二氧化碳能源在农业的应用
二氧化碳能源在农业的应用
1 二氧化碳气肥的增产机理
除前文所述传统用途外,二氧化碳在农业上应用有着广阔的市场。众所周知,二氧化碳是植物光合作用的必要条件之一。从六十年代中期开始,农业专家已经开始研究二氧化碳浓度与植物产量的关系,发现提高二氧化碳浓度能够显著地提高大部分作物的产量,例如对西红柿、黄瓜、灯椒、茄子等,提高幅度在12%~80%。
中科院北京植物研究所就二氧化碳浓度倍增对一些禾本植物、草本植物、木本植物的生长影响作过一系列的基础理论研究,研究表明,二氧化碳浓度倍增能提高叶绿素对光能的吸收能力,促进叶绿体高效地把光能转化为生物化学能,供碳同化所利用,加速有机物质的合成和积累。这为高浓度二氧化碳可促进植物生长提供了解释和理论依据。
中科院上海植物生理研究所就光合作用与作物高产、二氧化碳浓度与作物产量进行了几十年的研究,认为光合功能的正常发挥是作物获得高产的基础,而影响光合作用效率的因素除作物品种、光强度、温度、水份、肥料外,足够的二氧化碳原料也是一个十分重要的因素。增施二氧化碳不仅能显著地提高蔬菜大棚作物的产量,而且明显地增加作物干物质,改善作物品质。
2 二氧化碳气肥的试验与应用
早在70年代,上海植物生理研究所就开始了塑料大棚二氧化碳施肥提高蔬菜产量的应用研究。由他们组织、五省市联合参加的/覆盖栽培中的二氧化碳施肥0五处小片试点均获得了成功,增产幅度在30%以上,最高达87.4%,专家们都认为,作物干物质的90%都是由碳同化生成,因此,增施二氧化碳是环控农业的一个重要环节,这是一项值得大力推广的农业新技术。
从90年代初开始,农业部门已开展二氧化碳在温室大棚的肥效试验和局部推广,增产幅度在10%~66%之间。全国最大的温室大棚蔬菜生产基地)))山东省寿光县,已将二氧化碳气肥技术作为温室大棚蔬菜生产的新技术之一,大力推广。
据初步了解,二氧化碳气肥在南方地区,富阳等地,已部分开始推广,增产效果也较明显,而且能够提早上市7~10天。宁波奥力孚农场从荷兰引进的全套温室生产设施,原装配套了二氧化碳增施装置，使用效果也很理想。
镇海炼化公司研究中心和棉丰特种蔬菜种植场合作,于1998年3月下旬开始,在棉丰特种蔬菜种植场二只大棚上进行二氧化碳气肥肥效试验。至4月中旬,尽管阴雨天较多,但从对照试验看,增施气肥的大棚有较为明显的如下特征:1)草莓生长较为旺盛,2)植株长势均匀,3)叶片明显增厚,4)草莓平均果型变大。45天试验期,增产幅度在42%。农技员认为,如果二氧化碳气肥提前到上年11月3月施放,增产效果还要明显。原来有部分农业专家认为,由于受气温、雨量的影响,二氧化碳作为气体肥料,在南方地区,作用比在北方地区要差些。这一试验的成功,也初步消除了这一顾虑。
3 二氧化碳气肥的生产情况
由于二氧化碳对温室作物增产效果显著,于是出现了二氧化碳气肥,出现了各种各样发生气肥、增施气肥的方法和装置。自1985年以来,共有此类专利15件,可分成3类:1)化学发生法2)沼气或煤炉燃烧法3)钢瓶装二氧化碳气体释放法。
化学发生法采用碳酸氢铵与酸在常温下反应产生CO2的,方法简单,使用方便。但可能伴生少量的氨气与酸雾,硫酸操作不当会造成人身伤害。煤炉燃烧法需要净化脱除SO2, CO和粉尘等,设备投资较大,操作繁琐。这二种即时发生式气肥是目前二氧化碳气肥最普遍的应用方法。但各自的不足制约了推广程度。将工业回收或生产的二氧化碳,用钢瓶贮存,经减压释放后供温室使用。但受大批量、廉价的二氧化碳气源的制约,国内还未推广。
