二氧化碳的施肥技术有哪些

自上个世纪70年代某开始，发达国家就开始应用二氧化碳增施技术，并取得了显著的经济效益，目前二氧化碳技术在欧洲、北美以及日本都得到了大规模的推广应用，在美国有50%~70%的温室作物、荷兰80%以上的温室作采用了二氧化碳增施设备。

1、用CO2施肥的必要性

1.1光合作用的原理

光合作用是植物、藻类和某些细菌，在可见光的照射下，利用光合色素，将二氧化碳（或硫化氢）和水转化为有机物，并释放出氧气（或氢气）的生化过程。植物光合作用的实质是把CO2和H?O转变为有机物，把光能转变成ATP中活跃的化学能再转变成有机物中的稳定的化学能。光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段。

光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，首先水在光和叶绿体中的色素的催化下发生光解反应2H?O→4[H]+O?，其中的产物氢离子能够在叶绿体的基质上合成还原型辅酶Ⅱ（NADPH），为暗反应提供还原剂，同时NADPH同样可以为暗反应提供能量；然后在光、酶和叶绿体中的色素的催化下，ADP合成 ATP：ADP+Pi→ATP，为暗反应提供能量。所以，光反应为暗反应提供了还原剂和能量。CO2的浓度对光反应无显著影响。

暗反应发生在叶绿体基质上，不同的植物暗反应的过程不一样，按CO2的固定这一过程的不同可分为C3、C4和CAM三种类型。下面是以最常见的C3的反应类型来简述的暗反应的过程，首先是CO2的固定：CO2通过气孔进入植物细胞内，然后自由扩散到有着五碳化合物（C5）的叶绿体上，两者发生反应生成三碳化合物（C3）（其反应式为CO2+ C5→2 C3）；其次是CO2的还原：在酶和NADPH及ATP供能的条件下，C3反应生成有机物(CH2O)，并还原出C5（其反应式为2 C3+[H] →(CH2O)+C5），被还原出的C5继续按上述过程参与暗反应卡尔文循环。由此可见，二氧化碳是绿色植物制造有机物的主要原料之一，其浓度的高低直接影响光合速率。

1.2增施CO2气肥的原因

据测定，绿色植物每合成1克有机物质，需要吸收1.6克CO2，植物中所积累的干物质有90%来自光合作用的产物。一亩农作物对CO2的用量相当于8-12万立方米空气中的CO2，而植物正常进行光合作用时周围环境中CO2浓度为300毫克／升，显然这远远不能满足作物优质高产的需要。露地增施CO2气肥又不切实际，棚室封闭的环境使CO2气体施肥成为可能，同时，这也是保护地高产优质栽培所不可缺少的重要措施之一。

据测定，温室、大棚内空气中的CO2浓度以日出前为最高，可以达到500～600ppm。虽然夜间植物停止了光合作用对CO2的消耗，但是呼吸作用仍在进行，而且土层微生物活动以及有机物的分解等，都会放出CO2致使其不断积累。日出后，CO2浓度因光合作用的进行而迅速下降，经过个把小时，CO2的浓度就降低到了和外界空气相等的水平。如果这时开始通风，那么随着内外空气的交换，室内的CO2浓度就可基本上保持与室外空气CO2浓度相似的水平。若CO2的浓度降至100毫克／升以下时，植物光合作用减弱，生长发育则受到严重影响。由于在寒冷季节里无法通风换气，室内CO2的浓度随着时间的推移将会下降到作物无法正常进行光合作用的水平，出现CO2 “饥饿症”，从而使产量和品质下降。由此可见，在难以进行通风换气的严寒季节，CO2施肥尤有必要。

在保护地内增施CO2，从生理上将，解决了保护地内作物的碳饥饿，提高了光合效率，增加了干物质；从形态上看，增施CO2可促进营养生长和生殖生长，使茎粗增加，叶片增多，长势旺盛，结果数增多；从抗逆性上看，提高了抗逆性和抗病性。