XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Основное назначение культивационных сооружений — создание условий для выращивания овощных и других растений в течение периода, когда возделывание их в открытом грунте невозможно. В первую очередь это относится к температуре воздуха и почвы, освещенности, влагообеспеченности и содержанию диоксида углерода в воздушном пространстве сооружения. Поскольку эти факторы жизнеобеспечения растений создаются в ограниченном пространстве, совокупность их называют микроклиматом культивационного сооружения, а отдельные факторы жизнеобеспечения — параметрами микроклимата [1].

Рисунок 1 – Общий вид теплицы

Микроклимат — совокупность физических параметров воздушной и корнеобитаемой среды в отдельных культивационных сооруже­ниях.

Он создается действием всех систем технологического оборудования — отопительной, вентиляционной, поливной, системой питания, подкормки углекислым газом, искусственным освещением; на него оказывают также влияние климатические факторы и фитоценоза (фитоценоз — растительное сообщество, характеризующееся определенным составом и взаимоотноше­ниями между растениями и окружающей средой).

Хотя сооружения защищенного грунта отделены от наружного климата стекляным или полимерным покрытием, микроклимат сооружений в зна­чительной мере зависит от воздействий наружной среды. Факторы наружной среды — оптическое излучение, сила и направление ветра, температура и относительная влажность воздуха, а также осадки — влияют на микроклимат культивационных сооружений [ 2].

Оптическое излучение оказывает непосредственное воздействие на теп­ловой режим сооружений и является важным источником энергии в защи­щенном грунте, который необходимо учитывать в тепловом балансе соору­жений и растений. Можно сказать, что основным фактором микроклимата является оптическое излучение (солнечная радиация). Все режимы микрок­лимата — температурно-влажностный, поливной, углекислотный и питатель­ный — определяются в значительной мере радиационным режимом.

Большое влияние на микроклимат оказывают также и сами растения. В объеме воздуха и почвы, занятом тепличной культурой, создается микрок­лимат зоны обитания растений — фитоклимат.

Закономерности изменения фитоклимата имеют свои особенности. Эти особенности тем значительнее, чем больше площадь теплицы и масса расте­ний. Уровень освещенности, температура, влажность, концентрация СО ме­няются по ярусам внутри растительного ценоза [2].

Микроклимат в свою очередь определяет все процессы формирования урожая от прорастания семян до конца плодоношения. В связи с этим воз­никает необходимость дифференцировать режимы микроклимата: в течении суток, по фазам роста и развития, и в зависимости от состояния растений возрастного, фитосанитарного, интенсивности роста и пр.). Режимы учиты­вают прежде всего особенности видов и сортов, технологий выращивания и периодов выращивания культур в течении года.

Рисунок 2 – Пример тепличного производства

Методы регулирования теплового режима

Тепловой режим в сооружениях защищенного грунта определяется тремя основными показателями:

система обогрева;

эффективность теплозащиты;

организация вентиляции.

Система обогрева

Сегодня используется три основных вида обогрева:

солнечный – в качестве источника тепловой энергии выступает солнечная радиация;

биологический, основанный на использовании биохимических реакций разложения органики;

технический, включающий в себя использование электрических обогревателей, различных устройств для сгорания твердого топлива,  природного газа [3].

Солнечный обогрев

Солнечный обогрев – элементарный и дешевый способ поддержания нужной температуры, который используют в сезонных рассадных и овощных теплицах. В его основе лежит использование всем известного парникового эффекта. Солнечная радиация, проникая сквозь светопроницаемое покрытие, нагревает воздух, почву и все конструкции сооружения. Чем ниже теплопроводность у светопроницаемого покрытия, тем лучше оно удерживает тепло внутри сооружения – наиболее подходящим материалом в данном случае является поликарбонат.

При использовании солнечного обогрева температура воздуха внутри сооружения в солнечную погоду выше на 10-15 градусов, в пасмурную – на 5-7 градусов, чем на открытом воздухе. Ощутимым недостатком этого вида обогрева является резкие перепады температур в дневное и ночное время, что может негативно сказываться на самочувствии растений. Для того чтобы сгладить колебания температуры используют различные аккумуляторы тепла, которые днем тепло накапливают, а ночью, медленно остывая, отдают. В качестве таких аккумуляторов могут выступать разложенные внутри теплицы большие камни либо расставленные емкости с водой. Удержать тепло в почве поможет мульчирование ее черным агроволокном, которое, кроме всего прочего, помогает бороться с сорняками и улучшать почвенную структуру.

Биологический обогрев

Основывается на использовании способностей различных аэробных и анаэробных микроорганизмов разлагать органику. В ходе этого процесса выделяется большое количество тепловой энергии, источником которой в данном случае может выступать навоз различных сельскохозяйственных животных, смешанный в определенных пропорциях с другими органическими рыхлящими материалами (сухая листва, солома, сено, торф, опилки, кора, органические отходы бытового происхождения).

При организации биологического обогрева в сооружениях закрытого грунта снимается верхний плодородный слой почвы, затем на дно получившегося котлована укладывается подготовленное заранее биотопливо, после чего почва возвращается на место. Этот способ доступен по цене, но требует больших трудозатрат и наличия большого количества органики [3].

Технический обогрев

Технический обогрев теплиц может быть водяной, газовый, электрический либо печной.

При водяном вдоль стен, либо под слоем земли прокладываются трубы, в которые тем или иным способом подается горячая вода, нагреваемая снаружи сооружения различными способами.

Газовый обогрев основывается на использовании газовых горелок различной конструкции. В качестве тепловой энергии в данном случае выступают продукты сгорания. Кроме того, при газовом обогреве в воздух теплицы выделятся большое количество углекислого газа, который необходим растениям для нормального роста.

Электрический обогрев – наиболее эффективный, простой и удобный вариант. Источниками тепла в данном случае могут выступать обогреватели различных моделей – масляные, трубчатые, спиральные, вентиляторные.

Печной обогрев основывается на сжигании твердого топлива в печах различной конструкции, расположенных непосредственно внутри теплицы [4].

В заключении можно подвести итоги вышесказанного,что важным условием для создания и поддержания оптимального микроклимата для роста сельскохозяйственных культур является грамотное использование всех систем: полива, освежения, обогрева и вентиляции. Только сбалансировав все показатели, вы получите богатый урожай свежих, сочных и витаминизированных продуктов. 

Литература

1. Тигранян Р.Э. Микроклимат. Электронные системы обеспечения. - ИП. Радиософт, 2005

2. Гребнев В.В. Микроконтроллеры семейства AVR фирмы Atmel. - М.: ИП РадиоСофт, 2002 - 176с.

3. Шматов В. П. Благоустройство приусадебных участков. М.: Россельхозиздат, 1984.

4.Климат в теплице [Электронный ресурс].http://yavteplice.ru/otoplenie_i_ventilyaciya/kak_sozdat_nuzhniij_klimat_v_teplitce.html(дата обращения: 04.12.18)

Код для цитирования: Скопировать