whatsapp call admin

مقاله در مورد فتوسنتز

word قابل ویرایش
26 صفحه
8700 تومان
87,000 ریال – خرید و دانلود

فتوسنتز

یکی از اختلافات عمده بین گیاهان و حیوانات در کره زمین، توانایی گیاهان برای ساخت داخلی غذای خودشان می باشد. یک گیاه برای تولید غذای مورد نیاز خود به انرژی حاصل از تابش آفتاب، دی اکسید کربن موجود در هوا و آب موجود در خاک نیازمند است. اگر هر یک از این اجزاء دچار کمبود شود، فتوسنتز یا همان تولید غذا متوقف خواهد شد. در واقع اگر هر یک از این عوامل برای مدت زیادی قطع شود، گیاه از بین خواهد رفت.

هر گونه بافت گیاه سبز، توانایی انجام فرآیند فتوسنتز را داراست. کلروپلاست ه در سلولهای گیاه سبز، حاوی رنگدانه های سبزی هستند که کلروفیل نامیده می شوند و انرژی نور را به تله می اندازند. با این وجود برگها (با توجه به ساختار بخصوصشان) عمده ترین قسمت برای تولید غذا می باشند. بافتهای داخلی حاوی سلولهایی با مقادیر فراوان کلروپلاست می باشند؛ که در یک نظم و ترتیب خاص، به راحتی به آب و هوا اجازه جابجایی می دهند. لایه های اپیدرمی محافظ بالایی و پایینی برگها، حاوی تعداد زیادی دهانه می باشند که؛ از دو سلول نگهبان بخصوص در هر سمت تشکیل شده اند. سلولهای نگهبان، جابجایی (ورود دی اکسیدکربن و خروج اکسیژن و بخار آب از برگها) گازهای درگیر در فتوسنتز را کنترل می کنند. اپیدرمی های پایینی برگها به طور طبیعی، حاوی بیشترین تعداد دهانه می باشند.

 

تنفس :
کربوهیدرات های ساخته شده در طول فرآیند فتوسنتز، تنها وقتی برای گیاه با ارزش هستند؛ که به انرژی تبدیل شده باشند. این انرژی در فرآیند ساخت بافتهای جدید مورد استفاده قرار می گیرد. فرآیند شیمیایی که طی آن قند و نشاسته تولید شده در فرآیند فتوسنتز، به انرژی تبدیل می شود؛ تنفس نامیده می شود. این فرآیند مشابه سوزاندن چوب یا زغال سنگ برای تولید حرارت یا انرژی می باشد.
اگر اکسیژن محدود شود یا در دسترس گیاه قرار نگیرد، تنفس یا متابولیسم ناهوازی

رخ خواهد داد. تولیدات حاصل از این واکنش، اتیل الکل یا اسید لاتیک و دی اکسید کربن می باشد. این فرآیند به عنوان فرآیند تخمیر یا اثر پاستور شناخته می شود*. این فرآیند در صنایع لبنیات کاربرد فراوان دارد. هم اکنون باید واضح باشد که تنفس عکس فرآیند فتوسنتز می باشد. بر خلاف فتوسنتز، فرآیند تنفس در طول شب نیز به خوبی روز صورت می گیرد. تنفس در کلیه اشکال زندگی و در همه سلولها صورت می گیرد. آزاد شدن دی اکسید کربن اندوخته شده و گرفتن اکسیژن همواره در سطح سلول اتفاق می افتد. در ادامه مقایسه ای بین فتوسنتز و تنفس آمده است.

فتوسنتز:
تولید غذا می نماید
انرژی را ذخیره می کند
در سلول هایی که حاوی کلروپلاست هستند رخ می دهد
اکسیژن آزاد می کند
آب مصرف می نماید
دی اکسید کربن مصرف می نماید
در روشنایی صورت می پذیرد

تنفس :
غذا رابرای تولید انرژی گیاه به مصرف می رساند
انرژی آزاد می کند
در همه سلولها صورت می گیرد
اکسیژن را مورد استفاده قرار می دهد
آب تولید می نماید
دی اکسید کربن تولید می نماید
در تاریکی هم به خوبی صورت می پذیرد

تعرق:
تعرق فرآیندی است که در طی آن گیاه آب از دست می دهد. عمدتاً این کار از طریق دهانه برگها صورت می گیرد. تعرق فرآیندی ضروری است که حدود ۹۰% از آب وارد شده به گیاه از طریق ریشه ها را مورد استفاده قرار می دهد.۱۰% باقیمانده آب در واکنشهای شیمیایی و در بافتهای مختلف گیاه به مصرف می رسد. فرآیند تعرق برای حمل مواد معدنی ازخاک به گیاه، خنک نمودن گیاه در فرآیند تبخیر و نیز برای جابجایی قند و مواد شیمیایی گیاه کاملاً ضروری است. مقدار آب ازدست رفته گیاه به چندین فاکتور محیطی از جمله دما، رطوبت، وزش باد یا جابجایی هوا وابسته است. با افزایش دما و یا جابجایی هوا، رطوبت نسبی کاهش یافته و این باعث می شود که سلولهای نگهبان در برگها، دریچه های استومتا را باز کنند؛ به این ترتیب نرخ تعرق افزایش می یابد

.

دی اکسید کربن در گلخانه
سالهای زیادی است که به منافع غنی سازی دی اکسید کربن در گلخانه ها، برای افزایش رشد و تولید گیاهان پی برده شده است. دی اکسید کربن یکی از ضروری ترین اجزاء فتوسنتز می باشد. همانطور که در بخش قبل اشاره شد، فتوسنتز یک فرآیند شیمیایی است که انرژی نور

خورشید را برای تبدیل دی اکسید کربن و آب به مواد قندی در گیاهان سبز مورد استفاده قرار می دهد؛ سپس این مواد قندی در خلال تنفس گیاه برای رشد آن مورد استفاده قرار می گیرند. اختلاف بین نرخ فتوسنتز و تنفس، مبنایی برای میزان انباشتگی ماده خشک در گیاهان می باشد. در تولید گلخانه ای، هدف همه پرورش دهندگان، افزایش ماده خشک و بهینه سازی اقتصادی محصولات می باشد. دی اکسید کربن با توجه به بهبود رشد گیاهان، باروری محصولات راافزایش می دهد. بعضی از مواردی که باروری محصولات به وسیله غنی سازی دی اکسید کربن افزایش داده می شود عبارتند از :
گلدهی قبل از موعد
بازده میوه دهی بالاتر
کاهش جوانه های ناقص در گلها
بهبود استحکام ساقه گیاه و اندازه گل

بنابراین پرورش دهندگان گل و گیاه باید دی اکسید کربن را به عنوان یک ماده مغذی در نظر بگیرند.
برای اکثر محصولات گلخانه ای، میزان خالص فتوسنتز به واسطه بالا بردن میزان دی اکسید کربن از ppm 340 تا ppm1000 افزایش می یابد. آزمایش های صورت گرفته بر روی بیشتر گیاهان نشان داده است که با افزایش میزان دی اکسید کربن تا ppm1000 فتوسنتز به اندازه ۵۰% افزایش خواهد یافت. البته برای بعضی از گیاهان اضافه کردن دی اکسید کربن تا ppm 1000 در نورکم، از لحاظ اقتصادی، توصیه نمی شود. برای بعضی دیگر از گیاهان مانند گل لاله ، هیچ پاسخی نسبت به اضافه کردن دی اکسید کربن مشاهده نشده است. دی اکسیدکربن در خلال باز شدن دهانه ای، توسط فرآیند پخش به گیاه وارد می شود. استومتاها سلولهای اختصاصی هستند که به طور عمده در قسمت زیرین برگها و در لایه بیرونی قرار گرفته اند. باز و بسته شدن این سلولها اجازه می دهد که معاوضه گازها صورت گیرد. تغلیظ ۲CO دراطراف برگها، بالا گیری دی اکسید کربن در گیاهان را قویاً تحت تأثیر قرار می دهد. تغلیظ بیشتر ۲CO، منجر به بالا گیری بیشتر ۲CO در گیاهان می شود. سطح نور، دمای برگها و دمای هوای محیط، رطوبت نسبی، تنش آبی، غنی سازی دی اکسید کربن و میزان اکسیژن موجود در هوا و برگها از جمله فاکتورهای محیطی

هستند که باز و بسته شدن استومتا را کنترل می نمایند.
غلظت دی اکسید کربن موجود در هوای محیط چیزی در حدود ppm340 (از لحاظ حجمی) می باشد. همه گیاهان در این شرایط به خوبی رشد می نمایند؛ اما بواسطه بالا رفتن غلظت ۲CO تا۱۰۰۰ ppm، نرخ فتوسنتز نیز افزایش خواهد یافت؛ که در نهایت منجر به افزایش مواد قندی و کربو هیدراتهای قابل دسترس برای رشد گیاهان می شود. هر گونه گیاه سبز درحال رشد در یک گلخانه کاملاً بسته (که اصلاً تهویه نمی شود و یا اینکه تهویه کمی دارد) غلظت دی اکسید کربن را در طول روز به کمتر از ppm200 کاهش می دهد. کاهش در نرخ فتوسنتز، هنگامی که غلظت ۲CO از ppm 340 به ppm 200 می رسد، برابر است با افزایش آن هنگامی که غلظت ۲CO از ppm 340 به ppm 1300 می رسد. با یک حساب سرانگشتی در می یابیم که افت سطح دی اکسید کربن به پایینتر از سطح محیط تأثیرات بسیار بیشتری نسبت به افزایش آن به بالاتر از سطح محیط خواهد داشت.
در گلخانه های جدید و به بخصوص در سازه های دو جداره که نفوذ هوای بیرون کاهش یافته است؛ غلظت دی اکسید کربن در زمانهای بخصوصی از سال به راحتی می تواند به پایینتر از ppm 340 افت نماید. این موضوع تأثیرات منفی قابل توجهی برروی رشد گیاهان خواهد داشت. تهویه مناسب در طول روز می تواند میزان دی اکسید کربن را تا نزدیکی سطح محیطی آن بالا ببرد؛ اما میزان آن هرگز به سطح محیطی ppm340 باز نخواهد گشت. تأمین دی اکسید کربن تنها روش غلبه بر این اختلاف سطح و افزایش غلظت ۲CO به بالاتر از ppm 340 است؛ که برای اکثر محصولات گلخانه ای پر منفعت می باشد. میزان غنی سازی دی اکسید کربن به نوع محصول، شدت نور، دما، تهویه، مرحله رشد گیاه و ملاحظات اقتصادی بستگی دارد. نقطه اشباع دی اکسید کربن در غلظتی حدود ۱۰۰۰ تا ppm 1300 حاصل می شود. غلظت کمتری (۸۰۰ تا ppm1000) برای محصولاتی مانند گوجه فرنگی، خیار، فلفل و کاهو توصیه می شود. افزایش غلظت دی اکسید کربن دوره رشد گیاه را کوتاه می نماید (۵ تا۱۰ درصد)، کیفیت و بازده محصول را بهبود می بخشد و همچنین اندازه و ضخامت برگها را افزایش می دهد.
منابع دی اکسید کربن: دی اکسید کربن را می توان از سوزاندن سوختهای پایه کربن مانند گاز طبیعی، پروپان، نفت سفید و یا اینکه مستقیماً از تانکهای مخصوص نگهداری دی اکسید کربن خالص تهیه نمود. البته هر یک از منابع فوق الذکر دارای مزایا و معایب بالقوه ای می باشند. وقتی که گاز طبیعی، پروپان یا نفت سفید سوزانده می شود، تنها دی اکسید کربن تولید

نمی شود؛ بلکه همراه با آن حرارت نیز تولید می شود، که به طور طبیعی موجب گرم شدن سیستم می شود. باید توجه داشت که احتراق ناقص یا سرایت مواد سوختی به داخل گلخانه، می تواند منجر به از بین رفتن گیاهان شود. اکثر منابع گاز طبیعی و پروپان دارای مقدار کمی (به اندازه کافی پایین) آلودگی می باشند. باید توجه داشت، در سوختی که برای تأمین دی اکسید کربن مورد استفاده قرار می گیرد، مقدار سولفور بیشتر از ۰٫۰۲% (از لحاظ وزنی) نباشد. احتراق سوختها همچنین منجر به تولید رطوبت می شود. برای گاز طبیعی به ازای هر متر مکعب گاز سوخته شده، kg 1.4 بخار آّب تولید می شود. در مورد پروپان، مقدار رطوبت تولید شده به ازاء هر کیلوگرم دی اکسید کربن، کمی پایین تر از گاز طبیعی است.

گاز طبیعی، پروپان و سوختهای مایع در ژنراتورهای مخصوص دی اکسیدکربن سوزانده می شوند. اندازه دستگاهها (Btu تولید شده) و اندازه جریان هوای افقی در گلخانه، تعداد و موقعیت این دستگاهها را تعیین می نماید. مهمترین مشخصه این مشعلها این است که؛ سوخت باید به طور کامل سوزانده شود. بعضی از کارخانجات مشعلهایی ساخته اند که می تواند هم گازطبیعی و هم پروپان را مورد استفاده قرار دهد. به علاوه این واحدهای تولید ۲CO دارای خروجی قابل تنظیم هستند. اشکال بالقوه این سیستم این است که حرارت و بخار آب تولید شده ممکن است موجب تأثیر موضعی بر دما و شیوع بیماریها در گلخانه شود.
به عنوان یک پیشنهاد، می توان قسمتی از گاز دودکش بویلر گاز طبیعی، مربوط به سیستم حرارتی آب داغ، را به عنوان وسیله ای جهت تأمین دی اکسید کربن به داخل گلخانه هدایت نمود. البته این سیستم باید به چگالنده گاز دودکش، که برای تأمین این هدف طراحی شده است، مجهز باشد.
نکته قابل توجه این است که همه بویلرها (بخصوص بویلرهای قدیمی) برای این کار طراحی نشده اند. بویلرهای گاز طبیعی باید احتراق تمیزی داشته باشند؛ اکسیدهای نیتروژن (NOx) و اتیلن تولید نکنند و یا حداقل، مقدار آنها در محصولات احتراق کم باشد.
در این سیستم، لوله های گاز در جایی که بویلر به لوله دودکش متصل شده است، بیرون کشیده می شوند. واحد های چگالنده برای کاهش دما و رطوبت گاز ورودی به گلخانه طراحی می شوند. یک سیستم کنترل مانیتوری، پیوسته محافظت ایمنی لوله گاز را برای کنترل سطح مونو اکسید کربن انجام می دهد. سطح مجاز مونو اکسیدکربن (CO) در لوله گاز چیزی بین ۶ تا ppm 10 است. یک هواکش ظرفیت پایین که دارای مکش کلی کمی است، حجم ثابتی از گاز را مکش می نماید. یک هواکش دیگر برای اختلاط گازهای دودکش با هوای گلخانه مورداستفاده قرار می گیرد؛ و در پایان این مخلوط به داخل گلخانه هدایت می شود. این سیستم شرایطی را فراهم می نماید که دی اکسید کربن از پایین به میان محصولات هدایت شده و قبل از خروج از منافذ و دریچه ها، در میان گیاهان به سمت بالا حرکت نماید. سیستم تحویل باید به گونه ای طراحی شده باشد که توزیع یکسانی را در سراسر گلخانه در بر داشته باشد.
می توان یک سیستم حرارتی آب داغ را برای افزایش بازده و نیز تأمین دی اکسید کربن در طول روز (هنگامی که نیازی به حرارت وجود ندارد) به یک تانکر عایق جهت ذخیره آب داغ مجهز نمود. حرارت تولید شده در طول روز به وسیله تانکر آب داغ ذخیره شده و در هنگام شب بر حسب نیاز مورد استفاده قرار می گیرد.
تأمین دی اکسید کربن با استفاده از گاز دودکش در تابستان، حرارت ذخیره بسیار بیشتری از آنچه که به هنگام شب مورد نیاز است، حاصل می نماید. در طول ماههایی از تابستان، از آنجا که دمای محیط بیرون به هنگام شب اغلب بالاتر از ۲۲ درجه سانتیگراد می باشد، حرارت ذخیره شده مورد نیاز نیست؛ در این موقعیت باید کاربرد دی اکسید کربن را محدود نمود.

دی اکسید کربن مایع (حتی با وجود اینکه معمولاً گرانتر است) مورد پسند بسیاری از پرورش دهندگان گل و گیاه قرار گرفته است. مزایای عمده استفاده از دی اکسید کربن مایع عبارتند از :
خلوص فراورده
عدم تولید حرارت و رطوبت
عدم نگرانی از زیان رساندن به محصولات
کنترل بهتر غلظت دی اکسید کربن در گلخانه
انعطاف در وارد کردن دی اکسید کربن به گلخانه در هر زمان منتقل می گردد. تانکرهای نگهداری مخصوص (که معمولاً از فروشنده اجاره می شود)، برای هر واحد گلخانه مورد نیاز است. دی اکسید کربن متراکم به صورت مایع می باشد و باید توسط یک واحد تبخیرکن، تبخیر شود.
سیستم توزیع دی اکسید کربن مایع در محیط گلخانه، از لحاظ طراحی و نصب ساده تر می باشد. اکثر استفاده کنندگان از این سیستم، لوله های پلی وینیل کلراید (pvc) انعطاف پذیر۱۸ میلیمتری را مورد استفاده قرار می دهند. این لوله ها باید در فواصل مناسب سوراخ شده باشند. برای یک بهره برداری کوچک ممکن است دی اکسید کربن توسط کپسول فراهم گردد.
هنگامی که فرد گلخانه دار برای پرورش گیاهان از کود حیوانی یا دیگر مواد ارگانیک استفاده می کند، غلظت دی اکسید کربن در گلخانه بواسطه فرآیند تفکیک افزایش خواهد یافت. مقدار تولید شده به پایداری کود حیوانی و فعالیت میکروارگانیسم ه، که مواد ارگانیک را به دی اکسید کربن تبدیل می کنند، وابسته است. البته تولید ۲CO از کود حیوانی تنها برای حدود یک ماه قابل توجه می باشد. در بعضی از موارد رشد ارگانیک پوشش میانی گیاه مانند الیاف نارگیل، غلظت دی اکسید کربن را در طول شب به حدود ppm 1200 افزایش خواهد داد. این موضوع معمولاً مشکلی ایجاد نمی کند؛ چراکه غلظت دی اکسید کربن در روشنایی روز به طور کاملاً سریع افت می نماید.
تراز های تکمیلی برای دی اکسید کربن :
امروزه اکثر پرورش دهندگان شرایط محیطی گلخانه را به وسیله حسگرهای متصل به یک کامپیوتر مرکزی، برای یکپارچه سازی فاکتورهای محیطی مختلف، کنترل می نمایند. یک کنترل کننده دی اکسید کربن، که معمولاً یک آنالیزگر گازی مادون قرمز ( IRGA ) می باشد، برای نمایش و کنترل حداقل و حداکثر غلظت دی اکسید کربن در گلخانه مورد استفاده قرار می گیرد. واحد IRGA را می توان به تنهایی یا مثل اکثر موارد در اتصال با یک کامپیوتر کنترل کننده محیط بکار برد. در مورد اخیر، کامپیوتر کنترل کننده محیط برای کنترل میزان دی اکسید کربن در اجماع با سطح نور، مرحله تجدید هوا، و سرعت جریان هوا مورد استفاده قرار می گیرد؛ البته واحد IRGA به یک کالیبراسیون روزمره برای اطمینان از دقت اندازه گیری نیازمند است.
نرخ تأمین دی اکسیدکربن وابسته به پاسخ محصولات و ملاحظات اقتصادی می باشد. در حالت کلی تأمین دی اکسیدکربن به اندازه ppm 1000 در طول روز، هنگامی که دریچه ها بسته است، توصیه می شود. هنگامی که دریچه ها به اندازه ۱۰% باز می شوند، می توان تأمین دی اکسیدکربن را قطع یا به مقدار ۴۰۰ تا ppm 600 کاهش داد. برای به دست آوردن بازده اقتصادی بالاتر می توان غلظت دی اکسیدکربن را با توجه به میزان نور تنظیم نمود.

موارد زیر تدابیر توصیه شده برای پروش دهندگان سبزیجات می باشد :
در روزهای آفتابی در حالیکه دریچه هابسته هستند، میزان دی اکسیدکربن را به اندازه ۱۰۰۰ ppm تأمین نمایید.
در روزهای ابری، هنگامی که میزان نور پایینتر از ۲watt/m 40 می باشد، تأمین دی اکسیدکربن را تنها به اندازه ppm 400 در نظر بگیرید. ی اکسیدکربن را به طور ثابت در ppm 1000 در نظر می گیرند. کامپیوتر کنترل کننده محیط را می توان با توجه به میزان نور، برای تنظیم غلظت دی اکسیدکربن برنامه ریزی کرد؛ اما هنگامی که دریچه ها بیش از ۱۰% باز می شوند و یا با فرارسیدن مرحله دوم از عملیات فن های خروجی، میزان دی اکسیدکربن را باید در مقدار ppm 400 ثابت نمود.
از آنجا که به هنگام شب هیچ فتوسنتزی رخ نمی دهد، طبیعتاً احتیاجی به تأمین دی اکسید کربن نمی باشد. در واقع تغلیظ دی اکسید کربن در نتیجه تنفس گیاه صورت خواهد گرفت. بنابراین مشاهده غلظت دی اکسیدکربن در حدود ۵۰۰ تا ppm 600 در اوایل صبح نباید غیر عادی به نظر برسد.
دی اکسیدکربن در یک گلخانه به وسیله مبادله طبیعی هوا و فتوسنتز کاهش می یابد.
مبادله طبیعی هوا :
دزرها و منافذ در گلخانه اجازه می دهند هوای بیرون، که تنها دارای ppm 340 دی اکسید کربن می باشد، به داخل گلخانه نفوذ کند. یک مقدار میانگین برای نفوذ هوا در یک گلخانه می تواند به اندازه تعویض هوای کامل در یک ساعت باشد. برای جبران این رقیق سازی و تثبیت میزان دی اکسید کربن در ppm 1300 ، باید ۲m100/2 kg CO0.37 در هر ساعت به محیط گلخانه اضافه شود.
باید توجه داشت که برای ارتفاع و عرض بیشتر گلخانه، باید مقدار مزبور را تصحیح نمود. یک گلخانه که دارای پهنای بیشتری نسبت به گلخانه دیگر با همان ارتفاع باشد، حجم هوای نفوذی بیشتری خواهد داشت. برای گلخانه هایی که دارای پوشش دو جداره (دو جداره پلی اتیلن یا اکریلیک) هستند، مقدار نفوذ هوا به اندازه ۴/۱ تا ۳/۱ حجم هوای گلخانه در یک ساعت را می توان انتظار داشت. برای گلخانه هایی که دارای تهویه اجباری هستند، اگر فن ها در حال کار باشند، غلظت دی اکسید کربن در مقدار کمتری تثبیت خواهد شد.
فتوسنتز :
گیاهان در طول فرآیند فتوسنتز دی اکسید کربن را مورد استفاده قرار می دهند. نرخ مصرف باتوجه به نوع محصولات، شدت نور، دما، مرحله رشد گیاه و میزان مواد مغذی متفاوت خواهد بود. یک مقدار میانگین مصرف به اندازه ۲m100/hr/kg 0.24-0.12 محاسبه شده است. نرخ بالاتری از مصرف در صورتی که روز کاملاً آفتابی باشد وگیاهان کاملاً سبز باشند صورت خواهد گرفت.
وقتی که این دو عامل با هم جمع شوند، با توجه به محاسبات صورت گرفته، می باید برای تثبیت غلظت دی اکسید کربن در ppm 1300 (در یک گلخانه استاندارد) حدود ۲m100/hr/kg 0.60-0.50 به محیط آن اضافه نمود. برای یک گلخانه با پوشش دوجداره پلی اتیلن این مقدار برابر با ۲m100/hr/kg 0.35-0.25 خواهد بود. در یک گلخانه شیشه ای تأمین دی اکسید کربن عمدتاً برای جبران رقیق سازی مربوط به نفوذ طبیعی هوا صورت می گیرد؛ در حالیکه برای گلخانه ای با پوشش دوجداره پلی اتیلن مقدار دی اکسید کربن مورد نیاز برای جبران نفوذ هوا و فتوسنتز به یک اندازه خواهد بود.
ظرفیت مشعل مورد نیاز :

جهت محاسبه ظرفیت مشعلها فقط گاز طبیعی و پروپان در نظر گرفته شده است. این موضوع از آنجا نشأت می گیرد که این سوختها عمومی ترین سوختهای مورد استفاده در صنعت می باشند. پرورش دهندگانی که دارای آنالیزگر گاز دی اکسید کربن یا کامپیوتر کنترل کننده محیط نمی باشند، می بایست اندازه مشعلها را به صورت کاملاً دقیق تعیین کنند. این دقت مخصوصاً در مورد گلخانه های ساده با پوشش معمولی کاملاً ضروری است. در جدول۱-۲ ظرفیت مشعل های مورد نیاز برای تثبیت ppm 1300 دی اکسید کربن در گلخانه درج شده است.توصیه شده در این جدول، می توان محاسبه کرد که وقتی از گاز طبیعی به عنوان سوخت استفاده می شود، رطوبت نسبی به اندازه ۳ تا ۶ درصد افزایش خواهد یافت. البته این افزایش از حرارت تولید شده توسط مشعلهای ۲CO متأثر نخواهد شد؛ به خصوص هنگامی که درجه حرارت به اندازه یک درجه سانتیگراد افزایش یابد، هیچ تأثیری بر روی رطوبت نسبی نخواهد داشت.
در چه زمان هایی تأمین دی اکسید کربن صورت می گیرد؟
از آنجا که به طور طبیعی فرآیند فتوسنتز در روشنایی روز صورت می گیرد، تأمین دی اکسید کربن در هنگام شب لازم نیست. با این وجود، در روزهای ابری برای جبران نرخ کمتری از فتوستز، تأمین دی اکسید کربن برای گلخانه توصیه می شود. البته در این صورت به دلیل کاهش نرخ فتوسنتز، تغلیظ دی اکسید کربن به مقدار بیشتری صورت خواهد گرفت. تأمین دی اکسید کربن را باید یک ساعت قبل از طلوع آفتاب آغاز و یک ساعت قبل از غروب متوقف نمود. تأمین دی اکسید کربن هنگامی که از روشنایی high pressure sedium (HPS) در شب استفاده می شود، به صورت کاملاً جدی توصیه می شود.
اگرچه سطح بهینه دی اکسید کربن با افزایش شدت نور افزایش می یابد، اما این کار با توجه به سرعت باد و برای تثبیت غلظت ppm 1000 وقتی که دریچه ها بیش از ۱۰ تا ۱۵ درصد باز می باشند (یا اینکه فن های خروجی در حال کار هستند)، اغلب کار بیهوده ای می باشد. مطلب مهم این است که پرورش دهندگان، دی اکسید کربن را در سراسر گلخانه به صورت یکنواخت توزیع نمایند. گردش هوای اضافی در گلخانه می تواند نرخ توزیع دی اکسید کربن را به وسیله کاهش لایه مرزی در اطراف سطح برگها افزایش دهد.
جدول ظرفیت مشعل مورد نیاز برای تثبیت ppm 1300 دی اکسید کربن در گلخانه

پروپان گاز طبیعی
۲m1000/kw hr/2m1000/3m 2m1000/kw hr/2m1000 L/
گلخانه شیشه ای ۳۶-۳۰ ۳٫۴-۲٫۸ ۲۴-۲۰ ۳٫۴-۲٫۸
گلخانه پلاستیکی ۱۸-۱۵ ۱٫۷-۱٫۴ ۱۲-۱۰ ۱٫۷-۱٫۴
توزیع دی اکسید کربن در گلخانه :
وجود یک سیستم توزیع مناسب دارای اهمیت زیادی است. توزیع دی اکسید کربن عمدتاً به حرکت هوا در میان گلخانه وابسته است. این موضوع ناشی از آن است که دی اکسید کربن در خلال فرآیند پخش نمی تواند مسافت زیادی را طی نماید. به عنوان مثال هنگامی که برای یک محوطه بزرگ و یا برای چند گلخانه متصل به هم، تنها یک منبع دی اکسید کربن مورداستفاده قرار می گیرد، سیستم توزیع مناسبی باید نصب شود. این سیستم باید به گونه ای طراحی شود که توزیع یکسانی را در سطح گلخانه، بخصوص زمانی که از دی اکسید کربن مایع یا دی اکسید کربن مربوط به گاز دودکش استفاده می شود، فراهم نماید. فن های جریان افقی یا سیستم های فن- جت، توزیع یکنواختی را به وسیله حرکت حجم زیادی از هوادر گلخ

انه (هنگامی که دریچه های بالایی بسته شده و فن های خروجی در حال کار نمی باشند) فراهم می نمایند. امروزه پرورش دهندگانی که از دی اکسید کربن مایع یا دی اکسید کربن مربوط به گاز دودکش استفاده می کنند، از سیستم توزیعی با شیر مرکزی همراه با لوله های منحصر به فرد، که دارای سوراخ هایی با فاصله مساوی هستند، استفاده می کنند. این لوله ها در قسمت پایین محصولات (سایه بان) قرار گرفته اند. البته جریان هوا در گل

خانه نیز کسب دی اکسید کربن توسط محصولات را افزایش می دهد. در واقع با این کار لایه مرزی اطراف برگها کاهش یافته و مولکولهای دی اکسید کربن به سطح برگها نزدیکتر می شوند.
خسارت ناشی از تأمین دی اکسید کربن بر روی گیاهان :
هرگز نباید اجازه داد که غلظت دی اکسید کربن در گلخانه از حد مجاز بالاتر رود. غلظت دی اکسید کربن به اندازه ppm 5000 می تواند موجب سرگیجه انسان شود. میزان بالاتر دی اکسید کربن از آنچه که توصیه شده میتواند موجب از بین رفتن برگهای پیر خیار و گوجه فرنگی گردد. برگهای بنفشه آفریقاییبسیار سخت و شکننده شده و رنگ خاکستری متمایل به سبزی به خود می گیرند. در این حالت اغلب گلبرگها حالت بدشکلی داشته و به طور کامل باز نمی شوند. علائم مشابهی در گلهای فریزی که برای آنها مشعل های دی اکسید کربن به عنوان منبع تأمین حرارت گلخانه مورد استفاده قرار گرفته اند و به این وسیله مقادیر مفرطی از دی اکسید کربن تولید و به گلخانه وارد شده است مشاهده گردیده است. باید توجه داشت که به جز در مواقع ضروری نباید از مشعل های دی اکسید کربن به عنوان سیستم حرارتی استفاده نمود.
از آنجایی که دی اکسید سولفور (ppm 0.2 در هوای اتمسفر) می تواند موجب فساد شدید گیاهان شود، محتویات سولفور در سوخت مورد استفاده نباید بیش از ۰٫۰۲ درصد باشد. سوختهایی مانند No.2 oil و bunker C (# 6 Oil) برای تأمین دی اکسید کربن مناسب نمی باشند.
اتیلن در غلظت ppm 0.05 و پروپیلن در سطوح بالاتر می توانند موجب پیری زودرس گیاهان خیار و گوجه فرنگی گردند. اتیلن اغلب در اثر احتراق ناقص تولید می شود. در حالیکه تولید پروپیلن معمولاً مربوط به استفاده از پروپان می باشد. خطوط نشت دار تأمین پروپان در گذشته خسارت های مالی جدی به پرورش دهندگان وارد ساخته است. مونو اکسیدکربن (CO) که معمولاً به خودی خود مسأله ای ایجاد نمی کند، اغلب به عنوان شاخص احتراق ناقص مورد استفاده قرار می گیرد. تجاوز میزان مونو اکسید کربن از ppm 50 در گاز دودکش نشان دهنده وجود اتیلن به مقداری است که می تواند موجب خسارت شود.
مشعل هایی که دمای شعله بالایی دارند، می توانند موجب تشکیل اکسیدهای نیتروژن (NOx و ۲NO) شوند. مقادیر بیش از اندازه اکسیدهای نیتروژن می تواند باعث کاهش رشد و حتی از بین رفتن گیاهان شود. باید بویلرهای مجهز به مشعلهایی که NOx کمی تولید می کنند برای تأمین دی اکسید کربن از گاز دودکش مورد استفاده قرار گیرند.

وجود مقدار کمی از مخلوط ۲SO و NOx، خسارت بیشتری از وجود مقادیر بالا از هر کدام از آنها بر گیاهان وارد می کند. استفاده بیش از حد و طولانی مدت از دی اکسید کربن (به خصوص در مورد گوجه فرنگی) می تواند منجر به عدم پاسخ گیاه نسبت به تأمین دی اکسید کربن شود. انقطاع در استفاده از دی اکسید کربن برای چند روز می تواند موجب بهبود پاسخ گیاهان شود.
توجه :

یک کیلوگرم دی اکسید کربن برابر ۵۷۰ لیتر است.
یک متر مکعب گاز طبیعی می تواند ۱۰۰۰ لیتر (kg 1.8) دی اکسید کربن و ۱٫۴ لیتر آب تولید نماید.
یک متر مکعب گاز طبیعی برابر ۰٫۷۵ لیتر نفت سفید و برابر یک لیتر پروپان جهت تولید مقادیر یکسان دی اکسید کربن می باشد.
دی اکسید کربن تکمیلی :
دی اکسید کربن تکمیلی مربوط به تغلیظ آن در فضای گلخانه برای فراهم کردن ماده خام بیشتر جهت فرایند فتوستنز است. نور، آب و دی اکسید کربن به وسیله گیاهان طی فرآیند فتوسنتز، جهت تولید کربوهیدراتها برای رشد و متابولیسم گیاه، مورد استفاده قرار می گیرند. میزان رشد گیاه به تعادل بین ساخت ترکیبات بالا انرژی(کربوهیدراتها) از دی اکسید کربن و آب در فرآیند فتوسنتز و بکارگیری این ترکیبات توسط فرآیند تنفس گیاه وابسته است.
می دانیم که مواد خام مورد نیاز جهت فتوسنتز، آب و دی اکسید کربن می باشد. مطالعات بیشماری روی محدوده زیادی از محصولات نشان داده که، میزان دی اکسید کربن موجود در اتمسفر نرخ فتوسنتز را محدود می نماید. آب احتمالاً یک فاکتور محدود کننده مستقیم در مورد فتوسنتز نمی باشد. وقتی گیاهان به نقطه پژمردگی می رسند، در بافتهای خود مقادیر کافی آب برای فتوسنتز دارند. با این وجود پژمردگی باعث می شود که دریچه های دهانی (استومتا) گیاه بسته شوند؛ در نتیجه دی اکسید کربن موجود در بافتها به سرعت مصرف شده و دی اکسید کربن جدیدی نمی تواند به برگها وارد شود. بنابراین تأثیر غیرمستقیم کمبود آّب بر روی نرخ فتوسنتز احتمالاً به وسیله محدود کردن تأمین دی اکسید کربن صورت می گیرد.
دی اکسید کربن موجود در اتمسفر غلظتی حدود ppm 340 دارد. البته این یک مقدار میانگین است. مقدار غلظت واقعی دی اکسید کربن در یک موقعیت مشخص می تواند متفاوت با این مقدار باشد. تغییرات آب و هوایی موجب ۴ تا ۸ درصد تغییر در غلظت دی اکسید کربن به صورت روزانه یا فصلی می گردد. این تغییرات ناشی از افزایش یا کاهش تابش خورشید، درجه حرارت، رطوبت نسبی و عبور جریانهای پرفشار می باشد. غلظت دی اکسید کربن در جو همچنین توسط فعالیت های انسانی، مانند سوزاندن سوخت های فسیلی، متأثر می گردد. غلظت دی اکسید کربن معمولاً در نزدیکی شهرها، کارخانجات و فعالیت های احتراقی بسیار بیشتر است.
در یک گلخانه که پر از گیاه است، غلظت دی اکسید کربن، تا زمانیکه درطول

روز تهویه صورت گیرد، از غلظت دی اکسید کربن محیط پیروی می کند. غلظت دی اکسید کربن در طول دوره تاریکی بالا می رود؛ چرا که گیاهان هیچ دی اکسید کربنی برای فتوسنتز مصرف نمی کنند و به علاوه دی اکسید کربن به واسطه تنفس گیاهان و دیگر ارگانیسم ها تولید می شود. در طول دوره روشنایی که تهویه صورت نگیرد، غلظت دی اکسید کربن به پایی

ن تر از غلظت آن در محیط افت می نماید.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 26 صفحه
87,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد