Все об устройстве теплиц, парников, пленочных укрытий, оранжерей - читать бесплатно онлайн полную версию книги автора Людмила Михайловна Шульгина (Микроклимат в культивационных сооружениях) #4

Микроклимат в культивационных сооружениях

Различные конструкции культивационных сооружений, способы обогрева, светопрозрачные материалы оказывают определенное влияние на микроклимат сооружений, который во многом определяет продуктивность и качество урожая.

Световой режим и методы его регулирования

Все основные факторы фито– и микроклимата в культивационных сооружениях, кроме освещенности, можно создать искусственно. Освещенность растений экономически выгодно обеспечивать солнечной радиацией, и только в отдельных случаях прибегают к дополнительному электрооблучению. Для понимания характера формирования микроклимата в теплицах надо освоить понятие солнечной радиации и значение ее составляющих.

Солнечная радиация – основной климатический фактор в каждой природно-климатической зоне, который определяет периоды выращивания и набор культур в культивационных сооружениях. Различают прямую, рассеянную и суммарную радиацию. Радиация, поступающая на поверхность земли в виде пучка параллельных лучей, определяется как прямая. Часть солнечной радиации, которая поступает на земную поверхность в результате рассеивания прямой радиации взвешенными в воздухе твердыми частицами, молекулами газов воздуха, называется рассеянной. Общее количество прямой и рассеянной радиации составляет суммарную радиацию.

Солнечная радиация представляет собой электромагнитное излучение с волнами различной длины. Область солнечного спектра, на которую приходится практически вся лучистая энергия Солнца с длиной волны 280– 3000 нм, называется коротковолновой, свыше 3000 нм – длинноволновой радиацией. Видимая часть спектра – это промежуток спектра с длиной волны 400–750 нм. Глаз человека воспринимает волны этой длины только как разные световые ощущения. Излучение с длиной волны более 750 нм составляет инфракрасную область спектра. Она подразделяется на ближнюю (750–2000 нм) и дальнюю (свыше 2000 нм). Тепловое, или длинноволновое, излучение приходится на область спектра с волнами длиной 5000–15 000 нм. Для нормального роста и развития растений имеет значение главным образом коротковолновое излучение (380–710 нм), поглощаемое пигментами пластид. Это физиологическая, или фотосинтетическая активная радиация (ФАР). Рассеянная радиация содержит 50–60 % ФАР, прямая – 35–40 %.

Многих интересует вопрос, полезны или вредны ультрафиолетовые лучи. Ультрафиолетовое излучение представляет собой мощный фактор воздействия на растения. Оно стимулирует накопление пигментов, вырабатывает устойчивость к неблагоприятным условиям, фотосинтез, увеличивает продуктивность, предотвращает чрезмерное вытягивание, снижает заболеваемость растений, повышает качество плодов. Важную роль это излучение играет в закаливании рассады. Выросшая без доступа ультрафиолетовых лучей рассада в открытом грунте получает ожоги, теряет листья и может погибнуть.

Ультрафиолетовое излучение делят на коротковолновое (менее 280 нм), средневолновое (280–315 нм) и длинноволновое (315–380 нм).

Коротковолновое ультрафиолетовое излучение, нарушая структуру хлоропластов, угнетает рост и развитие растений, подавляет биосинтез пигментов, вызывает денатурацию белков.

Средневолновая ультрафиолетовая радиация исключительно важна для формирования нормальных растений, повышения содержания белков и витаминов в тканях. Продолжительное воздействие этих лучей малыми дозами благоприятно воздействует на ряд физиологических процессов в растении, в то время как от больших доз растения могут погибнуть.

Длинноволновое ультрафиолетовое облучение способствует увеличению содержания хлорофилла, интенсивности фотосинтеза, задерживает рост растений.

Поскольку в солнечном спектре отсутствуют лучи короче 295 нм, а приток ультрафиолетовой радиации не превышает 5 %, необходимо наибольшее проникновение этих лучей к растениям.

Понять закономерности формирования температурного режима в сооружениях защищенного грунта позволяет знание характера инфракрасной радиации. Инфракрасная радиация с волнами длиной свыше 1000 нм способствует правильному формированию растений и более интенсивному накоплению в них сухого вещества. Она в основном поглощается водой тканей растений и определяет температурный режим тканей листьев. Роль этих лучей положительна при температуре ниже 20 ℃ и отрицательна при температуре свыше 30 ℃.

Ночью длинноволновое излучение 5000–25 000 нм является единственным источником энергии, поступающей из атмосферы к поверхности почвы. Кривая спектрального излучения имеет минимальное значение при 10 000 нм. В этой области находится максимум излучения почвы и растительного покрова. В ясные ночи излучение почвы и растительного покрова преобладает над поступлением радиации, поэтому для сохранения тепла, накопившегося за день в культивационном сооружении, необходимо, чтобы материалы укрытия имели в области 5000–12 000 нм коэффициент прозрачности, близкий к 0.

Интенсивность освещения. Высотой стояния солнца над горизонтом определяется интенсивность солнечной радиации. Чем ниже солнце над горизонтом, тем меньше солнечной радиации доходит к поверхности земли. Зимой интенсивность освещенности в теплицах составляет 1–2 % интенсивности радиации в ясный летний день и бывает ниже пороговой величины. Излучение, проникающее через светопрозрачное ограждение, определяет естественную освещенность.

У огурца фотосинтез превышает дыхание начиная при интенсивности освещения 0,0132 кал/см² в минуту (2000 лк). Нормальный рост вегетативных органов обеспечивается при 0,0396 кал/см² в минуту (6000 лк), нормальное развитие и плодоношение возможно при 0,066 кал/см² в минуту (10 000 лк). Помидор требует большей интенсивности освещения. Выгоночные культуры – луки, петрушка и т. д. мирятся с освещенностью 1000 лк.

Свет является основным источником энергии для фотосинтеза. С увеличением интенсивности освещения улучшается качество продукции, увеличивается содержание в ней витаминов, снижается количество вредных для организма нитратов и нитритов, пропорционально возрастает интенсивность фотосинтеза. Повышение освещенности на 1 % в зимний период дает 1 % прибавки урожая. Для большинства растений эта закономерность сохраняется в пределах интенсивности освещения 0,132–0,264 кал/см² в минуту (20 000–40 000 лк). При дальнейшем увеличении интенсивности света интенсивность фотосинтеза начинает снижаться, а затем останавливается на определенном уровне.

Обеспечение оптимальной освещенности очень важно для получения высококачественной продукции с минимальным содержанием нитратов. В зимний период при низкой освещенности накопление нитратов в тепличных овощах в 2–4 раза выше, чем летом. Интенсивное освещение (свыше 60 000–70 000 лк) может задерживать рост растений, вызывать ожоги в результате повышения температуры листьев до губительных пределов.

Сроки высадки рассады огурца, помидора в зимние теплицы при естественной освещенности, необходимость электродосвечивания поставлены на научную основу.

Исходя из притока естественной фотосинтетической активной радиации (ФАР) в наиболее критические месяцы (декабрь, январь) территория бывшего СССР делится на световые зоны. К первой отнесены районы, где суммы ФАР, проникающей в теплицы в декабре – январе, составляют 110–220 кал/см² горизонтальной поверхности; ко второй – 410–560, к третьей – 670–970, к четвертой – 1000–1380, к пятой – 1420–1660, к шестой – 1740–2280, к седьмой – 2730–3600 кал/см². Территория Украины в основном размещена в четвертой световой зоне (46°40′ – 56°52′ с. ш.). Южная часть размещена в пятой световой зоне (45°40′–52°11′ с. ш.). Только средняя и южная части Автономной Республики Крым области входят в шестую световую зону.

Для определения сроков выращивания и посадки рассады, начала плодоношения используют среднедневные и среднемесячные суммы ФАР, интенсивность ФАР, требования растений к ФАР.

По условиям естественной освещенности высадка огурца в теплицы в первой и второй зонах целесообразна в феврале, в третьей и четвертой – в январе, а в пятой– седьмой – в любое время года. Высадка помидора в первой зоне – в середине марта, в четвертой – в январе, а в седьмой – в любое время года.

При естественной освещенности рассаду огурца можно вырастить в пятой – седьмой световых зонах, рассаду помидора – в седьмой зоне. В остальных районах необходимо искусственное досвечиванне рассады.

Способы улучшения светового режима

В сооружениях закрытого грунта световой режим улучшают, уменьшая светонепроницаемые элементы кровли.

Световой режим в пленочных сооружениях лучше, чем в остекленных, вследствие меньшего количества светонепроницаемых элементов кровли. Освещенность составляет 70–80 % наружной, что на 15–25 % выше, чем в парниках, и на 10 % выше, чем в остекленных теплицах. Однако в результате запыляемости пленки освещенность под ней может снижаться на 18–20 % и более, а вследствие загрязненности стекол освещенность внутри теплиц может снижаться до 55 % по сравнению с наружной. В связи с этим теплицы необходимо размещать вдали от источников интенсивного запыления. В остекленных теплицах рекомендуется не реже двух раз в год очищать остекление. Для этого рекомендуется применять раствор, приготовленный на основе фторида аммония концентрацией 2–5 % и минеральной кислоты (азотной, фосфорной, соляной, серной) концентрацией 0,5–1 %.

Наивысшая освещенность в теплицах в зимний период бывает при ориентации их конька с запада на восток, весной – с севера на юг. Повышению продуктивности растений способствует меридиональное размещение рядов растений в весенних теплицах.

Для улучшения освещенности в зимних теплицах можно насыпать на поверхность почвы чистые сосновые опилки или соломенную сечку из расчета 150–200 г опилок или 300 т сечки на 1 м². Эффективность использования растениями света можно увеличить, повышая концентрацию СО₂ в воздухе до 0,15–0,25 %, улучшая калийное питание. Применение второго слоя пленки дает высокий тепловой эффект, однако освещенность в сооружениях при этом снижается на 20 %.

Досвечивание рассады. Электросветокультура целесообразна только при выращивании рассады. При выращивании овощей она, как правило, неэкономична.

Затраты электроэнергии при этом на 1 кг продукции достигают 150–200 кВт × ч.

В промышленном овощеводстве нашли применение лампы высокого давления ДРЛФ-400 (дуговая ртутно-люминесцентная лампа), вмонтированные в тепличный облучатель ОТ-400, и ДРФ-1000 с осветителем ОТ-1000.

В первый период выращивания рассады осветители ОТ-400 размещают в 2 ряда с расстоянием между ними 1 м и на высоте 0,9–1 м от растений. Их установочная мощность в этот период составляет 240 Вт/м². После расстановки рассады (20–25 растений на 1 м²) лампы размещают в четыре ряда по схеме 1,6 × 2 м и поднимают на высоту 1,2–1,3 м. Установочная мощность при этом составляет 120 Вт/м². Длительность досвечивания до расстановки рассады – 14–16 часов, после расстановки – 12 часов в сутки.

Осветители ОТ-1000 подвешивают на высоте 1,6–2,5 м с расстоянием между лампами 2,5–3 м.

Созданы и внедряются в производство новые светотехнические установки с использованием натриевых ламп высокого давления ДНАТ-400, металлогалогенных ламп ДРИ-400-5, имеющих более высокую светоотдачу, мощность лучистого потока и коэффициент полезного действия.

При выращивании рассады в квартире в январе – феврале обязательно надо применять досвечивание. Как правило, для этого используют люминесцентные лампы.

Тепловой режим и методы его регулирования

Источниками тепловой энергии являются:

– солнечная радиация, основанная на «тепличном эффекте» (тепличным, или парниковым, эффектом называется повышение температуры воздуха и почвы в культивационных сооружениях вследствие превращения попадающей сквозь стекло или пленку коротковолновой солнечной энергии в тепловую (инфракрасную), не проходящую обратно сквозь светопрозрачное ограждение);

– биохимические реакции при разложении органических материалов микроорганизмами (биологический обогрев);

– подогрев воды и воздуха при сжигании топлива (водяное, калориферное отопление, прямое сжигание газа в теплицах);

– геотермальные воды (водяное и калориферное отопление);

– электрическая энергия (электрический обогрев).

Характеристика различных источников тепла. Наиболее экономичными источниками тепла являются тепловые отходы промышленных предприятий и геотермальные воды.

Экономическая эффективность систем отопления определяется не только стоимостью источников тепловой энергии, но и местом их расположения, периодом использования и другими факторами. С понижением температуры теплоносителя и удалением его от теплиц экономическая эффективность отопления теплиц снижается.

В зимних теплицах, где 30–50 % всех эксплуатационных расходов на выращивание овощей приходится на обогрев, экономическая эффективность систем отопления в основном определяется стоимостью теплоносителя. В весенних пленочных теплицах затраты на обогрев значительно меньше, а основной их составляющей являются затраты на амортизацию, обслуживание, текущий ремонт систем обогрева. В этих условиях электрический обогрев не менее эффективен, чем другие способы.

Солнечный обогрев необходимо максимально использовать в дополнение к другим способам обогрева. При этом в результате «тепличного эффекта» температура воздуха в теплицах повышается на 10–30 ℃. Это позволяет эксплуатировать некоторые сооружения закрытого грунта только на солнечном обогреве. Надо помнить, что при солнечном обогреве без применения дополнительных приемов невозможно гарантировать защиту растений от заморозков, особенно под полимерными пленками с высокой проницаемостью для инфракрасных лучей.

Во многих странах проводятся исследования по использованию солнечной энергии для отопления теплиц путем ее накопления и хранения в специальных аккумуляторах, расположенных в самой теплице, и расхода этой энергии в нужное время. При этом экономия тепловой энергии составляет 40–50 %. Накопление солнечной энергии на практике быстрее всего можно реализовать при кратковременном ее хранении.

Биологический обогрев наиболее доступен, но требует значительных затрат. В качестве биотоплива используются органические материалы (навоз, городские отходы, древесные опилки, древесная кора, солома), выделяющие тепло в процессе сбраживания микроорганизмами.

Лучше всего для этих целей использовать навоз или солому. В 1 см³ навоза содержится более 100 млрд бактерий, масса которых достигает 10–15 % массы сухого вещества навоза. Наиболее интенсивно разогревается конский навоз. Его температура после разогрева в первое время повышается до 60–70 ℃. Затем сначала быстро, потом медленно она снижается и лишь через 2 месяца достигает 27–30 ℃. Такой навоз можно применять в качестве биотоплива с января – февраля в ранних парниках и теплицах.

Навоз крупного рогатого скота нагревается медленно. Максимальная температура его не выше 53 ℃ и быстро снижается (через 7–15 дней до 28 ℃). При добавлении к этому навозу опилок, соломы интенсивность его саморазогрева усиливается. Его используют для средних парников.

Условия эффективного «горения» биотоплива – аэрация, наличие легкоусвояемых азотистых соединений, влажность в пределах 65–70 %, нейтральная или слабощелочная реакция, начальная положительная температура не ниже 5–8 ℃.

Как биотопливо навоз в промышленном овощеводстве закрытого грунта практически не используется из-за высокой трудоемкости и трудности регулирования температурного режима. Хотя в небольших хозяйствах при наличии навоза и определенных навыков использования это может быть наиболее дешевым и доступным способом обогрева парников. В условиях дефицита и дороговизны энергетических ресурсов не следует пренебрегать биообогревом. Солома широко применяется, обеспечивая, например, повышение урожая огурца на 30–40 % по сравнению с использованием технического обогрева. Это объясняется повышением содержания СО₂ в воздухе, стимулирующим влиянием вновь образующихся при разложении соломы гуминовых кислот, физиологически активных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. В пленочных теплицах Украины используются соломенные тюки и нетюкован-ная солома – от 50 до 200 т/га. Технология выращивания культур упрощается при применении нетюкованной соломы.

Технический обогрев. Примерная мощность нагревательных элементов в зимних теплицах – 300–400 Вт/м² светопрозрачного покрытия, а весной, начиная с конца марта, – 100–150 Вт/м². Две трети этой мощности используется на обогрев воздуха, одна треть – на обогрев почвы.

Основной вид отопления зимних теплиц – водяное отопление с принудительной циркуляцией.

Электрическое отопление – самый совершенный, наименее трудоемкий способ обогрева, позволяющий осуществлять полную централизацию и автоматизацию управления системой, высокоэффективен в качестве аварийного обогрева. Наиболее практичны и доступны для массового использования следующие способы электрического обогрева почвы: элементный – стальной проволокой сечением 2,5–3 мм в изоляционных трубах, стальной неизолированной проволокой на пониженном напряжении и нагревательным изолированным проводом.

Элементный обогрев применяется для обогрева почвы парников и теплиц, воздуха в малогабаритных теплицах.

Очень просто и удобно обогревать почву стальной неизолированной проволокой сечением 4–7 мм, уложенной рядами в слой песка, по которой проходит ток от 24 до 50 В. Основным недостатком метода является необходимость применения понижающего трансформатора, быстрая коррозия и трудность замены проволоки, опасность обслуживания при включенной системе. Эти недостатки устраняются при использовании изолированного нагревательного провода марок ПОСХВ, ПОСХП и ПОСХВТ. Эти провода представляют собой стальную проволоку, покрытую поливинилхлоридной (или полиэтиленовой, в зависимости от марки) изоляцией. Провод можно использовать на поверхности почвы и в почве. Наиболее экономичен в эксплуатации наземный способ укладки провода, смонтированного секциями на деревянных рейках. На провод устанавливают питательные горшочки (рис. 15). После выборки рассады нагревательный провод сматывают и хранят вместе с рейками. Управление системой осуществляется с помощью терморегуляторов ДТКБ-53, ПТР-2,04 и ЭРА-М.

Рис. 15. Обогрев почвы проводом ПОСХВ, уложенным под горшочки с рассадой капусты после пикировки

Использование электроэнергии в нелимитное время суток (в ночные часы) и ее аккумуляция в почве на оставшуюся часть суток позволяет в весенние месяцы получить высококачественную рассаду при экономии электроэнергии.

Воздушное отопление осуществляется подогревом воздуха с помощью калориферов, тепловых генераторов с использованием электроэнергии, горячей воды, пара, горячих газов, прямого сжигания газа внутри помещения и последующим сосредоточенным выпуском нагретого воздуха без управления его движением или распределением с помощью пленочных рукавов (рис. 16). Этот способ обогрева является основным в весенних теплицах. В зимних теплицах его используют дополнительно к водяному отоплению.

Рис. 16. Распределение теплого воздуха от теплогенератора посредством перфорированного пленочного рукава в рассадоовощной теплице конструкции ЦИМЭЖ

Обязательное условие эксплуатации калориферов – бесперебойное снабжение электроэнергией для работы вентиляторов.

Способы улучшения температурного режима

При сооружении различных способов обогрева надо учитывать биологические требования культур. Так, огурец – теплолюбивая культура, которая хорошо растет при теплых почве и воздухе, причем температура почвы должна быть выше температуры воздуха на несколько градусов. Для помидора температура почвы должна быть или равна температуре воздуха, или быть ниже, так как в противном случае растения «жируют», т. е. развивается большая вегетативная масса в ущерб плодо-образованию.

Температурный режим должен обеспечивать требования культур в разное время суток. Для нормального протекания физиологических процессов температура воздуха ночью должна быть на 3–8 ℃ ниже дневной, в пасмурную погоду – на 3–5 ℃ ниже, чем в ясную. Не забудьте приобрести термометры (конечно, спиртовые, а не ртутные) для измерения температуры воздуха и почвы. Способы улучшения температурного режима должны быть направлены на уменьшение теплопотерь, аккумуляцию тепла и борьбу с перегревом.

Эффективным способом снижения теплопотерь в зимних теплицах являются теплоизоляция и герметизация ограждения пенопластом, синтетическими материалами. В блочных остекленных теплицах боковое ограждение изнутри усиливают вторым слоем пленки, в пленочных теплицах применяется двойной слой пленки с воздушным промежутком между ними. Двойной слой пленки на 25–30 % уменьшает теплопотери сооружения, но на 10–20 % снижает освещенность, ухудшает условия вегетации, приводит к удлинению срока созревания. С целью уменьшения теплопотерь используются трансформирующие механизированные зашторивающиеся системы, которые закрываются на ночь, снижая теплопотери в теплице на 30–50 %. В жаркую солнечную погоду они защищают растения от перегрева.

Оптимальным решением является применение в зоне выращивания рассады съемных теплозащитных экранов, которые используются в ночные часы и холодные периоды. Они могут располагаться на каркасах или бескаркасных пленочных укрытиях. В опытах УНИИОБ при экстремальных значениях наружной температуры (–27 ℃) в теплице с одним почвенным обогревом мощностью 80 Вт/м² повышение экранирующего слоя пленки с 30 см до 150 см снизило температуру воздуха над зеленными культурами с –1 до –5 ℃, т. е. на 4 ℃. В парниках тепло сохраняется путем покрытия их соломенными матами. Те, кто был связан с сельским хозяйством, знают, что такое соломенные маты, которые являются неотъемлемой частью парникового хозяйства. Их плетут на специальных станках. В домашних условиях маты проще всего изготовить следующим образом. Берут два слоя старой полиэтиленовой пленки по размеру парника, между ними кладут солому и прошивают все промасленным шпагатом.

Эффективным является мульчирование почвы свето-прозрачной пленкой. Оно повышает температуру почвы днем до 4–8 ℃, ночью – до 2–4 ℃, уменьшая потери тепла, способствует появлению дружных всходов на 2–4 дня раньше.

Использование теплоудерживающих полимерных пленок в сравнении с обычной полиэтиленовой на 1–3 ℃ повышает температуру в сооружениях.

Температурный режим в пленочных сооружениях характеризуется большой амплитудой колебания: в солнечные часы температура воздуха под пленкой может превышать наружную на 10–30 ℃, а ночью – лишь на 2–5 ℃.

Обязательным условием эксплуатации пленочных сооружений является заблаговременная их установка, не менее чем за 10 дней до высадки, с тем чтобы почва под ними прогрелась. Однако полиэтиленовые укрытия нельзя считать «скорой помощью» защиты растений от заморозков.

Недостатком полиэтиленовой пленки является высокая прозрачность для тепловых лучей. В ясные безоблачные ночи полиэтиленовая пленка не задерживает тепло, и я наблюдала, что под укрытием из полиэтиленовой пленки температура воздуха была даже на 1 ℃ ниже, чем в открытом грунте, где температурный режим мог смягчаться передвижением воздушных масс. И растения помидоров, посаженные в предыдущий день, одновременно с покрытием пленкой, погибли от заморозков.

В литературе встречаются различные сведения о способности полиэтиленовых укрытий защищать растения от заморозков. Цифры называются разные, от –2 ℃ до –3,5 ℃. Наши исследования показали, что способность пленочных укрытий защищать от заморозков зависит от целого ряда условий.

Полив почвы как средство борьбы с заморозками давно применяется в сельскохозяйственной практике. Известно, что полив значительно увеличивает теплоемкость и теплопроводность почвы. Ночью по влажным горизонтам почвы тепло активнее, чем по сухим, передается из глубоких слоев к поверхности.

Кроме того, полив почвы способствует повышению влажности в приземном слое воздуха, что значительно уменьшает длинноволновое излучение поверхности почвы.

В ходе ночного понижения температуры происходит конденсация паров воздуха, и капли воды, оседая на растения и внутреннюю поверхность пленки, выделяют теплоту парообразования.

При температуре 0 ℃ начинается переход влаги в состояние льда, что сопровождается дополнительным выделением тепла.

Основным фактором защиты растений от заморозков под полиэтиленовыми укрытиями при поливе почвы является образование на внутренней поверхности пленки слоя конденсированной воды, который уменьшает пропускную способность укрытия для длинноволнового инфракрасного излучения. Этот слой воды может поглощать до 99 % инфракрасных лучей.

Особенно эффективно совместное действие полива и второго слоя пленки на тоннельных укрытиях внутри теплиц (рис. 17). Так, в необычно холодную вторую декаду апреля, когда на поверхности почвы в течение 7 дней наблюдались длительные, по 8–10 часов, заморозки до –6 ℃, а днем была низкая температура воздуха – 13–15 ℃, рассада помидора в наших опытах не была повреждена. В ночь с 14 на 15 апреля, когда наружная температура опустилась до –3 ℃, в теплице температура воздуха была равна 1 ℃, а в ночь с 15 на 16 апреля, когда использовали второй слой пленки на укрытиях вместе с поливом, при –6 ℃ температура в зоне стояния рассады была равна 2,5 ℃.

Размещение отопительных приборов в зоне выращивания растений дает значительный экономический эффект. При выращивании рассады в основном используется почвенный и надпочвенный обогрев (воздушный только в качестве аварийного).

Рис. 17. Применение второго слоя пленки на тоннельных укрытиях в теплице УНИИОБ для защиты растений от заморозков

Для улучшения температурного режима в теплицах надо размещать сооружения в защищенных от ветра местах, заделывать все щели. С северной стороны могут располагаться заборы, строения. Пристенные теплицы хорошо аккумулируют тепло.

Для аккумуляции тепла солнечной энергии используют любые емкости с водой, в том числе и пластмассовые бутылки, различные черные поверхности. Прекрасным аккумулятором тепла является сама почва, особенно замульчированная черной пленкой.

Другим направлением регулирования температурного режима является борьба с перегревом.

В солнечный день температура воздуха в сооружениях закрытого грунта может повыситься до 40 ℃, что на 10–15 ℃ выше биологического оптимума. В таких случаях температуру регулируют открытием вентиляционных проемов. После посадки для сохранения тепла вентиляцию лучше закрывать не позже 15–16 часов, в более теплое время – в 17–18 часов. При сооружении вентиляции надо помнить, что огурец любит верхнюю вентиляцию, чтобы не было сквозняков, а помидор, наоборот, требует сквозного проветривания. Что же делать, если вы приезжаете на свой участок только в субботу и воскресенье, а ранний урожай хотите иметь? Приходится искать компромисс. У меня есть такой опыт выращивания овощей под укрытиями. Я перфорировала пленку, делая в ней мелкие отверстия, хорошо поливала почву и оставляла широкую емкость с водой.

Для устранения перегрева эффективно кондиционирование воздуха с дополнительным увлажнением, применение различных светозатеняющих устройств, дождевание кровли и другие способы (в том числе мульчирование почвы соломой).

Одним из эффективных способов предотвращения перегрева растений в пленочных теплицах является принудительная вентиляция с увлажнением воздуха, охлаждающий эффект которой доходит до 8 ℃.

Из физических методов снижения температуры воздуха и растений наиболее эффективно внешнее дождевание кровли, сооружений. Ранее применяемый способ затенения кровли – ее побелка – снижал в 1,5–3 раза проникновение физиологически активной радиации, тогда как внешнее дождевание повышает ее на 5–14 %. Это происходит вследствие отражения света от капельного слоя влаги возле кровли и оптического эффекта тонкого слоя водяной пленки на стоке. Дождевание кровли снижает температуру воздуха и листьев на 5–13 ℃.

Для снижения температуры в сооружениях закрытого грунта проводят также освежающие поливы растений в виде мелкодисперсного распыления воды. В условиях Украины эффективным способом предотвращения перегрева огурца в конце апреля – начале мая является формирование растений шаровой формы. При этом в зоне размещения плодов относительная влажность воздуха составляет 80–95 %, а температура – на 8–15 ℃ ниже, чем над поверхностью растений.

Влажность почвы и воздуха, способы ее регулирования

Регулирование влажности почвы и воздуха в соответствии с биологическими особенностями растений, температурой и освещением – важные звенья агротехники.

Качество воды. Для полива воду берут из скважин, а также речную без вредных примесей. Масса сухого остатка в воде не должна превышать 1–1,2 г/л. Бактериологическое загрязнение допускается в пределах, установленных для питьевой воды. Вода должна быть нагрета до оптимальной температуры почвы.

Необходимо определить количество азота в поливной воде, включая его содержание в общую дозу внесения азотных удобрений.

Способы полива. В теплицах применяют различные способы полива: дождевание, капельный, шланговый.

Наиболее распространенный способ полива – дождевание. В блочных теплицах для дождевания применяют подвижные трубопроводы. Их размещают на высоте 2,2 или 0,3 м от поверхности почвы. Нижний полив огурца применяют, когда растение потеряет листья до высоты 75 см, а помидора – после сбора урожая на первых двух кистях.

В начале роста растений верхний полив обеспечивает необходимое равномерное увлажнение грунта. Нижнее дождевание неудобно в начальный период, так как нижние листья препятствуют распределению воды по ширине теплицы.

Трубопроводы-оросители целесообразнее всего размещать через 1,6 м. Лучшими являются форсунки щелевого и дугового типов.

Шланговый полив обычно используют как резервный.

В последние годы в связи с автоматизацией производственных процессов, внедрением контейнерного способа выращивания овощей все больше внимания уделяется капельному орошению. При этом подача воды или питательного раствора производится непосредственно к корневой зоне в строго заданном количестве, что, оптимизируя водно-воздушный и питательный режим почвы, сокращает на 20–30 % расход воды и удобрений, снижает заболеваемость растений и повышает урожай на 8–17 %.

Режим полива. Для огурца от посадки до начала плодоношения влажность почвы должна быть 65–75 % наименьшей влагоемкости (НВ), в период плодоношения – 85–90 %, для помидора – соответственно 65–70 и 75–80 % НВ.

Для рассады овощных культур в период от посева до появления всходов влажность должна быть равна 70–75 % НВ, а от появления всходов до закаливания – 55–65 % НВ. В период закаливания рассаду, как правило, не поливают.

Поливные нормы зависят от периода выращивания и особенностей культуры. При выращивании рассады они составляют 3–4 л/м² в период появления всходов, при выращивании рассады ранней белокочанной капусты в 6-см горшочках – до 10 л/м², при выращивании рассады раннего помидора в 10-см горшочках – до 20 л. При выращивании огурца поливная норма колеблется от 2–3 в январе до 5–6 л в июне, для помидора – от 5–8 в феврале до 10–12 л в июле.

В ясную погоду, когда транспирация выше, чем в пасмурную, и поверхность почвы испаряет больше влаги, поливы проводят чаще всего большими нормами. Так, в январе огурец поливают 10–12, а в июне – июле – 27–30 раз. Во время плодоношения огурец поливают после полудня, чтобы лучше увлажнить почву и усилить рост плодов в ночное время.

Рассаду овощных культур и помидор лучше всего поливать утром с последующим интенсивным проветриванием теплиц для снижения относительной влажности воздуха. Влажность почвы определяют тензиометром.

Относительная влажность воздуха. Различные культуры требуют неодинаковой влажности воздуха. Относительная влажность воздуха для огурца поддерживается в пределах 75–80 % до плодоношения и 80–85 % – в период плодоношения; для помидора – 60–70 %, рассады овощных культур для открытого грунта – 60–65 %. Снижению относительной влажности в теплицах способствует калориферный обогрев, сквозное проветривание теплиц.

Особенно важно снижать относительную влажность воздуха в ночное время и не допускать выпадения росы. Это снижает заболеваемость растений и увеличивает плодообразование. Эффективным способом снижения относительной влажности воздуха в зимних блочных теплицах является одновременное использование трубного обогрева и форточной вентиляции. Освежительные поливы, принудительная вентиляция с увлажнением воздуха способствуют повышению относительной влажности, снижению вероятности перегрева. Чтобы усилить рост стеблей, листьев и зеленцов огурца, широко применяются «припарки» – увлажнение воздуха в теплице поливом нормой 1,5–2 л/м². Припарки проводят между основными поливами, опрыскивая дорожки, поверхность почвы.

После этого сооружения закрывают на 1–2 часа. Влажность воздуха измеряется аспирационным психрометром Ассмана.

Газовый режим

В тепличных условиях растения развивают значительно большую ассимиляционную поверхность, чем в открытом грунте. Поглощаемый растениями из воздуха углекислый газ, как правило, не возмещается в теплицах естественным путем, как это бывает в открытом грунте. Создается дефицит СО₂, который приводит к ухудшению фотосинтеза и снижению продуктивности растений.

Оптимальная концентрация СО₂ для короткоплодно-го огурца – 0,5–0,6 % (допустимое для человека содержание СО₂), длинноплодного – 0,2–0,3 %, помидора и салата – 0,1–0,3 %. На 1 м² тепличной площади подается 10–20 г углекислоты в сутки. Подкармливать растения углекислотой надо в течение вегетации. Наиболее целесообразно использовать углекислоту в начале года и весной, когда форточки в теплицах закрыты. Наивысшая эффективность газации наблюдается во время плодоношения.

Биологический метод подкормки растений углекислотой заключается в выделении СО₂ при разложении органического вещества тепличных грунтов, биотоплива. В воздухе парника на биотопливе в первые 30 дней содержится 1,7 % углекислого газа, т. е. в 56 раз больше, чем в наружном.

После набивки парников биотопливом до опасных пределов повышается концентрация не только СО₂, но и аммиака. Поэтому рассаду в них рекомендуется высаживать не ранее чем через 4–5 дней после набивки и проветривания. В начальный период разложения соломенных тюков выделяется количество углекислоты, соответствующее нормам подачи ее техническими методами. В небольших теплицах обогатить воздух углекислотой можно, поставив бродить коровяк, который потом хорошо использовать для подкормки растений.

Применение углекислого газа, сжиженного в баллонах, – один из простых, но дорогостоящих способов. Такой газ не содержит вредных примесей и не влияет на температурный режим в теплице (использование твердой углекислоты снижает температуру воздуха в теплице).

Перспективно использование углекислого газа из котел ь-ных, работающих на природном газе. Его откачивают из дымоходов и вентиляторов и направляют в специальную труборазводящую сеть. Получаемый от сжигания твердого топлива СО₂ необходимо очищать, так как при сгорании топлива, кроме углекислоты, выделяются вредные для человека и растений газы, концентрация которых не должна превышать, мг/м³: двуокиси серы – 0,2, аммиака – 10, двуокиси азота – 20, окиси углерода – 500.