Эффективные системы отопления и методы теплоизоляции теплиц

Организация обогрева и температурный режим в теплицах

Для получения качественной рассады в весенний период важно правильно использовать энергоресурсы. Эффективным решением является работа электроотопления в ночные часы по льготному нелимитному тарифу. Накопленное за ночь тепло аккумулируется в грунте и постепенно расходуется в течение оставшейся части суток, что позволяет существенно снизить общие затраты на электроэнергию.

В весенних теплицах основным способом обогрева служит воздушное отопление, а в зимних его применяют как дополнение к водяному. Воздух нагревают с помощью калориферов или теплогенераторов, работающих на электричестве, газе, горячей воде, паре или горячих газах. Прогретый воздух подается в помещение напрямую или распределяется по нему через перфорированные пленочные рукава.

Температуру в теплице необходимо регулировать с учетом времени суток и облачности, чтобы физиологические процессы в растениях протекали нормально. Для контроля показателей обязательно используйте спиртовые термометры для почвы и воздуха — ртутные приборы в теплицах применять запрещено.

• Снижение температуры воздуха ночью — на 3–8 °C
• Снижение температуры в пасмурную погоду — на 3–5 °C
• Установка пленки до высадки рассады — за 10 дней

Методы сбережения тепла и защита от заморозков

Для сокращения теплопотерь в зимних теплицах применяют герметизацию ограждений пенопластами и другими синтетическими материалами. В блочных остекленных конструкциях боковые стены изнутри усиливают вторым слоем пленки. В пленочных теплицах монтируют двойное покрытие с воздушной прослойкой между слоями, что дает хороший теплоизоляционный эффект.

В зоне выращивания рассады рекомендуется устанавливать съемные теплозащитные экраны на каркасах или бескаркасных укрытиях. При этом важно правильно рассчитать объем воздушной камеры над растениями. В ходе опытов при экстремальной наружной температуре -27 °С в теплице с почвенным обогревом мощностью 80 Вт/м² подъем пленочного экрана с высоты 30 см до 150 см привел к падению температуры воздуха над зеленными культурами с -1 до -5 °С (на 4 °С).

Для парников надежным средством защиты остаются соломенные маты. Их можно изготовить самостоятельно, поместив слой соломы между двумя полотнами старой полиэтиленовой пленки и прошив ее промасленным шпагатом. Также помните, что температурный режим под пленкой нестабилен: в солнечные часы температура там может превышать наружную на 10–30 °С, а ночью разница составляет всего 2–5 °С.

Эффективным способом борьбы с ночными заморозками является полив почвы. Этот агроприем существенно повышает теплоемкость и теплопроводность грунта. Полив запускает сразу несколько механизмов защиты:

• Тепло по влажной почве передается из нижних слоев к поверхности гораздо активнее, чем по сухой.
• Повышается влажность воздуха в приземном слое, что значительно снижает длинноволновое излучение поверхности почвы.
• В ходе ночного похолодания влага конденсируется на растениях и внутренней стороне пленки, выделяя дополнительную теплоту конденсации.

При температуре 0 °С начинается переход влаги в состояние льда, сопровождающийся дополнительным выделением тепла.

После полива растений под полиэтиленовыми укрытиями на внутренней поверхности пленки образовывается слой конденсированной воды, который уменьшает пропускную способность укрытия для длинноволнового инфракрасного излучения. Этот слой воды может поглощать до 99 % инфракрасных лучей и способствует защите растений от заморозков.

Таким образом, проведенные наблюдения показали, что как средство защиты помидоров от заморозков под полиэтиленовым укрытием большое значение имеет полив.

Особенно эффективно совместное действие полива и второго слоя пленки на тоннельных укрытиях внутри теплиц. Так, в необычно холодную вторую декаду апреля, когда на поверхности почвы в течение 7 дней наблюдались длительные, по 8—10 часов, заморозки до -5...-6 °С, а днем температура воздуха составляла 13—15 °С, рассада помидора в наших опытах не была повреждена. В ночь с 14 на 15 апреля, когда наружная температура снизилась до -3 °С, в теплице температура воздуха была 1 °С, а в ночьс 15 на 16 апреля, когда использовали второй слой пленки на укрытиях вместе с поливом, при -6 °С температура в зоне выращивания рассады была 2,5 °С.

Размещение отопительных приборов в зоне выращивания растений дает значительный экономический эффект. При выращиг Рез« к РР у 1 574 5 вании рассады в основном используется почвенный и надпочвенный обогревы (воздушный только в качестве аварийного).

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 перегревами.

В солнечный день температура воздуха в сооружениях закрытого грунта может повыситься до 40 °С, что на 10—15 °С выше биологического оптимума. В таких случаях температуру регулируют, открывая вентиляционные проемы. Сразу же после посадки для сохранения тепла вентиляцию лучше закрывать не позднее 15—16 ч, в более теплое время — в 17—18 ч. 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, но при этом хотите иметь ранний урожай? Я, например, перфорировала пленку, делая в ней мелкие отверстия, хорошо поливала почву и оставляла в помещении широкую емкость с водой.

Для снятия перегрева достаточно эффективным может быть 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 в данном случае доходит до 8 °С). 0 5 щ р, 56

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

Для снижения температуры в сооружениях закрытого грунта проводят также освежающие поливы растений в виде мелкодисперсного распыления воды. В условиях Украины эффективным способом для предотвращения перегрева огурца в конце апреля — начале мая является формирование растений шаровой формы. При этом в зоне размещения плодов Относительная влажность воздуха">относительная влажность воздуха составляет 80—95 %, а температура — на 8—15 °С 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 осве-

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 нагретой до оптимальной температуры почвы.

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

Способы полива. В теплицах применяются различные способы полива: дождевание, капельный, шланговый. г у Алу

Наиболее распространенный способ полива — дождевание. В блочных теплицах для дождевания используют 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.

Полив и контроль влажности воздуха в теплице

Полив на разных этапах развития растений требует дифференцированного подхода. В начале роста равномерное увлажнение грунта обеспечивает верхний полив. Нижнее дождевание на старте использовать неудобно, так как нижние листья мешают воде распределяться по всей ширине теплицы. При таком способе оросительные трубопроводы комплектуют форсунками щелевого или дугового типа, а шланговый полив оставляют в качестве резерва.

• Расход воды и удобрений — на 20–30 % ниже
• Прибавка урожая овощей — на 8–17 %
• Шаг оросителей при дождевании — 1,6 м

При переходе на автоматизацию и контейнерное выращивание основным методом становится капельное орошение. Вода или питательный раствор подаются напрямую в корневую зону, что оптимизирует водно-воздушный и питательный режим почвы, а также снижает заболеваемость растений. Система включает источник воды, магистрали, распределительные полиэтиленовые трубы, дозатор удобрений и капельницы-микротрубки.

Оптимальный уровень влажности почвы зависит от фазы развития культуры. Влажность контролируют тензиометром или весовым методом.

В период закаливания рассаду не поливают. В остальное время нормы расхода воды рассчитывают под конкретные фазы выращивания и особенности культур.

В ясную погоду из-за высокой транспирации поливы проводят чаще и увеличенными нормами. Например, в январе огурец поливают 10–12 раз, а в июне и июле — уже 27–30 раз. Для оптимального распределения влаги соблюдайте график полива:

1. Огурцы во время плодоношения поливайте после полудня — это улучшает увлажнение почвы и усиливает рост плодов в ночное время.
2. Рассаду овощных культур и помидоры поливайте утром, после чего интенсивно проветривайте теплицы для снижения относительной влажности воздуха.

Относительную влажность воздуха измеряют аспирационным психрометром Ассмана. Различные культуры требуют неодинаковых параметров влажности, которые необходимо строго поддерживать в теплице.

Снизить влажность помогают калориферный обогрев и сквозное проветривание. В зимних блочных теплицах для этого эффективно одновременно использовать трубный обогрев и открывать форточную вентиляцию. Чтобы, наоборот, повысить влажность или сбить перегрев, используют принудительную вентиляцию с увлажнением и освежительные поливы. Для огурцов полезны «припарки» — увлажнение воздуха поливом нормой 1,5–2 л/м² в промежутках между основными поливами (опрыскивают дорожки и почву), после чего теплицу закрывают на 1–2 часа.

Газовый режим и углекислотные подкормки

В закрытом грунте растения формируют мощную вегетативную массу. Естественного притока углекислого газа (CO₂) в теплицах не хватает, а его дефицит тормозит фотосинтез и снижает урожайность. Потребность в углекислоте составляет 10–20 г на 1 м² площади теплицы в сутки. Подкармливать растения нужно на протяжении всей вегетации, особенно в начале года и весной, когда форточки закрыты. Максимальный эффект от газации достигается в период плодоношения.

Обогатить воздух углекислотой можно техническим или биологическим путем. При биологическом методе CO₂ выделяется во время разложения органики тепличных грунтов или биотоплива. Так, в воздухе парника на биотопливе в первые 30 дней содержится 1,7 % углекислого газа, что в 56 раз выше нормы наружного воздуха. В небольших теплицах емкости с бродящим коровяком ставят непосредственно в помещение, а перебродившую массу затем используют для подкормок. В начальный период разложения соломенных тюков выделяется объем углекислого газа, сопоставимый с технической подачей.

Выбор источника углекислого газа для теплицы

Способ подачи углекислого газа напрямую влияет на экономику хозяйства и микроклимат в тепличном комбинате. Агроному важно выбрать источник CO₂, который обеспечит растения питанием без нежелательного изменения температуры или отравления токсичными примесями. На практике используют три основных источника углекислоты: сжиженный газ в баллонах, твердую углекислоту и отходящие газы котельных.

Использование сжиженного газа в баллонах — простой, но дорогостоящий способ. Этот газ химически чист и не влияет на температурный режим в теплице. Применение твердой углекислоты (сухого льда), напротив, снижает температуру воздуха, что необходимо учитывать при контроле климата.

Экономически перспективно использовать углекислый газ из котельных, работающих на природном газе. Его откачивают из дымоходов вентиляторами и направляют в специальную трубопроводную сеть. Если же котельная работает на твердом топливе, отходящие газы требуют обязательной очистки.