Углерод – основа органической жизни. Вся органика, включая каннабиноиды и терпены, состоит в основном из углерода, водорода и кислорода. Единственный источник углерода для растений – углекислый газ, содержащийся в небольшом количестве в атмосфере. А что если подкормить растения СО₂? Урожай может увеличиться на 20%!
История вопроса
Эволюция растений происходила в течение сотен миллионов лет. И хотя сейчас много говорят о глобальном потеплении и повышении уровня СО₂, на самом деле человечество живет в относительно холодном геологическом периоде. Достаточно сказать, что на протяжении большинства из прошедших 500 млн лет на Земле вообще не было ледяных щитов в Антарктиде, Гренландии и Арктике. Около 55 миллионов лет назад Земля пережила скачкообразный рост уровня двуокиси углерода, что привело к повышению температуры по всей планете и бурному росту зеленых растений.
Сегодня концентрация СО₂ в атмосфере составляет около 350-450 ppm (parts per million – частей на миллион) и повышается, начиная с середины XIX века. Однако растения способны усваивать и превращать в органические соединения в четыре-пять раз больше углекислого газа. Очевидно, что это генетическая память о прошлых эпохах, когда в атмосфере его было значительно больше. А раз так, то почему бы и не дать им такую возможность? Мы ведь кормим кусты азотом, фосфором и калием. Но для того чтобы дополнительное количество СО₂ было с пользой усвоено, необходимы определенные условия.
Как растения усваивают СО₂
Фотосинтез можно упрощенно описать с помощью химической реакции:
6Н₂О + 6CO₂ + свет = C₆H₁₂O₆ + 6О₂
C₆H₁₂O₆ – глюкоза, которая в ходе дальнейшего синтеза будет переработана в другие cахара, целлюлозу, крахмал и более сложные соединения. Из формулы видно, что для того чтобы усвоить большее количество углекислого газа, растению потребуется больше воды и света.
С водой, как правило, проблем не возникает. Для фотосинтеза используется лишь около 5% потребляемой растением воды, остальное идет на транспирацию (испарение) и поддержание тургора (внутриклеточного давления). Снижение активности фотосинтеза происходит при дефиците 15-20% влаги. То есть если растение здоровое, не увядшее, значит, воды на переработку дополнительного количества СО₂ ему хватает.
При недостатке воды листья закрывают устьица, через которые она испаряется (испарение необходимо для охлаждения). Таким образом, растение пытается сберечь остатки влаги. Но через эти же устьица поглощается углекислый газ. В результате интенсивность фотосинтеза при недоливе снижается. Растение не сможет поглотить даже то количество СО₂, которое есть в атмосфере, не говоря уже о дополнительном.
А вот от количества света зависимость прямая: ни для каких других целей, кроме фотосинтеза, он растением не используется. Для фиксации одной молекулы CO₂ требуется 8 (по другим данным, 10) фотонов света. Для того чтобы каннабис поглощал больше СО₂, освещение должно быть по интенсивности близким к солнечному свету.
Насколько можно увеличить концентрацию CO₂
Возьмем за норму концентрацию углекислого газа 400 ppm. Поскольку возможность его поглощения связана с освещенностью, можно отталкиваться от этого показателя. Чем лучше свет, тем больше CO₂ можно добавить. Вот какое соотношение рекомендуют FastBuds:
В этой таблице надо обратить внимание на несколько важных вещей. Во-первых, наши "западные партнеры" как всегда очень оптимистичны в плане освещения. В отечественной практике 15000 люкс считается минимально возможным уровнем освещенности, а они рекомендуют уже при таком свете добавлять CO₂.
Во-вторых, поднимая уровень углекислого газа, нужно более интенсивно подкармливать растихи минералами. Это вполне логично: рост ускоряется, соответственно, требуется больше азота, фосфора и калия. Правый столбец дает примерное представление о том, насколько нужно увеличивать минеральную подкормку (здесь PPM – общая минерализация питательного раствора для полива).
В-третьих, при увеличении концентрации CO₂ растения легче воспринимают высокую температуру. Это хорошо, ведь таким образом мы можем понизить интенсивность вентиляции, которая, между прочим, вместе с нагретым воздухом удаляет из гроубокса и углекислый газ (растения не могут усваивать его мгновенно). Таким образом, мы можем экономить этот ресурс.
В-четвертых, с CO₂, как и с минеральной подкормкой, надо знать меру. Поднимать концентрацию выше 1500 ppm бессмысленно: отдачи от того, что выше этой цифры, уже не будет, а то, что выше 2000 ppm, уже начнет приносить каннабису вред. Так что стоит завести прибор, измеряющий CO₂, и контролировать содержание углекислого газа в атмосфере гроубокса.
Ну и в-пятых. Надо учитывать потребности не только растений, но и человека. Повышенное содержание CO₂ оказывает на наш организм отрицательное влияние. Если гроубокс находится в жилом пространстве (особенно в небольшой комнате), а вентиляция выведена прямо в помещение (или идет утечка газа из бокса), то содержание углекислого газа может подняться и там. Желательно проконтролировать концентрацию, чтобы она не превышала число Петтенкофера (1000 ppm).
Герметизация гроубокса или гроурума
Чтобы поддерживать высокую концентрацию CO₂, надо исключить утечку газа из зоны выращивания. Самый экстремальный вариант – вообще отказаться от вентиляции. На первый взгляд, звучит сумасшедше, но на самом деле это не невозможно. Ведь теперь нам не нужно подавать углекислый газ снаружи, с атмосферным воздухом. Остается только задача удаления тепла от светильника.
Устойчивость к высокой температуре в обогащенной CO₂ атмосфере у растений лучше. Мы вполне можем держать температуру воздуха в гроубоксе 30-35 °C. Правда, и для этого придется постараться. Например, если использовать ДНаТ лампы, то только в култубе. А вот стенки бокса, оклеенные пенофолом, наоборот, будут удерживать тепло внутри. Было бы здорово иметь стенки с хорошей теплопроводностью. Скажем, металлические, лучше всего алюминиевые.
Также при отсутствии мощной вентиляции и высокой температуре надо внимательно следить за влажностью. Она не должна превышать 60-70%. В противном случае придется использовать осушитель или кондиционер. Последний решает все проблемы: и температуру понижает, и влажность. Вопрос только в том, окупит ли повышение урожайности покупку столь дорогостоящего прибора?
Периодичность подачи CO₂ к растениям
Тут также все привязано к свету. В темное время растения не потребляют углекислый газ совсем. Даже наоборот, в процессе дыхания они используют кислород, а CO₂ выделяют. Утром устьица (они расположены на нижней части листьев) закрыты и открываются не сразу. Это происходит в течение часа-двух после включения освещения. С этого момента можно начинать подачу углекислого газа. Ну и, соответственно, прекращать подачу газа вместе с выключением освещения.
CO₂ тяжелее воздуха, поэтому подавать его лучше сверху. Он будет как бы литься на зеленые листья растений, омывая их и постоянно находясь вблизи устьиц листьев. Чтобы углекислый газ не скапливался в нижней части гроубокса, на полу нужно установить вентилятор, направленный вверх. Он будет поднимать газ обратно к зеленым листьям растений.
Источники углекислого газа
Есть несколько способов добавить углекислого газа в атмосферу гроубокса. Не все они равнозначны по цене и функционалу, хотя каждый из этих вариантов вполне имеет право на существование:
генератор CO₂ для теплиц,
сжатый углекислый газ в баллонах,
CO₂-пакет (сухие реактивы),
получение CO₂ при помощи брожения,
сухой лед (замороженный углекислый газ).
Попробуем рассмотреть каждый из них поподробнее со всеми плюсами и минусами.
Генератор CO₂
В генераторе углекислый газ вырабатывается в результате сжигания природного газа, пропана, бутана или этилового спирта. При горении этих углеводородов не выделяется сажи и копоти, только углекислый газ, вода и тепло (при условии, что горение проходит в оптимальном режиме, а топливо чистое). Основные недостатки генератора:
высокая стоимость оборудования,
выделение тепла (обычно его и так излишек в герметичной системе),
повышение влажности,
наличие в помещении горючего (газовых баллонов, емкостей со спиртом).
Вместе с тем генераторы – это проверенное и испытанное на практике оборудование. Встроенная автоматика позволяет поддерживать заданный уровень CO₂ в зоне выращивания. Пожалуй, генератор углекислого газа будет хорош для коммерческих гроверов и владельцев больших оранжерей, которые могут обеспечить пожарную безопасность, осушение и охлаждение помещения. Для домашних коноплеводов, выращивающих пару кустов, такое оборудование будет избыточным.
Сжатый углекислый газ в баллонах
Наверное, оптимальный вариант для домашних гроверов. Углекислый газ уже готов к применению, вырабатывать его не требуется. Автоматика лишь контролирует содержание CO₂ и дозирует его поступление в пространство для выращивания.
Возможны два варианта автоматизации: 1) измерение уровня CO₂ в атмосфере гроубокса и его поддержание, 2) подача углекислого газа из баллона по таймеру. Второй вариант очень легко (и недорого) реализуется, но при наличии прибора контроля CO₂ позволяет выставить и поддерживать его содержание довольно близко к желаемым значениям.
Конечно, баллон придется периодически пополнять, но углекислый газ стоит, в общем-то, недорого, а хватать его будет надолго. Можно считать, что это неплохой вариант для домашнего коноплеводства и выращивания "для себя".
CO₂ из сухих реактивов
Здесь углекислый газ получается из таблеток или гранул, к которым для начала реакции надо просто добавить воды. Один из предлагаемых в России вариантов – The Enhancer, производства канадской фирмы TNB Naturals. Рассмотрим метод на его примере.
Реактором служит обычная пластмассовая бутылка, вместо крышки у которой рассеиватель-диспенсер (обычная пластмассовая же деталька, что-то вроде душевой сетки, направленной вниз).
По заявлениям производителя, таким образом можно поддерживать концентрацию CO₂ 900-1200 ppm в объеме 12×12×12 футов (4×4×4 метра) в течение 2-3 недель.
Однако не очень понятно, каким образом можно регулировать содержание углекислого газа и как прекратить его подачу при отключении электричества? Ну да, можно просто вынести эту бутылку на балкон. В общем, на сайте производителя такая штука стоит $40 (пакет с реактивом для следующей заправки $20), в отечественных магазинах – в районе 4500 руб.
Получение CO₂ при помощи брожения
Широко известен факт, что при брожении и превращении сахара в спирт, побочным продуктом является углекислый газ. Его выделяется (по весу) примерно столько же, сколько и спирта. То есть из 1 кг сахара – около 400 г. Это немного, примерно 0,25 м³. Тем не менее какая-то добавка все равно будет.
Плюсы метода: чистая органика, натуральный естественный продукт, не нуждающийся в очистке. Все рецепты и расчеты есть на сайтах у бражников и самогонщиков, найти их при желании не составит никакого труда. Ну и если не получится с повышением урожайности конопли, так хоть брагой разживетесь. Безотходное производство!
Сухой лед
В теории здесь все замечательно: помещаете сухой лед в гроубокс, он насыщает атмосферу CO₂, а заодно понижает температуру. На практике: невозможно регулировать концентрацию, цена 80-100 руб./кг, хранить в домашних условиях нереально, придется каждый день заказывать новую порцию. Так что практически больше недостатков, чем преимуществ.
В заключение
Затевать обогащение воздуха CO₂ стоит гроверам, которые уже выжали максимум из своего оборудования и ищут альтернативы для повышения урожайности. Ну или экспериментаторам, для которых в гровинге интересен не только результат, но и сам процесс. Если вы новичок, то лучше инвестировать в хорошее оборудование, а эксперименты с углекислым газом оставить на потом.
*Вся представленная информация носит исключительно ознакомительный характер и не является руководством или призывом к действию.
**Напоминаем, что использование семян марихуаны в качестве посевного материала (выращивание конопли с целью получения растения) запрещено УК Российской Федерации. Подробнее с законом Вы можете ознакомиться здесь.