气体检测浓度多少合格

实验十一　二氧化碳施肥技术

一、实验目的

设施栽培增施C0₂技术是实现高产、优质的重要措施之一。增施CO₂有利于培育壮苗，促进植物生长发育，增加产量，改善品质，还可提高作物抗病能力。

各种作物对CO₂的吸收有不同的补偿点、饱和点和最适浓度。C₄植物的CO₂补偿点接近0，C₃植物的CO₂补偿点为30～90ul/L，多数蔬菜的饱和点为1000～2000ul/L，最适CO₂浓度一般为600～800ul/L。而空气中CO₂浓度一般为300ul/L左右，明显低于作物所需最佳浓度，特别在设施内相对密闭的特殊环境内，CO₂浓度更低。日出后作物进行旺盛的光合作用，会使CO₂浓度急剧降低，造成CO₂亏缺。因此，设施内增施CO₂，以保持适宜浓度，尤为重要。

增加设施内CO₂浓度的方法很多，有通风换气法、土壤增施有机肥法、深施碳酸氢氨（或施固体CO₂颗粒肥）、生物生态法、燃烧碳氢燃料法、液态（钢瓶装）CO₂法、化学反应法等。其中化学反应法是目前设施内增加CO₂浓度的主要方式，下面将予以介绍。

二、实验原理

利用酸与碳酸盐反应生成碳酸，碳酸不稳定，可分解为水和CO₂的原理，增加设施内CO₂浓度。反应式为：

2NH₄HCO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2H₂O+2CO₂

环境中CO₂浓度采用红外CO₂分析仪测定，其原理为：凡由不同原子组成的气体分子都有吸收红外线辐射能的作用。不同气体有不同的吸收波长。吸收强度与气体的浓度有关，即：红外线通过这些气体后，其辐射能就会损失一些，在一定范围内，能量损失的多少与气体的浓度有关。这种由被测气体引起的能量变化可由探测器定量测定，然后经电路系统放大，由仪表显示出来。

红外光源发出的红外线分别均匀地通过测定室和参比室进入探测器，给参比室通氮气，使该室保持无CO₂环境。当待测气体流经测定室时，通过测定室的红外线被待测气体中吸收一部分，致使到达探测器的红外线较参比室弱。探测器测到这一差异后，经处理即由仪表显示出来（参照仪器使用说明书）。

三、材料与用具

（1）材料：黄瓜、茄子、番茄等果菜类生产温室或塑料大棚一栋。

（2）用具：红外CO₂分析仪（一台）或光合测定系统、塑料桶（34个）或广口玻璃罐头瓶。

（3）药品：NH₄HCO₃和H₂SO₄。

四、实验内容与步骤

（一）稀释浓硫酸

按要求（表11-1）取适量硫酸，按硫酸∶水=1∶4的比例进行稀释，稀释时一定要将硫酸慢慢倒入水中，且边倒边搅拌。

表11-1　667m²标准棚室（1300m²以增施二氯化磺用料对照表）

（二）分装稀硫酸

分装稀释后的硫酸于34个塑料桶中，或广口玻璃罐头瓶中。

（三）吊挂容器

将盛有稀硫酸的容器吊挂在离地面1.2m的高度，每20m²设一施放点。

（四）发生化学反应

预先将每日所用碳酸氢氨等分34份，揭苫后2小时分别加入到盛稀硫酸的容器中，使H₂SO₄和NH₄HCO₃发生反应生成CO₂。

（五）CO₂浓度监测

施放前测定一次原始浓度，以后每半小时用红外线CO₂分析仪测定环境中CO₂浓度及光合速率。

（六）施肥方法

（1）为减少工作量，可一次放入3～5天的稀硫酸的量。

（2）除上述方法外，还可用小苏打加H₂SO₄。反应原理是：

或用石灰石（CaCO₃）加盐酸：

使用盐酸时按1∶1对水稀释，随用随配，以免挥发，并将石灰石砸成碎块，放入盛有盐酸的容器中，反应剩余物要倒在棚室外部。

（3）实验应于晴天进行。就一天来讲，施用时间要根据光合作用的进行而定。在设施内一般光照强度达到1500lx时，作物开始光合活动，达到5000lx时，光合强度增加，室内CO₂浓度下降，这时即为开始施用CO₂的时间。晴天一般在日出后30分钟施用CO₂，如果施入有机肥较多，可在日出后1小时施用CO₂。停止施用CO₂的时间依温度管理而定，一般应在换气前30分钟停止施用。上午同化CO₂能力强，可多施或浓度大一些；下午同化能力弱，可少施或不施。

（4）施放次数受棚温的影响，超过32℃停止施放，停放半小时后进行放风。

（5）蔬菜作物整个生育期尤以初期施用CO₂效果较好。苗期占地面积小，育苗集中，施用CO₂设施简单，施用后对培育壮苗、缩短苗龄等都有良好效果。可在定植1周后，植株已经缓苗时施用。对于黄瓜、番茄、茄子等果菜类蔬菜于雌花着生、开花期、结果初期施用，可促进果实肥大；若在开花结果前过多、过早施用CO₂，只能促使茎叶繁殖，对果实经济产量并无显著提高。

练习与思考

（1）分析CO₂化学反应在设施蔬菜生产中的关键技术环节。

（2）按表11-2逐项记录综合分析施用CO₂对果菜类生长发育的影响。

表11-2　施用CO₂对蔬菜生长发育的影响