Технології та методи глибокого пропарювання ґрунту в теплицях

За останні 50 років технології пропарювання ґрунту в теплицях суттєво змінилися. На зміну складним підґрунтовим системам прийшло економічне поверхневе пропарювання під укриттям, яке вимагає значно менше ручної праці. Проте для глибокої дезінфекції, як і раніше, застосовують внутрішньоґрунтове подавання пари, яке має свої технологічні особливості.

• Глибина укладання труб — 30 см
• Відстань між трубами — 25 см
• Діаметр отворів для пари — 3 мм
• Час обробки — не більше 20–30 хв
• Площа за одну процедуру — до 5–6 кв. м

Глибинне пропарювання: від паропроводів до парового плуга

Найбільш ефективним методом внутрішньоґрунтового нагрівання залишається система Ходдесдона. Для неї використовують L-подібні сталеві труби завдовжки від 2 до 4 метрів із порівняно короткою вертикальною секцією до 0,5 метра. Уздовж нижнього боку горизонтальної труби просвердлено отвори діаметром 3 мм із кроком 12–13 см, а її кінець запаяно. Пара виходить через отвори, конденсується на частинках ґрунту і прогріває його в міру поширення вгору та в боки.

1. Розпушіть ґрунт до отримання дрібногрудкуватого сухого стану.
2. Викопайте борозну глибиною 30 см і розмістіть у ній труби паралельно на відстані 25 см одна від одної.
3. Під’єднайте труби до джерела пари й накрийте ділянку брезентом, мішковиною або пластиковою плівкою.
4. Почніть подавання пари повільно, щоб уникнути порушень усієї системи, і прогрівайте ґрунт, поки пара не досягне поверхні.
5. Витримайте пару протягом наступних 10 хвилин після того, як ґрунт рівномірно прогріється до самої поверхні.

Незважаючи на високу ефективність, метод Ходдесдона вимагає великих витрат важкої ручної праці. Крім того, якщо труби лежать не суворо горизонтально, пара проникає в ґрунт на різну глибину. Поверхня ґрунту прогрівається в останню чергу, хоча саме у верхньому шарі концентрація патогенів максимальна. Вниз від труб пара проникає не глибше ніж на 2,5–3 см.

Частково проблему трудовитрат вирішує використання голчастих паропроводів. Труби тут мають ті самі розміри, але замість отворів на їхньому нижньому боці через кожні 22–30 см встановлені короткі, завужені донизу та запаяні голки. На відстані 2 мм від кінця голки зроблено кілька дрібних виходів для пари. Конструкцію розкладають по розпушеному ґрунту і вдавлюють голки в ґрунт.

Голчасті труби та паропроводи Ходдесдона можна збирати в гребінчасті решітки. Вони зручні для пропарювання ізольованих гряд за їхнім індивідуальним розміром, а також для обробки компостів для розсади в контейнерах. Для автоматизації процесу та виключення ручного розкладання труб застосовують паровий плуг.

Паровий плуг являє собою металеву решітку з труб, яка переміщується в ґрунті по прямій лінії на постійній глибині. При швидкості руху близько 6–7 м/год пристрій ефективно обробляє шар ґрунту глибиною до 30 см, а іноді й більше. Перед початком роботи ґрунт необхідно ретельно розпушити, щоб агрегат рухався вільно.

Поверхневе пропарювання: мінімум праці та швидка обробка

Поверхневий метод пропарювання сьогодні застосовується найбільш широко. Він поступається глибинним способам за глибиною дезінфекції, але зазвичай дуже результативний і перевершує їх за економічністю. Технологія дозволяє швидко обробити верхній шар ґрунту, де зосереджена основна маса збудників хвороб.

Для утримання пари на поверхні ґрунту використовують термостійку плівку, брезент або спеціальні металеві кожухи. Також на практиці застосовують голчасті решітки, накриті зверху металевим листом або лотком. Пара подається під укриття і поступовно проникає вглиб, знищуючи патогени у верхньому горизонті.

Пропарювання під кожухами та полівінілхлоридною плівкою

Для локальної дезінфекції ґрунту в теплицях застосовують напівкруглі металеві кожухи розміром 3х0,5 м. Їх встановлюють на підготовлений ґрунт в одну лінію і подають пару з одного кінця. Під важкою конструкцією створюється надлишковий тиск, завдяки якому тепло швидко йде вглиб добре розпушеного субстрату.

Цей метод знижує частку важкої ручної праці, але потребує великих загальних витрат часу через необхідність постійно переставляти кожухи на нові позиції. Для обробітку великих площ (до 30х3 м) сьогодні повсюдно використовують термостійкі полівінілхлоридні плівки. Пару подають під герметично закріплений полог через шланг, спрямований у спеціальну розподільчу скриньку. При цьому пара проникає в середньому на 2/3 глибини розпушеного шару ґрунту.

• Товщина армованої плівки — 0,25 мм
• Час наповнення купола парою — 1—1,5 год
• Час прогрівання ґрунту під плівкою — 8 год
• Тиск пари під плівкою — 0,5 кг/м²
• Швидкість проникнення тепла в ґрунт — 3—4 см/год

Для подачі пари під плівку часто використовують довгі та низькі розподільчі скриньки — цю технологію називають «методом валізи». Продуктивність обробітку прямо залежить від потужності котельні. Так, котел продуктивністю 450 кг пари на годину дозволяє за один цикл обробити близько 45 м² площі при середній витраті пари 0,9 кг на 0,09 м² на годину.

Що визначає ефективність пропарювання під плівкою

Глибина та якість обеззараження ґрунту залежать від його структури, вологості та підготовки перед початком робіт. Щоб тепло проникало рівномірно, необхідно правильно підготувати ділянку, що обробляється, та дотриматися технології герметизації.

1. Проведіть глибоке розпушування ґрунту. Глибина обробітку має бути приблизно на 1/3 більшою за плановану глибину проникнення пари. Для створення грубоструктурного шару найкраще підходить ручне або механізоване перекопування.
2. Забезпечте якісний дренаж. Ущільнення ґрунту, надмірна вологість та високий рівень ґрунтових вод заважають витісненню повітря та руху пари. Сухий ґрунт поглинає більше конденсату і прогрівається краще.
3. Герметично закріпіть краї плівки по всьому периметру. Для цього використовують ланцюги, мішки з піском або присипають краї землею. Щоб трохи збільшити тиск під куполом, накрийте плівку зверху захисною сіткою або важкою тканиною.

Тип ґрунту також диктує свої умови. На важких глинистих ґрунтах утворюються грудки різного розміру: пара легко проходить між ними, але потрібен додатковий час, щоб повністю прогріти їх зсередини. Піщані ґрунти, схильні до швидкого ущільнення, обробляти важче, ніж структурований вологий торф. Фрезерування для розпушування рекомендується застосовувати тільки на ґрунтах із високим вмістом глинистих фракцій.

Для підвищення ефективності плівкового методу можна використовувати стаціонарні підґрунтові паропроводи або дренажні системи, укладені нижче рівня звичайної оранки (на глибині 50—55 см). Для цього труби ізолюють шаром крупного гравію або золи. Сама по собі підземна система погано прогріває верхній шар ґрунту, тому її комбінують із укладанням плівки на поверхні: плівка затримує пару, що піднімається, і забезпечує якісний обробіток усього горизонту. При цьому важливо стежити, щоб отвори в підземних трубах не засмічувалися ґрунтом.

Пароповітряні суміші. При прогріванні до 100°С у ґрунті іноді накопичуються фітотоксичні концентрації хімікатів, особливо марганцю, амонію, нітритів. Надлишок марганцю в ґрунтах, відведених під томати та огірок, може бути особливо небезпечним, оскільки обидві культури дуже чутливі до цього елементу і на них з'являються симптоми фітотоксичності. У ґрунтах із високим вмістом органічної речовини або при внесенні органічних добрив невдовзі після прогрівання приблизно до 100 °С також створюється надлишок амонію та нітритів, оскільки бактерії, що переводять амоній та нітрити в нітрати, гинуть при такій високій температурі. Водночас бактерії, що переводять амоній у нітрити, витримують нагрівання, в результаті нітрити приблизно через три тижні після пропарювання досягають граничних концентрацій. Як правило, при низькій температурі ґрунту через шість і більше тижнів концентрація нітритів знову досягає безпечного рівня. Проблему токсичності марганцю, амонію та нітритів можна значною мірою вирішити, не піднімаючи температуру ґрунту вище 82 °С, щоб уникнути загибелі корисних нітрифікуючих бактерій. Максимальну температуру в межах 82 °С забезпечує обробіток сумішшю пари з повітрям у співвідношенні 1:1,5. Якщо частку повітря збільшити, відбувається подальше зниження температури суміші. Пароповітряну суміш можна застосовувати тими ж способами, що й чисту пару. Однак такий обробіток тільки на деяких ґрунтах дає перевагу, що окуповує особливі витрати на отримання суміші, і тому не знайшов широкого застосування.

Інші способи прогрівання ґрунту. Для теплового знезараження ґрунту застосовують також електрообігрів, прожарювання та прогрівання за допомогою гарячої пари, але в основному тільки при підготовці субстратів для компосту під розсаду.