نقش دی اکسید کربن در افزایش محصول
کربن یکی از عناصر مورد نیاز گیاه است که میزان آن در مقایسه با سایر عناصر در حد بالایی قرار دارد. نزدیک به 42 % وزن ماده خشک گیاه را کربن تشکیل می دهد . گیاهان،کربن مورد نیاز خود را از گاز دی اکسید کربن موجود در هوا تامین می کنند. قسمت بیشتر این گاز از طریق روزنه های برگ که به حالت باز هستند وارد گیاه میشوند . وقتی گاز دی اکسید کربنوارد سلولهای گیاه شد، در آنجا به کمک انرژی حاصل از نور خورشید به هیدرات های کربن تولید شده به سایر قسمت های گیاه منتقل میشوند و در ساختار سایر مواد گیاهی شرکت می کند و موادی را که برای رشد و نمو گیاه ضروری هستند تولید میکنند. فرآیندی که در آن دی اکسید کربن به کمک نور خورشید در داخل کلروپلاستهای سبز به مواد هیدرو کربنه قابل استفاده در گیاه تبدیل میشود را فتوسنتز می نامند .
بطور متوسط ، کمی بیش از 3% هوا را دی اکسید کربن تشکیل میدهد که میزان آن در شرایط فعلی 345 قسمت در یک میلیون PPm345 است یعنی در هر یک میلیون کیلو هوا 345 کیلو دی اکسید کربن وجود دارد ، میزان گاز دی اکسید کربن در هوا آزاد بین ppm 400-200 در نوسان است که معمولاً بیشترین میزان یعنی حدود ppm400 در مناطق صنعتی مشاهده میشود. کربن موجود در مواد سوختی در هنگام احتراق تبدیل به دی اکسید کربن میشود. میکروارگانیسم هایی که از بقایای گیاهی یا حیوانی تغذیه میکنند همانند انسان بر اثر عمل تنفس ، گاز دی اکسید کربن متصاعد میکنند. خروج دی اکسید کربن طی واکنشی صورت می گیرد که آنرا تنفس می نامند ،تنفس در حقیقت عکس فتوسنتز است. فرآیندی است که در آن انرژی ذخیره شده بر اثر عمل فتوسنتز، آزاد میشود و این انرژی در فرآیندهای رشد گیاهی از جمله جذب مواد غذایی، مورد استفاده قرار میگیرد.
برای تامین دی اکسید کربن میتوان از سیلندرهای محتوی گاز دی اکسید کربن خالص استفاده کرد به اینصورت که شیر گاز را در طول روز اندکی باز میکنند تا در فضای گلخانه منتشر شود. برای هر 100 متر مربع سطح گلخانه در هر ساعت حدود نیم لیتر گاز مایع و یا 1/4 لیتر نفت خالص برای تولید مقدار گاز کربنیک مورد نیاز در فضای گلخانه بایستی سوزانده شود.
همانطور که میدانیم به میزان ppm300 برای مرتفع ساختن نیاز رشد و نمو گیاهان کافی به نظر میرسد. این میزان برای همه گیاهان یکسان نیست. بعضی از گیاهان نیاز مبرم به غلظت های بالا دارند.
کمبود کربن
وقتی در فضای داخل گلخانه ها،)استان هرمزگان بخصوص منطقه شهرک گلخانه ای سرخون به علت شرایط اقلیمی معتدل با رطوبت اندک در تمام فصول بهره برداری از گلخانه)پاییز، زمستان و اوایل بهار( کلیه دریچه های جانبی وسقفی در طول روز باز هستند ( در فصل زمستان به منظور جلوگیری از اتلاف حرارت، تبادلات هوای داخل گلخانه با بیرون بعلت مسدود بودن آنها به حداقل میرسد و این وضعیت، بخصوص در مناطق سرد و برف خیز میتواند دی اکسید کربن موجود در فضاهای گلخانه توسط فرآیند فتوسنتز ، از هوا گرفته شده و میزان آن در گلخانه بسته ، مرتب کم میشود. به دنبال این تغییر، روند فرآیند فتوسنتز نیزهمسو با آن کاهش یافته و زمانی فرا میرسد که گیاه کلاً از رشد باز می ایستد. یک برگ گیاه آفتابگردان در حال رشد ، میتواند تمام دی اکسید کربن فضای سطح بالای خود را تا ارتفاع 2/4 متری در مدت یک ساعت مصرف کندالبته همه گیاهان این مقدار دی اکسید کربن را مصرف نمی کنند. به هر حال میزان دی اکسید کربن در یک گلخانه بسته ممکن است در مدت چند ساعت به نقطه بحرانی ) پایین ترین حد ( تنزل کند و در نتیجه گیاه از رشد باز بماند غلظتی از دی اکسید کربن که باعث بروز این حالت میشود متغیر است و بستگی کامل به نوع گیاه گلخانه ای دارد. بطور کلی زمانی این حالت اتفاق می افتد که میزان دی اکسید کربن بین ppm 125-50 قسمت در میلیون باشد. اگر این کمبود به مدت چند روز در یک دوره کشت اتفاق افتد ،منجر به طولانی شدن دوره کاشت و کاهش کیفیت محصول میشود. کمبود دی اکسید کربن ممکن است در حوالی گیاه ) سایه انداز( بیش از سایر قسمت ها باشد. از این رو تهویه گلخانه میتواند یکنواختی غلظت دی اکسید کربن را در داخل گلخانه حفظ کند.
اثر تزریق دی اکسید کربن بر گیاه
نتایج حاصل از تحقیقات نشان میدهد ، گیاه وقتی به دی اکسید کربن واکنش نشان میدهد که میزان آن در اتمسفر بیش از ppm300 در بسیاری از گیاهان غلظت pp2000 باعث افزایش رشد شده است که البته به شرایط طبیعی وارثی گیاهان در زمان گذشته برمیگردد که به غلظتهای بیشتر دی اکسید کربن هوا عادت کرده و با آن شرایط سازگار باشد. آزمایشهای متعددی در عرضهای جغرافیایی مختلف بر روی بسیاری از گیاهان گلخانه ای نشان میدهد که افزایش غلظت دی اکسید کربن تا میزان ppm 1500-1000 قسمت در میلیون برای گیاهان مفید است ، غلظت های ppm1500 و بالاتر از آن بر روی گیاهان مختلف اثرات متفاوت مثبت و منفی داشته است البته باید توجه داشت که میزان دی اکسید کربن مورد نیاز برای فتوسنتز ، بستگی کامل و مستقیم به سایر عوامل موثر بر این فرآیند دارد زیرا برای افزایش فرآیند فتوسنتز در غلظتهای بالای دی اکسید کربن نیاز به نور و روشنایی بیشتر است. غلظت های بالای دی اکسید کربن بعلت اثر سمی آن بر گیاه باعث کاهش عملکرد گیاه و سبب کلروزه شدن)اغلب بین رگبرگها( ونکروزه شدن برگها و نهایتاً کاهش محصول میشود. سطح آستانه تغییرات دی اکسید کربن در گیاهان متفاوت است مثلا برای گوجه فرنگی ppm2200 خیار ppm1500 در نقاط مختلف دنیا، تزریق حدود ppm 100-1500 گاز دی اکسید کربن در گلخانه ها متداول است. طبق تحقیقات به عمل آمده افزایش غلظت دی اکسید کربن تا ppm1600 باعث افزایش محصول کاهو به میزان 31% شده است. در تحقیقات دیگر، این میزان دی اکسید کربن در پیش رسی محصول 20% موثر بوده است. در مورد گوجه فرنگی تزریق ppm 100 گاز دی اکسید کربن میزان محصول را تا 48% افزایش داده است، همچنین تزریق همین مقدار بر روی خیارموجب افزایش وزن محصول به میزان 23% گردیده است.با بهره گیری از تزریق دی اکسید کربن به منظور افزایش تحریک رشد در بعضی از گیاهان ، لزومی برای اعمال تغییرات در برنامه ها و تقویم زمانی کشت گیاهان باقی نمی ماند. افزایش غلظت دی اکسید کربن باعث تحریک و افزایش رشد گیاه میشود در نتیجه ممکن است علایم کمبود بعضی از عناصر در گیاه ظاهر میشود. اگر مصرف کود شیمیایی نیز بیشتر شود بطور طبیعی میزان رشد افزایش خواهد یافت نور نیز یکی دیگر از عوامل محدود کننده بشمار میرود.) بر اساس گزارش هوا شناسی درطول سال در بندر عباس بطور متوسط 17 روز آسمان ابری کامل است وقتی شدت نور کم باشد میزان فتوسنتز کاهش می یابد حتی وقتی غلظت دی اکسید کربن به حد لازم افزایش یابد به علت کمی نور، هیچ تاثیری در روند افزایش محصول نخواهد داشت اگر شدت و مقدار نور افزایش پیدا کند و غلظت دی اکسید کربن نیز افزایش یابد ، روند رشد افزایش میابد. وقتی شدت نور از 5500 لوکس بیشتر باشد، افزایش دی اکسید کربن اقتصادی است ولی کمتر از 5500 لوکس مقرون به صرفه نخواهد بود حرارت فیزیکی از عوامل محدود کننده محسوب میشود تامین درجه حرارت مورد نیاز برای رشد یک فاکتور مهم و اساسی بشمار میرود و قبل از اینکه به امر تزریق دی اکسید کربن توجه شود دمای لازم برای رشد گیاه باید فراهم شود. افزایش درجه حرارت روزانه همراه با افزودن غلظت دی اکسید کربن بسیار مفید است . .) نور و حرارت در اقلیم استان هرمزگان عوامل محدود کننده محسوب نمیشوند بلکه پوشش سطوح گلخانه هارا جهت کاهش شدت لوکس نوری ودر نتیجه کاهش دما رنگ پاشی مینمایند .
روش تزریق دی اکسید کربن
با توجه به اینکه تزریق دی اکسید کربن فقط زمانی موثر واقع میشود که امکان فتونسنتز میسر شود از این رو باید تزریق آن در طول روز از طلوع آفتاب تا یکساعت قبل از غروب آفتاب صورت پذیرد از طرفی در زمان تزریق دی اکسید کربن دریچه های تهویه کاملا” بسته باشند با توجه به موقعیت گلخانه و عرض جغرافیایی منطقه، تزریق دی اکسید کربن معمولاً از اواسط آبان تا اواسط فروردین صورت میگیرد. دستگاه های مولد دی اکسید کربن در مرکزگلخانه از سقف آویزان میشوند. روش معمولی افزودن دی اکسید کربن به محیط گلخانه ، سوزاندن نفت، و یا گاز طبیعی است که بوسیله دستگاه های مخصوص مولد صورت میگیرد. به علت شرایط اقلیمی مطلوب منطقه احداث مجتمع گلخانه ای در بندر عباس در فصل زمستان ، نسبت به اقلیم های سرد وبرف خیز، رشد گیاه در زمستان بطئی نبوده ، در نتیجه استفاده از سایر نهاد ه ها ) بذر اصلاح شده ، کود ، آب وسم پاشی بموقع و… موثر در افزایش تولید در واحد سطح به همراه پارامتر های محیطی از جمله نورو روشنایی ، دما ، دی اکسید موجود در هوا به راندمان وبهره وری ایده آلی دست یافت .
