دی‌اکسید کربن (CO2) در گلخانه
راهنمای جامع مدیریت و بهینه‌سازی
فهرست مطالب
|
1. اهمیت دی‌اکسید کربن (CO2) در گلخانه
مدیریت دی‌اکسید کربن (CO2) در گلخانه، یک گام اساسی برای کاهش هزینه‌ها، افزایش بهره‌وری، و بهبود رشد گیاهان است CO2 به عنوان یک عامل کلیدی در فرایند فتوسنتز، نقش حیاتی در تولید قندها و انرژی مورد نیاز برای رشد گیاهان ایفا می‌کند.
فتوسنتز یک واکنش شیمیایی است که در آن گیاهان با استفاده از نور خورشید، CO2 و آب، قند تولید می‌کنند. این قندها از طریق فرایند تنفس برای رشد گیاه استفاده می‌شوند. افزایش سطح CO2 در گلخانه می‌تواند به بهبود گل‌دهی، کاهش سقط جوانه، تقویت ساقه‌ها و افزایش اندازه گل‌ها کمک کند.
2. تأثیر غلظت دی‌اکسید کربن بر رشد گیاه
نمودار سطح CO2 و فتوسنتز نشان می‌دهد که گیاهان در غلظت کمتر از ppm 200 قادر به فتوسنتز کافی نیستند و رشد متوقف می‌شود. در حالی که افزایش CO2 تا ppm 300 (سطح معمول در اتمسفر) رشد را بهبود می‌بخشد، غنی‌سازی سطح CO2 می‌تواند سرعت رشد را تا دو برابر یا بیشتر افزایش دهد.
نمودارشماره 1 – سطح CO2 و فتوسنتز
شب‌ها، غلظت CO2 به دلیل تنفس گیاهان افزایش می‌یابد، اما با شروع روز و جذب CO2 از طریق فتوسنتز، این مقدار به شدت کاهش می‌یابد. این کاهش می‌تواند سطح مورد نیاز گیاهان را به خطر بیندازد، خصوصاً در زمستان که سطح CO2 به زیر ppm 200 می‌رسد.
نمودارشماره 2 – سطح CO2 در شبانه روز
3. غنی‌سازی دی‌اکسید کربن در گلخانه
غنی‌سازی CO2 فرآیندی است که در آن دی‌اکسید کربن به محیط گلخانه اضافه می‌شود تا فتوسنتز و رشد گیاهان بهینه شود. این روش در گلخانه‌های مدرن بسیار رایج است و می‌تواند مزایای متعددی داشته باشد:
- افزایش تولید و کیفیت محصولات
- بهبود کارایی مصرف آب
- تقویت سیستم ریشه و جذب مواد مغذی بیشتر
- کاهش هزینه‌های گرمایش در زمستان
تصویر1 – گلخانه غنی‌شده با CO2
تصویر2 – محصولات غنی‌شده با CO2
4. روش‌های غنی‌سازی دی‌اکسید کربن
- استفاده از کمپوست
- گاز خروجی از سوخت‌های فسیلی
- گازهای حاصل از انرژی‌های تجدیدپذیر
- تهویه طبیعی یا اجباری
- CO2 مایع خالص
انتخاب روش مناسب غنی‌سازی بستگی به نوع گلخانه و نیازهای آن دارد. کنترل دقیق سطح CO2 برای جلوگیری از سمیت گیاهان) بالاتر از (ppm 2000و تأمین محیطی ایمن برای کارکنان (کمتر از (ppm 4000 ضروری است.
تصویر3 – گیاه غنی‌شده با CO2
5. رابطه دما، CO2 و فتوسنتز
غلظت دی‌اکسید کربن و دما تأثیر مستقیمی بر نرخ فتوسنتز دارند. افزایش CO2 در دماهای مختلف، تا یک نقطه خاص، نرخ فتوسنتز را افزایش می‌دهد. پس از رسیدن به این نقطه، نرخ فتوسنتز ثابت می‌ماند و دما به عامل تعیین‌کننده تبدیل می‌شود.
نمودار 4 – رابطه دما، CO2 و فتوسنتز
| میزان دما | میزان CO2 | نرخ فتوسنتز |
| 30 درجه سانتی‌گراد | 1 واحد | 1.5 واحد |
| 20 درجه سانتی‌گراد | 2.4 واحد | 1.5 واحد |
| 10 درجه سانتی‌گراد | 3.5 واحد | 1.5 واحد |
6. مزایای افزایش و کنترل CO2 در گلخانه
- افزایش رشد و سرعت گل‌دهی محصولات سریع‌تر به بلوغ می‌رسند و کمیت و کیفیت محصول افزایش می‌یابد.
- کاهش هزینه‌ها کاهش مصرف انرژی و آب به دلیل افزایش بهره‌وری.
- تقویت مواد مغذی غنی‌سازی CO2 جذب مواد مغذی را افزایش می‌دهد.
با نظارت دقیق و مدیریت سطح دی‌اکسید کربن، گلخانه‌داران می‌توانند محصولاتی با کیفیت بالا تولید کنند و بهره‌وری گلخانه را به حداکثر برسانند.
7. نتیجه‌گیری:
مدیریت صحیح دی‌اکسید کربن یکی از ارکان اساسی موفقیت در گلخانه‌ها است. این فرآیند نه تنها به بهبود رشد و کیفیت محصول کمک می‌کند، بلکه به کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری کلی سیستم گلخانه نیز منجر می‌شود.
محصولات گرمایش گلخانه‌ای انرژی نیز با استفاده از تکنولوژی روز دنیا در جهت افزایش بازدهی گلخانه‌ها و کاهش هزینه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
8. مطالعه بیشتر
فتوحی، م.، مروتی، الف. و زارعی، غ. (1393). تاثیر غلظت های مختلف (CO2) و سطوح مختلف ورمی کمپوست بر عملکرد و اجزاء گیاه فلفل. دومین همایش ملی کاربرد علوم و فناوری های نوین در کشاورزی،منابع طبیعی و محیط زیست.
وکیلی بسطام, ش. (1399). اثر افزایش دی‌اکسیدکربن بر بهبود کمیت و کیفیت محصول گوجه‌فرنگی در کشت گلخانه‌ای. سبزیجات گلخانه ای, 3(2), 19-24.
Karim, M. F., Hao, P., Nordin, N. H. B., Qiu, C., Zeeshan, M., Khan, A. A., & Shamsi, I. H. (2020). Effects of CO2 enrichment by fermentation of CRAM on growth, yield and physiological traits of cherry tomato. Saudi Journal of Biological Sciences, 27(4), 1041.
Li, Y., Ding, Y., Li, D., & Miao, Z. (2018). Automatic carbon dioxide enrichment strategies in the greenhouse: A review. Biosystems engineering, 171, 101-119