Devido à crescente demanda por alimentos e vegetais produzidos localmente, a indústria de efeito estufa está se expandindo rapidamente. Um ambiente interno controlado pode fornecer às plantas as melhores condições de crescimento, e a concentração de CO2 tem um efeito positivo na fotossíntese. O uso de geradores de dióxido de carbono para estufas será discutido em nosso material.
Gerador de dióxido de carbono para organizar a fotossíntese de plantas em estufas
Nas estufas hermeticamente fechadas, as plantas recebem iluminação, suprimentos de água e nutrientes suficientes, mas seu ritmo de desenvolvimento é limitado pelo nível de CO2 no ar ambiente.
O dióxido de carbono é necessário para as plantas em reações químicas (fotossíntese) para a biossíntese de carboidratos como base dos componentes nutricionais e esqueléticos das células e tecidos vegetais para garantir crescimento e desenvolvimento. As trocas gasosas durante a respiração da planta ocorrem através de pequenas aberturas ajustáveis chamadas estômatos.
Os estômatos estão localizados na camada superior ou inferior da epiderme da folha da planta.
Na atmosfera da Terra, o nível de dióxido de carbono é de 250 a 450 ppm e a necessidade de várias espécies de plantas é de 700 a 800 ppm. Em novos complexos de efeito estufa com boa vedação, o nível de CO2 interno é 4 vezes menor do que o ar externo, e isso afeta negativamente o crescimento e o desenvolvimento das culturas.
Além disso, com um aumento na duração e no poder da iluminação artificial da sala, a necessidade de plantas em CO2 aumenta em 2-3 vezes. Ao saturar o ar da estufa com dióxido de carbono, o crescimento da colheita e o rendimento aumentam de 20 a 40%.
Você sabe As ruínas de estufas que datam de 79 dC e., foram encontrados durante escavações de Pompéia. As estufas modernas se originaram no século XIII na Itália.
Esquema de CO2 em estufas industriais
O sistema de fornecimento de dióxido de carbono em estufas comerciais inclui um gerador de gás, um ventilador, um dispositivo de medição, um analisador de gás e linhas de transporte. O gerenciamento é realizado usando um computador.
Métodos para a produção de CO2:
- CO2 técnico de cilindros;
- queima de metano;
- gases de escape de instalações de aquecimento;
- mini CHP dos gases de escape.
Gás da caldeira
O método mais comum para enriquecer CO2 em uma estufa é queimar combustíveis fósseis. Os gases de combustão usados não devem conter uma quantidade perigosa de componentes nocivos; portanto, o metano costuma ser o combustível para geradores de gás em estufas. Quando 1 m³ de metano é queimado, são produzidos aproximadamente 1,8 kg de CO2.
Importante! Dispositivos de medição - analisadores de gases, que monitoram constantemente a composição dos gases de escape, tornam possível proteger a sala o máximo possível.
Ao usar resíduos de combustão da combustão, os gases quentes de exaustão são capturados e limpos. Após a purificação dos gases de escape por neutralização catalítica usando catalisadores ou lavadores, a mistura gás-ar é resfriada no trocador de calor a 50 ° C e alimentada através do gás principal para a estufa na forma de fertilizante.
No entanto, esse método de fornecer gás para fertilizar as plantas pode levar à poluição do ar da estufa com impurezas prejudiciais aos produtos de combustão, porque os dispositivos de limpeza de gás limpam apenas o desperdício de gás em 50-75%. Consequentemente, a concentração de substâncias nocivas em uma estufa fechada pode exceder as normas máximas admissíveis para plantas e seres humanos.
O modo contínuo de combustão de queimadores em caldeiras de aquecimento não pode ser garantido devido à mudança da temperatura ambiente; portanto, o fluxo de resíduos de gás é desigual. Além disso, catalisadores e depuradores de paládio são economicamente caros e aumentam a parte consumível em termos de conteúdo da estufa.
Redes de distribuição de mangas de polietileno
Como sistema de distribuição de gás dentro da estufa, é utilizada uma linha de transporte de tubos de polietileno. Nos pontos de amostragem de gás acima de cada leito, são acopladas mangas flexíveis de polietileno com um diâmetro de 50 mm com aberturas espaçadas igualmente. As mangas são iguais ao comprimento das camas e esticadas ao longo delas ou sob as prateleiras. A condensação no interior do sistema é eliminada pela inclinação dos tubos.
O CO2 é muito mais pesado que o ar, por isso é muito importante que o gás seja expelido por baixo. A circulação de ar usando ventiladores horizontais ou um sistema de ventilação a jato garante uma distribuição uniforme, movendo grandes volumes de ar na estufa quando as aberturas de ventilação superiores estão fechadas ou os exaustores não estão funcionando.
Sistema de abastecimento e opções de suprimento de gás em pequenas fazendas ou estufas domésticas
Para fazendas particulares e pequenas, existem métodos mais simples e mais baratos de fornecer gás, levando em consideração a área de estufas, o tipo e o número de culturas cultivadas.
Você sabe O uso de produtos de combustão de gás para aumentar o nível de CO2 no ar das estufas foi proposto em 1936, com base em experiências bem-sucedidas com hortaliças por especialistas do Instituto de Energia e da Academia Timiryazev.
Gerador de gás
O gerador de gás para salas pequenas é baseado na obtenção do dióxido de carbono necessário do ar atmosférico. A produtividade desse dispositivo é de 0,5 kg / h. O dispositivo está equipado com filtros, o que permite obter gás purificado, e os dispensadores fornecem o fluxo dos volumes necessários. Os indicadores microclimáticos da estufa não mudam.
Cilindros de gás
O gás dos cilindros é usado em pequenas áreas com uma injeção de 8 a 10 kg / h para cada 100 m². O cilindro deve estar equipado com um regulador de pressão (redutor de pressão) e uma válvula automática para desligar o suprimento de gás (solenóide) - esses dispositivos protegerão o suprimento de gás.
A capacidade de 1 cilindro é de 25 kg de gás. A custos significativos, é mais racional o uso de tanques isotérmicos de várias capacidades para gás liquefeito, que podem ser reabastecidos, se necessário.
Sensor e regulador de gás
O suprimento de gás deve ser monitorado e regulado para garantir equilíbrio ideal e boas condições de cultivo, evitar overdose dispendiosa e garantir a segurança das pessoas que cuidam das plantações e colheitas.
Para monitorar e medir o nível de CO2 na estufa, os sensores são geralmente usados com um ponto de ajuste, por exemplo, 800 ppm. Quando o sensor detecta um nível baixo, ele ativa o sistema de dosagem. Quando o nível de CO2 necessário for atingido, o sistema de controle desligará o suprimento de CO2.
Sensores e reguladores podem emitir um alarme ao exceder o nível de concentração permitido e incluir um sistema de ventilação de emergência. Atualmente, existem no mercado sensores de CO2 infravermelho populares, projetados com o princípio de um feixe de infravermelho duplo.
Mangueiras e tubos de PVC para fornecimento de CO2
A questão do suprimento de gás para a sala não é difícil, e todo mundo decide de forma independente. Normalmente, o sistema de distribuição consiste em um gasoduto composto por tubos (PVC ou polipropileno), pequenas luvas de plástico perfuradas (50 mm) e sensores conectados e um controlador climático.
Diretamente para as plantas, o gás entra pelas aberturas nos braços. As mangas para uma corda podem ser penduradas em qualquer nível - em camas para fertilizar o sistema radicular, em racks e treliças para alimentar folhas e pontos de crescimento.
Isso possibilita medir com precisão e economia o gás com quase 100% de concentração durante o dia até a área de cultivo desejada. As taxas de alimentação são reguladas dependendo dos indicadores climáticos e da dinâmica diária e sazonal da fotossíntese.
Fontes biológicas
Confira
Se houver animais na fazenda, organizando a estufa através da parede do celeiro e equipando as duas salas com ventilação de suprimento e exaustão, é possível organizar o suprimento de dióxido de carbono da respiração dos animais, que, por sua vez, receberão oxigênio das plantas.
Além disso, o balanço e os volumes de gases, bem como a regulamentação, deverão ser determinados empiricamente. O mesmo método de entrega de CO2 pode ser fornecido em cervejarias e destilarias.
Dióxido de carbono para pepinos de estrume
O estrume e outras substâncias orgânicas não apenas fornecem nutrientes às plantas, mas também emitem dióxido de carbono durante a fermentação, cuja quantidade pode melhorar o crescimento das culturas vegetais. Isso cria condições favoráveis para o suprimento de ar, tanto do sistema radicular quanto das partes aéreas das plantas.
O estrume deve ser diluído com água na proporção de 1: 3.
Um bom exemplo é a história que aconteceu na virada dos séculos XIX e XX na Academia Timiryazev, onde por vários anos eles tentaram cultivar pepinos em estufas, mas, apesar da abordagem científica, eles não tiveram sucesso. Depois, os cientistas decidiram recorrer aos jardineiros de Klina, que cultivam invejáveis colheitas de pepinos em suas estufas.
Eles convidaram um jardineiro de Klin e se ofereceram para cultivar pepinos na estufa da Academia, mas deixaram que ele usasse sua tecnologia no futuro. O truque era que tanques com estrume diluído eram instalados dentro da sala e o dióxido de carbono emitido durante a fermentação fertilizava as plantas de pepino.
Verificou-se experimentalmente que, com fertilizantes contínuos com dióxido de carbono durante o dia, é atingido um aumento máximo (54%) no peso dos pepinos.
Fermentação de álcool
A fermentação alcoólica, bem como a decomposição microbiológica, é um método de produção de dióxido de carbono. Ao colocar latas com mosto fermentado entre as plantas, é possível saturar o ar com dióxido de carbono. Para a fermentação, use água, açúcar e fermento ou carniça, frutas e bagas inadequadas e grãos (trigo, centeio).
Outra maneira é aplicar a fermentação de urtigas.
Para fazer isso, encha o recipiente com um terço da grama (fresca ou seca) e encha com água. A fermentação dura duas semanas. A mistura é agitada diariamente para liberar CO2. Para eliminar um odor desagradável, você pode adicionar valeriana (1-2 ramos) à mistura ou polvilhar o pó por cima.
A mistura fermentada é usada como isca líquida. Para regular o fluxo, são utilizadas tampas especiais (CO2Pro), que são facilmente parafusadas em garrafas plásticas padrão.
Importante! Os odores de fermentação podem ser reduzidos se você colocar recipientes com uma obrigação em uma trava de água, como é feito na produção de vinho em casa.
Beber água com gás como fonte de dióxido de carbono
Uma garrafa regular de água com gás é uma fonte acessível, embora ineficaz, de dióxido de carbono. Cerca de 6 a 8 g de dióxido de carbono são dissolvidos em 1 litro de água gaseificada, dependendo do grau de teor de gás.
O método não permite determinar com precisão a concentração de gás e calcular a dosagem ideal; portanto, pode ser considerada uma medida de emergência para aumentar o nível de CO2 em pequenos volumes da sala. Outra maneira de usar água com gás como fertilizante é saturar o dióxido de carbono dos cilindros de água para irrigação.
Fontes naturais de dióxido de carbono: ar e solo
Se a estufa não estiver equipada com um sistema de suprimento de CO2, o ar atmosférico é uma fonte natural de CO2 para plantas com ventilação regular da sala e travessas abertas. Mas isso fornece apenas um terço da necessidade diária.
Confira
Outro método de baixa tecnologia para adicionar CO2 é a compostagem de materiais vegetais e orgânicos em uma estufa, o que leva não apenas ao enriquecimento do solo com macro e microelementos, mas também ao reabastecimento de CO2 (até 20 kg / h a partir de 1 ha).
O processo de compostagem produz dióxido de carbono, mas gases nocivos também são liberados e são criadas condições para a multiplicação de patógenos e insetos. A concentração de CO2 gerado dessa maneira é difícil de controlar e o método não é confiável.
Sistema de dióxido de carbono e gerador de bricolage para estufas: justificado ou não
A viabilidade de fabricar um gerador de gás deve ser avaliada independentemente com base em suas capacidades financeiras e materiais e custos de mão-de-obra.
Além de instalar um gerador de gás na forma de uma caldeira com uma grande liberação de calor, você precisará de um sistema para fornecer gás às instalações da estufa (gasoduto), equipamentos de medição e controle. Assim, é possível criar um sistema por conta própria, mas avaliar sua racionalidade para pequenas áreas de efeito estufa só é possível com a ajuda de cálculos matemáticos.
É muito mais simples e barato estudar fontes alternativas de dióxido de carbono e como usá-las em condições de solo fechado. Por exemplo, um sistema de gás liquefeito custa cerca de 2 milhões de rublos e, se você usar gás de cilindros, o custo será reduzido em 10 vezes.
Importante! Uma alta concentração de dióxido de carbono é tóxica para os organismos vivos, portanto, elevar o nível para 10.000 ppm (1%) ou mais em poucas horas eliminará as pragas (mosca branca, ácaro) na estufa.
Regras básicas de envio
A dosagem e os períodos de saturação do ar na estufa de CO2 dependem da estação e hora do dia, do grau de vedação da sala, da intensidade da iluminação e do tipo de cultivo.
Iluminação
Como resultado da fotossíntese, as plantas recebem carboidratos para crescimento e desenvolvimento, processando dióxido de carbono e água com a ajuda da energia luminosa. Esses três componentes são importantes para o mecanismo de abertura dos estômatos na superfície das folhas e o início das trocas gasosas entre as plantas e o meio ambiente. Sob luz intensa, as plantas consomem CO2 mais ativamente, e a taxa de fotossíntese aumenta.
A concentração de CO2 na sala deve ser mantida entre 600 e 800 ppm. Com iluminação intensa, a temperatura na estufa sobe e é necessário abrir a barra para ventilação, para que a concentração seja aumentada para 1000-1500 ppm.
O consumo de CO2 na luz solar é de cerca de 250 kg / ha por hora de luz do dia com as janelas fechadas. Com janelas abertas e tempo ventoso - 500-1000 kg / ha. No inverno, as taxas de fertilizantes gasosos são reduzidas para 600 ppm, pois a luz artificial ajuda a acelerar a fotossíntese.
Tempo de alimentação
A suplementação de CO2 é mais eficaz durante o período de crescimento ativo da planta durante o período claro. A geração de CO2 deve começar pela manhã duas horas após o início da iluminação e até o nível de concentração desejado (1 hora). Então o gerador deve ser desligado. Os níveis de CO2 retornam ao ambiente antes do anoitecer.
Importante! Um aumento de CO2 ocorre apenas em uma estufa hermeticamente fechada, uma vez que a infiltração da atmosfera externa dilui a concentração de dióxido de carbono na sala.
O segundo suplemento deve ser realizado 2 horas antes do final do dia e as plantas dormem - o dióxido de carbono resultante será efetivamente absorvido e processado à noite.
Determinação do consumo de dióxido de carbono para cada cultura separadamente
Culturas como berinjela, pepino, tomate, pimentão, alface e outras agora são cultivadas regularmente em estufas modernas, onde luz, água, temperatura e nutrientes são controlados e os níveis de dióxido de carbono são regulados para criar condições que promovam o crescimento da maneira ideal.
Um aumento na concentração de 400 a 1000 ppm pode estimular a taxa de fotossíntese das plantas e leva a um aumento no rendimento de 21 a 61% para flores e vegetais. Além disso, a fertilização com dióxido de carbono fornece rendimentos anteriores (de 7 a 12 dias) e melhora a capacidade das plantas de resistir a doenças e pragas.
Para uso interno, os seguintes níveis de CO2 no ar (1000 ppm = 0,1%) são recomendados:
- pepinos, tomates - 0,2-0,3%;
- abóbora, feijão - 0,3%;
- rabanete, alface - 0,2-0,25%;
- repolho, cenoura - 0,2-0,3%.
Diferentes plantas têm diferentes requisitos de CO2, e isso também precisa ser levado em consideração.
De acordo com os resultados dos estudos, as hortaliças apresentaram tais características ao fertilizar com dióxido de carbono:
| Pepinos | aumento no rendimento e na qualidade do fruto em 25-30% a 1500-2000 ppm |
| Tomates | rendimento 30% maior, amadurecendo 2 semanas antes a 1000 ppm |
| Berinjela | 35% mais rendimento, 2 semanas antes de amadurecer a 1000–1500 ppm |
| Repolho | 40% mais rendimento a 800–1000 ppm |
| Morangos | rendimento 40% maior, amadurecendo 2 semanas antes, as bagas são mais doces a 1000-1500 ppm |
| Salada | rendimento 30-40% maior, amadurecimento precoce de 1000-1500 ppm |
| Espargos | Aumento de 30% no rendimento, 2 semanas antes do amadurecimento a 800–1200 ppm |
| Melão | Rendimento 70% maior, melhor qualidade da fruta a 800–1000 ppm |
As culturas florais (dieffenbachia, rosas e crisântemos) apresentaram floração precoce a 1000 ppm e aumentaram sua qualidade em 20%. Para os cereais, aumentar o CO2 para 600 ppm aumenta o rendimento de arroz, trigo, soja em 13% e milho em 20%.
Ao cultivar cogumelos, deve-se ter em mente que o dióxido de carbono inibe o desenvolvimento de micélio, portanto a sala deve ser ventilada para reduzir sua concentração.
Importante! Níveis excessivos de CO2 (5000 ppm) podem causar tonturas ou falta de coordenação nas pessoas. Nas plantas, os processos do metabolismo respiratório são perturbados, o crescimento e o desenvolvimento diminuem, aparece necrose de folhas e brotos (eles não abrem completamente).
Tendo apreciado a importância da fotossíntese na fisiologia das plantas e se familiarizando com os métodos de produção de dióxido de carbono, você pode fornecer correta e oportunamente às culturas de efeito estufa dióxido de carbono e obter culturas de alta e alta qualidade.
