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日光温室和大棚内对植物生长影响较大的气体成分是二氧化碳和有害气体。二氧化碳是作物光合作用的重要原料,保持棚室内一定浓度的二氧化碳,有利于提高作物的光合能力,增加产量,提高品质。有害气体包括氨气、亚硝酸气、二氧化硫、一氧化碳、氯气、乙烯、甲酸二异丁酯、氟化氢等。当有害气体达到一定浓度时,就会对植物及操作人员造成危害。补充二氧化碳气体,降低和排除有害气体,是棚室内气体调控的重点。
棚室内二氧化碳浓度的变化与调节
变化特点
密闭的棚室内部,二氧化碳浓度夜间逐渐增加,白天不断消耗而减少,夜间高于白天。因为夜间作物光合作用停止,不需要消耗二氧化碳,而此时植物的呼吸、土壤微生物的活动、有机质腐化分解等都放出二氧化碳,由于棚膜的密闭,产生的二氧化碳气体就在棚室内积累,浓度渐高。清晨未通风前,棚室内二氧化碳浓度达到最大值,日出或揭帘后,作物光合作用加强,消耗二氧化碳,因而二氧化碳浓度急剧下降,低于大气中的平均浓度350μL/L,通风后棚室内二氧化碳浓度大致与外界维持平衡。适度提高棚室内二氧化碳浓度,有利于提高作物光合效率。据试验,人体对二氧化碳浓度的安全极限值为5000μL/L,过高对人体有害。多数作物的二氧化碳浓度补偿点为40~90μL/L,饱和点为1500~2500μL/L。棚室内二氧化碳适宜浓度为1000~2000μL/L,低于适宜值时,即应补施二氧化碳气肥。
二氧化碳气肥的主要来源
酒精酿造副产品 气态二氧化碳、液态二氧化碳或固态二氧化碳(干冰)。
化学分解 将强酸和碳酸盐反应放出二氧化碳。
碳素或碳氢化合物 (煤、煤油、液化石油气、沼气等)充分燃烧产生二氧化碳。
用有机物分解发酵放出二氧化碳。
目前生产上以化学分解法应用较多,且经济有效。化学分解法主要用硫酸和碳酸氢铵,为了控制棚室内二氧化碳的浓度,不致因反应时间过长产生过多的二氧化碳而造成二氧化碳中毒,必须控制碳酸氢铵的用量。一般碳酸氢铵每平方米的用量,营养生长期为7~8g,开花结果期为12~16g。使用二氧化碳时,可按大棚面积折算出总的用量,在一个大棚内设多个反应点,以便利于二氧化碳在棚内的均匀分布,一般每隔5m设一个反应桶即可。
补施技术
二氧化碳的施用量,应根据棚室大小、二氧化碳设定浓度。棚室换气率、作物的二氧化碳吸收量、床面二氧化碳发生量等而定。生产上使用时,可使空气中的二氧化碳含量达到600~1000μL/L。二氧化碳的施用时期,以开花结果后施用较好,每天以日出后1~1.5h,光照增强及温度升高后施用最好,连续施放2~3h,中午棚室通风前1h结束。
有害气体的产生与调节
有害气体的种类及危害
氨气(NH3)和亚硝酸气(NO2):主要是施肥不当引起。一是施入过多未腐熟的畜禽粪、饼肥等有机肥,经发酵分解产生的氨气、亚硝酸气。二是施入过多的氮肥,未及时盖土、浇水,又遇到高温,棚室内的有害气体含量会急剧增加。
氨气多在施肥后3~4d内大量发生,当浓度上升到0.1μL/L时,对其敏感的黄瓜、番茄、白菜、萝卜等会受害。氨气从叶片气孔侵入细胞,破坏叶绿素,初期叶片正面出现大小不一、不规则型失绿斑块或水渍状斑,随后叶尖叶缘变黄下垂,重者全株叶片迅速干枯,病斑呈褐色。多由植株下部向上发展,上部受害较重。一般突然发生,整棚皆然,棚口及四周轻于中间。
施肥后10~15d,亚硝酸气大量积累,遇水形成亚硝酸,当亚硝酸气浓度达到2μL/L时,多数作物即出现中毒症状。靠近地面的叶片最初呈水烫状,而后由于亚硝酸的酸化作用,叶绿体褪色产生白斑,叶脉间逐渐变白,严重时只留下叶脉。新叶很少受害。
二氧化硫(SO2):主要来源于室内加温产生的煤烟或生鸡粪、生豆饼分解过程中的释放物。二氧化硫遇叶片上的水珠会形成亚硫酸,直接破坏叶绿素,中毒叶片气孔附近的细胞坏死。呈圆形或菱形白色“烟斑”,逐渐枯萎脱落。当浓度达到5μL/L时,对其敏感的番茄、茄子、莴苣、油菜、白菜、萝卜等作物,几小时内就会受害。当浓度达到10~20μL/L,又遇高温时,可使多数作物中毒死亡。
一氧化碳(CO):首先是在防止低温冷害或霜冻时用火炉或煤火加热,因烟道不畅或燃烧不完全,会产生一定量的一氧化碳。其次是在防治病虫害时,使用的烟雾剂,如用量过大或助燃剂不合理等均会产生一定量的一氧化碳,当浓度达到5μL/L以上时,植株就会产生症状。一是隐性中毒,作物本身没有明显可见的被害症状,只是品质变差,对产量影响不大。二是慢性中毒,一氧化碳从气孔或水孔侵入,在其周围出现褐色斑点,表面黄化。三是急性中毒,叶片产生白色斑点,或产生褐色坏死组织。
棚膜挥发气体:如氯气(Cl2)、乙烯(C2H4)、甲酸二异丁酯、氟化氢等,多由棚膜中的增塑剂在高温条件下蒸发而来。氯气的毒性比二氧化硫大2~4倍。乙烯浓度达0.1μL/L以上时,黄瓜、番茄、豌豆等作物就会受害,造成植株矮化,顶端生长优势消失,侧枝生长优势强,叶片下垂,皱缩,失绿转黄变白而脱落,花果畸形。十字花科、葫芦科蔬菜对甲酸二异丁酯敏感。这些气体通过侵入植株内部,破坏细胞组织,降低光合作用,影响产品的产量和质量。最初在叶脉间出现白色或浅褐色、不规则的点状或块状斑,严重时该叶片变白,甚至脱落。
有害气体的调控技术
平衡施肥:根据作物种类、茬口、计划产量、地力状况、计算出各种肥料用量。以优质腐熟有机肥为主,控制氮肥用量,配施磷钾肥,补施微肥。不施未经腐熟的人畜粪、鸡鸭粪、饼肥等,也不可在棚室内沤肥。坚持“基肥为主,追肥为辅”的原则,一次施足腐熟的有机肥,将各种肥料混匀后,均匀撒在地面,深翻入土。追肥要少量多次,防止过量,注意深施和追后浇水。
正确加温:在寒冷季节,为使棚室内植物健壮生长,获得预期效益,必须采取增温措施,来满足植株生育需求。一是用炉火或煤加温的,应选优质煤,使其燃烧充分,注意烟道严密不漏气。气压低时,炉内应填煤适量,不宜一次填入过多,及时清理烟道。二是在棚室附近建沼气池,低温季节燃烧沼气加温,既能避免产生一氧化碳,又能补充二氧化碳。三是有条件的地方用暖气、地热资源、电力设施等方法增温。
通风换气:植物生长离不开二氧化碳,通风既能增加棚室内二氧化碳浓度,又可排除有害气体。寒冷季节宜在中年气温高时,打开通风口,使空气流通。即使在阴天或雪天,也要进行短时间的通风换气,不能因为温度低而连续几天不通气。
合理使用烟雾剂:在防治病虫害时要对症下药,按使用说明书要求操作,不得任意加大用药量,燃放点分布均匀,熏后要及时通风换气。
选用无毒专用膜:当今市场上棚膜种类较多,质量良莠不齐,要用无毒专用塑料薄膜,首选大厂家生产的名牌产品,禁止使用二异丁酯等塑料薄膜和易挥发增塑剂(DIBP)的塑料制品。二是发现薄膜有质量问题,出现有害气体,要立即更换。
补救措施:如发现棚室内植物遭受二氧化硫、二氧化氮危害时,应及时喷洒石灰水、石硫合剂等,并浇水使其尽快渗入土中。黄瓜遭受氨气危害时,可向叶片背面喷10%的食醋进行治疗,同时加大通风量,延长通风时间,以减轻危害。
作者单位:山东省邹城市农业局