سپهر گاز کاویان تولید کننده و تامین کننده گازهای خالص وترکیبی دارای گواهینامه ISO17025 و آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد ایران می باشد.جهت خرید گازco2 تماس بگیرید.02146837072 – 09033158778
دی‌اکسید کربن (CO2) یکی از اصلی‌ترین گازهای موجود در جو زمین است که همواره نقشی کلیدی در چرخه زندگی گیاهان ایفا کرده و بدون آن اساساً فرآیند فتوسنتز به شکل مؤثر رخ نخواهد داد. گیاهان برای تولید مواد آلی و قندهای ضروری که رشد و نمو آن‌ها را امکان‌پذیر می‌سازد، نیازمند ترکیب نور خورشید، آب و دی‌اکسید کربن هستند. هر چه میزان CO2 در محیط رشد گیاهان بالاتر باشد، سرعت فتوسنتز افزایش یافته و این موضوع مستقیماً روی راندمان تولید محصول و کیفیت گیاه اثرگذار خواهد بود. در شرایط گلخانه‌ای، به دلیل بسته بودن محیط و محدود بودن تهویه، معمولاً سطح CO2 در ساعات ابتدایی روز که گیاهان بیشترین فعالیت فتوسنتزی را دارند، کاهش می‌یابد.
این کاهش سطح، اگر جبران نشود، باعث کندی رشد، کاهش کیفیت محصول، تأخیر در گلدهی و در نهایت کاهش سودآوری گلخانه خواهد شد. به همین دلیل، تامین CO2 اضافی در محیط گلخانه، چه در مقیاس کوچک و چه بزرگ، اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است. یکی از راهکارهای ساده، کم‌هزینه و در عین حال کاربردی، تولید دی‌اکسید کربن دست‌ساز گلخانه‌ای است که به‌وسیله روش‌های طبیعی یا نیمه‌صنعتی امکان‌پذیر است و می‌تواند بدون نیاز به تجهیزات پیچیده، شرایط مطلوبی را برای رشد گیاهان فراهم کند.
اهمیت دی‌اکسید کربن(CO2) در رشد گیاهان گلخانه‌ای
غلظت طبیعی دی‌اکسید کربن در هوای آزاد امروزه در حدود ۴۰۰ پی‌پی‌ام (قسمت در میلیون) است. مطالعات متعدد علمی در حوزه کشاورزی نشان داده‌اند که گیاهان گلخانه‌ای در شرایطی که سطح CO2 افزایش پیدا کند، می‌توانند تا ۳۰ الی ۵۰ درصد رشد بیشتری نسبت به حالت عادی داشته باشند. برخی گیاهان حساس مانند خیار، گوجه‌فرنگی، فلفل دلمه‌ای و کاهو واکنش بسیار مثبتی نسبت به افزایش CO2 از خود نشان داده‌اند. این گیاهان زمانی که غلظت این گاز در محیط به محدوده ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰ پی‌پی‌ام برسد، نرخ فتوسنتز خود را تقریباً دو برابر می‌کنند که نتیجه آن تولید سریع‌تر برگ، افزایش گل‌ها، میوه‌دهی زودتر و سنگین‌تر شدن محصول است.
بنابراین گلخانه‌داری که بتواند سطح CO2 را در گلخانه خود به‌صورت هدفمند و کنترل‌شده افزایش دهد، عملاً می‌تواند عملکرد مزرعه خود را چندین برابر کند و سود بیشتری از واحد سطح به دست آورد. اهمیت این موضوع به‌ویژه در مناطق شهری یا مناطقی که قیمت زمین بالاست و کشاورز مجبور است در فضای محدود کار کند، دوچندان می‌شود. در این شرایط افزایش تراکم برداشت محصول بدون افزایش سطح زیر کشت تنها راه اقتصادی است و افزایش CO2 کلید این موفقیت خواهد بود.
روش‌های مختلف تامین دی‌اکسید کربن در گلخانه‌ها
تامین دی‌اکسید کربن مورد نیاز گیاهان گلخانه‌ای به روش‌های مختلفی امکان‌پذیر است که هر کدام مزایا، محدودیت‌ها و هزینه‌های خاص خود را دارند. برخی از روش‌ها کاملاً صنعتی بوده و نیاز به تجهیزات گران‌قیمت دارند و برخی دیگر به‌صورت ساده و دست‌ساز قابل پیاده‌سازی هستند. روش‌های رایج شامل استفاده از کپسول‌های گاز CO2 صنعتی، استفاده از ژنراتورهای احتراق گاز طبیعی یا پروپان و در نهایت روش‌های زیستی و دست‌ساز مانند تخمیر مواد قندی توسط مخمرها یا تجزیه مواد آلی هستند.
روش‌های صنعتی اگرچه دقیق، ایمن و قابل کنترل هستند، اما هزینه اولیه و هزینه نگهداری بالایی دارند و بیشتر در گلخانه‌های بزرگ تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. در مقابل، روش‌های دست‌ساز به دلیل سادگی و استفاده از مواد اولیه ارزان مانند شکر، آب، جوش شیرین یا سرکه، برای گلخانه‌های کوچک خانگی یا نیمه‌حرفه‌ای کاربردی‌تر هستند. هدف این مقاله بررسی کامل روش‌های دست‌ساز و چگونگی اجرای آن‌هاست.
اساس علمی تولید دی‌اکسید کربن (CO2) دست‌ساز
ساده‌ترین و در عین حال پرکاربردترین روش تولید دی‌اکسید کربن دست‌ساز در گلخانه، استفاده از فرآیند تخمیر است. در این فرآیند، موجودات میکروسکوپی مانند مخمرها (yeast) در غیاب اکسیژن، قندها را به ترکیبات ساده‌تر یعنی الکل و دی‌اکسید کربن تجزیه می‌کنند. معادله شیمیایی کلی این واکنش به شکل زیر بیان می‌شود:
C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2
در این معادله، یک مولکول گلوکز (قند ساده) توسط مخمرها تجزیه شده و به دو مولکول اتانول (الکل) و دو مولکول دی‌اکسید کربن تبدیل می‌شود. گاز CO2 آزاد شده به محیط گلخانه وارد می‌شود و توسط گیاهان جذب می‌شود. این فرآیند کاملاً طبیعی است و از گذشته‌های دور برای تولید نوشیدنی‌های تخمیری مورد استفاده قرار می‌گرفته است. تفاوت اینجاست که در گلخانه، هدف اصلی تولید دی‌اکسید کربن است نه الکل. علاوه بر تخمیر، واکنش‌های ساده شیمیایی مانند ترکیب جوش شیرین با سرکه نیز منجر به آزاد شدن CO2 می‌شوند. هر چند این روش‌ها مدت زمان کوتاهی تولید گاز دارند، اما به دلیل دسترسی آسان به مواد اولیه، در میان کشاورزان محبوبیت پیدا کرده‌اند.
روش‌های عملی ساخت دی‌اکسید کربن دست‌ساز گلخانه‌ای
۱. روش تخمیر با قند و مخمر
یکی از ساده‌ترین و مؤثرترین روش‌ها استفاده از ترکیب شکر و مخمر است. برای این کار کافی است یک بطری پلاستیکی یا ظرف بزرگ را تا نیمه با آب ولرم پر کرده و سپس حدود ۲۰۰ تا ۳۰۰ گرم شکر به آن اضافه کنید. بعد یک قاشق غذاخوری مخمر خشک نانوایی به محلول بیفزایید و درب ظرف را به‌گونه‌ای ببندید که یک شلنگ پلاستیکی از آن خارج شود. شلنگ را می‌توان به فضای گلخانه هدایت کرد تا گاز تولید شده مستقیماً در محیط آزاد شود. این روش بسته به مقدار مواد اولیه، می‌تواند چند روز تا یک هفته گاز تولید کند. سرعت تولید CO2 در روزهای ابتدایی بیشتر است و به مرور کاهش می‌یابد.
۲. استفاده از جوش شیرین و سرکه
روش دیگر که بسیار سریع اما کوتاه‌مدت است، ترکیب جوش شیرین (سدیم بی‌کربنات) با سرکه است. واکنش شیمیایی این ترکیب به شکل زیر رخ می‌دهد:
NaHCO3 + CH3COOH → CO2 + H2O + CH3COONa
در این واکنش، بلافاصله پس از تماس جوش شیرین و سرکه، حجم زیادی گاز CO2 آزاد می‌شود. این روش برای مواقعی که نیاز به افزایش فوری دی‌اکسید کربن دارید کاربرد دارد، اما به دلیل کوتاه بودن زمان تولید گاز، نمی‌تواند به‌طور مداوم نیاز گلخانه را تأمین کند.
۳. استفاده از کمپوست و مواد آلی
روش دیگر تولید CO2 استفاده از فرآیند طبیعی پوسیدگی مواد آلی است. زمانی که کود دامی یا بقایای گیاهی در محیطی مرطوب و گرم قرار می‌گیرند، میکروارگانیسم‌ها شروع به تجزیه این مواد می‌کنند و در این فرآیند مقدار زیادی دی‌اکسید کربن آزاد می‌شود. این روش در گلخانه‌های بزرگ کاربرد زیادی دارد زیرا علاوه بر تامین گاز، به غنی‌سازی خاک و تولید کود آلی نیز کمک می‌کند.
مزایا و معایب تولید دی‌اکسید کربن دست‌ساز
تولید CO2 دست‌ساز مزایای بسیاری دارد. این روش‌ها کم‌هزینه بوده و نیاز به تجهیزات خاص یا دانش فنی پیچیده ندارند. هر فردی می‌تواند با ساده‌ترین امکانات، گاز مورد نیاز گلخانه کوچک خود را تامین کند. مواد اولیه این فرآیندها مانند شکر، مخمر، سرکه و جوش شیرین تقریباً در همه خانه‌ها یافت می‌شوند و به راحتی قابل دسترس هستند.
با این حال، محدودیت‌هایی نیز وجود دارد. مهم‌ترین مشکل این است که میزان دقیق CO2 تولید شده قابل کنترل نیست و گاهی ممکن است کمتر یا بیشتر از حد نیاز گیاهان باشد. همچنین، در برخی روش‌ها مانند تخمیر، بوی نامطبوعی ایجاد می‌شود که در محیط‌های کوچک می‌تواند آزاردهنده باشد. در گلخانه‌های بزرگ، حجم CO2 تولیدی توسط این روش‌ها کافی نخواهد بود و استفاده از روش‌های صنعتی ضروری است.
نکات ایمنی در استفاده از CO2 دست‌ساز
اگرچه دی‌اکسید کربن یک گاز غیرسمی محسوب می‌شود، اما در غلظت‌های بالا می‌تواند برای انسان و حتی گیاهان خطرناک باشد. بنابراین هنگام تولید دست‌ساز این گاز باید به چند نکته توجه داشت. اول اینکه ظروف تخمیر یا واکنش نباید کاملاً بسته باشند، زیرا تجمع فشار می‌تواند باعث انفجار ظرف شود. دوم اینکه سطح CO2 در گلخانه باید کنترل شود و از حد ۱۵۰۰ppm فراتر نرود، زیرا مقادیر بسیار بالا می‌تواند باعث اختلال در تنفس گیاهان و حتی مسمومیت انسان‌ها شود. سوم اینکه این سیستم‌ها باید در مکان‌هایی دور از منابع حرارتی و نور مستقیم خورشید قرار بگیرند تا واکنش‌ها بیش از حد سریع نشوند.
مقایسه روش دست‌ساز با روش صنعتی
در گلخانه‌های کوچک خانگی یا نیمه‌حرفه‌ای، تولید دی‌اکسید کربن دست‌ساز یک راه‌حل اقتصادی و آسان است. اما در گلخانه‌های بزرگ، نیاز به روش‌های صنعتی احساس می‌شود. در روش صنعتی، می‌توان با استفاده از کپسول‌های گاز CO2 یا ژنراتورهای احتراقی، سطح این گاز را با دقت بالا کنترل کرد. در حالی که روش‌های دست‌ساز محدودیت‌هایی مانند نوسان تولید، نبود کنترل دقیق و محدود بودن حجم تولید دارند. با این حال، برای یک کشاورز خانگی یا فردی که تازه به پرورش گیاهان در گلخانه علاقه‌مند شده است، استفاده از روش‌های دست‌ساز بهترین گزینه خواهد بود
بدون شرح