美國(guó)的切花生產(chǎn)一直到20世紀(jì)70年代初期都較為流行，那時(shí)花壇植物的生產(chǎn)還剛剛起步。當(dāng)從美國(guó)的研究機(jī)構(gòu)聽到或看到CO2施肥研究的正面報(bào)道后，許多切花種植者已經(jīng)開始采用CO2施肥。使用CO2施肥后，種植者發(fā)現(xiàn)作物生長(zhǎng)加快、長(zhǎng)勢(shì)壯健、產(chǎn)量與質(zhì)量都提高了。然而種植者又很快發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他們進(jìn)行CO2施肥時(shí)，同時(shí)應(yīng)增加施肥、提高溫室內(nèi)溫度并增加灌溉次數(shù)。

當(dāng)美國(guó)溫室產(chǎn)業(yè)從切花生產(chǎn)轉(zhuǎn)移為盆栽作物和花壇作物生產(chǎn)后，種植者逐漸對(duì)CO2的興趣減少了。另外由于能源危機(jī)對(duì)溫室生產(chǎn)的打擊巨大，能源價(jià)格增長(zhǎng)了，因此僅有少部分種植者（主要是玫瑰種植者）還使用CO2施肥。

什么是CO2

CO2存在于自然界的空氣中，在大氣中濃度為330～340 μmol/mol，它是植物進(jìn)行光合作用的原料之一，無色、不可燃燒且比空氣密度大。標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下CO2固化點(diǎn)為-109.3 ℉（-78℃）。在大氣壓下，固態(tài)CO2具有不通過液態(tài)而直接氣化的特性。

光合作用與CO2

光合作用是植物在酶催化劑和葉綠素的作用下，利用太陽(yáng)光能，把CO2和水進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生可用化學(xué)能的一種生化過程。光合作用的產(chǎn)物是碳水化合物（糖和淀粉）、水、氧氣以及復(fù)雜的化合物。

CO2濃度不足會(huì)導(dǎo)致植物生長(zhǎng)緩慢。在春秋冬季節(jié)，種植者通常會(huì)為了保持室內(nèi)溫度而增加關(guān)窗時(shí)間。因此，開窗通風(fēng)時(shí)間減少導(dǎo)致了溫室空氣中的大部分CO2被消耗掉。這樣溫室中CO2濃度會(huì)降低到大氣CO2正常濃度之下，室內(nèi)逐漸降低的CO2濃度也就可能成為溫室中植物生長(zhǎng)發(fā)育的限制因素。這就是溫室在冬天也需要進(jìn)行開窗通風(fēng)的原因。

研究顯示，在白天光照時(shí)間內(nèi)，將溫室CO2濃度增加到大氣濃度的3～5倍，將會(huì)大幅度提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，并且縮短作物的生長(zhǎng)時(shí)間。

何時(shí)使用CO2施肥

研究顯示，在春秋冬季的9：00～15：00，溫室內(nèi)的CO2濃度常常不足。在白天光照的任何時(shí)段里，如果溫室CO2濃度很低，光合作用會(huì)受到抑制，并且最終會(huì)影響植物生長(zhǎng)。這段時(shí)間如果采用CO2施肥就可以克服CO2濃度不足的問題。

如果溫室夜間使用了HID人工補(bǔ)光，則夜間增加CO2濃度能促進(jìn)穴盤苗的生長(zhǎng)發(fā)育。以菊花為例，菊花在幼苗生長(zhǎng)期（花蕾期之前）比成熟期更喜CO2，其他植物與菊花對(duì)CO2的反應(yīng)類似。因此種植者可以在植物成熟期后停止CO2施肥。

增加多少CO2合適

對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育效果最好的CO2濃度增加值究竟是多少，不同研究機(jī)構(gòu)的研究結(jié)果有所差別。其中原因很多，但是根據(jù)研究成果和溫室生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，CO2施肥濃度還是具有一些普遍規(guī)律的，例如，種植者需保持溫室CO2濃度在600～1500 μmol/mol之間。需嚴(yán)格將CO2濃度控制在10000 μmol/mol以下。否則CO2濃度過高不僅會(huì)造成浪費(fèi)，而且會(huì)造成溫室工作人員頭痛與反應(yīng)遲鈍等癥狀。

CO2來源

CO2有許多不同的來源。其中一個(gè)來源是通過室內(nèi)外通風(fēng)從溫室外新鮮空氣中獲得CO2。其他來源包括有機(jī)質(zhì)分解、壓縮CO2氣體、干冰、液態(tài)CO2以及不同燃料（丙烷、天然氣或煤油）的燃燒產(chǎn)物等。許多種植者從鍋爐燃料產(chǎn)生的廢氣中提取CO2。為了達(dá)到此目的，需使用特殊的凈化裝置從廢氣中提純CO2，然后把收集的CO2氣體添加到溫室中。對(duì)于所有使用礦物燃料鍋爐的溫室來說，必須有足夠的氧氣進(jìn)行燃燒，這樣可以避免燃燒廢氣中乙烯、SO2等有毒氣體濃度過高，對(duì)植物或人造成有害影響。

光照、溫度與肥料

與CO2一樣，光照、溫度與肥料也可能成為限制植物生長(zhǎng)的因素。舉例來說，如果某個(gè)特定作物適宜的CO2濃度為800～1000 μmol/mol，而光照、溫度或肥料中任何一項(xiàng)沒有達(dá)到相應(yīng)的水平，則植物生長(zhǎng)仍然會(huì)受到限制，并且CO2施肥的效果也不能發(fā)揮到最好。因此，必須了解作物的光照需求。在不灼傷作物葉片與花瓣的前提下，盡量提高光照強(qiáng)度。在CO2施肥的情況下，溫室內(nèi)需要更高的溫度，一般晚上溫度17～18℃。白天溫室27℃。當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到27～28℃時(shí)，需進(jìn)行開窗通風(fēng)，并在天窗開啟寬度達(dá)10 cm時(shí)，自動(dòng)或手動(dòng)關(guān)閉CO2發(fā)生器。

施肥程序也需進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，適當(dāng)增加施肥量。在CO2施肥的情況下，作物生長(zhǎng)加快，植物需要更多的肥料與水分。因此在提高CO2濃度的同時(shí)需一直增加施肥量，施肥量的多少可以通過土壤測(cè)試與葉面分析后確定，一些種植者甚至在進(jìn)行CO2施肥后，增加了1倍的施肥量。因此為了獲取最大的產(chǎn)量，應(yīng)避免任何影響生長(zhǎng)的因素變成抑制因素。

注意事項(xiàng)

種植者日益習(xí)慣于增施CO2，獲取作物生長(zhǎng)“上限”收益，但在使用時(shí)需注意相關(guān)事項(xiàng)：①濃度問題。若空氣中CO2濃度過高，會(huì)導(dǎo)致人們肺喪失清除血液中CO2的功能，長(zhǎng)時(shí)間吸入含有高濃度CO2的空氣會(huì)造成窒息。因此應(yīng)將溫室內(nèi)CO2的濃度控制在適宜的范圍內(nèi)。②安全使用CO2發(fā)生器。每個(gè)CO2發(fā)生器均需有安全控制裝置，包括點(diǎn)火失敗安全閥、燃料自動(dòng)開關(guān)電磁閥、氣體過濾器、精細(xì)壓力表以及在引燃失效時(shí)關(guān)閉燃?xì)獾臒犭娕奸_關(guān)等。采購(gòu)CO2發(fā)生器的燃料時(shí)，應(yīng)選用為產(chǎn)生CO2而設(shè)計(jì)的專用燃料，避免供應(yīng)商提供的燃料中硫含量過高。燃燒不充分的燃?xì)膺M(jìn)入溫室會(huì)給植物造成嚴(yán)重的傷害，會(huì)導(dǎo)致植物不開花、不結(jié)果、非正常生長(zhǎng)以及許多其他問題。溫室中燃燒器、燃燒爐或鍋爐使用的不恰當(dāng)會(huì)造成溫室氣體污染。這通常是由于在燃燒過程中O2供應(yīng)不足造成的，其他原因還包括燃?xì)鈬娮於氯?、偏心燃燒、點(diǎn)火延遲、油氣泄漏與燃?xì)鈮翰环€(wěn)定等。以上任何1個(gè)因素都會(huì)造成燃燒不完全等問題，從而導(dǎo)致有害氣體污染溫室。這些有害氣體超過一定濃度并持續(xù)一段時(shí)間后，會(huì)對(duì)作物造成葉面斷脆、葉脈平行、壞死斑點(diǎn)、葉脈之間的壞斑、扭曲生長(zhǎng)等傷害。

CO2施肥利于花壇植物種植嗎

當(dāng)然有利！花壇植物，如天空葵、矮牽?；?、萬壽菊、西紅柿、萵苣及其他許多作物，均受益于CO2施肥，植物幼苗生長(zhǎng)加速、生長(zhǎng)時(shí)間縮短、產(chǎn)品質(zhì)量提高。其中幼苗生長(zhǎng)期受CO2施肥的影響最大、效果最好，特別是從種子萌動(dòng)到發(fā)芽階段，CO2施肥可以收到立竿見影的效果。因此育苗生產(chǎn)者可以充分利用CO2施肥，特別是在天竺葵桿插苗生根期、穴盤苗移栽時(shí)使用。

需要注意的是，采用CO2施肥后，所有的生產(chǎn)管理計(jì)劃表都需相應(yīng)調(diào)整。植物在高濃度CO2的溫室環(huán)境中生長(zhǎng)會(huì)加快，因此需要細(xì)心安排生產(chǎn)計(jì)劃表。

CO2施肥系統(tǒng)的費(fèi)用

即使在當(dāng)今能源短缺的前提下，安裝與運(yùn)行CO2施肥系統(tǒng)的花費(fèi)也并不高。CO2發(fā)生器的價(jià)格大約1.00～1.25美元/m2，這是一次性的技資，設(shè)備維護(hù)費(fèi)很少。

在北美地區(qū)，CO2施肥通常在每年10月～次年4月的9：00～16：00使用，每年使用時(shí)間約為1000 h。不論采用液態(tài)CO2，還是燃料如煤油、丙烷及天然氣等燃燒方式，CO2施肥每年的運(yùn)行費(fèi)大約為1.00～1.50美元/m2。

如果僅從增加作物產(chǎn)量與提高質(zhì)量方面看，CO2施肥的經(jīng)濟(jì)效益是毫無疑問的。但是具體情況還要取決于市場(chǎng)，看顧客是否愿意高價(jià)購(gòu)買高質(zhì)量的產(chǎn)品。隨著大型連鎖超市的收購(gòu)價(jià)逐年降低，產(chǎn)品價(jià)格輕微增長(zhǎng)也會(huì)顯得太貴。投資CO2施肥系統(tǒng)以前種植都需先了解市場(chǎng)供應(yīng)和價(jià)格情況后再做決定。

摘自《溫室及設(shè)備管理》

更多有關(guān)CO2施肥技術(shù)可參看《農(nóng)業(yè)工程技術(shù)（溫室園藝）》2016年2月第4期“本期策劃”欄目。