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2007年3月5日 作者:zxf [返回]
二氧化碳对芽苗菜生长的影响

二氧化碳对芽苗菜生长的影响

浙江省丽水市农业科学研究所(詹喜法)

摘要:对国内外设施栽培蔬菜二氧化碳施肥技术的研究结果进行综述、重点介绍二氧化碳施肥浓度、时间、施肥过程中的环境因子调控。

关键词:二氧化碳 芽苗菜 豌豆

根据植物生理学的有关资料表明,蔬菜的干物质90%以上的产物来自于植物的光合作用,即来自于二氧化碳,蔬菜每生成1克干物质就要消耗1.6克的二氧化碳,一般情况下蔬菜生长所需的二氧化碳主要是从大气中获得,大气中二氧化碳的含量一般为330ppm,其浓度远远低于蔬菜的需要,尤其是在芽苗菜的生产空间,密闭的环境,其浓度更低,二氧化碳得不到补充,经常处于亏缺的状态,在芽苗菜上就表现为瘦弱、营养生长不完全,死亡等症状,但当空气中有过高的二氧化碳时,除了对人体产生毒害外,并可导致芽苗菜早衰,叶片变形同时诱发营养元素缺乏等,因此根据不同的环境进行二氧化碳的有效施肥,对于提高芽苗菜的产量以及品质都有着及其重要的作用。

一、            市场上施用二氧化碳的主要方法

1、化学方法

主要是通过硫酸与碳酸氢氨发生化学反应生成二氧化碳的方法获得,其原料来源广泛、成本低廉、方法简便等特点。

    其操作部件由塑料贮酸桶、反应桶、过滤桶以及管道组成,其具体操作程序为,在有刻度的塑料贮酸桶中装入硫酸,在反应桶中装入碳酸氢氨,贮酸桶和反应桶通管道连接,工作时,通过贮酸桶上的定量控制开关放入定量的硫酸于反应桶中,与桶中的碳酸氢氨发生反应,产生二氧化碳,二氧化碳再经过管道通入过滤桶中过滤后经管道施于蔬菜生产空间。在其反应中,过滤桶的作用主要是过滤掉反应中产生的有毒气体,从而得到纯净的二氧化碳气体。产生二氧化碳的浓度由贮酸桶中硫酸的量来控制。

2、物理方法

         市场上存在的补充二氧化碳的物理方法主要是燃烧法,通过煤气、碳等燃烧产生二氧化碳的方法补充,其原料比较大,反应的副产物较多,不方便定量控制,同时,在燃烧的同时产生大量的热量,因而在炎热的夏天,一般不适宜使用。

3、直接补充二氧化碳的方法

      市场上钢瓶装二氧化碳出售,其价格在几拾块钱不等,只要安装上定量开关,以及减压阀即可使用,使用方便,干净,安全,但其成本较化学反应要高,在其有条件的地方可使用。

      干冰填埋法,此方法主要是通过干冰是低温固体的二氧化碳,在常温下吸热升华而成气态的原理获得,但其方法费用较高,劳动强度大,无法定时、定量的施放,因而在芽苗菜的生产过程中不适用。

二、            二氧化碳对芽苗菜生长的影响

    本实验的场地为丽水市农科所内,种子选用浙江省丽水市农科所提供的2006年收获的豌豆种子,发芽率达95%以上。

实验仪器:高压静电发生器,该仪器由浙江省丽水市农科所快繁中心开发,利用电子线路产生高频矩形波,从而形成木冲式电流,电压的高低可调,用6万伏电压处理30min

芽苗菜智能化生产设备,该设备由浙江省丽水市农科所快繁中心开发生产,该设备可为种子提供最佳的温、光、汽、热等环境,使种子达到最高的发芽率。

电子天平、游标卡尺

试验条件:全封闭的芽苗菜栽培房

方法:选择色泽鲜明、籽粒饱满,大小中号、无蛀虫、无机械损伤的干种子,经温水浸泡后(30度浸种6h),播于托盘中,放于托盘架上,开启芽苗菜智能生产设备,计算机调节到豌豆(专家系统),在芽苗菜生产过程中每天施用不同浓度的二氧化碳,其浓度为600ppm800ppm1000ppm1200ppm1400ppm,空白,此实验重复3次,每次选取30根测量,在豌豆的采收期,第6天测量其高度、粗度,以及其发芽势。其结果见下表:

 参数 

对比

粗度(cm)

高度(cm)

发芽势(%)

600ppm

0.21

18.89

97.9

800ppm

0.21

18.91

98.0

1000ppm

0.23

19.54

98.0

1200ppm

0.24

20.59

98.5

1400ppm

0.24

20.28

98.7

空白

0.21

19.01

98.0

   从结果可看出,施用二氧化碳对豌豆的粗度和发芽势没有明显的影响,但对其长度有明显的作用。其豌豆生长效果最好的二氧化碳浓度为1200ppm

三、            二氧化碳对芽苗菜外观的影响

    施用二氧化碳与对照组相比较,在其收获期的时候,豌豆的总冠幅增大,单位面积内表皮细胞减少,叶片厚度增加,栅栏组织层数增加,叶片较对照组光滑。

四、            对芽苗菜生理的影响

二氧化碳能够提高光合作用、抑制呼吸,降低光呼吸的碳损失。试验表明二氧化碳浓度升高有利于芽苗菜叶片单位鲜重或单位叶面积、光合色素叶绿素和类胡萝卜素含量的提高,增强其对光能的捕获能力,能降低叶绿素a/b比值,更有利于形成叶绿素b和捕光色素蛋白复合体,增强对光能的吸收,还能降低荧光非光化学淬灭系数,减少对不能参与光反应的非辐射能量的耗散,有利于光能的有效利用。同时高浓度的二氧化碳可以使细胞壁中氢离子的浓度提高,激活细胞壁中的酶类,解除多聚物联结,细胞壁软化松弛,膨压下降,从而促使细胞吸水膨胀,诱导细胞生长。

此外,高二氧化碳浓度可有效抑制或减轻病害的发生,这主要是由于二氧化碳补充的同时增进了碳的同化,使植株体内长期糖份积累,从而在一定程度上提高了作物抗病能力。

同时,二氧化碳浓度升高降低了气孔的蒸腾速率,减少了植物耗水量,提高了水分利用效率。

五、            展望

作为植物光合作用的参与物二氧化碳,在其适宜的浓度内可明显提高芽苗菜的品质和产量,但其,目前的化学补充方法,还不利于农民大规模的使用,还有待进一步研究,在二氧化碳的补充过程中,不同作物需要不同的浓度,为找出不同蔬菜的临界值还需要广大的科研工作者进一步的研究。

二氧化碳施肥技术在我国已有70余年历史,在理论研究和生产应用及施肥技术上均已取得了很大进展,但仍有不尽完善之处。在我国现在经济条件下,如何充分利用农业有机废弃物中丰富的碳源及各种矿质养分,利用生物发酵法进行二氧化碳施肥并充分利用其发酵产物作为有机肥放用。对含有丰富碳源的农业有机废物加以开发利用将具有广阔的应用前景,而这又有赖于生物技术的运用。

主要参考文献

[1]魏漉 种子活力及其应用[J],种子,1986,(2):3941

[2]张其德,大气二氧化碳浓度升高对光合作用的影响(上)、(下),植物杂志,199943234.19995):3839

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[5]刘万勃,宋明,张钟灵,等,芽苗菜生产技术[J]。西南园艺,2000,(2):2829

[6] Bentrup M F. Lenz.Effect of CO2 and O2 trestrnents on the nitrate content of kobrabi CAB HCA 1978, 5478

[7] Kriedemann PE, Wong SC, Growth response and photosynthetic adaptation to carbon dioxide,comparative behaviour in some C3 species.Advances in Phorosynthesis.1984(4):209-212

[8] Wittwer SH, Robb WM.Carbon dioxide enrichment of greenhouse atmospheres for food crop pro-dution Econ. Bot. 1964(18),34-35

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