二氧化碳（CO₂）气肥的应用技术

全田

二氧化碳（CO₂）气肥的应用：

一、CO₂气肥在农业生产中的重要性

植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为有机物质并释放氧气，二氧化碳是光合作用的重要原料之一。在自然环境中，大气中的二氧化碳浓度相对稳定但有时可能无法满足植物在快速生长阶段对碳源的大量需求。施用二氧化碳气肥可以显著提高植物光合效率，促进植物生长、发育，增加产量并改善品质。

二、适用作物范围

1. 蔬菜作物：

- 叶菜类如生菜、菠菜、小白菜等，施用CO₂气肥可使叶片生长迅速，叶片肥厚、翠绿，增加叶片数量，提高产量。

- 果菜类如番茄、黄瓜、辣椒等，能促进花芽分化，提高坐果率，果实膨大速度加快，果实品质更佳，口感更好，糖分和维生素C含量等指标也有所提升。

2. 花卉作物：有助于花卉植株生长健壮，花朵硕大、色泽鲜艳，花期延长。例如在玫瑰、康乃馨等花卉种植中应用，可提高花卉的观赏价值和商品价值。

3. 果树：在温室或塑料大棚栽培的果树，如草莓、葡萄等，使用CO₂气肥可以增加果实的含糖量，促进果实成熟，提高果实的产量和品质。

三、CO₂气肥的来源及制备方法

1. 化学反应法：

- 盐酸和碳酸钙反应：通过盐酸（HCl）与碳酸钙（CaCO₃）反应生成二氧化碳。化学反应方程式为：CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑。这种方法成本相对较低，但需要注意反应过程中的操作安全，防止盐酸泄漏造成危害。

- 硫酸和碳酸氢铵反应：利用硫酸（H₂SO₄）与碳酸氢铵（NH₄HCO₃）反应制取二氧化碳。反应式为：H₂SO₄ + 2NH₄HCO₃ → (NH₄)₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂↑。操作相对简便，但要精确控制硫酸的浓度和添加量，避免反应过于剧烈。

2. 燃烧法：

- 燃烧天然气、液化气等化石燃料：燃烧这些燃料时会产生大量二氧化碳。例如天然气主要成分甲烷（CH₄）燃烧的化学方程式为：CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O。但这种方法需要配备专门的燃烧设备，并且要注意燃烧过程中的通风，防止一氧化碳等有害气体的积聚。

- 燃烧木炭：木炭在氧气充足的条件下燃烧生成二氧化碳。不过燃烧木炭需要有合适的燃烧炉具，且要确保燃烧充分，否则可能产生不完全燃烧产物影响植物生长。

3. 液态二氧化碳：直接购买液态二氧化碳钢瓶，通过减压装置将液态二氧化碳转化为气态释放到温室或大棚内。这种方法使用方便，但需要定期更换钢瓶，成本相对较高，且钢瓶的运输和储存要符合相关安全规定。

4. 固态二氧化碳（干冰）：干冰升华直接变成气态二氧化碳。在使用时，将干冰放置在温室合适位置让其升华即可。但干冰储存条件要求高，且价格较贵，通常用于小面积、短期的二氧化碳补充。

四、施用时间和浓度控制

1. 施用时间：

- 一般在日出后不久，随着光照强度逐渐增加，植物光合作用开始启动，此时开始施用CO₂气肥较为合适。因为植物在有光照的条件下才能充分利用二氧化碳进行光合作用。

- 持续施用时间根据不同作物和生长阶段有所差异。通常在上午持续2 - 3小时，到中午时分，随着光照强度过强、温度升高，植物气孔部分关闭，光合作用效率降低，此时可停止施用。下午可根据实际情况，在光照和温度条件适宜时，再次施用1 - 2小时。

2. 浓度控制：

- 不同作物对二氧化碳浓度的适宜范围有所不同。一般来说，大多数蔬菜作物在生长初期适宜的二氧化碳浓度为800 - 1000 ppm（百万分之一），生长旺盛期可适当提高到1000 - 1500 ppm，果菜类在开花坐果期可维持在1200 - 1500 ppm。

- 花卉作物通常适宜浓度在800 - 1200 ppm左右。果树在温室栽培时，浓度可控制在1000 - 1500 ppm。

- 如果二氧化碳浓度过高，超过一定限度（如超过2000 ppm），可能会导致植物气孔关闭，光合作用反而受到抑制，还可能对植物造成毒害；浓度过低则无法充分发挥气肥的作用。

五、施用方式

1. 管道输送系统：通过铺设在温室或大棚内的管道，将产生的二氧化碳气体均匀输送到各个区域。管道上可设置多个出气口，根据温室面积和布局合理分布，以确保二氧化碳分布均匀。这种方式适用于较大面积的温室或大棚，能保证气体均匀扩散。

2. 吊袋式：将二氧化碳发生剂（如采用化学反应法制备二氧化碳的相关药剂）装入特制的吊袋中，悬挂在植物上方一定高度（一般距离植株顶部30 - 50厘米）。随着药剂反应产生二氧化碳，气体自然向下扩散到植株周围。这种方式操作简单，成本较低，适合小型温室或家庭种植使用。

3. 风扇辅助扩散：在施用二氧化碳气体的同时，开启温室或大棚内的风扇，通过风扇的转动促进气体的快速扩散和均匀分布，尤其是在温室面积较大、结构复杂的情况下，风扇辅助能更好地确保植物都能充分接触到二氧化碳气体。

六、注意事项

1. 安全问题：

- 如果采用化学反应法或燃烧法制备二氧化碳，要注意操作安全。例如，使用盐酸、硫酸等强酸时要防止其泄漏、飞溅，佩戴好防护手套、眼镜等防护用品；燃烧化石燃料或木炭时要确保通风良好，防止一氧化碳等有害气体积聚。

- 对于液态二氧化碳钢瓶，要按照相关安全规定进行运输、储存和使用，防止钢瓶破裂、泄漏等事故发生。

2. 环境监测：

- 要定期监测温室或大棚内的二氧化碳浓度、温度、湿度等环境参数。可以使用专业的环境监测仪器，以便及时调整二氧化碳的施用浓度、时间和方式，同时也能掌握其他环境因素对植物生长的影响。

3. 结合其他管理措施：

- 施用二氧化碳气肥要与合理的灌溉、施肥、病虫害防治等其他农业管理措施相结合。只有在综合管理良好的基础上，才能充分发挥二氧化碳气肥的作用，促进植物生长和提高产量。

- 例如，在增加二氧化碳供应的同时，要确保土壤中有足够的水分和养分，否则植物可能因缺水或缺肥而无法充分利用二氧化碳进行光合作用。

七、经济效益分析

1. 产量增加：通过合理施用二氧化碳气肥，不同作物的产量都有不同程度的提高。以番茄为例，一般可提高产量10% - 30%左右；黄瓜产量可提高15% - 25%；叶菜类产量提高幅度可能更大，可达20% - 50%。

2. 品质改善：果实的品质得到改善，如番茄的糖分、维生素C含量增加，口感更好；黄瓜更加脆嫩；花卉的观赏价值提高等。这使得农产品在市场上更具竞争力，售价可能更高。

3. 成本效益：虽然施用二氧化碳气肥需要一定的投入，如购买二氧化碳发生剂、设备等，但考虑到产量增加和品质改善带来的经济效益，总体上往往是盈利的。例如，以一个中型蔬菜温室为例，计算投入的二氧化碳气肥成本与增加的产量和售价带来的收入对比，通常在一个种植季节内就可以收回成本并获得可观的利润。

二氧化碳气肥在农业生产中具有重要意义，通过正确选择气肥来源、合理控制施用时间和浓度、采用合适的施用方式以及注意相关事项，可以充分发挥其促进植物生长、提高产量和改善品质的作用，从而带来良好的经济效益。

二氧化碳气肥的施用时间和频率需要根据植物的生长特性、光照条件以及环境因素等多方面来综合确定：

施用时间

1. 日出后开始：一般在日出后不久就应开始施用二氧化碳气肥。这是因为随着日出，光照强度逐渐增加，植物的光合作用开始启动，此时植物需要二氧化碳作为原料来进行光合作用合成有机物质。例如，在冬季日照时间较短的地区，日出时间可能较晚，但只要有一定的光照强度，就应及时开启二氧化碳气肥的施用，以保证植物光合作用的顺利进行。

2. 上午时段：上午是植物光合作用较为旺盛的时期。通常在日出后开始施用二氧化碳气肥后，可连续施用2 - 3小时左右。因为这段时间光照强度持续上升且较为适宜，温度也相对适中，植物的气孔处于开放状态，能够充分吸收利用二氧化碳进行光合作用。比如，对于常见的蔬菜作物，在上午8点至11点左右（具体时间会因季节、地区和天气略有不同）是较好的二氧化碳气肥施用时间段。

3. 中午暂停：到了中午时分，随着光照强度过强、温度升高，植物自身会进行一些生理调节，气孔部分关闭以减少水分散失，此时光合作用效率相对降低。所以一般在中午时分会暂停施用二氧化碳气肥。例如，夏季中午阳光强烈，温度过高，植物气孔关闭程度较大，即使继续施用二氧化碳气肥，植物也难以充分利用，反而可能造成浪费。

4. 下午视情况恢复：下午可根据实际情况，在光照和温度条件适宜时，再次施用二氧化碳气肥。如果下午光照强度仍能维持在一定水平且温度不过高，比如在一些春秋季节或者阴天时，下午可以再次施用1 - 2小时。但如果下午光照强度很弱或者温度过高，就不太适宜再次施用二氧化碳气肥了。

施用频率

1. 每日多次：在正常的生长季节和天气条件下，通常每天会施用二氧化碳气肥2 - 3次，即上午一次（持续2 - 3小时），下午视情况可能再施用一次（持续1 - 2小时）。这样的频率能较好地满足植物在不同时段对二氧化碳的需求，保证植物光合作用的持续进行，促进植物生长发育。

2. 特殊情况调整：在一些特殊情况下，施用频率需要进行调整。例如，在连续阴天的情况下，由于光照强度较弱，植物光合作用整体效率较低，此时可以适当减少二氧化碳气肥的施用频率，比如每天只施用一次，甚至可以暂停施用，等光照条件改善后再恢复正常施用频率。相反，在光照充足、植物生长旺盛的时期，比如蔬菜作物的生长旺季，也可以考虑适当增加施用频率，如每天施用3次且适当延长每次施用的时间，但也要注意避免二氧化碳浓度过高对植物造成不良影响。

二氧化碳气肥的施用时间和频率要紧密结合植物生长状况、光照和温度等环境条件进行灵活调整，以确保植物能充分利用二氧化碳进行光合作用，从而促进植物的生长和提高产量。