Перевод единиц освещенности

единицы освещенности	данные измерений и расчетов
освещенность (кЛк)	2	6	13	25	40
мощность лучистого потока (Вт/м2)	10	30	70	120	>200

В соответствии с изменениями освещенности разработаны рекомендации по поддержанию оптимальных концентраций СО₂ (Табл. 6):

Таблица 6

Рекомендуемые концентрации со2 при возделывании овощных культур (ppm)

Освещенность (кЛк)	томаты	огурцы
3	500	400
6	600	550
12	750	700
25	700-900	900
40	1000	1000-1200

Реальное изменение концентрации со2 в воздухе теплицы

Молекулярная масса углекислого газа Mr(_СО2) = 12 + 32 = 44. Известно, что воздух — это смесь газов, средняя молекулярная масса которых составляет 29. Сравним относительную молекулярную массу углекислого газа и воздуха, то есть определим легче или тяжелее СО₂ воздуха: Mr(CO₂₎ 44

D = = = 1.52

Mr(возд) 29

Из приведенных расчетов видим, что углекислый газ почти вдвое тяжелее воздуха, что позволяет ответить на вопрос: над или под растениями должны располагаться «отверстия» для подачи СО₂? Ответ зависит от эффекта, который мы хотим получить.

Из-за того, что углекислый газ тяжелее воздуха, подкормки этим газом имеют некоторую «инерционность», то есть без искусственного перемешивания воздуха углекислый газ перемещается в верхний горизонт воздуха более постепенно, чем «легкие» газы. Этим объясняется расположение в Голландских теплицах пластиковых «рукавов» для подачи СО₂ растениям над поверхностью растений. Однако, следует отметить, что это сопровождается и проведением таких же рукавов по поверхности почвы и в середине — между средними листьями. Нагреваясь, СО₂ более быстро перемещается вверх, скорость передвижения его около верхних листьев (при поднимании его с поверхности почвы) выше, чем у нижних. Повышение температуры увеличивает ассимиляцию СО₂, поэтому можно встретить (Голландия, Германия) рекомендации о подогреве поступающего СО₂. Подогрев СО₂ при расположении точки подачи углекислого газа над растениями приводит к увеличению потерь СО₂. В тоже время, расположение рукавов над верхушками растений (реально и на уровне 2/3 высоты растений) объяснимо молекулярной массой — СО₂ будет первоначально опускаться вниз.

Рассмотрим, от чего зависит процесс изменения концентрации СО₂ в тепличном воздухе (Рис. 51). Несмотря на значительное количество исследований этого вопроса, реально можно отметить, что научное обоснование проблемы очень слабо развито. Много разногласий относительно того, какую концентрацию считать оптимальной, какой режим подачи использовать, в какое время дня подкармливать растения.

Рис. 51 Основные факторы изменения концентрации СО₂ в тепличном воздухе.

В работах Гуляева (1976, 1988) разработаны модели динамики изменения СО₂ в теплице при создании избытка углекислого газа (10000 ppm) в процессе подкормок. Рассмотрим график изменения концентрации СО₂ в воздухе теплиц при закрытых и открытых фрамугах, обеспечивающих вентиляцию (перемешивание воздуха и эмиссию СО₂) (Рис 52).

0 период изменения (час)

Рис. 52. Изменение концентрации СО₂ в тепличном воздухе при полностью закрытых фрамугах (1), при открытых наполовину фрамугах (2), при полностью открытых фрамугах (3)

Данная зависимость отражает изменение содержания углекислого воздуха при «разовой подаче» СО₂. На самом же деле, заполнение воздуха теплицы углекислым газом происходит достаточно медленно, (Гуляев, 1976) (Рис. 53).

CO₂ 1

800 ppm

600 ppm 2

400 ppm

Рис. 53. Скорость повышения концентрации СО₂ в теплице при отсутствии растений (1) и при фотосинтезирующих растениях (Интенсивность фотосинтеза 2.8 г/м^2. час, скорость подачи СО₂-8.4 кг СО₂/час)

Представленный выше рисунок показывает, что заполнение теплицы углекислым газом процесс динамический. Интенсивность «выедания» создаваемой концентрации СО₂ определяется освещенностью растений. Существуют расчеты, определяющие скорость подачи СО₂ в теплицу при разной освещенности (Рис. 54). Время на заполнение теплицы зависит не только от освещенности, но и от степени герметичности теплицы. Коэффициент герметичности теплиц определяется долей открытости фрамуг для проветривания. При полностью закрытых фрамугах можно использовать невысокую скорость подачи СО₂. При открывании фрамуг скорость подачи, необходимой для заполнения того же объема теплицы за то же самое время, возрастает.

Скорость 20 3

подачи СО₂

(кг/час)

12

2

4 1

2клк 4клк 6 клк

освещенность

Рис. 54. Скорость подачи углекислого газа в теплицу при разной освещенности и разной герметичности теплицы:

1- теоретически абсолютно герметичная теплица (все фрамуги закрыты);

2-фрамуги закрыты, но коэффициент герметичности ниже;

3-все фрамуги открыты на 50%.

Для создания высокой концентрации СО₂ в теплице требуется время и большие затраты СО₂.

С повышением концентрации СО₂ резко возрастают неэффективные затраты СО₂. В связи с этим идея экономической целесообразности поддержания уровня СО₂ в теплице выше 1000 ppm в настоящее время не поддерживается.

Часто следуют представлениям о том, что вследствие незначительного поглощения СО₂ растениями при освещенности ниже 3 клк, подкормку следует производить после достижения этой освещенности и прекращать при освещенности более 5 клк. Для сокращения времени наполнения теплиц углекислым газом в начале подкормки рекомендуется удвоенная скорость его подачи в течение 30 мин.