二氧化碳能源在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用
二氧化碳能源在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用
1 二氧化碳氣肥的增產(chǎn)機理
除前文所述傳統(tǒng)用途外,二氧化碳在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用有著廣闊的市場。眾所周知,二氧化碳是植物光合作用的必要條件之一。從六十年代中期開始,農(nóng)業(yè)專家已經(jīng)開始研究二氧化碳濃度與植物產(chǎn)量的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)提高二氧化碳濃度能夠顯著地提高大部分作物的產(chǎn)量,例如對西紅柿、黃瓜、燈椒、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濃度倍增對一些禾本植物、草本植物、木本植物的生長影響作過一系列的基礎(chǔ)理論研究,研究表明,二氧化碳濃度倍增能提高葉綠素對光能的吸收能力,促進葉綠體高效地把光能轉(zhuǎn)化為生物化學能,供碳同化所利用,加速有機物質(zhì)的合成和積累。這為高濃度二氧化碳可促進植物生長提供了解釋和理論依據(jù)。
中科院上海植物生理研究所就光合作用與作物高產(chǎn)、二氧化碳濃度與作物產(chǎn)量進行了幾十年的研究,認為光合功能的正常發(fā)揮是作物獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ),而影響光合作用效率的因素除作物品種、光強度、溫度、水份、肥料外,足夠的二氧化碳原料也是一個十分重要的因素。增施二氧化碳不僅能顯著地提高蔬菜大棚作物的產(chǎn)量,而且明顯地增加作物干物質(zhì),改善作物品質(zhì)。
2 二氧化碳氣肥的試驗與應(yīng)用
早在70年代,上海植物生理研究所就開始了塑料大棚二氧化碳施肥提高蔬菜產(chǎn)量的應(yīng)用研究。由他們組織、五省市聯(lián)合參加的/覆蓋栽培中的二氧化碳施肥0五處小片試點均獲得了成功,增產(chǎn)幅度在30%以上,最高達87.4%,專家們都認為,作物干物質(zhì)的90%都是由碳同化生成,因此,增施二氧化碳是環(huán)控農(nóng)業(yè)的一個重要環(huán)節(jié),這是一項值得大力推廣的農(nóng)業(yè)新技術(shù)。
從90年代初開始,農(nóng)業(yè)部門已開展二氧化碳在溫室大棚的肥效試驗和局部推廣,增產(chǎn)幅度在10%~66%之間。全國最大的溫室大棚蔬菜生產(chǎn)基地)))山東省壽光縣,已將二氧化碳氣肥技術(shù)作為溫室大棚蔬菜生產(chǎn)的新技術(shù)之一,大力推廣。
據(jù)初步了解,二氧化碳氣肥在南方地區(qū),富陽等地,已部分開始推廣,增產(chǎn)效果也較明顯,而且能夠提早上市7~10天。寧波奧力孚農(nóng)場從荷蘭引進的全套溫室生產(chǎn)設(shè)施,原裝配套了二氧化碳增施裝置，使用效果也很理想。
鎮(zhèn)海煉化公司研究中心和棉豐特種蔬菜種植場合作,于1998年3月下旬開始,在棉豐特種蔬菜種植場二只大棚上進行二氧化碳氣肥肥效試驗。至4月中旬,盡管陰雨天較多,但從對照試驗看,增施氣肥的大棚有較為明顯的如下特征:1)草莓生長較為旺盛,2)植株長勢均勻,3)葉片明顯增厚,4)草莓平均果型變大。45天試驗期,增產(chǎn)幅度在42%。農(nóng)技員認為,如果二氧化碳氣肥提前到上年11月3月施放,增產(chǎn)效果還要明顯。原來有部分農(nóng)業(yè)專家認為,由于受氣溫、雨量的影響,二氧化碳作為氣體肥料,在南方地區(qū),作用比在北方地區(qū)要差些。這一試驗的成功,也初步消除了這一顧慮。
3 二氧化碳氣肥的生產(chǎn)情況
由于二氧化碳對溫室作物增產(chǎn)效果顯著,于是出現(xiàn)了二氧化碳氣肥,出現(xiàn)了各種各樣發(fā)生氣肥、增施氣肥的方法和裝置。自1985年以來,共有此類專利15件,可分成3類:1)化學發(fā)生法2)沼氣或煤爐燃燒法3)鋼瓶裝二氧化碳氣體釋放法。
化學發(fā)生法采用碳酸氫銨與酸在常溫下反應(yīng)產(chǎn)生CO2的,方法簡單,使用方便。但可能伴生少量的氨氣與酸霧,硫酸操作不當會造成人身傷害。煤爐燃燒法需要凈化脫除SO2, CO和粉塵等,設(shè)備投資較大,操作繁瑣。這二種即時發(fā)生式氣肥是目前二氧化碳氣肥最普遍的應(yīng)用方法。但各自的不足制約了推廣程度。將工業(yè)回收或生產(chǎn)的二氧化碳,用鋼瓶貯存,經(jīng)減壓釋放后供溫室使用。但受大批量、廉價的二氧化碳氣源的制約,國內(nèi)還未推廣。
