植物工厂里，作物在密闭种植架上生长，光照用人工光源。密闭环境里二氧化碳浓度比室外低得多，光合作用受限制。常规大气中二氧化碳浓度在400ppm左右，植物工厂把浓度提到1000到1500ppm，光合速率明显提升，生长周期缩短。
二氧化碳增补听上去简单，接个钢瓶往棚里通就行。实际做起来有几个坑。第一是浓度控制，太高了植物叶片气孔关闭，反而抑制光合作用。第二是均匀性，种植架上下层的浓度差不能太大。第三是气体纯度，二氧化碳里如果混入乙烯、硫化物等有害气体，作物慢性中毒，叶片黄化脱落。
乙烯对植物的影响最典型。哪怕零点几个ppm的乙烯浓度，就会引起叶片脱落、果实早熟。工业级二氧化碳中常含有微量乙烯杂质，这是发酵或燃烧来源二氧化碳的通病。植物工厂用的二氧化碳，必须是高纯度食品级或电子级，乙烯含量低于0.01ppm，硫化物低于0.05ppm。
高纯二氧化碳在植物工厂场景下，纯度指标跟工业用途完全不同。工业级二氧化碳看纯度和水分，植物级还要看微量植物激素和有害气体。采购时不能笼统要求高纯，要明确乙烯、乙炔、硫化物、氮氧化物等指标。5N级二氧化碳通常能满足要求，但供应商的来源很关键。合成法二氧化碳比燃烧法纯度稳定性好。
供应系统设计上，二氧化碳从钢瓶或杜瓦瓶出来，经减压、过滤后接入种植室。浓度控制用红外二氧化碳传感器，布置在种植层不同高度，数据接入环境控制器。传感器设定目标浓度1200ppm左右，实际运行在1000到1500ppm区间自动调节。补充量按种植面积和作物种类计算，一般每平方米每小时需要几升到十几升二氧化碳。
作物种类对二氧化碳增补的响应不同。叶菜类反应最明显，果菜类在花期和结果期需要更高浓度。植物工厂运营中，不同作物的增补曲线要单独调试。气路系统要防止二氧化碳在低处积聚，种植架底部要装通风循环风扇。维护上定期校准传感器，检查管路泄漏，二氧化碳比空气重，泄漏后沉积在地面，人员进入有窒息风险。
光照跟二氧化碳增补是联动关系。光合作用需要光和二氧化碳两个条件，光照强度上去了，二氧化碳浓度也要跟上，否则光反应产物积累反而抑制光合效率。植物工厂用LED补光，光配方和二氧化碳浓度要协同优化。实验数据表明，在合适光强下把二氧化碳从400ppm提到1200ppm，叶菜生物量可以提高三到五成。但二氧化碳浓度超过2000ppm后收益递减，还可能影响人员健康。
供气方式选择上，小型植物工厂用二氧化碳钢瓶即可。大型设施农业基地建议用杜瓦瓶液态二氧化碳供气，单位成本更低。供气系统要跟种植室的新风系统配合。夜间植物呼吸释放二氧化碳，白天光合消耗，浓度控制策略昼夜不同。冬季密闭运行时二氧化碳消耗量大，增补频次高。夏季开窗通风时二氧化碳直接排走，增补意义不大。控制系统按季节和时段自动切换运行模式。
这套系统运行稳定后，作物产量和品质提升明显，补光和二氧化碳的协同效益需要持续跟踪优化。
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