Регуляция микроклимата в теплицах

Для получения хорошего урожая в теплице нужно соблюсти ряд условий. Эти параметры и называются микроклиматом теплицы. О том, как регулировать каждую составляющую микроклимата, читайте в нашем материале.

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.

Микроклимат формируется благодаря воздействию ряда физических явлений, причем самыми важными для функционирования теплицы из которых являются свет, температура окружающей среды, относительная влажность и воздушная среда.

Именно эти четыре составляющих формируют ту среду, в которой будет развиваться флора теплицы. Одним из основных достоинств тепличной конструкции является возможность отдельно воздействовать на вышеназванные компоненты, тем самым искусственно формируя нужный для растений микроклимат внутри тепличного помещения.

Прежде чем определять условия, которые будут поддерживаться внутри теплицы, нужно:
1. Определить, какие естественные условия необходимы для выбранной вами культуры.
2. Придумать, каким образом (с помощью каких инструментов) данные условия вы можете обеспечить в теплице.

Освещенность в теплице

Освещенность – самый важный компонент функционирования тепличной конструкции. Без солнечного света теплица не будет получать необходимое для развития культур тепло, не говоря уже о том, что свет, являясь необходимым элементом для фотосинтеза, сам по себе критически важен для жизнедеятельности практически всех без исключения растений.

Возводя тепличную конструкцию, очень важно правильно выбрать не только место её расположения, но и материал, из которого будет состоять её светопрозрачная часть. Выбирая материалы для теплиц и укрытий, необходимо учитывать проницаемость их для солнечных лучей.

По влиянию на растение солнечное излучение подразделяется на три части: ультрафиолетовое, с длиной волны 295-380 нм, видимый свет 380-780 нм, инфракрасное излучение 780-1100 нм. Для теплиц основное значение имеют видимый свет и инфракрасное излучение. Видимый свет обуславливает интенсивность фотосинтеза растений, в процессе которого создается органическое вещество. В условиях оптимального освещения и температурного режима выход продукции увеличивается.
Инфракрасное излучение определяет температурный режим культивационных сооружений. За счет инфракрасных лучей в растениях изменяется интенсивность транспирации, что влияет на тепловой и газовый режим почвы и воздуха. Пленка превосходит стекло по проницаемости для ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.

Оптимальная освещенность для овощных культур находится в пределах от 20 до 60 тыс. лк. Недостаток поступления солнечной радиации невозможно компенсировать другими факторами, и наоборот, недостаток тепла в условиях высокого прихода солнечной радиации также не позволит получить продукцию хорошего качества. Эту проблему фермер решает за счет различных видов обогрева.

Необходимо помнить, что солнце меняет своё расположение в течение календарного года. Например, если вы возводите тепличную конструкцию в зимний или весенний период, учитывайте, что к наступлению лета солнце несколько изменит свою траекторию, и в итоге теплица может недополучать некоторое количество солнечного света и тепла. Чтобы избежать подобного исхода, рассчитывайте место расположения теплицы так, чтобы максимум получаемого света приходился на поздне-весенний и летний периоды, когда жизненная активность большинства видов садово-огородных культур находится на своём пике.

Также в теплице нужны и источники искусственного света. Это нужно для обеспечения растений необходимым светом в случае долговременного отсутствия естественного источника – в осенне-зимний период, когда количество светлых часов в сутках резко снижается или в облачную погоду.

Для этих целей стоит использовать специализированное освещение – так называемый фитоактивный свет – источники освещения определенного спектра и интенсивности, которые наиболее эффективно имитируют нужный растениям естественный свет.

Приведем некоторые рекомендации:

- В рассадных отделениях (теплицах) овощных теплиц минимальная суммарная (естественная + искусственная) облученность должна быть не менее 25 Вт/м2 ФАР. Суточное количество ФАР не менее 250 Вт×ч/м2 ФАР.
- В овощных теплицах облученность должна быть не менее 70,0 Вт/м2 ФАР, суточное количество ФАР для овощных культур в период плодоношения составляет не менее 900 Вт×ч/м2 ФАР.
- При разработке культурооборотов следует учитывать суточное количество естественной ФАР, проходящее в теплицу. Если суточное количество ФАР, проходящее в теплицу, составляет менее 0,9 минимального физиологического критерия, рекомендуется предусматривать дополнительное искусственное облучение.
- При выращивании растений в условиях искусственного облучения для сеянцев и рассады рекомендуется принимать облученность 80 Вт/м2, для овощных культур 80-160 Вт/м2 ФАР.

Температурный режим в теплице

Температура – еще один настраиваемый в тепличных условиях элемент микроклимата. Как правило, под температурой в теплице имеется в виду средняя температура внутри помещения. При снижении температуры не только воздуха, но и почвы относительно нормы, замедляется поглощение растениями питательных веществ и воды.

Температурные условия в разных частях теплицы будут меняться в течение дня. Любая, даже незначительная деталь – часть рамы, закрывающая солнце на небольшом участке, или предмет, оставляющий тень – влияет на микроклимат. Эти воздействия могут быть незаметны для человека, но оставлять след на растениях.

Существует основной физический принцип распределения температуры внутри теплицы: самый тёплый воздух всегда ближе к потолку и дальше от входа. Это просто запомнить, представив теплицу сбоку как прямоугольник, разделённый надвое кривой линией, изогнутой к верхнему углу. Поэтому культуры, требующие больше тепла (например, лиственные растения), целесообразно располагать как можно выше и дальше от входа.

При температуре воздуха выше 25 °С начинается перегрев растений, появляются ожоги на листьях.

Солнечная радиация является важным элементом влияющим на тепловой баланс в необогреваемых пленочных теплицах.

Высокая освещенность в весенне-летние сроки приводит к перегреву сооружений, угнетению растений и снижению их продуктивности. Высокая пропускная способность пленки для инфракрасных лучей в дневное время быстро приводит к повышению температуры воздуха, а после захода солнца — к резкому понижению температуры.

Культуры, произрастающие при температуре выше оптимальной, начинают плодоношение раньше, но в этом случае снижается их урожайность. Температурный режим культивационных сооружений определяет интенсивность накопления органического вещества в процессе фотосинтеза и расход его на дыхание, образование вегетативной массы и плодов, содержание витаминов, поступление элементов минерального питания из почвы, развитие вредителей и болезней.

В пленочных теплицах на солнечном обогреве возникают трудности с поддержанием температурного режима в ночное время. Обогрев в это время необходим.

Также большое влияние на растения оказывает и температура почвы, которая должна быть в пределах 18-25 °С. Температура ниже 18 °С приводит к резкому сокращению поглощения корневой системой фосфора, который играет важную роль в образовании генеративных органов. Корневая система, например, огурца отмирает при понижении температуры грунта ниже 14-16 °С. Поглощение элементов минерального питания зависит от температуры корней. При низких температурах они слабо поглощают азот и фосфор.

Выращивая рассаду для открытого грунта, необходимо строго регулировать температурный режим в зависимости от культуры. Высокие ночные температуры приводят к изнеживанию рассады, и после высадки ее в поле низкие температуры вызывают гибель растений.

Для отслеживания температур нелишним будет приобрести несколько термометров, которые нужно будет расположить в разных частях теплицы. Одного-двух термометров тут не хватит. Данные необходимо измерять несколько раз в день. Первый замер желательно делать как можно раньше утром, чтобы отследить микроклимат теплицы с ночи, следующий замер стоит сделать около полудня во время максимальной солнечной активности. Следующие два-три замера температуры и влажности следует выполнить с периодичностью в три-четыре часа. Последний замер следует сделать после захода солнца.

В летний период с регуляцией температуры все сложнее. Хорошее начало для регулирования температурного режима утром к восходу солнца, когда воздух прогревается до 17–19° С, затем после полудня температура растет до 26° С. Причинами являются стимулирование поглощения питательного раствора, оптимальный фотосинтез, выход пыльцы (на пчелоопыляемых культурах). Если температура повышается, то ее можно сначала попытаться снизить за счет форточной вентиляции. Помимо вентиляции снижать температуру воздуха в теплицах помогает регулирование температуры и досветки, зашторивание, система туманообразования.

Также довольно распространенной системой для понижения температуры сегодня является система испарительного охлаждения и доувлажнения воздуха (СИОД). Принцип ее работы заключается в мелкодисперсном распылении воды по всей площади теплицы. Вода, испаряясь, забирает часть энергии, таким образом несколько охлаждая воздух в теплице и увеличивая влажность.

Рекомендации:

- Расчетную температуру воздуха в овощных теплицах круглогодового использования и в рассадных отделениях (теплицах) овощных теплиц следует принимать 15°С, в рассадно-овощных теплицах весенне-осеннего использования 8°С.
- Температура внутреннего воздуха в овощных теплицах не должна превышать 30°С, а рассадных отделениях (теплицах) овощных теплиц - 26°С, при этом длительность периода с максимальной температурой допускается не более 10 часов.
- Температура почвы в корнеобитаемом слое не должна быть ниже 18°С и выше 25°С.
- Температура субстрата для гидропонных теплиц должна быть 20-22°С днем и 18°С ночью. Температура питательного раствора 22-24°С. Температура капель питательного раствора при капельном поливе 24-26°С.
- В системе полива (орошения) растений, испарительного охлаждения и доувлажнения воздуха (СИОД) следует использовать воду температурой 22-26°С.

Влажность в теплице

Относительная влажность – это процент содержания влаги в воздухе. Чем выше этот показатель, тем больше микрочастиц воды находится в свободном полёте в воздушной среде помещения. Поскольку теплица является закрытой конструкцией, и поскольку в основном предназначении теплицы – выращивании сельскохозяйственных культур – большую роль играет постоянная и регулярная подача к растениям воды, то влажность в теплице имеет свойство накапливаться со временем. Основным фактором, определяющим влажность воздуха теплицы, является интенсивность транспирации растений. Транспирация — процесс испарения воды растениями через устьица на листьях. В результате транспирации происходит саморегуляция растением температуры. Различные части растений содержат от 80 до 95% воды.

Часто бывает, что в естественных природных условиях высокая влажность окружающей среды соседствует с обильной и богатой флорой, для растущих в теплице культур подобный уровень влажности не всегда полезен, поскольку наиболее благоприятные климатические условия для разных растений порой существенно отличаются.

Повышенная влажность в теплице способствует развитию грибковых инфекций растений, в особенности – плесневого грибка и других видов плесени. Чем дольше помещение находится в условиях повышенной влажности, тем больше вероятность развития этих вредоносных микроорганизмов внутри теплицы.

Слишком низкая влажность так же вредна, как и чересчур высокая – это ведёт к засыханию почвы (что затрудняет полив, прорастание корневищ растений и культивацию почвы), сухость и недостаток влаги в воздухе пагубно влияют на растения и их жизнедеятельность.

Чтобы точно отслеживать изменения уровня влажности, в теплице необходимо установить гигрометр. Расчетную относительную влажность воздуха в теплице следует принимать равной 60%.

В зависимости от времени года, климатических условий, требований выращиваемой культуры необходимо постоянно следить за влажностью воздуха. Если для выращиваемых культур требуется повышенная влажность, то оптимальным решением может стать система туманообразования с автоматическим регулированием. Более сложная ситуация, когда требуется снизить влажность в теплице. На данный момент наиболее распространенный способ — это «вытапливание», то есть подогрев воздуха в теплице и выпуск его наружу. Однако более современным решением является предварительная подготовка воздуха с требуемыми параметрами в установках системы вентиляции и подача подготовленной смеси по перфорированным рукавам, расположенными под грядками.

На температурно-влажностный режим в целом влияет множество факторов: выращиваемая культура, кратность поливов, требуемые температуры в зоне выращивания, климатические условия. Впрочем, практически всеми параметрами можно управлять, исключая внешний климат.

За счет транспирации растения сами поддерживают влажность. Специалисты считают, что сохранение влажности в теплице является первоочередной задачей. Этого возможно добиться только с помощью технологии Ultra Clima, одновременно обеспечивающей охлаждение воздуха. Ее суть заключается в том, что теплица снабжена специальной зоной, в которой воздух готовится по заданным параметрам, а затем с помощью вентиляторов и воздушных рукавов подается в теплицу. Управление температурно-влажностным режимом позволяет растению снизить собственные затраты на транспирацию.

Воздушная среда в теплице

Под этим термином понимаются характеристики воздушного пространства внутри помещения. Воздушная среда – это, говоря просто, сам воздух в теплице. С одной стороны, растениям регулярно нужен свежий воздух, поскольку растениям для роста и развития нужен углекислый газ. В закрытом непроветриваемом помещении растения, подобно человеку, постепенно поглощают весь содержащийся в воздухе углекислый газ, пока его не остаётся совсем.

Воздушная среда обитания растения и ее газовый состав определяют во многом рост и развитие растений. Но это не ограничивается одной фотосинтетической деятельностью листовой поверхности растения. Важное значение имеет газообмен с внешней средой как надземных частей растения, так и корневой системы; кроме углекислого газа, большую роль играют кислород и водяной пар. Скорость движения воздуха является одним из важных факторов тепличной среды наряду с температурой и влажностью воздуха. Усиление скорости ветра увеличивает интенсивность фотосинтеза.

При застое воздуха, когда газообмен затруднен, недостаток СО2: ослабляет фотосинтез, а слишком медленное удаление водяного пара ограничивает транспирацию. Особенно часто имеет место застой воздуха в зимний период. Скорость движения воздуха снижается по мере приближения к листу, так как растения оказывают сопротивление воздушным потокам. Оптимальная скорость движения воздуха в теплицах 0,3—0,5 м/с. С целью улучшения условий движения воздуха вокруг листа в объеме теплицы можно усилить его движение над растениями до 1 — 1,5 м/с.

В целом, чтобы освежить воздух в теплице, необходимы проветривания. Они будут снижать температуру воздуха внутри теплицы за счет разницы с внешней средой. Поэтому необходимо соблюдать баланс между поступлением в тепличное помещение свежего воздуха (чтобы у растений всегда было необходимое количество углекислого газа) и сохранением внутри теплицы нужного уровня тепла. Достичь этого проще всего, составив чёткий ежедневный график проветриваний теплицы и следуя ему.

Источник: «АПК Эксперт. Растениеводство»