میزان دی اکسید کربن CO2 مناسب گلخانه چه مقدار است ؟

از جمله عوامل مهمی که نقش بسزایی را در افزایش بهره وری و کیفیت گیاهان گلخانه ای دارا می باشد، گازی دی اکسید کربن (CO₂) است.

از آنجایی که حدود ۴۰% از ماده خشک گیاه را کربن تشکیل می دهد، به همین دلیل دی اکسید کربن نقش مهمی را در تشکیل آن دارد. گیاهان کربن مورد نیاز خود را از طریق CO2 موجود در هوا تامین می کنند و این کار را از طریق جذب آن از راه روزنه های موجود در برگ های خود انجام می دهند.

اهمیت دی اکسید کربن در گلخانه

کنترل و مدیریت دی اکسید کربن در گلخانه فرایندی اساسی برای کاهش میزان هزینه ها، افزایش بهره وری و افزایش کیفیت محصولات گلخانه ای است. در واقع CO2 به عنوان اصلی ترین عامل در فرایند فتوسنتز گیاهان شناخته می شود و نقش مهمی را در تولید قند ها و انرژی مورد نیاز برای رشد گیاهان ایفا می کند.

فتوسنتز یک واکنش شیمیایی است که در آن گیاهان با استفاده از نور خورشید، CO2 ، آب و قند ها را تولید می کنند. قندهای تولیدی از طریق فرایند تنفس برای رشد گیاهان مورد استفاده قرار می گیرند. CO2 نیز نقش بسیار مهمی را در بهبود گلدهی، کاهش از بین رفتن جوانه ها، تقویت ساقه ها و افزایش اندازه گل ها دارد.

میزان CO2 مورد نیاز گلخانه چه مقدار است؟

بر اساس بررسی های انجام شده، گیاهان در غلظت CO2 کمتر از ppm 200 قادر به فتوسنتز نیستند و رشد آنها در چنین بازه ای از دی اکسید کربن در گلخانه متوقف می شود. در حالی که افزایش غلظت دی اکسید کربن تا ppm 300 ( سطح معمول CO2 در اتمسفر) می تواند باعث افزایش رشد شود.

غنی سازی دی اکسید کربن تا میزانppm ۱۰۰۰-۱۵۰۰ برای گیاهان مفید است. غلظت های ۱۵۰۰ ppm و بالاتر از آن بر روی گیاهان مختلف اثرات متفاوت مثبت و منفی را خواهند داشت که باید مورد بررسی قرار بگیرند.

نکته : شب ها به دلیل تنفس گیاهان غلظت CO2 افزایش می یابد. اما با شروع روز و جذب CO2 از طریق فتوسنتز این مقدار به شدت کاهش می یابد. این کاهش سطح CO2 به ویژه در فصل زمستان که به زیر ppm 200 می رسد، می تواند رشد گیاهان را به خطر بیاندازد.

برای تامین دی اکسید کربن گلخانه چه باید کرد ؟

برای غنی سازی و تامین دی اکسید کربن مورد نیاز گلخانه می توان از روش های متعددی استفاده کرد. انتخاب روش مناسب غنی سازی بستگی به نوع گلخانه و نیازهای آن دارد. در ادامه به بررسی تعدادی از رایج ترین روش های تامین دی اکسید کربن گلخانه می پردازیم :

تهویه طبیعی

یکی از ساده ترین و ابتدایی ترین روش های غنی سازی دی اکسید کربن در گلخانه، عمل تهویه طبیعی می باشد. در این حالت با باز کردن درها، پنجره ها و یا استفاده از فن، هوای تازه وارد گلخانه شده و CO2 مورد نیاز گیاهان تامین می شود.

تهویه به ویژه در گلخانه های دو جداره در فصل زمستان اهمیت زیادی را دارد. زیرا به دلیل سرد بودن هوا درها و پنجره ها معمولا بسته هستند و و گیاهان CO2 موجود در هوا را به سرعت مصرف می کنند. در چنین شرایطی اگر دی اکسید کربن تازه وارد گلخانه نشود، فتوسنتز کاهش می یابد و در نهایت رشد و عملکرد گیاهان نیز افت می کند.

به همین دلیل، در ساعات گرم تر روز بهتر است درها و پنجره ها را کمی باز گذاشت یا از فن های مخصوص برای جابجایی هوای داخل گلخانه استفاده کرد تا دی اکسید کربن تازه به گیاهان برسد و هوای راکد اطراف آنها جریان پیدا کند.

استفاده از کمپوست

یکی دیگر از روش های طبیعی و مقرون به صرفه در تامین دی اکسید کربن مورد نیاز گیاهان در گلخانه، استفاده از کمپوست است. در فرایند تجزیه مواد آلی در کمپوست، مقدار قابل توجهی CO2 تولید می شود که می تواند به طور مستقیم برای گیاهان مورد استفاده قرار گیرد. این گاز از طریق تجزیه میکروبی بقایای گیاهان، پسماند های غذایی و کود های الی تولید شده و به تدریج وارد فضای گلخانه می شود.

افزایش دی اکسید کربن گلخانه با استفاده از این روش نه تنها به بهبود فتوسنتز و رشد گیاهان کمک می کند، بلکه با بازیافت مواد آلی و کاهش زباله های کشاورزی، نقش مهمی را در پایداری محیط زیست نیز دارد.

گاز خروجی از سوخت های فسیلی ( روش گرم)

از دیگر روش های مورد استفاده برای افزایش غلظت CO2 در گلخانه سوزاندن سوخت های فسیلی از قبیل نفت، گازهای طبیعی، پروپان، بوتان و … است. این کار معمولاً توسط دستگاه های مخصوص تولید CO₂ یا ژنراتورهای دی اکسید کربن انجام می شود.

نکته مثبت این روش آن است که همزمان با تولید دی اکسید کربن، گرما نیز تولید می شود. بنابراین در فصول سرد، این گرما به گرم کردن گلخانه هم کمک می کند و نیاز به تجهیزات گرمایشی جداگانه را کاهش می دهد.

دقت داشته باشید که نباید از گازهای خروجی بخاری های زغالی یا نفتی قدیمی برای افزایش دی اکسید کربن در گلخانه استفاده کرد. چون این دودها اغلب حاوی دی اکسید گوگرد هستند که می تواند برای گیاهان مضر باشد.

در بین سوخت های مختلف، گاز طبیعی و پروپان بهترین گزینه ها هستند چون نسبت به سایر سوخت ها آلودگی کمتری دارند و تقریباً فاقد گوگرد می باشند. به طور کلی برای هر ۱۰۰ متر مربع فضای گلخانه، سوزاندن ۰٫۵ لیتر در ساعت گاز مایع یا ۲۵۰ سی سی نفت سفید خالص در هر ساعت می تواند مقدار کافی CO₂ برای گیاهان فراهم کند.

CO2 مایع خالص (روش سرد)

یکی از روش های مؤثر برای تأمین دی اکسید کربن در گلخانه ها، تزریق مصنوعی گاز CO₂ مایع به وسیله دستگاه های مولد گاز است. با اینکه این روش معمولاً هزینه بر تر از سایر روش ها است، اما به دلیل مزایای فراوان، مورد استقبال بسیاری از پرورش دهندگان گل و گیاه قرار می گیرد.

در این روش، دی اکسید کربن فشرده به صورت مایع در سیلندرهای مخصوص ذخیره می شود و برای استفاده، ابتدا باید با کمک دستگاه های تبخیر به حالت گاز درآید. مهم ترین مزایای این روش عبارتند از:

خالص بودن گاز تولیدی
عدم تولید حرارت یا رطوبت اضافی
ایمنی بیشتر و بدون آسیب به محصولات
قابلیت کنترل دقیق غلظت CO₂ در فضای گلخانه

استفاده از یخ خشک (CO₂ جامد)

این روش مناسب گلخانه های کوچک است. یخ خشک به صورت طبیعی در مجاورت هوا تبخیر شده و گاز CO₂ آزاد می کند. با این حال، میزان گاز آزاد شده قابل کنترل نیست و هزینه این روش نیز نسبتاً بالا است.

استفاده از کاه مرطوب آغشته به کود حیوانی

در برخی موارد، بین ردیف های کشت از ترکیب کاه و کود حیوانی استفاده می شود. در طی فرآیند تجزیه، دی اکسید کربن تولید شده و در اختیار گیاهان قرار می گیرد. اما مشابه یخ خشک، میزان و زمان آزادسازی CO₂ در این روش نیز قابل تنظیم نیست.

نحوه پخش دی اکسید کربن در گلخانه

استفاده از یک سیستم مناسب برای پخش کردن یکنواخت دی اکسید کربن در محیط گلخانه اهمیت بسیاری را دارد. از انجایی که CO2 به خودی خود نمی تواند در محیط گلخانه مسافت زیادی را طی کند، برای همین توزیع آن عمدتا به به میزان جریان هوا در گلخانه وابسته است.

در شرایطی که یک منبع CO₂ برای یک فضای بزرگ یا چند گلخانه متصل به هم استفاده می شود، اگر سیستم پخش مناسبی وجود نداشته باشد، گاز به صورت یکنواخت به گیاهان نخواهد رسید. روش های مؤثر برای توزیع یکنواخت دی اکسید کربن در گلخانه عبارتند از :

استفاده از فن های سیرکوله

فن هایی که جریان هوا را به صورت افقی در گلخانه به گردش درمی آورند، باعث پخش بهتر گاز CO2 در فضا می شوند. این روش به ویژه زمانی مؤثر است که دریچه های سقفی بسته هستند و فن های خروجی کار نمی کنند. حرکت یکنواخت هوا موجب می شود که CO₂ در سراسر گلخانه پخش شود.

سیستم توزیع مرکزی با لوله های سوراخ دار

در این روش،CO₂ مایع از یک شیر مرکزی وارد لوله هایی می شود که سوراخ هایی با فاصله مساوی دارند. این سیستم معمولاً برای توزیع دقیق و قابل کنترل گاز به کار می رود و به ویژه در گلخانه های بزرگ بسیار کارآمد است.

استفاده از لوله های پلاستیکی حفره دار

این لوله ها در ارتفاع کمی بالای سطح گیاهان نصب می شوند. دی اکسید کربن از سوراخ های کوچک آن خارج شده و به دلیل سنگین تر بودن نسبت به هوا، به سمت پایین حرکت کرده و به ناحیه اطراف گیاهان می رسد.

ترکیب با سیستم گرمایشی موضعی

در صورت استفاده از سیستم های گرمایشی موضعی، می توان خروجی گاز CO₂ را به کانال های گرمایشی متصل کرد. در این صورت، گاز همراه با هوای گرم به صورت یکنواخت در تمام طول گلخانه توزیع می شود و همزمان دو هدف گرمایش و تزریق CO₂ تحقق پیدا می کند.

افزایش بیش از حد غلظت CO2 در گلخانه چه عوارضی به دنبال دارد؟

هرچند دی اکسید کربن یکی از عناصر مهم در فرآیند فتوسنتز و رشد گیاهان است، اما غلظت بیش از حد آن می تواند اثرات منفی و حتی سمی بر گیاهان داشته باشد. در چنین شرایطی، گیاهان ممکن است دچار علائم زیر شوند:

کاهش عملکرد کلی
کلروز (زردی برگ ها)، به ویژه بین رگ برگ ها
نکروز (خشکیدگی و مردگی بافت های برگ)
کاهش کمی و کیفی محصول

روش های اندازه گیری میزان CO2 در گلخانه

تنظیم و کنترل دقیق میزان دی اکسید کربن در محیط گلخانه نقش بسیار مهمی را در بهبود رشد و کیفیت محصول نهایی دارد. امروزه با بهره گیری از فناوری های هوشمند می توان سطح CO₂ در گلخانه را به صورت اتوماتیک مدیریت کرد.

یکی از رایج ترین روش ها استفاده از تایمر ها و سیستم های حساس به نور برای زمان بندی دقیق زمان تزریق CO₂ به گلخانه در طول روز است. همچنین این سیتم ها را می توان به گونه ای طراحی کرد که همزمان با روشن شدن سیستم های تهویه تولی CO₂ نیز متوقف شود تا از هدررفت گاز جلوگیری به عمل آید.

برای سنجش و تنظیم دقیق تر غلظت CO₂ گلخانه، معمولا از دستگاه های آنالیزگر مادون قرمز استفاده می شود. این دستگاه ها می توانند عملکردی مستقل داشته باشند و یا با استفاده از یک کنترل پنل در محیط گلخانه عمل کنند. دقت داشته باشید که این دستگاه ها نیاز به کالیبراسیون روزانه خواهند داشت. در گلخانه های مدرن، سیستم های کامپیوتری پیشرفته قادر به انجام اعمال زیر می باشند :

میزان CO₂ را بر اساس شدت نور، دمای محیط و جریان هوا تنظیم کنند.
هنگام افزایش نور و فتوسنتز، دمای گلخانه را بالا ببرند تا جذب CO₂ به حداکثر برسد.
در زمان شروع تهویه، ژنراتورهای CO₂ را به طور خودکار خاموش کنند.
رشد گیاه را ارزیابی کرده و میزان گاز را بر اساس نیاز واقعی گیاه و شرایط محیطی (نور و دما) تنظیم نمایند.

 

منبع:دلگرم