Агротехнология
Досветка без CO₂ выше определённого порога освещённости даёт половину возможного эффекта. Разбираем механизм фотосинтеза, конкретные пороги концентрации, прирост урожайности и как диагностировать что CO₂ — ваше узкое место.
Фотосинтез делится на два последовательных процесса:
Скорость фотосинтеза ограничена медленнейшим из двух процессов. При низкой освещённости узкое место — свет. При высокой — CO₂.
Атмосферная концентрация CO₂ 400 ppm насыщает фотосинтез при освещённости до 15 000-20 000 люкс — пасмурный зимний день без досветки. При включении досветки освещённость поднимается до 30 000-60 000 люкс: световые реакции ускоряются и начинают ждать CO₂ уже через 15-20 минут после рассвета.
В герметичной теплице 500 кв.м с томатом концентрация CO₂ падает с 400 ppm до 200-250 ppm за 1,5-2 часа после рассвета. При 200 ppm скорость фотосинтеза снижается на 30-40% — растение работает на треть мощности при полностью включённой досветке.
О том как рассчитать световой день и DLI под культуру — в материале ниже.
Прирост урожайности при дозировании CO₂ зависит от культуры, базовой освещённости и концентрации. Данные для теплиц с досветкой при освещённости 30 000-50 000 люкс:
Рабочий диапазон концентрации CO₂ для большинства тепличных культур — 800-1200 ppm. Выше 1500 ppm прирост урожайности не увеличивается — фотосинтез насыщается по другим факторам: температуре, питанию, освещённости. При концентрации выше 2000 ppm возможно угнетение роста у огурца из-за закисления клеточного сока.
CO₂ наиболее эффективен в две фазы:
В период досветки при ночных тарифах — когда свет включён ночью — дозирование CO₂ в ночные часы нецелесообразно: фотосинтез ночью не идёт вне зависимости от концентрации CO₂.
О том как строить световой режим с учётом тарифов — в другом материале.
Дозирование CO₂ оправдано не всегда. Три сценария, при которых генератор или баллонная система избыточны.
Освещённость ниже порога световой насыщённости
При освещённости ниже 15 000-20 000 люкс фотосинтез ограничен светом, а не CO₂. Дозирование при такой освещённости не даёт прироста урожайности — CO₂ уже в избытке относительно скорости световых реакций. Это типичная ситуация для теплиц без досветки в пасмурный зимний день или с досветкой низкой мощности. Сначала — свет, потом CO₂.
Открытые форточки и активная вентиляция
При открытых форточках концентрация CO₂ в теплице выравнивается с атмосферной 400 ppm за 15-30 минут. Дозирование в этих условиях — прямые потери: CO₂ уходит наружу быстрее, чем усваивается растениями. Летом при температуре выше +28°С теплица работает с открытыми торцами и форточками большую часть светового дня — дозирование CO₂ в этот период нецелесообразно.
О летнем режиме вентиляции — в материале ниже.
Культуры с низким световым насыщением
Зелень — салат, шпинат, базилик — имеет световое насыщение фотосинтеза на уровне 10 000-15 000 люкс. При этой освещённости атмосферного CO₂ достаточно. Дозирование для зеленных культур даёт минимальный прирост и не окупается.
CO₂ тяжелее воздуха — его молярная масса 44 г/моль против 29 г/моль у воздуха. Без конвекции и перемешивания он оседает в нижней части теплицы. Это создаёт два практических следствия, которые фермеры часто не учитывают при размещении оборудования.
В теплице с активной вентиляцией конвекционные потоки перемешивают воздух — горизонтальные градиенты концентрации минимальны. Но в слабовентилируемых зонах — в нижнем ярусе между рядами, у поверхности грунта — CO₂ накапливается. Датчик, установленный под потолком на высоте 2,5-3 м, показывает концентрацию на 50-150 ppm ниже, чем у листьев нижнего яруса. И наоборот: у листьев верхнего яруса при активном фотосинтезе концентрация может быть на 100-200 ppm ниже показаний потолочного датчика.
Датчик CO₂ устанавливают на высоте 1-1,5 м — в зоне активного листового аппарата, а не под потолком и не у грунта. Это даёт репрезентативный показатель концентрации именно там, где идёт фотосинтез.
При открытых форточках CO₂ вымывается из теплицы за 15-30 минут — быстрее в верхней зоне, медленнее у грунта. При закрытой теплице в пасмурный день без досветки фотосинтез работает на минимуме — концентрация CO₂ снижается медленно и остаётся близкой к атмосферной 400 ppm без выраженного дефицита. Измерять CO₂ в теплице нужно в пиковые часы фотосинтеза — 10-14 часов — а не утром или вечером.
Три признака того, что досветка упирается в CO₂, а не в другой лимитирующий фактор.
Урожайность не растёт при увеличении DLI
Фермер увеличил продолжительность досветки или мощность ламп — DLI вырос с 15 до 20 моль/м²/день — но урожайность осталась на том же уровне или выросла менее чем на 5%. После исключения дефицита питания и корневых стрессов по диагностическим маркерам — это классический признак CO₂-лимитирования.
О том как корневые стрессы маскируются под другие проблемы — в материале ниже.
Листья светлеют при высокой освещённости
При освещённости выше 30 000 люкс и дефиците CO₂ хлоропласты не успевают утилизировать избыточную световую энергию — включается фотозащитный механизм, пигменты деградируют, лист светлеет. Внешне это похоже на дефицит азота или магния, но не поддаётся коррекции питанием. Диагностический маркер: побледнение верхних молодых листьев при нормальном питании и высокой освещённости.
О механизме фотоингибирования — в другом материале.
Замер CO₂ показывает ниже 400 ppm в пиковые часы
Прямой инструментальный маркер. Замер проводят датчиком на высоте 1-1,5 м в зоне листового аппарата в период максимального фотосинтеза — 10-14 часов. Концентрация ниже 400 ppm в закрытой теплице с включённой досветкой означает что растения потребляют CO₂ быстрее, чем он поступает из атмосферы. Концентрация ниже 300 ppm — критический дефицит, фотосинтез подавлен на 40-50%.
Если хотя бы два из трёх признаков присутствуют — CO₂ является лимитирующим фактором и дозирование окупится приростом урожайности уже в текущем обороте.
Понравилась статья?
Получайте новые материалы без поиска
Один полезный разбор в неделю — прямо на почту.
Солома даёт быстрый цикл и предсказуемый результат, лузга — плотнее и тяжелее, опилки требуют стерилизации. Разбираем три субстрата по урожайности, доступности и сложности управления — чтобы выбор субстрата стал выбором производственной модели.
Чем нитратный азот отличается от аммонийного, какое соотношение NO₃⁻ к NH₄⁺ нужно томату в разные фазы, как азот влияет на pH субстрата и какие удобрения выбрать. Конкретные цифры и практические решения.
Шампиньон не плодоносит без бактерии Pseudomonas putida в покровном слое — это не агрономический приём, а биологическая необходимость. Разбираем три функции покровного слоя, состав торф+известь и почему вешенке покровный слой вреден.
Спора — не семя, мицелий — не корни, гриб растёт за счёт воды а не деления клеток. Разбираем жизненный цикл базидиомицетов через агрономические последствия каждого этапа для грибовода.
Можно ли вырастить трюфели в теплице в России и заработать на этом? В статье - разбор технологии, мирового опыта, первых российских попыток и трудностей.
Какие редкие лекарственные растения выгодно выращивать в теплице и сколько на этом можно заработать?
