کربن در گیاه

کربن یکی از عناصر ضروری برای گیاه است که بدون وجود آن چرخه زیستی گیاه تکمیل نمی‌شود. این عنصر از طریق روزنه‌های باز برگ از هوا جذب شده سپس در فرآیند فتوسنتز تثبیت گشته و مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نزدیک به 40 درصد از وزن خشک گیاه از این عنصر تشکیل شده به همین دلیل چنان چه جذب و تثبیت کربن با اخلال مواجه شود کل فرایندهای بیوشیمیایی گیاه مختل شده و در موارد شدید خسارات جبران ناپذیر و نهایتا و مرگ گیاه را به همراه دارد.

به طور متوسط در گیاهان C3 برای جذب 1میلی مول دی­‌اکسید کربن از طریق هوا لازم است تا 700 الی 1300 میلی مول آب برای برقراری شار ورودی دی‌­اکسید کربن از طریق تبخیر و تعرق از برگ خارج شود. هرچقدر میزان دی‌­اکسید کربن کمتر شود گیاه باید میزان آب بیشتری برای ثابت نگه داشتن شار ورودی دی‌­اکسید کربن از دست بدهد؛ به همین دلیل با کاهش دی‌­اکسید کربن نیاز آبی گیاه بیشتر می‌گردد. گیاه در شرایط تنش کم آبی نیز همزمان با مشکل جذب د‌‌ی­‌اکسید کربن مواجه می­‌شود، به همین دلیل در باغات و زمین‌های زراعی مجموعه اقداماتی انجام می­‌پذیرد که از این مشکلات جلوگیری به عمل آید.

انجام هرس در درختان میوه با هدف باز نمودن تاج گیاه به تابش بهتر نور، تهویه مناسب‌تر(عبور هوا از شاخ و برگ گیاه)، تبخیر و تعریق‌ مطلوبتر، جذب دی‌اکسیدکربن و بالا رفتن راندمان فتوسنتز کمک می‌کند.

در گیاهان زراعی حفظ تراکم کشت بهینه سبب تهویه مناسب، تبخیر و تعریق کامل، بهبود تابش نور و افزایش جذب دی­‌اکسید کربن می­‌شود؛ به عبارتی دیگر اگر تراکم افزایش یابد منجر به اختلال در مکانیزم جذب دی اکسید کربن شده و عملکرد نهایی در هکتار را کاهش می‌دهد.

در گلخانه­‌ها مشکل جدی‌تر است، چرا که ورودی­های هوا را در زمستان به علت نیاز به ذخیره­ انرژی و جلوگیری از ورود سرما و خروج گرما بسته نگه می‌دارند؛ به همین دلیل بعد از چند ساعت افت شدید دی­‌اکسید کربن در فضای گلخانه رخ می­‌دهد و عملا کارایی فتوسنتز کاهش میابد. اما از آنجایی که فضای گلخانه بسته و تحت کنترل است به راحتی می‌­توان دی‌­اکسید کربن را غنی‌­سازی نمود وسطح آن را به بهینه‌ترین حالت رساند.

روش‌های غنی­‌سازی دی­‌اکسید کربن در گلخانه‌­ها بسیار اقتصادی و مرغون به صرفه است. بخاری‌های ویژه­ای وجود دارد که با استفاده از پروپان، گاز طبیعی(گاز شهری) و نفت سفید می‌­تواند Co2 مورد نیاز را تامین کند. سنسورهای سنجش دی­‌اکسید کربن نیز می‌توانند میزان آن را اندازه­‌گیری و در سطح بهینه نگه دارند.

به طور کلی میزان دی‌­اکسید کربن هوا در حالت عادی نزدیک به 300ppm می­‌باشد اما گیاهان امکان و قابلیت جذب و تثبیت 700 تا 1500ppm دی‌­اکسید کربن را نیز دارند. جدول زیر میزان سطح بهینه جذب دی اکسید کربن را در کشت‌های مختلف گلخانه‌ای نمایش می‌دهد.

افزایش غلظت دی‌­اکسید کربن سبب افزایش نیاز کودی گیاه و به دنبال آن رشد سریع‌تر گیاه، رشد اندام‌های هوایی، افزایش چشمگیر محصول و تسریع در دوره گلدهی و باردهی گیاه می‌شود. همچنین منجر به بالا رفتن راندمان فتوسنتر و افزایش ساخت کربوهیدرات گشته که این موضوع سیستم ریشه‌ای را بیشتر کرده و کارایی جذب ریشه­ای را بالاتر می‌برد.