二氧化碳气肥在大棚黄瓜生产中的应用效果_王维超

二氧化碳气肥在大棚黄瓜生产中的应用效果

王维超，辛寒晓，范学明，李宏云

（山东佐田氏生物科技有限公司，济南 250010）

摘　要：利用酸与碳酸盐产生的二氧化碳法，分析施用二氧化碳气肥后，棚内二氧化碳气体浓度随时间、温度变化规律，以及二氧化碳气肥对黄瓜产量及发病率的影响。结果表明，无论施用CO2棚，还是对照棚内二氧化碳浓度，均随光照时间和温度的提高逐渐降低。但CO2气肥棚降低的幅度远远小于对照，降低幅度可提高，且黄瓜产量与对照棚（未施CO2气肥）相比显著提高，提高幅度达22.5%。综上所述，该研究为二氧化碳气肥的推广，提供理论及实践依据。

关键词：大棚　黄瓜　二氧化碳　气肥

二氧化碳是作物光合作用不可缺少的物质之一。作物生长环境中二氧化碳供应不足，会严重降低作物产量。黄瓜不仅含有丰富的维生素C、胡萝卜素和钾等，还含有能够抑制癌细胞繁殖的成分，而成为大家所钟爱的蔬菜之一。大棚黄瓜种植中，由于气体交换受到限制，棚内二氧化碳含量低于0.03 %，严重影响黄瓜产量。曾有科技人员研究表明，黄瓜较其它蔬菜进行光合作用，所需要的二氧化碳浓度高，如果温室内的二氧化碳含量提高到0.1%时，黄瓜可增产10%～20%。因此，提高棚内二氧化碳浓度，是提高黄瓜产量和品质的有效措施。

二氧化碳气肥利用化学反应迅速产成CO2，解决大棚蔬菜CO2缺乏问题。但，由于我国农业以小规模经营为主，CO2来源受到限制。同时，90%以上的种植户并没有认识到CO2施肥的重要性，因而CO2气肥未能得到广泛推广应用。目前，农用的CO2施肥方式主要有3种：（1）采用瓶装或钢瓶装的二氧化碳，此种产品不仅成本高，而且运输也不便[1]；（2）利用化学反应生成CO2，如用碳酸氨和液体硫酸反应生成CO2，但也存在着虽然价格不高，且生产简便，但液体硫酸存在经销运输不便，且不安全，使用稀释时很危险[2-3]；（3）发酵法，利用作物秸秆发酵产生的二氧化碳，对大棚内二氧化碳进行补充[4-5]，该方法虽能补充二氧化碳，但补充时间和气量不好控制，浓度过高对作物会造成伤害，同时所需设施成本较高[6]。山东佐田氏生物科技有限公司生产的固体二氧化碳气肥，是利用包衣后的硫酸铝和碳酸钙，按一定比例混合，遇水放出CO2的原理进行，该产品具有物理性状好、化学性状稳定、应用安全、方便易操作及肥效长等 特点。

为此，该文研究针对黄瓜棚内施用佐田氏CO2固体气肥，通过测定不同温度下，随着施用时间的增加，CO2的释放量的变化规律，以及观察并计算施用CO2固体气肥，对黄瓜抗病性及产量的影响，查明佐田氏CO2固体气肥的肥效，以期为CO2固体气肥的推广，提供理论及实践依据。

1　材料与方法

1.1　供试材料与试验方法

供试材料的黄瓜品种：京优1号；CO2固体气肥：由山东佐田氏生物科技有限公司研制提供；气体取样器：采用100 mL的玻璃注射器；二氧化碳检测管：河南鹤壁气体检测管厂生产，型号1型，检测范围0.05%～3%。

试验方法：试验于2014年10月～2015年4月，在山东省东阿县姚寨乡蔡楼村蔬菜大棚进行。

试验设置：施CO2气肥棚和不施CO2气肥的对照棚，其中2棚土壤的基本理化性质相同，棚面积均为290 m2。CO2气肥应用的是山东佐田氏生物科技有限公司生产的一种专利产品，其由酸性物质-硫酸铝和轻质碳酸钙分别包衣，并按一定比例混合而成，施用时，遇水发生水解反应，放出纯净的二氧化碳气体，每kg相当于标况下60 ml 二氧化碳气体。CO2棚是预先在大棚内中偏前方放一小塑料桶，里面放大约200 ml水备用。取山东佐田氏生物科技有限公司生产的二氧化碳气肥1.5Kg，平均分到各个预先准备好的塑料桶中。然后，随时间和温度变化，用取样器取大棚内气体，并使用专业检测管检测棚内CO2浓度，并同时测定对照棚内（未施用CO2气肥）CO2浓度。同时，在6月23日对黄瓜抗病性，进行抽样检测，并在生长后期，测定黄瓜产量。

1.2　测定项目与方法

研究利用采用100 ml的玻璃注射器取样100 ml，在2～3 min内，将所取气样，用取样注射器加压，使其全部通过检测管，根据检测管内，色柱上升的高度，读取二氧化碳含量，得到CO2浓度随时间及温度的变化 规律。

1.3　数据处理

数据均用Microsoft Excel 2013进行统计并作图，采用DPS（Data Processing System）7.05统计分析软件，对数据进行差异显著性检验（LSD法）。

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2　结果与分析

2.1　温室CO 2浓度随时间的变化规律

从图1可以得出，由于作物经过一晚的呼吸作用，环境内CO 2浓度较高。但随着棚内光合作用持续进行，棚内CO 2浓度逐渐降低，在中午12∶00时，CO 2浓度降低的幅度最大。对照棚降低幅度为1 100 ppm，其CO 2浓度已低于200 ppm，作物吸收CO 2受阻，光合作用处于停滞状态；此时CO 2气棚降低幅度为500 ppm，CO 2浓度为900 ppm，且温度、光线最好，光合作用能够很好的进行，

图1　温室CO 2浓度随时间的变化规律

图2　温室CO 2浓度随温度的变化规律

有利与黄瓜的生长及产量的提高。同时，在下午15∶00

之后，棚内CO 2浓度降低幅度减缓，

病随呼吸作用的增强，而逐渐提高。

2.2　温室CO 2浓度随温度的变化规律

从图2可以看出，随着温度升高，二氧化碳浓度逐渐下降，在气温超过25℃时，对照棚内二氧化碳浓度急剧下降，低于400 ppm，但施用该产品后，一天内的最高浓度1 600 ppm，最低浓度也在600 ppm 左右，气温超过25℃，二氧化碳浓度也超过1 200 ppm，此时，二氧化碳浓度充足，作物光合作用旺盛，利于生长。

2.3　温室二氧化碳气肥对黄瓜生长及抗病性的影响

由表1可得，施用CO 2气肥后，植株生长旺盛，植株高显著提高，CO 2气棚平均株高为1.74 m，对照株高为1.40 m；CO 2气棚坐果率均显著高于对照棚，其平均坐果率为13.4%，对照棚坐果率为10.5%，比对照坐果率提高27.6%；抽样调查黄瓜灰霉病结果表明，对照和处理棚的发病率分别为38.3%和20.1%，与对照相比，发病率降低率47.5%。CO 2固体气肥的施用，促进了黄瓜的生长，增强了花瓜的抗病性，减少了防治病害的农药喷施次数，降低了成本，提高了经济效益。

2.4　温室二氧化碳气肥对大棚黄瓜产量的影响

在黄瓜的生育前期，施用CO 2气肥，提高了其碳素同化速率，光合产物增加，提高产量，使黄瓜提早上市，增加了菜农的收入。而后期，植株逐渐衰老，叶片功能下降，

光合速率下降，增施CO 2，

气肥增产潜力低于前期。因此，通过施用CO 2气肥，提高黄瓜产量，应重点放在生育前期进行。

3　讨论

CO 2施肥能够有效提高黄瓜的光合作用，能够明显增加黄瓜产量。由于光合作用是黄瓜生产构成的最主要因素，而CO 2是光合作用的主要原料，在影响日光温室蔬菜产量的三大要素中，以CO 2浓度对产量贡献最大。由于温室的相对密闭性，室内土壤有机质分解、微生物呼

表1　二氧化碳肥对大棚黄瓜生长和抗病性的影响

试区株高（m/株）坐果率 %

发病率 %

对照处理对照处理对照处理试验1 1.30 1.629.112.24020试验2 1.53 1.7811.815.64523试验3 1.38 1.8310.512.33018均值

1.40

1.74

10.5

13.4

38.3

20.1

表2　二氧化碳肥对大棚黄瓜产量的影响

试区总产量（kg/hm 2）

增产率对照处理试区1100 135123 18223.1%试区2110 758145 90031.7%试区3105 734138 03230.5%均值

105 542

135 704

28.6%