在溫室大棚中種植的作物為什么菜不香，瓜不甜，風味淡？為什么大棚作物病害多，植株抗病性差？為什么有了充足的水肥條件，產量還是不能大幅度提高？這些問題出現基本都是來源于一個現象——大棚空氣中二氧化碳濃度低而使作物產生了二氧化碳“饑餓癥”，滿足不了植物光合作用的需求。
我國目前有溫室大棚5000多萬畝，年產值5000億元左右，而80%產值來源于冬、春、秋三季，因為這三個季節蔬菜產值高，但這三季由于溫室大棚有近5個月限制通風，二氧化碳濃度不足，嚴重制約了蔬菜產量。農業生產是作物吸收水、二氧化碳和氮磷鉀等肥料，在光合作用下形成有機物的過程。其中，二氧化碳和水占95%以上，氮磷鉀占不到4%，其它14種中微量元素占1%多。近幾十年來，通過增施氮磷鉀肥料，使得農作物增產50%以上。植物體的干物質中，有機物質占90%左右，而碳素又約占有機物質的40%，是植物體內含量較多的一種元素。這些碳素，則來自于CO2。所以說CO2對于生物界具有重要意義。
二氧化碳作為農作物生長的重要物質原料，是影響植物生長、發育和功能的關鍵因子之一，它既是光合作用的底物，也是初級代謝過程、光合同化物分配和生長的調節者，參與植物體內的一系列生化反應，對農作物生長有直接影響。二氧化碳濃度升高不僅能顯著提高植物的光合作用效率，同時還能通過擴大光源利用范圍來促進植物的光合作用。二氧化碳在空氣中的濃度比較穩定，變化不大，一般為0.03%-0.04%，這個濃度在溫度25℃以下時，隨著溫度的提高，光合作用增強，創造的有機物質增多，作物表現出旺盛的生長狀態；當溫度超過30℃時，光合作用創造的有機物與作物呼吸作用消耗的有機物相同，甚至少于呼吸作用消耗的有機物，作物停止生長。
在冬季，溫室蔬菜產生為了保溫的需要，常使大棚處于密閉的狀態，造成棚內空氣與外界空氣相對阻隔，二氧化碳得不到及時補充。日出后，隨著蔬菜光合作用的加速，棚內二氧化碳濃度急劇下降，有時會降至二氧化碳補償點（0.008%-0.01%）以下，蔬菜作物幾乎不能進行正常的光合作用，影響了蔬菜的生長發育。造成病害和減產。
據測定，作物生長最適宜的二氧化碳濃度為1000-1400ppm。隨著近幾年經濟社會的快速發展，空氣中二氧化碳濃度也快速上升至約400ppm（0.04%）。而溫室大棚由于通風受阻，二氧化碳濃度在早上太陽出來時最高，有機肥多施的地塊能達1300ppm多，不上有機肥的無土栽培二氧化碳濃度約500ppm；當太陽出來后經過一小時左右的光合作用，二氧化碳濃度會降至和大氣中的濃度相仿，即約400ppm；隨著光合作用的逐漸增強，大棚中二氧化碳濃度逐漸降低，到上午11點不到200ppm。這些數據說明：溫室大棚長期處于“碳饑餓”，即“營養不良”狀態。
CO2是光合作用的原料之一，在一定條件下，植物的光合強度隨CO2濃度的增加而提高，但由于溫室大棚的密閉狀態，常造成CO2 不足，影響蔬菜的產量。特別是深冬栽培，為了保溫，大棚需密封，盡管棚內有機物發酵、作物呼吸、微生物活動等均能釋放出CO2，但只要作物進行短時間的光合作用，棚內的CO2濃度就會急劇下降，遠遠不能滿足作物光合作用的需要，為了提高產量，設施生產蔬菜時應增施CO2氣肥。試驗證明，保護地增施CO2后，植株生長旺盛，抗逆性增強，產量可提高３０％～５０％，增施CO2是一項投資少、效益高的增產措施。
溫室大棚生產二氧化碳嚴重短缺是全球共識，各國也一直致力于研究如何為溫室大棚增加二氧化碳以促進作物增產。日本生產了不同規格的燃燒白煤油的煤油爐，為溫室大棚增加二氧化碳；荷蘭、美國、加拿大、以色列等國家在建溫室大棚時，就安裝了燃燒天然氣的二氧化碳生產設施。而我國煤油和天然氣都不豐富，溫室大棚建設也沒有增加二氧化碳生產設施。