Обогрев теплицы: регулирование микроклимата
Обогрев теплицы требуется даже в южных регионах, для поддержания оптимального микроклимата для растений, растущих в условиях защищенного грунта. Обогрев теплицы может быть солнечным, биологическим и техническим. Способ обогрева выбирает огородник, исходя из особенностей климата.
При малых объемах выращивания продукции, когда размеры теплицы не велики, рекомендуется комбинировать солнечный и биологический (преющим навозом, подстилкой) обогрев, а при промышленных масштабах выращивания растений — технический (водяное или печное отопление).
Солнечный обогрев теплицы
В основе солнечного обогрева лежит парниковый эффект. Через прозрачную пленку или стекло в теплицу проникают солнечные лучи, нагревая грунт, стены, воздух. Через стекло проникает
Коротковолновое излучение, попадая на растения, стены и грунт теплицы, превращается в тепловое, которое задерживается кровлей.
Пленка, в отличие от стекла, не задерживает инфракрасные тепловые лучи, поэтому в пленочной теплице возможен перегрев при солнечной погоде, а ночью выхолаживание, так как ночью ничто не препятствует излучению тепла из нагретой теплицы.
Основной способ регулирования температуры в теплице на солнечно обогреве — проветривание. Проветривают теплицу через форточки, двери и проемы в кровле. Для утепления на ночь применяют войлочные, соломенные или камышовые маты, особенно если прогнозируются заморозки.
При солнечной погоде в пленочной теплице температура воздуха поднимается на 10...15°C выше, чем на открытом воздухе, а при пасмурной погоде — на 2...3°C. Конденсат на пленке мешает потере тепла, поэтому в теплицах с пленочным дуговым каркасом потери тепла меньше, чем в теплицах с двускатной кровлей. На дуговом покрытии задерживается больше конденсата.
Наблюдения показали, что при падении температуры на открытом участке до 0°C температура под укрытием со вставным проволочным каркасом была +1,9°C, под двускатным укрытием +0,9 °C, а в тоннельной теплице +3°C.
Даже в климате Юго-Запада Сибири под тепличными укрытиями температура воздуха была на 4,9°C выше, чем в открытом грунте, что ускорило прогревание корнеобитаемого слоя почвы. Температура почвы на глубине 5 см была выше на 5,4°C, на глубине 10 см — на 4,8°C, на глубине 15 см — на 4,3°C и на глубине 20 см — на 3,4°C, чем на открытом участке. Благоприятные условия способствовали активному росту корневой системы огурцов.
Например, при выращивании огурцов под пленочными укрытиями в Омской области активная мочковатая корневая система хорошо развивалась на глубине до 40 см, тогда как на открытом участке корневая система была сосредоточена в основном на глубине 20 см и лишь отдельные корни проникали на глубину до 30 см.
Влажность воздуха в малых пленочных теплицах выше на
Проветривание понижает относительную влажность в теплице, приближая влажность к показателям открытого грунта, но уже через 2 часа после завершения проветривания влажность достигает 83 %. В ночные часы, когда укрытия закрыты, относительная влажность воздуха в пленочной теплице достигает
Упругость паров в пленочных теплицах способствует меньшему испарению влаги из почвы. Поэтому влажность почвы в теплице всегда выше на
Освещенность растений в пленочной теплице благоприятна для роста и развития растений, несмотря на то, что утром (9:00) и вечером (21:00) она ниже на 26 %, а в дневные (15:00) — на 21 % ниже, чем в открытом грунте.
Начало эксплуатации пленочных укрытий на солнечном обогреве зависит от вероятности заморозков различной интенсивности в различные декады весенних месяцев.
Мин. температура воздуха, °С, ниже | Апрель | Май | Июнь | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Декады | |||||||||
I | II | III | I | II | III | I | II | III | |
0 | 100 | 96 | 96 | 92 | 77 | 31 | 23 | 4 | - |
-1 | 100 | 92 | 92 | 85 | 54 | 31 | 8 | - | - |
-3 | 96 | 77 | 65 | 42 | 27 | 8 | 4 | - | - |
-5 | 65 | 42 | 27 | 19 | 4 | - | - | - | - |
Согласно табл.1 можно сделать вывод, что теплицы и парники предохраняют растения от заморозка в I декаде мая 15 раз, во II декаде — 46, а в III — 69 раз за 100 лет. В III декаде мая возможны заморозки до −3°C 8 раз за 100 лет, от которых парники не смогут защитить растения.
При солнечном обогреве продолжительностью 13 часов 30 минут в солнечный день, в теплицах тоннельного типа приход солнечной энергии составляет 2,94 Дж/(см2-мин), а в пасмурный — 1,008 Дж/(см2-мин).
Среднедекадная температура воздуха в тоннельных теплицах бывает выше, чем в открытом грунте, на 3...7°C. Однако в пасмурную погоду разница в температурных показателях сглаживается и составляет 1,7...3,5°C. В солнечную погоду в теплицах бывает теплее, чем в открытом грунте, на 7,2...15,5°C.
С половины мая до середины сентября температура находится на уровне 14...22°C, что благоприятно для роста и развития теплолюбивых культур: огурцов, томатов, баклажанов, перцев и др.
По сравнению с парниками теплицы обладают большей тепловой инерцией — лучше сохраняют тепло в ночное время. При закрытых форточках воздух в теплицах медленнее охлаждается, а минимальная температура в теплице на 2...5°C выше по сравнению с парниками. Чтобы сохранить больше тепла в ночное время теплицы укрывают пленкой в два слоя, оставляя между слоями пленки воздушное пространство.
Парник в теплице. Иногда делают парники прямо в теплицах — устанавливая проволочные дуги прямо на гряды. На дуги укладывают пленку не закрепляя ее, так как в теплицах ветра не бывает. Парник в теплице и двуслойная пленка повышают среднюю температуру на 1...3°C, при этом освещенность понижается на 10 %, однако растения не испытывают недостатка света.
Температура почвы в пленочных теплицах на глубине 10 см до затенения растениями на 4,3...5,4°C, а в середине лета — на 3 °C выше, чем в открытом грунте.
Освещенность в теплице хорошая, если ее величина на открытой площадке составляет
Относительная влажность воздуха в теплицах зависит от герметичности сооружения и конвекционных воздушных потоков. При закрытых форточках относительная влажность воздуха равна
Вышеприведенные факты о теплицах на солнечном обогреве указывают, что в пленочных теплицах можно выращивать холодостойкие культуры с
Биологический обогрев теплицы (биотопливом)
Сущность биологического обогрева теплицы состоит в том, что аэробные бактерии, разлагающие органические материалы (навоз, опилки, мусор) при доступе воздуха выделяют тепло в количестве, достаточном для обогрева.
Биотопливом называют любой органический материал, который могут потреблять микроорганизмы, выделяя тепловую энергию. Температура биотоплива может достигать +72°C, поэтому процесс разложения биотоплива с выделением тепла называют горением. Горячее биотопливо используют в теплицах для поддержания температуры на оптимальном для растений уровне.
В качестве биотоплива используют:
- навоз животных в смеси с рыхлящими материалами (солома, опилки, торф верховой, листья), см. табл.2
- отходы деревообрабатывающих предприятий (кора, стружка, опилки, щепки), см. табл.3,
- городской мусор, состоящий из органических отходов, см. табл.3.
Характеристика биотоплива | Навоз | |||
---|---|---|---|---|
Конский | Коровий | Свиной | Овечий | |
Масса 1м3, кг | | | | |
Кислотность, pH | | | | |
Влажность, % | | | | |
Макс. темп-ра в штабеле, °C | | | | |
Период перебивки, дней | | | | |
Средн. темп-ра, °C | | | | |
Продолжит-ть горения, дней | | | | |
Характеристика биотоплива | Бытовые отходы | |||
---|---|---|---|---|
Опилки | Кора | Бытовой мусор | Компост из мусора | |
Масса 1м3, кг | | | | |
Кислотность, pH | | | | |
Влажность, % | | | | до 50 |
Макс. темп-ра в штабеле, °C | | | | |
Период перебивки, дней | | | | |
Средн. темп-ра, °C | | | | |
Продолжит-ть горения, дней | | | | |
Подробнее о характеристиках биотоплива читайте в статье: Навоз и солома; парник чудесный! Биотопливо для обогрева парника
При необходиомости предохранить биотопливо от горения, его укладывают в штабель и утрамбовывают. В уплотненном состоянии биотопливо гореть не будет или будет гореть слабо.
Чтобы разогреть биотопливо его перебивают и укладывают рыхло в штабель, внутрь штабеля закладывают горячие камни или горящий уголь. Через
Биотопливо хорошо разогревается при наличии азотистых питательных веществ. Поэтому древесные опилки поливают навозной жижей или мочой животных. Хороший эффект оказывает перемешивание навоза с древесными отходами. Активная деятельность микроорганизмов возможна при достаточном содержании влаги. Поэтому биотопливо увлажняют при необходимости.
Температура биотоплива достигает максимума через неделю после разогрева, а затем начинает понижаться. Выделение тепла продолжается
Обогрев теплицы биологическими отходами помогает утилизировать их, рационально используя запасенную в биотопливе энергию, а также улучшает воздушно-газовую среду в теплице за счет выделения большого количества углекислого газа, необходимого растениям для фотосинтеза.
Отработанное биотопливо пригодно в качестве органического удобрения как в теплице, так и открытом грунте.
Укладка биотоплива. Горячее биотопливо закладывают в теплицу рыхлым, равномерно распределяя по площади и слегка уплотняя вилами. На биотопливо насыпают плодородную почву слоем
Посев и посадку растений начинают после прогревания почвы до оптимальной температуры.
Недостаток биологического обогрева в том, что невозможно управлять тепловым режимом, если требуется поднять температуру до требуемого уровня.
Обогрев теплицы водяным отоплением
При выращивании большого объема товарной продукции, когда есть экономическая выгода, целесообразно использование в теплице водяного отопления.
Водяное отопление в теплице позволяет эксплуатировать сооружение круглый год, дополнив натриевыми лампами для компенсации малой продолжительности светового дня.
Водогрейный котел подбирают исходя из площади теплицы и объема воздуха в помещении, а затем устанавливают в тамбуре так, чтобы дымовые газы не попадали внутрь теплицы. Трубы отопления располагают продольно, вдоль стен, под стеллажами, под кровлей и др.
Трубы отопления могут проходить под слоем питательного грунта, например, в парниках котлованного типа. На дно котлована насыпают слой песка толщиной 10 см, на него укладывают трубы для горячей воды. Сверху их засыпают песком на
Трубы для надземного обогрева крепят к парубням. Водяное отопление является более совершенным — этот способ позволяет поддерживать требуемый тепловой режим в теплице независимо от погодных условий.
Боровое отопление теплицы
Боровое отопление распространено слабо. В этом случае обогрев теплицы осуществляется за счет горячих дымовых газов, идущих из кирпичной печи по борову по пути в дымовую трубу. По сути боров — это начало дымовой трубы, расположенный практически горизонтально, вдоль теплицы.
При прохождении горячих газов по дымоходу тепло аккумулируется стенками борова и затем при медленном остывании нагревает теплицу.
Печь устраивают в торцовой части теплицы так, чтобы топочная дверца выходила в тамбур, а сама печь находилась в теплице. От печи вдоль теплицы проходит боров, положенный на кирпичные шанцы, чтобы в нижней части его были воздушные ходы и не было контакта борова с грунтом. От печи к трубе делают небольшой подъем борова (не менее 1:100), чтобы предотвратить дымление.
В односкатных теплицах боров размещают вдоль южной стены под стеллажом. В двускатных теплицах прокладывают два борова (соответственно и две печи) под стеллажами, проходящими вдоль боковых стен. Стояк должен быть достаточной высоты, чтобы обеспечить хорошую тягу.
Печи топят в вечернее время, а при сильном похолодании — и по утрам, чтобы поддерживать тепловой режим на достаточном уровне.
Грунты для теплиц и парников
В теплицах и парниках условия корневого питания отличаются от условий питания открытого грунта. Частые и обильные поливы способствуют вымыванию питательных веществ, а многократные подкормки — накоплению в грунте балластных образований. Эти особенности требуют создания специальных грунтов, которые могут обеспечить благоприятные условия для растений.
Грунты для теплицы должны обладать:
- плодородием,
- хорошей воздухо- и водопроницаемостью,
- быть рыхлыми,
- обладать хорошей влагоемкостью и хорошо удерживать питательные вещества.
Для теплиц лучшими считаются грунты, имеющие нейтральную среду, в которых соотношение между твердой, жидкой и газообразной фазами составляет 1:1:1. Это значит, что в их состав входит большое количество рыхлящих материалов.
В качестве основных компонентов для создания почвенных грунтов используют торф низинный, дерновую и полевую земли, навозный перегной, старый (отработанный) теплично-парниковый грунт, песок:
- низинный торф слабой или средней степени разложения — 75% + дерновая среднесуглинистая земля — 25%;
- низинный торф 60% + дерновая земля 20% + навоз 20%;
- полевая средне- или легкосуглинистая земля 50% + навозный перегной 30% + низинный торф 20%;
- дерновая среднесуглинистая земля 50%+старая теплично- парниковая (через 2 года после использования) земля 50%;
- почва черноземная 80% +перегной 20 %; торф низинный 70%+навозный перегной 20% +песок 10%.
Материалы, предназначенные для тепличных грунтов, пропускают через грохот и хорошо перемешивают.
Хорошим компонентом для почвенных грунтов являются компосты и листовая земля, для приготовления которой опавшие с деревьев листья складывают осенью в деревянный короб и поливают водой, навозной жижей или мочой. В течение
В качестве рыхлящего материала к грунтам можно добавлять компосты из отходов деревообрабатывающих предприятий (стружка, опилки, кора, мелкая щепа). При компостировании на ведро свежих отходов добавляют 44 грамм мочевины и 15 грамм суперфосфата, тщательно перемешивают, увлажняют и укладывают в штабель или кучу на
Слой грунта для выращивания растений в теплице должен быть 25 см, или 0,25 м3 на 1 м2 полезной площади теплицы.
В пленочных теплицах, где выращивают растения на естественной почве, в нее вносят навоз
Также в тепличный грунт вносят минеральные удобрения:
- аммиачной селитры
60–90 г/м2; - суперфосфата —
30–40 г/м2; - хлористого калия —
10–15 г/м2.
Осенью, после внесения удобрений и рыхлящих материалов грунт перекапывают на глубину 25 см, чтобы органические удобрения и рыхлящий материал начали разлагаться, а вредители, приготовившиеся к зимовке, погибли.
Выращивание на соломе
Если есть пшеничная солома, не обработанная гербицидами, ее можно использовать ее в качестве субстрата и биотоплива. Прессованную солому в виде тюков укладывают в борозды на глубину 20 см.
За 15 дней до посадки растений солому поливают горячей водой (40...60°C) в три приема: в первый день —
- в первый день двойной суперфосфат (200 г);
- на второй — аммиачную селитру (330 г), сернокислый калий (80 г), сернокислый магний (40 г);
- на третий день — 240 г извести-пушонки.
Удобрения вмывают поливной водой внутрь тюков.
Через 3 дня после вмывания удобрений солома разогревается, и температура внутри тюков достигает +35...45°C. После того как температура соломы снизится до +30°C, в нее можно высаживать рассаду огурца или томата.
При выращивании растений на прессованной соломе нужно увеличить нормы и сроки поливов, не допуская пересыхания субстрата.
Соломенные тюки — хороший субстрат для растений, в них складывается хорошее соотношение между твердой, жидкой и газообразной фазами и в течение длительного времени поддерживается благоприятный тепловой режим для корневой системы растений.
Потребность в соломе можно определить исходя из габаритов тюков: 40×50×90 см, масса одного тюка