CO2 для теплиц и гроубоксов: системы и методы | CO2-Shop

Основные правила подачи

Дозировка и временные периоды насыщения воздуха теплицы CO2 зависят от сезона и времени суток, степени герметизации помещения, интенсивности освещённости и вида выращиваемых культур.

5 вариантов подачи со2: преимущества и недостатки

В традиционных теплицах, стандартных груобоксах, груокомпактах, стелсах (компьютерном или акустическом) не сложно организовать подачу диоксида углерода. В закрытом грунте легко контролировать количество газа и определить максимально благоприятный период подачи газа.

Существуют разнообразные варианты подачи СО2: генераторные, балонные системы, методика применения органики, компостирования, брожения, сухого люда. Стоимость оборудования, расходных материалов, комплектация и способ установки зависят от разновидности применяемой системы.

Оксид углерода подается в чистом виде, отсутствует возникновение водяного пара, тепловой энергии. Система проста в управлении: достаточно разместить в помещении, повернуть кран. Оборудование рассчитано на теплицы, груобоксы с огромной площадью насаждений. В комплект входит:

• баллон;
• редуктор;
• регулятор подачи газа;
• электромагнитный клапан для установки периода отключения системы.

Оборудование подключается к устройствам контроля микроклимата. При достижении нужной концентрации или истечении установленного времени система отключает подачу электропитания, клапан перекрывает выход углекислоты.

К недостаткам относятся:

• необходимость периодически заправлять баллон;
• огне-, взрывоопасные свойства.

2. Генераторы.

Принцип работы заключается в сжигании топлива, в результате чего выделяется оксид углерода. В качестве горючего используется пропан/этиловый спирт. Эффективно насыщает большие площади закрытого грунта.

Минусы:

• с экономической точки зрения покупка оборудования обходится дорого;
• появление тепла при сжигании топливного материала;
• влажность внутри помещения, что опасно возникновением плесени, грибкового поражения.

3. Способ брожения.

Чаще всего в данном методе применяется сахар с дрожжами, как основные ингредиенты. Компоненты помещаются в емкость с теплой водой. Возникает реакция, вследствие которой выделяется углекислота. Ферментация является альтернативой для компактных груобоксов. В процессе брожения небольшие участки с насаждениями хорошо насыщаются углекислым газом.

Недостатки:

• сложно проконтролировать процесс, скорость, количество выделяемого вещества;
• неприятный запах, привлекающий насекомых-вредителей;
• нестабильное распространение газа;
• необходимость постоянно обновлять емкость с ингредиентами.

4. Использование сухого льда.

Метод основан на применении угольного ангидрида в виде твердого льда. После нагревания вещество переходит в газообразное состояние. Отличный вариант при необходимости резкого подъема количества газа в теплице, груобоксе.

Advanced co2 контроллеры для теплиц для точного анализа –

Биологические источники

Безвредным и доступным выбором подачи газа могут стать биологические источники углекислоты.

Если в хозяйстве есть животные, то, расположив теплицу через стенку от хлева и оборудовав приточно-вытяжной вентиляцией оба помещения, можно организовать обеспечение растений углекислым газом от дыхания животных, которые, в свою очередь, получат кислород от растений.

При этом баланс и объёмы газов, а также регулирование придётся определять опытным путём. Такой же способ доставки CO2 можно обеспечить от пивоваренных и винокуренных предприятий.

Углекислый газ для огурцов из навоза

Навоз и другие органические вещества не только обеспечивают растения питательными элементами, но и выделяют при ферментации углекислый газ, количество которого способно улучшить рост овощных культур. Это создаёт благоприятные условия воздушного питания как корневой системы, так и надземной части растений.

Навоз следует разводить водой в пропорции 1:3.

Наглядным примером служит история, произошедшая на рубеже ХIХ–ХХ веков в Тимирязевской академии, где в течение нескольких лет пытались вырастить в теплицах огурцы, но, несмотря на научный подход, успеха не добились. Тогда учёные решили обратиться к клинским огородникам, выращивающим завидные урожаи огурцов в своих теплицах.

Пригласили огородника из Клина и предложили вырастить огурцы для себя в теплице академии, но позволить использовать его технологию в дальнейшем. Хитрость состояла в том, что внутри помещения устанавливались ёмкости с разведённым навозом, а выделяемый углекислый газ при брожении удобрял огуречные растения.

Экспериментально было установлено, что при непрерывном удобрении углекислотой в течение дневных часов достигается максимальная (54%) величина прироста веса огурцов.

Спиртовое брожение

Спиртовое брожение, как и микробиологическое разложение, является способом получения углекислоты. Разместив среди растений бидоны с забродившим суслом, можно обеспечить насыщение воздуха углекислотой. Для брожения используют воду, сахар и дрожжи или падалицу и непригодные к употреблению фрукты и ягоды, зерно (пшеница, рожь).

Ещё один способ — применить брожение крапивы.

Для этого ёмкость на треть наполняют травой (свежей или сушёной) и заливают водой. Брожение длится две недели. Смесь ежедневно перемешивают для выхода CO2. Чтобы устранить неприятный запах, в смесь можно добавить валериану (1-2 ветки) или присыпать сверху пылью.

Перебродившую смесь используют в качестве жидкой прикормки. Для регулирования подачи используют специальные крышки (CО2Pro), которые легко прикручиваются на стандартные пластиковые бутылки.

Время подачи

Добавка CO2 наиболее эффективна в период активного роста растения в течение светлого периода. Генерацию CO2 следует начинать утром через два часа после начала освещения и до достижения желаемого уровня концентрации (1 час). Затем генератор должен быть выключен. Уровень CO2 вернётся к уровню окружающей среды до наступления темноты.

Вторую добавку следует проводить за 2 часа до окончания светового дня и перехода растений в состояние сна — полученный углекислый газ будет эффективно усваиваться и перерабатываться ночью.

Газовые баллоны

Газ из баллонов используют для малых площадей при нагнетании 8–10 кг/ч на каждые 100 м². Баллон должен быть оснащён регулятором давления (редуктором) и автоматическим клапаном для отключения подачи газа (соленоидом) — эти приспособления обезопасят подачу газа.

Ёмкость 1 баллона — 25 кг газа. При существенных расходах рациональнее применять изотермические резервуары различной ёмкости для сжиженного газа, которые можно пополнять при необходимости.

Газогенератор

Генератор газа для небольших помещений основан на получении необходимой углекислоты из атмосферного воздуха. Производительность такого устройства — 0,5 кг/ч. Устройство снабжено фильтрами, что позволяет получать очищенный газ, а дозаторы обеспечивают поступление необходимых объёмов. Микроклиматические показатели теплицы при этом не изменяются.

Генератор углекислого газа для организации фотосинтеза растений в теплицах

В закрытых герметично теплицах растения обеспечены достаточным освещением, запасами воды и питательных элементов, но темпы их развития ограничены уровнем CO2 в воздухе помещения.

Углекислота необходима растениям в химических реакциях (фотосинтезе) для биосинтеза углеводов как основы питательных и скелетных компонентов клеток и тканей растений с целью обеспечения роста и развития. Газообмен при дыхании растений происходит через небольшие регулируемые отверстия, называемые устьицами.

Устьице находится либо на верхнем, либо на нижнем слое эпидермиса листа растения.

В земной атмосфере уровень диоксида углерода — 250÷450 ppm, а потребность различных видов растений составляет 700–800 ppm. В новых тепличных комплексах с хорошей герметизацией уровень CO2 внутри помещения в 4 раза меньше, чем в наружном воздухе, а это отрицательно сказывается на росте и развитии культур.

Причём с увеличением длительности и мощности искусственного освещения помещения потребность растений в CO2 возрастает в 2-3 раза. С помощью насыщения воздуха теплицы углекислотой рост культур и их урожайность повышаются на 20–40%.

Датчик и регулятор газа

Подачу газа нужно контролировать и регулировать, чтобы обеспечить оптимальный баланс и хорошие условия выращивания, избежать дорогостоящей передозировки и обеспечить безопасность людей, ухаживающих за культурами и собирающих урожай.

Для контроля и измерения уровня CO2 в теплице обычно используются датчики с установкой заданного значения, например, 800 ppm. Когда датчик обнаруживает пониженный уровень, он активирует систему дозирования. Когда требуемый уровень CO2 достигнут, система управления отключит подачу CO2.

Датчики и регуляторы могут обеспечить срабатывание сигнализации при превышении допустимого уровня концентрации и включать аварийную систему проветривания. Сейчас на рынке популярны ИК-датчики CO2, разработанные по принципу двойного ИК-луча.

Естественные источники углекислого газа: воздух и почва

Если теплица не оборудована системой подачи CO2, то атмосферный воздух является естественным источником CO2 для растений при регулярном проветривании помещения и открытых фрамугах. Но это обеспечивает только третью часть от суточной потребности.

Ночное дыхание растений и почвенные процессы разложения, дыхание корней растений, бактерий, грибков и почвенных микроорганизмов тоже пополняют теплицу углекислотой.

Другой низко технологичный метод добавления CO2 — компостирование растительного материала и органики в теплице , что приводит не только к обогащению почвы макро- и микроэлементами, но и пополнению CO2 (до 20 кг/ч с 1 га).

Процесс компостирования производит углекислоту, но при этом выделяются и вредные газы, а также создаются условия размножения болезнетворных микроорганизмов и насекомых. Концентрацию CO2, генерируемого этим способом, трудно контролировать, и метод ненадёжен.

Определение объёма потребления углекислоты для каждой культуры в отдельности

Такие культуры, как баклажаны, огурцы, помидоры, стручковый перец, салат и другие, теперь регулярно выращивают в современных теплицах, где контролируются свет, вода, температура, питательные вещества и регулируются уровни углекислоты для создания условий, оптимально способствующих росту.

Увеличение концентрации с 400 до 1000 ppm может стимулировать скорость фотосинтеза растений и приводит к увеличению урожайности на 21–61% для цветов и овощей. Кроме того, подкормка углекислым газом даёт более ранние урожаи (на 7–12 дней) и улучшает способность растений противостоять болезням и вредителям.

Для закрытого грунта рекомендуют следующие уровни CO2 в воздухе (1000 ppm = 0,1%):

• огурцы , томаты — 0,2–0,3%;
• тыква , бобы — 0,3%;
• редис , салат — 0,2–0,25%;
• капуста , морковь — 0,2–0,3%.

Освещение

В результате фотосинтеза растения получают углеводы для роста и развития, перерабатывая углекислый газ и воду при помощи энергии света. Эти 3 компонента важны для механизма открытия устьиц на поверхности листа и начала газообмена растений с внешней средой. При интенсивном освещении растения активнее потребляют CO2, и скорость фотосинтеза возрастает.

Концентрацию CO2 в помещении необходимо поддерживать на уровне 600–800 ppm. При интенсивном освещении температура в теплице повышается, и приходится открывать фрамуги для проветривания, поэтому концентрацию увеличивают до 1000–1500 ppm.

Расход CO2 при солнечном освещении составляет около 250 кг/га за световой день при закрытых форточках. При открытых форточках и ветреной погоде — 500–1000 кг/га. Зимой нормы удобрения газом снижают до 600 ppm, так как искусственный свет способствует ускорению фотосинтеза.

Отходящий газ котельных

Наиболее распространённым методом обогащения CO2 тепличного помещения является сжигание ископаемого топлива. Используемые дымовые газы не должны содержать опасного количества вредных компонентов, поэтому чаще всего топливом для газогенераторов в теплицах является метан. При сжигании 1 м³ метана образуется приблизительно 1,8 кг CO2.

При использовании дымовых отходов сжигания горячие отходящие газы улавливаются и очищаются. После очистки отработанного газа методом каталитического обезвреживания с помощью катализаторов или скрубберов газо-воздушная смесь охлаждается в теплообменнике до 50°С и подводится по газомагистрали в теплицу в виде удобрения.

Однако такой метод подведения газа для удобрения растений может привести к загрязнению воздуха теплицы вредными примесями продуктов сгорания, ведь газоочистительные устройства очищают газовые отходы только на 50–75%. Следовательно, концентрация вредных веществ в закрытом помещении теплицы может превысить предельно допустимые нормы для растений и человека.

Непрерывный режим горения горелок в отопительных котельных обеспечить не удаётся из-за меняющейся температуры окружающего воздуха, поэтому и поступление отходов газа неравномерно. К тому же палладиевые катализаторы и скрубберы экономически затратные и повышают расходную часть по содержанию теплицы.

Питьевая газированная вода как источник углекислоты

Обычная бутылка газированной воды — доступный, хотя и малоэффективный источник углекислоты. В 1 л газированной воды растворено примерно 6–8 г углекислого газа в зависимости от степени газованности.

Метод не позволяет точно определить концентрацию газа и рассчитать оптимальную дозировку, поэтому его можно рассматривать как экстренную меру повышения уровня CO2 в малых объёмах помещения. Ещё один способ использования газированной воды в качестве удобрения — насыщение углекислотой из баллонов воды для поливов.

Полезные советы: как правильно использовать диоксид углерода

1. При концентрации СО2 меньше 250 ppm процессы жизнедеятельности замедляются, прекращается рост и растение может погибнуть.
2. Оксид углерода увеличивает количество жидкости в растительных тканях, вследствие чего повышается уровень влажности в закрытом пространстве. Высокая влажность способствует развитию грибков, гнили, поражающих насаждения. Содержание СО2 в боксе должно быть менее 2000 ppm.
3. Регулировка подачи двуокиси углерода, влажности должна осуществляться с помощью датчиков. Это позволит избежать негативного воздействия внешних факторов на развитие растения.
4. Ночью растения не потребляют углеродный газ. Подачу СО2 нужно начинать через пол часа после включения осветительного прибора и за пол часа до его выключения.

Комплекты систем CO2 улучшают урожайность в несколько раз. С правильной подпиткой темп роста, дозревания плодов ускоряется. Дозревшие овощи порадуют приятным вкусом, а бутоны — удивительной красотой, запахом.

В агросфере урожайность зависит от многих факторов, и важную роль играет диоксид углерода. Чем выше насыщенность СО2, тем растения быстрее наполняются энергией, растут, развиваются, дают плоды.

Распределительные сети из полиэтиленовых рукавов

В качестве распределительной системы газа внутри теплицы используется транспортная магистраль из полиэтиленовых труб. В точках отбора газа над каждой грядкой к ней присоединяются гибкие полиэтиленовые рукава диаметром 50 мм с равномерно расположенными отверстиями.

CO2 значительно тяжелее воздуха, поэтому очень важно, чтобы газ отводился снизу. Циркуляция воздуха с помощью горизонтальных вентиляторов или системы струйной вентиляции обеспечивает равномерное распределение, перемещая большие объёмы воздуха в теплице, когда верхние вентиляционные отверстия закрыты или вытяжные вентиляторы не работают.

Рукава и трубы пвх для подачи co2

Вопрос подачи газа в помещение сложности не представляет, и каждый решает его самостоятельно. Обычно система распределения состоит из магистрального газопровода из труб (ПВХ или полипропиленовых), пластиковых перфорированных рукавов малого диаметра (50 мм) и подключённых датчиков и контроллера климатических показателей.

Непосредственно к растениям газ поступает через отверстия в рукавах. Рукава за верёвку можно подвесить на любом уровне — на грядках для удобрения корневой системы, на стеллажах и шпалерах для подачи к листьям и точкам роста.

Это даёт возможность точно и экономично дозировать газ практически 100% концентрации в течение дня в нужную область выращивания. Нормы подачи регулируются в зависимости от климатических показателей и суточной, и сезонной динамики фотосинтеза.

Система подачи углекислого газа и генератор для теплиц своими руками: оправдано или нет

Целесообразность изготовления газового генератора самостоятельно следует оценить исходя из своих финансовых и материальных возможностей и трудозатрат.

Кроме установки газогенератора в виде котла с большим выделением тепла, понадобится система доставки газа в помещение теплицы (газопровод), измерительная и контрольная аппаратура. Таким образом, изготовление системы самостоятельно возможно, но оценить её рациональность для малых площадей парников можно лишь с помощью математических расчётов.

Намного проще и дешевле изучить альтернативные источники углекислоты и способы их применения в условиях закрытого грунта. Например, система на сжиженном газе стоит около 2 млн руб., а если использовать газ из баллонов, то стоимость уменьшается в 10 раз.

Система подведения и варианты подачи газа в небольших фермерских или домашних теплицах

Для частных и малых фермерских хозяйств существуют более простые и менее затратные методы подачи газа с учётом площади парников , вида и количества выращиваемых культур.

Способ использование сухого льда имеет ряд недостатков:

• на выполнение процедуры необходимо много времени;
• высокая цена на сухой лед;
• действующее вещество негативно сказывается на здоровье человека;
• концентрацию двуокиси углерода сложно проверить;
• необходимость ежедневно пополнять запасы сухого льда.

5. Применение органики.

Органика — популярное средство удобрения диоксидом углерода в Канаде и странах Европы. Действующие компоненты расфасованы в пластиковые бутылки. Вещество поставляется в сухом виде. Способ эксплуатации довольно простой, не требует специальных навыков и умений.

Минусы:

• емкость нужно периодически встряхивать, не менее 1 раза в 2 суток;
• высокая стоимость составов зарубежного производства;
• отсутствие датчика контроля консистенции газа.

Схема подведения co2 в промышленных теплицах

Система подведения углекислого газа в коммерческих теплицах включает в себя газогенератор, вентилятор, устройство дозирования, газоанализатор и транспортные магистрали. Управление осуществляется с помощью компьютера.

Способы получения CO2:

• технический СО2 из баллонов;
• сжигание метана;
• отработанный газ отопительных установок;
• отработанный газ мини ТЭЦ.