Ефективні системи опалення та методи теплоізоляції теплиць

Організація обігріву та температурний режим у теплицях

Для отримання якісної розсади у весняний період важливо правильно використовувати енергоресурси. Ефективним рішенням є робота електроопалення в нічні години за пільговим нелімітним тарифом. Накопичене за ніч тепло акумулюється в ґрунті й поступово витрачається протягом решти доби, що дозволяє суттєво знизити загальні витрати на електроенергію.

У весняних теплицях основним способом обігріву слугує повітряне опалення, а в зимових його застосовують як доповнення до водяного. Повітря нагрівають за допомогою калориферів або теплогенераторів, що працюють на електриці, газі, гарячій воді, парі чи гарячих газах. Прогріте повітря подається в приміщення безпосередньо або розподіляється по ньому через перфоровані плівкові рукави.

Температуру в теплиці необхідно регулювати з урахуванням часу доби та хмарності, щоб фізіологічні процеси в рослинах перебігали нормально. Для контролю показників обов'язково використовуйте спиртові термометри для ґрунту та повітря — ртутні прилади в теплицях застосовувати заборонено.

• Зниження температури повітря вночі — на 3–8 °C
• Зниження температури в похмуру погоду — на 3–5 °C
• Установлення плівки до садіння розсади — за 10 днів

Методи заощадження тепла та захист від заморозків

Для скорочення тепловтрат у зимових теплицях застосовують герметизацію огорож пінопластами та іншими синтетичними матеріалами. У блочних скляних конструкціях бічні стіни зсередини підсилюють другим шаром плівки. У плівкових теплицях монтують подвійне покриття з повітряним прошарком між шарами, що дає хороший теплоізоляційний ефект.

У зоні вирощування розсади рекомендується встановлювати знімні теплозахисні екрани на каркасах або безкаркасних укриттях. При цьому важливо правильно розрахувати об'єм повітряної камери над рослинами. Під час дослідів при екстремальній зовнішній температурі -27 °С у теплиці з ґрунтовим обігрівом потужністю 80 Вт/м² підйом плівкового екрана з висоти 30 см до 150 см призвів до падіння температури повітря над зеленими культурами з -1 до -5 °С (на 4 °С).

Для парників надійним засобом захисту залишаються солом'яні мати. Їх можна виготовити самостійно, помістивши шар соломи між двома полотнами старої поліетиленової плівки і прошивши її промасленим шпагатом. Також пам'ятайте, що температурний режим під плівкою нестабільний: у сонячні години температура там може перевищувати зовнішню на 10–30 °С, а вночі різниця становить лише 2–5 °С.

Ефективним способом боротьби з нічними заморозками є полив ґрунту. Цей агроприйом суттєво підвищує теплоємність і теплопровідність ґрунту. Полив запускає одразу кілька механізмів захисту:

• Тепло вологим ґрунтом передається з нижніх шарів до поверхні значно активніше, ніж сухим.
• Підвищується вологість повітря в приземному шарі, що значно знижує довгохвильове випромінювання поверхні ґрунту.
• Під час нічного похолодання волога конденсується на рослинах і внутрішньому боці плівки, виділяючи додаткову теплоту конденсації.

При температурі 0 °С починається перехід вологи у стан льоду, що супроводжується додатковим виділенням тепла.

Після поливу рослин під поліетиленовими укриттями на внутрішній поверхні плівки утворюється шар конденсованої води, який зменшує пропускну здатність укриття для довгохвильового інфрачервоного випромінювання. Цей шар води може поглинати до 99 % інфрачервоних променів і сприяє захисту рослин від заморозків.

Таким чином, проведені спостереження показали, що як засіб захисту томатів від заморозків під поліетиленовим укриттям велике значення має полив.

Особливо ефективною є спільна дія поливу та другого шару плівки на тунельних укриттях всередині теплиць. Так, у незвично холодну другу декаду квітня, коли на поверхні ґрунту протягом 7 днів спостерігалися тривалі, по 8—10 годин, заморозки до -5...-6 °С, а вдень температура повітря становила 13—15 °С, розсада томата в наших дослідах не була пошкоджена. У ніч з 14 на 15 квітня, коли зовнішня температура знизилася до -3 °С, у теплиці температура повітря була 1 °С, а в ніч з 15 на 16 квітня, коли використовували другий шар плівки на укриттях разом із поливом, при -6 °С температура в зоні вирощування розсади була 2,5 °С.

Розміщення опалювальних приладів у зоні вирощування рослин дає значний економічний ефект. При вирощуванні розсади в основному використовується ґрунтовий та надґрунтовий обігріви (повітряний — тільки як аварійний).

Для поліпшення температурного режиму в теплицях треба розміщувати споруди в захищених від вітру місцях, закладати всі щілини. З північного боку можуть розташовуватися паркани, будівлі. Пристінні теплиці добре акумулюють тепло.

Для акумуляції тепла сонячної енергії використовують будь-які ємності з водою, зокрема й пластмасові пляшки, різні чорні поверхні. Прекрасним акумулятором тепла є сам ґрунт, особливо замульчований чорною плівкою.

Іншим напрямком регулювання температурного режиму є боротьба з перегрівами.

У сонячний день температура повітря в спорудах закритого ґрунту може підвищитися до 40 °С, що на 10—15 °С вище за біологічний оптимум. У таких випадках температуру регулюють, відкриваючи вентиляційні прорізи. Одразу ж після садіння для збереження тепла вентиляцію краще закривати не пізніше 15—16 год, у тепліший час — о 17—18 год. При спорудженні вентиляції треба пам'ятати, що огірок любить верхню вентиляцію, щоб не було протягів, а томат, навпаки, вимагає наскрізного провітрювання. Що ж робити, якщо ви приїжджаєте на свою ділянку тільки в суботу та неділю, але при цьому хочете мати ранній урожай? Я, наприклад, перфорувала плівку, роблячи в ній дрібні отвори, добре поливала ґрунт і залишала в приміщенні широку ємність із водою.

Для зняття перегріву досить ефективним може бути кондиціонування повітря з додатковим зволоженням, застосування різних світлозатінювальних пристроїв, дощування покрівлі та інші способи (зокрема мульчування ґрунту соломою).

Одним із ефективних способів запобігання перегріву рослин у плівкових теплицях є примусова вентиляція зі зволоженням повітря (охолоджувальний ефект у цьому разі сягає 8 °С).

Із фізичних методів зниження температури повітря та рослин найбільш ефективним є зовнішнє дощування покрівлі споруд. Такий раніше застосовуваний спосіб затінення покрівлі, як побілка, знижував проникнення фізіологічно активної радіації в 1,5—3 рази, тоді як зовнішнє дощування підвищує її на 5—14 %. Це відбувається внаслідок відбиття світла від крапельного шару вологи на покрівлі та виникнення на стоці оптичного ефекту тонкого шару водяної плівки. Дощування покрівлі знижує температуру повітря та листя на 5—13 °С.

Для зниження температури в спорудах закритого ґрунту проводять також освіжаючі поливи рослин у вигляді дрібнодисперсного розпилення води. В умовах України ефективним способом для запобігання перегріву огірка наприкінці квітня — на початку травня є формування рослин кулястої форми. При цьому в зоні розміщення плодів Відносна вологість повітря становить 80—95 %, а температура — на 8—15 °С нижча, ніж над поверхнею рослин.

Вологість ґрунту та повітря, способи її регулювання. Регулювання вологості ґрунту та повітря відповідно до біологічних особливостей рослин, температури та освітлення.

Якість води. Для поливу воду беруть зі свердловин, а також річкову без шкідливих домішок. Маса сухого залишку у воді не повинна перевищувати 1—1,2 г/л. Бактеріологічне забруднення допускається в межах, установлених для питної води. Вода має бути нагрітою до оптимальної температури ґрунту.

Необхідно визначити кількість азоту в поливній воді, включаючи його вміст у загальну дозу внесення азотних добрив.

Способи поливу. У теплицях застосовуються різні способи поливу: дощування, крапельний, шланговий.

Найпоширеніший спосіб поливу — дощування. У блочних теплицях для дощування використовують рухомі трубопроводи. Їх розміщують на висоті 2,2 або 0,3 м від поверхні ґрунту. Нижній полив огірка застосовують, коли рослина втратить листя до висоти 75 см, а помідора — після збирання врожаю на перших двох китицях.

Полив і контроль вологості повітря в теплиці

Полив на різних етапах розвитку рослин потребує диференційованого підходу. На початку росту рівномірне зволоження ґрунту забезпечує верхній полив. Нижнє дощування на старті використовувати незручно, оскільки нижнє листя заважає воді розподілятися по всій ширині теплиці. При такому способі зрошувальні трубопроводи комплектують форсунками щілинного або дугового типу, а шланговий полив залишають як резерв.

• Витрата води та добрив — на 20–30 % нижча
• Прибавка урожаю овочів — на 8–17 %
• Крок зрошувачів при дощуванні — 1,6 м

При переході на автоматизацію та контейнерне вирощування основним методом стає крапельне зрошення. Вода або поживний розчин подаються безпосередньо в кореневу зону, що оптимізує водно-повітряний та поживний режим ґрунту, а також знижує захворюваність рослин. Система включає джерело води, магістралі, розподільчі поліетиленові труби, дозатор добрив і крапельниці-мікротрубки.

Оптимальний рівень вологості ґрунту залежить від фази розвитку культури. Вологість контролюють тензіометром або ваговим методом.

У період загартовування розсаду не поливають. В інший час норми витрати води розраховують під конкретні фази вирощування та особливості культур.

У ясну погоду через високу транспірацію поливи проводять частіше і збільшеними нормами. Наприклад, у січні огірок поливають 10–12 разів, а в червні та липні — вже 27–30 разів. Для оптимального розподілу вологи дотримуйтеся графіка поливу:

1. Огірки під час плодоношення поливайте після полудня — це покращує зволоження ґрунту і посилює ріст плодів у нічний час.
2. Розсаду овочевих культур і помідори поливайте вранці, після чого інтенсивно провітрюйте теплиці для зниження відносної вологості повітря.

Відносну вологість повітря вимірюють аспіраційним психрометром Ассмана. Різні культури потребують неоднакових параметрів вологості, які необхідно суворо підтримувати в теплиці.

Знизити вологість допомагають калориферний обігрів і наскрізне провітрювання. У зимових блочних теплицях для цього ефективно одночасно використовувати трубний обігрів і відкривати кватиркову вентиляцію. Щоб, навпаки, підвищити вологість або збити перегрів, використовують примусову вентиляцію зі зволоженням та освіжальні поливи. Для огірків корисні «припарки» — зволоження повітря поливом нормою 1,5–2 л/м² у проміжках між основними поливами (обприскують доріжки та ґрунт), після чого теплицю закривають на 1–2 години.

Газовий режим та вуглекислотні підживлення

У закритому ґрунті рослини формують потужну вегетативну масу. Природного припливу вуглекислого газу (CO₂) в теплицях не вистачає, а його дефіцит гальмує фотосинтез і знижує урожайність. Потреба у вуглекислоті становить 10–20 г на 1 м² площі теплиці на добу. Підживлювати рослини потрібно протягом усієї вегетації, особливо на початку року та навесні, коли кватирки закриті. Максимальний ефект від газації досягається в період плодоношення.

Збагатити повітря вуглекислотою можна технічним або біологічним шляхом. При біологічному методі CO₂ виділяється під час розкладання органіки тепличних ґрунтів або біопалива. Так, у повітрі парника на біопаливі в перші 30 днів міститься 1,7 % вуглекислого газу, що у 56 разів вище за норму зовнішнього повітря. У невеликих теплицях ємності з бродячим гноївкою ставлять безпосередньо в приміщення, а переброджену масу потім використовують для підживлень. У початковий період розкладання солом'яних тюків виділяється обсяг вуглекислого газу, порівнянний з технічною подачею.

Вибір джерела вуглекислого газу для теплиці

Спосіб подачі вуглекислого газу безпосередньо впливає на економіку господарства та мікроклімат у тепличному комбінаті. Агроному важливо вибрати джерело CO₂, яке забезпечить рослини живленням без небажаної зміни температури або отруєння токсичними домішками. На практиці використовують три основні джерела вуглекислоти: скраплений газ у балонах, тверду вуглекислоту та відхідні гази котелень.

Використання скрапленого газу в балонах — простий, але дорогий спосіб. Цей газ хімічно чистий і не впливає на температурний режим у теплиці. Застосування твердої вуглекислоти (сухого льоду), навпаки, знижує температуру повітря, що необхідно враховувати під час контролю клімату.

Економічно перспективно використовувати вуглекислий газ із котелень, що працюють на природному газі. Його відкачують із димарів вентиляторами та спрямовують у спеціальну трубопровідну мережу. Якщо ж котельня працює на твердому паливі, відхідні гази потребують обов'язкового очищення.