Из элементов воздушно-газовой среды наибольшее значение для растений имеют кислород и углекислый гаг. Кислород необходим для дыхания, а углекислый газ — для фотосинтеза.
В приземном слое атмосферы содержится 21% кислорода. Запасы его пополняются за счет фотосинтеза зеленых растений. Надземная часть растений не испытывает недостатка в кислороде. Из почвенного воздуха кислород интенсивно поглощают многочисленные микроорганизмы. Если почва плохо обработана, тяжелая по механическому составу или промежутки между почвенными частицами заполнены водой, газообмен между почвой и атмосферой замедлен, и тогда корни будут испытывать недостаток кислорода для нормального дыхания. Особенно мешает газообмену почвенная корка.
На долю углекислого газа в атмосферном воздухе приходится 0,03%. При снижении его содержания до 0,01% фотосинтез растений практически прекращается. Днем в теплицах с закрытой вентиляцией содержание углекислого газа в атмосфере быстро падает до указанного предела. Увеличение содержания углекислого газа в воздухе приводит к усилению фотосинтеза. Верхний предел благоприятно действующего на фотосинтез содержания углекислого газа зависит от вида растений, их физиологического состояния, освещенности и других факторов. В практике овощеводства повышение углекислого газа в атмосфере теплиц до 0,2—0,6% способствует увеличению продуктивности растений.
Овощные растения на площади 1 га ежедневно поглощают из воздуха до 500—550 кг углекислого газа. Для этого в зеленые части растений должен поступать почти 1 млн. м3 воздуха. Только благодаря движению воздушных масс практически неподвижные растения имеют возможность непрерывно извлекать из атмосферы необходимый им углекислый газ. Источниками пополнения его запасов в атмосфере служат живые организмы, выделяющие этот газ при дыхании, микробиологическое разложение органического вещества и сжигаемое топливо.
Воздух почвы обогащается углекислым газом, выделяющимся при дыхании корней и разложении органического вещества микроорганизмами. Чем богаче органическим веществом почва, тем больше выделяет она углекислого газа: с 1 га песчаной неудобренной почвы за сутки выделяется в атмосферу 40—50 кг углекислого газа, а с богатых перегноем почвенных разностей в 7—12 раз больше. Часть углекислого газа почвы, образуя с водой углекислоту, поглощается корнями и расходуется на фотосинтез. Однако при плохом обмене между атмосферным и почвенным воздухом высокая концентрация углекислого газа в почве может быть вредной для корней. Уплотнение почвы и корка препятствуют диффузии углекислого газа из почвы в атмосферу. Культивации и рыхления способствуют удалению избытка углекислого газа из зоны размещения корней.
В сооружениях защищенного грунта с центральным водяным и электрическим обогревом содержание углекислого газа в светлое время суток, как правило, понижается иногда до недопустимых для растений пределов. При обогреве защищенного грунта теплом разлагающегося навоза или другого органического материала концентрация углекислого газа в воздухе помещений повышается, что способствует росту урожая овощей. Однако увеличение содержания в воздухе культивационных помещений углекислого газа до 1—1,5% (в зависимости от освещения) вредно. В таких случаях необходимо усиливать вентиляцию.
Когда для обогрева защищенного грунта пользуются теплом разлагающегося навоза или мусора, наряду с углекислым газом выделяются аммиак и метан. При содержании в воздухе 0,1—0,6% аммиака происходит повреждение растений (ожоги краев листьев) а при большей концентрации этого вещества (около 4%) они погибают в течение суток. Не менее ядовит и метан. Обычно аммиак, образовавшийся в обогревающем органическом материале, связывает насыпанная поверх него почвенная смесь. Но если толщина такого насыпного грунта недостаточна, то причиной плохого состояния растений может быть их отравление аммиаком. Поэтому соблюдение необходимой толщины грунта — обязательное условие создания надлежащего газового режима помещений.
Наблюдающееся в местах с развитой промышленностью загрязнение воздушной среды небезопасно как для овощных растений, так и для ухаживающих за ними людей. Концентрация в воздухе культивационных помещений сернистого газа не должна превышать 0,0001%, угарного газа — 0,0002%, а окислов азота не должно быть больше 5 мг в 1 м3.
Регулирование пола растений
Применяется при зимней культуре в теплицах, если растениях огурца долго не появляются женские цветки или они образуются в недостаточном количестве. Ускорить и усилить образование женских цветков можно обработкой растений угарным газом или ацетиленом. Раньше клинские крестьяне применяли в своих теплицах так называемое копчение: после топки печей в них клали на горячие угли осиновое полено, закрывали двери и вентиляцию теплицы. Под действием выделяющегося при этом угарного газа формирование женских цветков резко активизировалось. При современной агротехнике надобность в обработке огурца газами для стимулирования образования женских цветков в теплицах практически отсутствует.
Для ускорения дозревания зеленых, уже сформировавшихся плодов томата применяют этилен, пропилен, ацетилен. С этой целью плоды помещают в камеры, в атмосферу которых добавляют небольшое количество названных газов. Еще быстрее плоды томата дозревают в атмосфере, содержащей 60—70% кислорода.