Sự tăng trưởng và sức khỏe của thực vật là kết quả của quá trình quang hợp, trong đó năng lượng của mặt trời được thực vật sử dụng kết hợp với carbon dioxide (CO2) và nước để tổng hợp chất hữu cơ, đồng thời giải phóng oxy. Do đó, carbon dioxide là một trong ba thành phần chính chịu trách nhiệm cho sự phát triển của thực vật. 

Carbon dioxide hiện diện ở nồng độ khoảng 340 ppm trong khí quyển. Tuy nhiên, đây là mức trung bình và nồng độ thực tế ở một vị trí nhất định có thể thay đổi. Những thay đổi về khí hậu có thể gây ra sự thay đổi từ bốn đến tám phần trăm nồng độ carbon dioxide hàng ngày hoặc theo mùa do tăng hoặc giảm bức xạ mặt trời, nhiệt độ, độ ẩm và sự di chuyển của các mặt trận bão.

Khí cacbonic
Carbon dioxide

Sự thay đổi Carbon Dioxide trong nhà kính 

Trong một nhà kính đầy thực vật, nồng độ carbon dioxide sẽ tương đương nồng độ bên ngoài xung quanh trong ngày miễn là có hệ thống thông gió. Nồng độ carbon dioxide tăng lên vào buổi tối vì thực vật không sử dụng carbon dioxide để quang hợp và hô hấp. Trong khoảng thời gian có ánh sáng không có thông gió, nồng độ carbon dioxide có thể giảm xuống dưới mức môi trường xung quanh, đặc biệt là trong các nhà kính được đóng kín. 

Trong suốt mùa đông, nồng độ Carbon dioxide có thể dễ dàng giảm xuống dưới 340 ppm xuống còn 150 đến 200 ppm trong những giờ có ánh sáng mặt trời, điều này có tác động tiêu cực đáng kể đến cây trồng. Việc thông gió vào ban ngày có thể làm tăng mức carbon dioxide gần hơn với môi trường xung quanh nhưng không bao giờ quay trở lại mức 340 ppm của môi trường xung quanh. Mức carbon dioxide cực thấp khoảng 100 ppm sẽ ngăn chặn hoàn toàn sự hấp thụ và phát triển của carbon dioxide. Sự cạn kiệt chỉ xảy ra vào ban ngày, gây ra bởi quá trình quang hợp (hấp thụ CO2 cần ánh sáng). 

Bổ sung carbon dioxide được coi là phương pháp duy nhất để khắc phục sự thiếu hụt này và việc tăng mức trên 340 ppm có lợi cho hầu hết các loại cây trồng. Mức carbon dioxide tăng lên sẽ rút ngắn thời gian sinh trưởng (5 đến 10%), cải thiện chất lượng và năng suất cây trồng, cũng như tăng kích thước và độ dày của lá.

Carbon dioxide bị giảm trong nhà kính
Carbon dioxide bị giảm trong nhà kính

Xem thêm: Nhà kính kín: Có đáng để đầu tư

Bổ sung Carbon Dioxide trong nhà kính

Bổ sung carbon dioxide là quá trình bổ sung thêm carbon dioxide trong nhà kính, giúp tăng khả năng quang hợp của cây trồng. Bổ sung carbon dioxide còn được gọi là “làm giàu carbon dioxide” hoặc “bón phân carbon dioxide” .

Mặc dù lợi ích của nồng độ carbon dioxide cao đã được công nhận từ lâu, nhưng những tiến bộ trong công nghệ mới và tự động hóa trong ngành công nghiệp nhà kính đã làm tăng đáng kể nhu cầu bổ sung carbon dioxide. Với sự phát triển của hệ thống chiếu sáng được cải thiện, kiểm soát môi trường và cân bằng chất dinh dưỡng, lượng carbon dioxide là yếu tố hạn chế duy nhất cho sự phát triển tối đa của thực vật.

 Nếu không có thêm carbon dioxide tinh khiết, hàm lượng carbon dioxide trong khí quyển trong nhà kính có thể giảm xuống dưới 50 phần trăm trong một số trường hợp hàm lượng bình thường của nó trong không khí. Sự thiếu hụt carbon dioxide này làm giảm hiệu quả quang hợp và có thể có một số tác động tiêu cực đến sức khỏe và sự phát triển của cây trồng trong nhà kính. 

Ngoài ra, trong 10 năm qua, các nhà khoa học đã ghi ​​những người trồng trong nhà kính niêm phong nhà kính của họ nhằm nỗ lực kiểm soát hóa đơn sưởi ấm trong mùa đông. Một kết quả rõ ràng của việc niêm phong chặt chẽ nhà kính là giảm mức độ carbon dioxide trong nhà kính xuống dưới mức môi trường xung quanh được tìm thấy ngoài trời. Do đó, giữ cho các điều kiện sinh trưởng lý tưởng khác, bổ sung carbon dioxide có thể cải thiện sự phát triển của cây trồng. 

Tuy nhiên, việc bổ sung carbon dioxide không phải lúc nào cũng giúp tăng lợi nhuận trong nhà kính do các yếu tố hạn chế khác như mức độ thích hợp của chất dinh dưỡng, nhiệt độ, nước và ánh sáng. Người trồng phải hiểu rằng nếu có một yếu tố giới hạn cho sản xuất thì việc tăng một yếu tố riêng lẻ không phải lúc nào cũng làm tăng sản lượng chung. Chỉ khi người trồng đang cung cấp tất cả các yếu tố khác và yếu tố hạn chế duy nhất trong chế độ sản xuất là carbon dioxide, thì việc bổ sung carbon dioxide mới làm tăng sản lượng.

Vai trò của carbon dioxide với quang hợp
Vai trò của carbon dioxide với quang hợp

Ưu điểm và nhược điểm

Tùy thuộc vào giống cây trồng được trồng, việc cung cấp thêm carbon dioxide có thể có một số tác dụng có lợi bao gồm ra hoa sớm hơn, năng suất quả cao hơn, cải thiện sức mạnh của thân và kích thước hoa. 

ổ sung carbon dioxide khi còn nhỏ giúp giảm số ngày trưởng thành và cây có thể được thu hoạch sớm hơn. Trong sản xuất hoa, carbon dioxide bổ sung làm tăng số lượng và kích thước của hoa, làm tăng giá trị bán hàng do chất lượng sản phẩm cao hơn.

Khi nào cần bổ sung Carbon Dioxide

Nói chung, các hệ thống làm giàu carbon dioxide nên được bật khi mặt trời mọc và tắt vài giờ trước khi mặt trời lặn; tuy nhiên, có thể cần làm giàu carbon dioxide bổ sung nếu sử dụng ánh sáng bổ sung được sử dụng vào ban đêm để đảm bảo mức thích hợp. Nhìn chung, thời gian sản xuất cây trồng từ cuối mùa thu đến đầu mùa xuân làm tăng nhu cầu làm giàu carbon dioxide tiềm ẩn vì nó trùng với tốc độ thông gió giảm do nhiệt độ không khí ngoài trời lạnh hơn.

Xem thêm: Ánh sáng trong nhà kính

Nồng độ Carbon Dioxide khuyến nghị

Mức độ tăng nồng độ carbon dioxide tùy thuộc vào loại cây trồng, cường độ ánh sáng, nhiệt độ, thông gió, giai đoạn sinh trưởng của cây trồng và tính kinh tế của cây trồng. Đối với hầu hết các loại cây trồng, điểm bão hòa sẽ đạt được vào khoảng 1.000 đến 1.300 ppm trong những điều kiện lý tưởng. Mức carbon dioxide vượt quá phạm vi này có ít tác động tích cực bổ sung và mức vượt quá 1.500 ppm có thể cản trở sự phát triển của thực vật

Nguồn Carbon Dioxide

Ứng dụng thực tế của carbon dioxide bổ sung cho nhà kính thường đòi hỏi một nguồn carbon dioxide tương đối tinh khiết, hệ thống phân phối và hệ thống giám sát và kiểm soát có khả năng duy trì mức đã đặt. Các nguồn carbon dioxide thực tế hơn bao gồm quá trình đốt cháy nhiên liệu sạch, thường là khí propan hoặc khí tự nhiên hoặc carbon dioxide nguyên chất trong bể. 

Tính kinh tế của thiết bị và chi phí nhiên liệu thường quyết định các lựa chọn về kích thước và vị trí nhà kính. Khí cacbonic nặng hơn không khí. Do đó, các hệ thống phân phối nên duy trì đủ nhiễu loạn để giữ cho carbon dioxide bổ sung trộn đều với không khí nhà kính. Các hệ thống giám sát và kiểm soát khác nhau về mức độ phức tạp nhưng có thể đo mức carbon dioxide tại một số địa điểm trong nhà kính, so sánh nồng độ hiện tại với một điểm đã đặt.

Máy phát carbon dioxide

Máy tạo khí carbon dioxide sử dụng nhiên liệu hydrocarbon (ví dụ: khí tự nhiên, propan và dầu hỏa) là những nguồn carbon dioxide phổ biến trong nhà kính. Một số nhà sản xuất chế tạo đầu đốt trong đó có thể sử dụng khí tự nhiên hoặc propan, cũng như các thiết bị có đầu ra điều chỉnh được. Lượng carbon dioxide được tạo ra phụ thuộc vào loại và độ tinh khiết của nhiên liệu. Công suất đầu đốt carbon dioxide nằm trong khoảng từ 20.000 đến 60.000 Btu mỗi giờ và có thể tạo ra 8,2 pound carbon dioxide mỗi giờ bằng cách đốt khí tự nhiên.

Máy tạo khí Carbon dioxide
Máy tạo khí Carbon dioxide

Bổ sung Carbon Dioxide lỏng

Carbon dioxide lỏng là một cách bổ sung thay thế khác. Carbon dioxide lỏng được lưu trữ trong bể điều áp, thường ngay bên ngoài nhà kính. Carbon dioxide tinh khiết được vận chuyển với số lượng lớn bằng xe tải đến nhà kính và được lưu trữ trong các bể làm lạnh. Carbon dioxide được nén ở trạng thái lỏng và phải được hóa hơi thông qua các thiết bị hóa hơi trước khi vào nhà kính. Hệ thống phân phối carbon dioxide lỏng trong nhà kính được thiết kế và lắp đặt đơn giản hơn.

Kiểm soát mức độ Carbon Dioxide trong nhà kính

Các hình thức kiểm soát lượng khí carbon dioxide đơn giản hơn sử dụng đồng hồ thời gian hoặc cảm biến ánh sáng để bật máy tạo carbon dioxide vào buổi sáng và tắt vào buổi tối. Vào ban ngày, máy tạo khí carbon dioxide sẽ tự động tắt khi bật quạt thông gió. Trong trường hợp thông gió trên mái nhà, các công tắc cơ học được lắp đặt trên các quạt thông gió để cho phép máy tạo khí carbon dioxide chỉ hoạt động khi các lỗ thông hơi được đóng lại. 

Các hệ thống phun carbon dioxide tinh vi hơn thường bao gồm một máy tạo carbon dioxide, hệ thống điều khiển và hệ thống giám sát “phản hồi” để theo dõi mức carbon dioxide trong nhà kính. Thiết bị giám sát thường là máy phân tích khí hồng ngoại (IRGA : infra-red gas analyzer).

Máy đo Carbon dioxide IRGA
Máy đo Carbon dioxide IRGA

( Nguồn tham khảo: https://www.greenhouse-management.com/greenhouse_management)

55 thoughts on “Công nghệ và vận hành nhà kính: 3. Carbon Dioxide trong nhà kính

  1. Pingback: Giá thể cho cây trồng trong nhà kính | MÀNG PHỦ NHÀ KÍNH

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *