二氧化碳能源在農業的應用
二氧化碳能源在農業的應用
1 二氧化碳氣肥的增產機理
除前文所述傳統用途外,二氧化碳在農業上應用有著廣闊的市場。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,農業專家已經開始研究二氧化碳濃度與植物產量的關系,發現提高二氧化碳濃度能夠顯著地提高大部分作物的產量,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化為生物化學能,供碳同化所利用,加速有機物質的合成和積累。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。
中科院上海植物生理研究所就光合作用與作物高產、二氧化碳濃度與作物產量進行了幾十年的研究,認為光合功能的正常發揮是作物獲得高產的基礎,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量,而且明顯地增加作物干物質,改善作物品質。
2 二氧化碳氣肥的試驗與應用
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量的應用研究。由他們組織、五省市聯合參加的/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,增產幅度在30%以上,最高達87.4%,專家們都認為,作物干物質的90%都是由碳同化生成,因此,增施二氧化碳是環控農業的一個重要環節,這是一項值得大力推廣的農業新技術。
從90年代初開始,農業部門已開展二氧化碳在溫室大棚的肥效試驗和局部推廣,增產幅度在10%~66%之間。全國最大的溫室大棚蔬菜生產基地)))山東省壽光縣,已將二氧化碳氣肥技術作為溫室大棚蔬菜生產的新技術之一,大力推廣。
據初步了解,二氧化碳氣肥在南方地區,富陽等地,已部分開始推廣,增產效果也較明顯,而且能夠提早上市7~10天。寧波奧力孚農場從荷蘭引進的全套溫室生產設施,原裝配套了二氧化碳增施裝置，使用效果也很理想。
鎮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,增產幅度在42%。農技員認為,如果二氧化碳氣肥提前到上年11月3月施放,增產效果還要明顯。原來有部分農業專家認為,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,作用比在北方地區要差些。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情況
由于二氧化碳對溫室作物增產效果顯著,于是出現了二氧化碳氣肥,出現了各種各樣發生氣肥、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。
化學發生法采用碳酸氫銨與酸在常溫下反應產生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,設備投資較大,操作繁瑣。這二種即時發生式氣肥是目前二氧化碳氣肥最普遍的應用方法。但各自的不足制約了推廣程度。將工業回收或生產的二氧化碳,用鋼瓶貯存,經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,國內還未推廣。
