ppm |
| Melone | 70% höherer Ertrag, verbesserte Fruchtqualität bei 800–1000 ppm |
Blumenkulturen (Dieffenbachia, Rosen und Chrysanthemen) zeigten eine frühe Blüte bei 1000 ppm und erhöhten ihre Qualität um 20%. Bei Getreide erhöht eine Erhöhung des CO2-Ausstoßes auf 600 ppm den Ertrag von Reis, Weizen, Sojabohnen um 13% und Mais um 20%.
Beim Anbau von Pilzen sollte beachtet werden, dass Kohlendioxid die Entwicklung von Myzel hemmt. Daher muss der Raum belüftet werden, um die Konzentration zu verringern.
Wichtig! Übermäßiges CO2 (5000 ppm) kann bei Menschen zu Schwindel oder mangelnder Koordination führen. У растений нарушаются процессы дыхательного обмена, замедляется рост и развитие, появляется некроз листьев и бутонов (не раскрываются полностью).
Оценив важность фотосинтеза в физиологии растений и познакомившись с методами получения углекислоты, вы сможете правильно и своевременно обеспечить подкормку тепличных культур углекислым газом и получить высокие и качественные урожаи.
