Технологии и методы глубокого пропаривания почвы в теплицах

За последние 50 лет технологии пропаривания грунта в теплицах существенно изменились. На смену сложным подпочвенным системам пришло экономичное поверхностное пропаривание под укрытием, которое требует гораздо меньше ручного труда. Однако для глубокой дезинфекции по-прежнему применяют внутрипочвенную подачу пара, у которой есть свои технологические особенности.

• Глубина укладки труб — 30 см
• Расстояние между трубами — 25 см
• Диаметр отверстий для пара — 3 мм
• Время обработки — не более 20–30 мин
• Площадь за одну процедуру — до 5–6 кв. м

Глубинное пропаривание: от паропроводов до парового плуга

Наиболее эффективным методом внутрипочвенного нагрева остается система Ходдесдона. Для нее используют L-образные стальные трубы длиной от 2 до 4 метров со сравнительно короткой вертикальной секцией до 0,5 метра. Вдоль нижней стороны горизонтальной трубы просверлены отверстия диаметром 3 мм с шагом 12–13 см, а ее конец запаян. Пар выходит через отверстия, конденсируется на частицах почвы и прогревает ее по мере распространения вверх и в стороны.

1. Взрыхлите грунт до получения мелкокомковатого сухого состояния.
2. Выкопайте борозду глубиной 30 см и разместите в ней трубы параллельно на расстоянии 25 см друг от друга.
3. Подсоедините трубы к источнику пара и накройте участок брезентом, мешковиной или пластиковой пленкой.
4. Начните подачу пара медленно, чтобы избежать нарушений всей системы, и прогревайте почву, пока пар не достигнет поверхности.
5. Выдержите пар в течение последующих 10 минут после того, как почва равномерно прогреется до самой поверхности.

Несмотря на высокую эффективность, метод Ходдесдона требует больших затрат тяжелого ручного труда. Кроме того, если трубы лежат не строго горизонтально, пар проникает в грунт на разную глубину. Поверхность почвы прогревается в последнюю очередь, хотя именно в верхнем слое концентрация патогенов максимальна. Вниз от труб пар проникает не глубже чем на 2,5–3 см.

Частично проблему трудозатрат решает использование игольчатых паропроводов. Трубы здесь имеют те же размеры, но вместо отверстий на их нижней стороне через каждые 22–30 см установлены короткие, зауженные книзу и запаянные иглы. На расстоянии 2 мм от конца иглы сделано несколько мелких выходов для пара. Конструкцию раскладывают по взрыхленной почве и вдавливают иглы в грунт.

Игольчатые трубы и паропроводы Ходдесдона можно собирать в гребенчатые решетки. Они удобны для пропаривания изолированных гряд по их индивидуальному размеру, а также для обработки рассадных компостов в контейнерах. Для автоматизации процесса и исключения ручной раскладки труб применяют паровой плуг.

Паровой плуг представляет собой металлическую решетку из труб, которая перемещается в грунте по прямой линии на постоянной глубине. При скорости движения около 6–7 м/ч устройство эффективно обрабатывает слой почвы глубиной до 30 см, а иногда и больше. Перед началом работы грунт необходимо тщательно разрыхлить, чтобы агрегат двигался свободно.

Поверхностное пропаривание: минимум труда и быстрая обработка

Поверхностный метод пропаривания сегодня применяется наиболее широко. Он уступает глубинным способам по глубине дезинфекции, но обычно очень результативен и превосходит их по экономичности. Технология позволяет быстро обработать верхний слой почвы, где сосредоточена основная масса возбудителей болезней.

Для удержания пара на поверхности почвы используют термостойкую пленку, брезент или специальные металлические кожухи. Также на практике применяют игольчатые решетки, накрытые сверху металлическим листом или лотком. Пар подается под укрытие и постепенно проникает вглубь, уничтожая патогены в верхнем горизонте.

Пропаривание под кожухами и поливинилхлоридной пленкой

Для локальной дезинфекции грунта в теплицах применяют полукруглые металлические кожухи размером 3х0,5 м. Их устанавливают на подготовленную почву в одну линию и подают пар с одного конца. Под тяжелой конструкцией создается избыточное давление, благодаря которому тепло быстро уходит вглубь хорошо разрыхленного субстрата.

Этот метод снижает долю тяжелого ручного труда, но требует больших общих затрат времени из-за необходимости постоянно переставлять кожухи на новые позиции. Для обработки больших площадей (до 30х3 м) сегодня повсеместно используют термостойкие поливинилхлоридные пленки. Пар подают под герметично закрепленный полог через шланг, направленный в специальный распределительный ящик. При этом пар проникает в среднем на 2/3 глубины разрыхленного слоя почвогрунта.

• Толщина армированной пленки — 0,25 мм
• Время наполнения купола паром — 1—1,5 ч
• Время прогрева почвы под пленкой — 8 ч
• Давление пара под пленкой — 0,5 кг/м²
• Скорость проникновения тепла в почву — 3—4 см/ч

Для подачи пара под пленку часто используют длинные и низкие распределительные ящики — эту технологию называют «методом чемодана». Производительность обработки напрямую зависит от мощности котельной установки. Так, котел производительностью 450 кг пара в час позволяет за один цикл обработать около 45 м² площади при среднем расходе пара 0,9 кг на 0,09 м² в час.

Что определяет эффективность пропаривания под пленкой

Глубина и качество обеззараживания почвы зависят от ее структуры, влажности и подготовки перед началом работ. Чтобы тепло проникало равномерно, необходимо правильно подготовить обрабатываемый участок и соблюсти технологию герметизации.

1. Проведите глубокое рыхление почвы. Глубина обработки должна быть примерно на 1/3 больше планируемой глубины проникновения пара. Для создания грубоструктурного слоя лучше всего подходит ручная или механизированная перекопка.
2. Обеспечьте качественный дренаж. Уплотнение грунта, избыточная влажность и высокий уровень грунтовых вод мешают вытеснению воздуха и движению пара. Сухая почва поглощает больше конденсата и прогревается лучше.
3. Герметично закрепите края пленки по всему периметру. Для этого используют цепи, мешки с песком или присыпают края землей. Чтобы немного увеличить давление под куполом, накройте пленку сверху защитной сеткой или тяжелой тканью.

Тип почвы также диктует свои условия. На тяжелых глинистых почвах образуются комья разного размера: пар легко проходит между ними, но требуется дополнительное время, чтобы полностью прогреть их изнутри. Песчаные, склонные к быстрому уплотнению почвы обрабатывать труднее, чем структурированный влажный торф. Фрезерование для рыхления рекомендуется применять только на почвах с высоким содержанием глинистых фракций.

Для повышения эффективности пленочного метода можно использовать стационарные подпочвенные паропроводы или дренажные системы, уложенные ниже уровня обычной вспашки (на глубине 50—55 см). Для этого трубы изолируют слоем крупного гравия или золы. Сама по себе подземная система плохо прогревает верхний слой почвы, поэтому ее комбинируют с укладкой пленки на поверхности: пленка задерживает поднимающийся пар и обеспечивает качественную обработку всего горизонта. При этом важно следить, чтобы отверстия в подземных трубах не засорялись грунтом.

Паро-воздушные смеси. При прогревании до 100°С в почве иногда накапливаются фитотоксичные концентрации химикатов, особенно марганца, аммония, нитритов. Избыток марганца в почвах, отведенных под томаты и огурец, может быть особенно опасным, так как обе культуры очень чувствительны к этому элементу и на них появляются симптомы фитотоксичности. В почвах с высоким содержанием органического вещества или при внесении органических удобрений вскоре после прогревания приблизительно до 100 °С также создается избыток аммония и нитритов, поскольку бактерии, переводящие аммоний и нитриты в нитраты, погибают при такой высокой температуре. В то же время бактерии, переводящие аммоний в нитриты, выдерживают нагревание, в результате нитриты приблизительно через три недели после пропаривания достигают предельных концентраций. Как правило, при низкой температуре почвы через шесть и более недель концентрация нитритов вновь достигает бсзопасного уровня. Проблему токсичности марганца, аммония и нитритов можно в значительной степени решить, не поднимая температуру почвы выше 82 °С, чтобы избежать гибели полезных нитрифицирующих бактерий. Максимальную температуру в пределах 82 °С обеспечивает обработка смесью пара с воздухом в соотношении 1:1,5. Если долю воздуха увеличить, происходит дальнейшее снижение температуры смеси. Паро-воздушную смесь можно применять теми же способами, что и чистый пар. Однако такая обработка только на некоторых почвах дает преимущество, окупающее особые затраты на получение смеси, и поэтому не нашла широкого применения.

Другие способы прогревания почвы. Для теплового обеззараживания почвы применяют также электрообогрев, прокаливание и прогревание с помощью горящего парафина, но в основном только при подготовке субстратов для компоста под рассаду.