二氧化碳：植物生长原料

美国的切花生产一直到20世纪70年代初期都较为流行，那时花坛植物的生产还刚刚起步。当从美国的研究机构听到或看到CO2施肥研究的正面报道后，许多切花种植者已经开始采用CO2施肥。使用CO2施肥后，种植者发现作物生长加快、长势壮健、产量与质量都提高了。然而种植者又很快发现，当他们进行CO2施肥时，同时应增加施肥、提高温室内温度并增加灌溉次数。

当美国温室产业从切花生产转移为盆栽作物和花坛作物生产后，种植者逐渐对CO2的兴趣减少了。另外由于能源危机对温室生产的打击巨大，能源价格增长了，因此仅有少部分种植者（主要是玫瑰种植者）还使用CO2施肥。

什么是CO2

CO2存在于自然界的空气中，在大气中浓度为330～340 μmol/mol，它是植物进行光合作用的原料之一，无色、不可燃烧且比空气密度大。标准大气压下CO2固化点为-109.3 ℉（-78℃）。在大气压下，固态CO2具有不通过液态而直接气化的特性。

光合作用与CO2

光合作用是植物在酶催化剂和叶绿素的作用下，利用太阳光能，把CO2和水进行化学反应而产生可用化学能的一种生化过程。光合作用的产物是碳水化合物（糖和淀粉）、水、氧气以及复杂的化合物。

CO2浓度不足会导致植物生长缓慢。在春秋冬季节，种植者通常会为了保持室内温度而增加关窗时间。因此，开窗通风时间减少导致了温室空气中的大部分CO2被消耗掉。这样温室中CO2浓度会降低到大气CO2正常浓度之下，室内逐渐降低的CO2浓度也就可能成为温室中植物生长发育的限制因素。这就是温室在冬天也需要进行开窗通风的原因。

研究显示，在白天光照时间内，将温室CO2浓度增加到大气浓度的3～5倍，将会大幅度提高作物的产量和质量，并且缩短作物的生长时间。

何时使用CO2施肥

研究显示，在春秋冬季的9：00～15：00，温室内的CO2浓度常常不足。在白天光照的任何时段里，如果温室CO2浓度很低，光合作用会受到抑制，并且最终会影响植物生长。这段时间如果采用CO2施肥就可以克服CO2浓度不足的问题。

如果温室夜间使用了HID人工补光，则夜间增加CO2浓度能促进穴盘苗的生长发育。以菊花为例，菊花在幼苗生长期（花蕾期之前）比成熟期更喜CO2，其他植物与菊花对CO2的反应类似。因此种植者可以在植物成熟期后停止CO2施肥。

增加多少CO2合适

对作物生长发育效果最好的CO2浓度增加值究竟是多少，不同研究机构的研究结果有所差别。其中原因很多，但是根据研究成果和温室生产的经验，CO2施肥浓度还是具有一些普遍规律的，例如，种植者需保持温室CO2浓度在600～1500 μmol/mol之间。需严格将CO2浓度控制在10000 μmol/mol以下。否则CO2浓度过高不仅会造成浪费，而且会造成温室工作人员头痛与反应迟钝等症状。

CO2来源

CO2有许多不同的来源。其中一个来源是通过室内外通风从温室外新鲜空气中获得CO2。其他来源包括有机质分解、压缩CO2气体、干冰、液态CO2以及不同燃料（丙烷、天然气或煤油）的燃烧产物等。许多种植者从锅炉燃料产生的废气中提取CO2。为了达到此目的，需使用特殊的净化装置从废气中提纯CO2，然后把收集的CO2气体添加到温室中。对于所有使用矿物燃料锅炉的温室来说，必须有足够的氧气进行燃烧，这样可以避免燃烧废气中乙烯、SO2等有毒气体浓度过高，对植物或人造成有害影响。

光照、温度与肥料

与CO2一样，光照、温度与肥料也可能成为限制植物生长的因素。举例来说，如果某个特定作物适宜的CO2浓度为800～1000 μmol/mol，而光照、温度或肥料中任何一项没有达到相应的水平，则植物生长仍然会受到限制，并且CO2施肥的效果也不能发挥到最好。因此，必须了解作物的光照需求。在不灼伤作物叶片与花瓣的前提下，尽量提高光照强度。在CO2施肥的情况下，温室内需要更高的温度，一般晚上温度17～18℃。白天温室27℃。当室内温度达到27～28℃时，需进行开窗通风，并在天窗开启宽度达10 cm时，自动或手动关闭CO2发生器。

施肥程序也需进行相应调整，适当增加施肥量。在CO2施肥的情况下，作物生长加快，植物需要更多的肥料与水分。因此在提高CO2浓度的同时需一直增加施肥量，施肥量的多少可以通过土壤测试与叶面分析后确定，一些种植者甚至在进行CO2施肥后，增加了1倍的施肥量。因此为了获取最大的产量，应避免任何影响生长的因素变成抑制因素。

注意事项

种植者日益习惯于增施CO2，获取作物生长“上限”收益，但在使用时需注意相关事项：①浓度问题。若空气中CO2浓度过高，会导致人们肺丧失清除血液中CO2的功能，长时间吸入含有高浓度CO2的空气会造成窒息。因此应将温室内CO2的浓度控制在适宜的范围内。②安全使用CO2发生器。每个CO2发生器均需有安全控制装置，包括点火失败安全阀、燃料自动开关电磁阀、气体过滤器、精细压力表以及在引燃失效时关闭燃气的热电偶开关等。采购CO2发生器的燃料时，应选用为产生CO2而设计的专用燃料，避免供应商提供的燃料中硫含量过高。燃烧不充分的燃气进入温室会给植物造成严重的伤害，会导致植物不开花、不结果、非正常生长以及许多其他问题。温室中燃烧器、燃烧炉或锅炉使用的不恰当会造成温室气体污染。这通常是由于在燃烧过程中O2供应不足造成的，其他原因还包括燃气喷嘴堵塞、偏心燃烧、点火延迟、油气泄漏与燃气压不稳定等。以上任何1个因素都会造成燃烧不完全等问题，从而导致有害气体污染温室。这些有害气体超过一定浓度并持续一段时间后，会对作物造成叶面断脆、叶脉平行、坏死斑点、叶脉之间的坏斑、扭曲生长等伤害。

CO2施肥利于花坛植物种植吗

当然有利！花坛植物，如天空葵、矮牵牛花、万寿菊、西红柿、莴苣及其他许多作物，均受益于CO2施肥，植物幼苗生长加速、生长时间缩短、产品质量提高。其中幼苗生长期受CO2施肥的影响最大、效果最好，特别是从种子萌动到发芽阶段，CO2施肥可以收到立竿见影的效果。因此育苗生产者可以充分利用CO2施肥，特别是在天竺葵杆插苗生根期、穴盘苗移栽时使用。

需要注意的是，采用CO2施肥后，所有的生产管理计划表都需相应调整。植物在高浓度CO2的温室环境中生长会加快，因此需要细心安排生产计划表。

CO2施肥系统的费用

即使在当今能源短缺的前提下，安装与运行CO2施肥系统的花费也并不高。CO2发生器的价格大约1.00～1.25美元/m2，这是一次性的技资，设备维护费很少。

在北美地区，CO2施肥通常在每年10月～次年4月的9：00～16：00使用，每年使用时间约为1000 h。不论采用液态CO2，还是燃料如煤油、丙烷及天然气等燃烧方式，CO2施肥每年的运行费大约为1.00～1.50美元/m2。

如果仅从增加作物产量与提高质量方面看，CO2施肥的经济效益是毫无疑问的。但是具体情况还要取决于市场，看顾客是否愿意高价购买高質量的产品。随着大型连锁超市的收购价逐年降低，产品价格轻微增长也会显得太贵。投资CO2施肥系统以前种植都需先了解市场供应和价格情况后再做决定。

摘自《温室及设备管理》

更多有关CO2施肥技术可参看《农业工程技术（温室园艺）》2016年2月第4期“本期策划”栏目。