Новые технологии теплицы

Тепличное овощеводство в России переживает период активного развития. В том числе это происходит благодаря освоению инновационных технологий, позволяющих ускорить рост и созревание растений и повысить урожайность, одновременно снизив расходы аграриев и себестоимость продукции

О высокотехнологичных проектах мы поговорили с Виктором Семёновым, главой Группы компаний «Белая Дача».

— Расскажите о последних мировых тенденциях в сфере тепличного овощеводства. Насколько активно Россия перенимает этот опыт?

— На сегодняшний день в мире обозначилось несколько ключевых тенденций, определяющих подход к выращиванию овощей и зелени.

Одним из наиболее передовых методов выращивания, набирающих все большую популярность, является малообъемная технология, когда растения выращиваются не в грунте, а в специальных ёмкостях, наполненных субстратом, в котором создаются благоприятные условия для их роста. Выращивание сельскохозяйственных культур может осуществляться на торфяных субстратах, на минеральной вате или аэропонике. При этом применяемые расходные материалы влияют на себестоимость продукта.

В целом мировая тенденция заключается в понимании того факта, что на традиционном грунте невозможно производить качественную продукцию, так как происходит накопление вредителей. Создать благоприятную контролируемую среду для растений можно только в случае, когда ежегодно происходит, так сказать, тотальная зачистка площадки.

Также растет интерес аграриев к выращиванию продукции по биометоду, что является положительным фактором в сфере тепличного овощеводства. Основной принцип биометода заключается в отказе от пестицидов для борьбы с вредителями и применении исключительно биологических средств защиты растений (например, биопрепаратов и энтомофагов), а также органических регуляторов роста (гуматы).

Кроме того, перспективным направлением тепличного овощеводства является технология светокультуры, то есть выращивание растений во внесезонный период благодаря дополнительному электрическому освещению (досветке). Таким образом компенсируется недостаток естественного тепла и света, которых недостает в ряде российских регионов.

Необходимые при этом затраты электроэнергии определяются географической широтой нахождения теплиц, временем года, скороспелостью культуры или сорта, применяемой технологией.

Светокультура позволяет реализовывать проекты не только на юге страны, но и продвигаться дальше на север, приближая теплицы к точкам сбыта готовой продукции. Однако, я убежден, что размещение теплиц на юге все равно будет превалировать и тот, кто реализует проекты в южных регионах, будет иметь конкурентное преимущество. Ведь осуществить транспортировку овощей даже на дальние расстояния намного дешевле и проще, чем затрачивать дополнительные ресурсы на отопление и освещение в северных регионах.

В современных теплицах, как правило, применяются лампы натриевого освещения и\или светодиоды, дающие возможность настроить световой спектр, наиболее подходящий растению, в конкретный период вегетационного роста.

Успехи производителей светодиодных ламп позволяют в корне поменять подходы к салатным культурам при переходе на фитотронное производство зелени. В фитотроне полностью отсутствует естественное освещение, при этом рост и созревание зеленых культур происходит в 1,5 раза быстрее, достигается высокая урожайность. В помещении предусмотрены многоуровневые стеллажи, позволяющие существенно экономить площадь, а выращивание зелени происходит с применением гидропоники (способ выращивания растений без почвы).

Фитотронная технология вначале осваивалась только японцами: нехватка земельных ресурсов и интенсивность использования земли стали стимулом для развития данного направления. Но сегодня к процессу подключились и США, и Европа. Несмотря на то, что это инновационная технология, требующая дальнейшего изучения, мы видим, что это уже не чисто японское, а массовое направление, которое подхватывается отдельными компаниями и в России.

— Какова степень государственного участия в модернизации отрасли?

— Государственное участие в развитии отрасли сегодня достаточно ощутимое, несмотря на то, что программы поддержки стартовали довольно поздно по сравнению с другими сферами АПК. Так, сначала приоритет отдавался исключительно птицеводству, потом в зону внимания попало свиноводство, затем молочное животноводство, и наконец, очередь дошла до тепличного овощеводства.

Последние три года мы чувствуем государственное участие в развитии отрасли, фактически она переживает ренессанс благодаря синергии двух рычагов поддержки: это кредит не только оборотный, но также инвестиционный сроком на 8 лет, а в дополнение к нему – субсидирование капитальных затрат (капиксов) со стороны федерального бюджета.

Я думаю, что при сохранении основных направлений и объемов господдержки тепличного овощеводства Россия в течение 2-3 лет сможет выйти на полное самообеспечение по всем овощным культурам. А возможно, мы даже начнем налаживать экспорт из южных регионов, хотя сейчас говорить об этом еще рано.

— А производители и поставщики оборудования не предоставляют специальных условий приобретения оборудования и технологий (рассрочка, возврат части средств и т.п.)?

— Нет, мы ничего подобного не наблюдаем. Более того, я считаю, что наши отечественные поставщики ведут себя не совсем адекватно, когда с ростом курса доллара и евро моментально повышают цены в рублях. Получается, что подстраивая ценообразование под мировой рынок, они, тем самым, сужают свой рынок сбыта и никак не поддерживают развитие отечественного овощеводства.

При этом тенденция к импортозамещению здесь тоже просматривается. Например, на сегодняшний день появились отечественные производители пленочных и стеклянных теплиц. К сожалению, по качеству комплектации и конструкции большинство из них пока отстает от мировых лидеров, но мы понимаем, что со временем этот разрыв будет сокращаться.

В России есть свои лидеры, работающие на уровне мировых стандартов, в частности, компания «ФИТО», автоматика которой не уступает зарубежным аналогам. При этом благодаря близости к клиентам компания обеспечивает высокий уровень сервиса, а отсутствие валютных рисков позволяет предлагать оптимальные и стабильные цены.

Есть такие производители семян, как «Гавриш», которые уже не один год занимаются экспортом своей продукции и заняли определенную нишу в качестве поставщиков семян для российского рынка.

Очень хочется, чтобы государство, поддерживая строительство селекционных центров, в первую очередь обратило внимание на такие компании (в частности, путем выдачи грандов), у которых есть собственные разработки, специалисты, опыт, внутренняя инфраструктура. В этом случае, обойдясь малыми деньгами, мы можем уже завтра создать свой готовый продукт. И, напротив, если вкладывать существенные средства в создание проектов «с нуля», понадобятся годы, чтобы потом наполнить их каким-то содержанием.

— В чем заключается уникальность тепличного комплекса Группы компаний «Белая Дача» в Кисловодске? Какие современные решения используются в салатной и томатной теплице?

— В томатной теплице ничего уникального нет, и хотя мы создали одну из лучших теплиц в стране, их уже появилось достаточно много. Отличие состоит в том, что мы постарались учесть многие новейшие разработки в комплексе. В такой комплектации теплицы, действительно, еще никто в мире не строил.

Помимо собственной генерации электроэнергии мы установили накопители тепла, которые позволяют эффективно использовать СО2. Тепло накапливается днем в специальных аккумуляторах и распределяется ночью. Таким образом достигается экономия энергоресурсов.

Полив в томатной теплице осуществляется капельным способом. Для полива мы используем дождевую воду, которую не просто собираем с кровли теплиц, но еще и храним в соответствии с самыми прогрессивными новейшими технологиями, не допуская цветения, снижения качества и потери количества.

А вот наше салатное производство является реально уникальным. Прежде всего оно максимально роботизировано – от момента посева до срезки растений. Аналогов подобных проектов в России нет, а в Европе таковых всего 1-2. Но даже от европейских проектов нас отличает то, что ни у кого не реализованы подобные технологии под полимерной пленкой, которая обеспечивает стопроцентную пропускную способность ультрафиолетового спектра излучения. Это увеличивает продолжительность жизни салатов, добавляет им жизнестойкости, гарантирует насыщенный цвет и вкус, богатое содержание витаминов и прочих полезных веществ. Важно, что увеличение продолжительности жизни салата даже на 1-2 дня дает большое преимущество в логистике.

Продление сроков хранения, обеспечение свежести и товарного внешнего вида продукта во время транспортировки достигаются именно благодаря использованию данной технологии.

Основная экономия энергоресурсов (помимо технологических решений) происходит за счет локации. Мы расположили теплицы под Кисловодском – практически в самом светлом месте России, в 7-й световой зоне. Здесь нет избыточного тепла летом, когда оно может быть губительным для растений и подавлять их развитие, при этом, достаточно солнца зимой. Это обеспечивает нам существенные конкурентные преимущества.

— Я всегда думала, что экологическое производство не может быть высокотехнологичным, в том числе потому, что в его основе лежит ручной труд… Или это не так?

— Можно по-разному взглянуть на этот вопрос. Мы сейчас все больше погружаемся в зону высоких технологий, и прекрасно понимаем, что обычную землю с ее буферной способностью, микробиологией, конечно, невозможно заменить. Но жизнь подсказывает, что мы должны двигаться в направлении сменяемых грунтов. И, на мой взгляд, сегодня главный тренд, которого мы должны придерживаться, заключается в исключении обработки ядохимикатами, и как раз высокие технологии позволяют этого избежать и полностью отказаться от использования «химии» при выращивании овощных и зеленных культур.

Проникновение полного спектра солнечного излучения, который мы с помощью высоких технологий можем регулировать, в частности, за счет японской пленки F-Clean, обеспечивает уникальные качества продукции.

Также с фитотронами – интеллектуальная система настройки режимов «дня» и «ночи» в течение суток позволяет создать идеальные, регулируемые условия для выращивания овощей в искусственной среде. Таким образом мы не расходуем электроэнергию на неэффективную зону спектра освещения, а тратим только на то, что дает реальный объем и качество продукта с точки зрения содержания сухого вещества, витаминов, ароматических веществ.

— Какая страна является технологическим лидером в сфере тепличного овощеводства?

— Я считаю, что Нидерланды были и остаются мировыми лидерами в области внедрения и использования тепличных технологий. Однако, пальма первенства постепенно будет смещаться в южные регионы, в том числе, в связи с тем, что многие голландские предприятия перемещают производства на юг Европы, в частности, Испанию, Италию, и даже на север Африки. Думаю, в ближайшей перспективе данный тренд продолжится.

— А как же Япония?

— Не думаю, что Японию можно отнести к лидерам в тепличном овощеводстве, несмотря на их высокие технологии. Местные производители надежно защищены действующими ввозными пошлинами на импорт, что создает для них тепличные условия работы, в которых нет необходимости уделять должное внимание совершенствованию технологий.

— Оправданы ли существенные вложения в передовые тепличные технологии? Что можно сказать на примере вашего проекта? Насколько далеко России до рекордов других стран, если говорить об эффективности производства?

— В нашем тепличном комплексе, построенном в Кисловодске, проявляется синергия голландского, испанского, итальянского, российского и отчасти японского опыта. Насколько экономически оправданы высокие инвестиции в проект – покажут ближайшие 2-3 года. Посмотрим, насколько получится повысить урожайность растений, и как это скажется на окупаемости проекта.

На мой взгляд, сегодня крупнейшие российские тепличные хозяйства практически достигли показателей лидирующих мировых производителей, в том числе, Испании и Голландии. Это, безусловно, большой успех.

Если до недавнего времени в светокультуре был один явный лидер – совхоз «Майский» (республика Татарстан), то теперь ряд других предприятий, например, Новосибирская компания также демонстрируют высокие показатели. И 50-70 кг томата с квадратного метра в продленной культуре (не в светокультуре) уже являются для России стандартной урожайностью, тогда как еще совсем недавно этот уровень казался недостижимым.

— Каким вам видится технологическое будущее тепличной отрасли?

— Безусловно, продолжат успешно развиваться тепличные комплексы, которые уже построены в соответствии с современными технологиями и в оптимальных климатических зонах.

Будут модернизироваться технологии питания в сторону широкого использования искусственных сред (аэропоники, хайпоники и проч.). Будет совершенствоваться автоматика и системы управления. В результате не агроном будет принимать решения, а само растение: оно будет подавать сигналы о том, какая ему необходима температура, питание, орошение, влажность воздуха. В этой области ожидается большой прогресс.

Развитие получит фитотронное направление, позволяющее полностью заменить естественное освещение искусственным. Благодаря этому распространение получат проекты, привязанные к месту сбыта продукции, в крупных агломерациях или местах с дешевой электроэнергией.

Мы видим, как постепенно ухудшается экологическая обстановка вокруг нас и производства в открытом грунте. К сожалению, можно предположить, что придёт время и действительно чистые здоровые овощи можно будет произвести только в защищенном грунте.

Интервью взяла Виктория Загоровская специально для портала «Агро в деталях»

Выращивание сельскохозяйственных культур или декоративных растений в нашем климате резко ограничено холодным временем года. Применение теплиц в этой отрасли способно обеспечить получение дохода круглый год, а особенно – в зимнее время, когда стоимость сельскохозяйственных групп товаров резко увеличивается. Рынок постоянно предлагает новые технологии для теплиц, которые могут облегчить и удешевить уход за растениями.

Новшества касаются как материалов, из которых изготавливаются конструкции, так и систем поддержания внутреннего микроклимата. Разработчики стараются учитывать все моменты, которые способны обеспечить высокий урожай и конкурентоспособное качество продукции.

Каркас

Каркас составляет основу конструкции, часто именно на него приходится львиная доля затрат. Но экономить на этом этапе не стоит, потому что все остальные части можно заменить без замены каркаса, если он сооружён из качественных материалов.

Стальной

Новейшие подходы подразумевают проектирование каркаса по голландской технологии в рамках специальной компьютерной программы. Она основана на взаимосвязи толщины стальных стоек и процента попадающего внутрь светового потока. Слишком толстые элементы удлиняют срок эксплуатации, но снижают урожайность за счёт дефицита света, поэтому важно высчитать оптимальное значение, которое возможно определить только с применением формул и цифровых чертежей.

Алюминиевый

Такие каркасы на данный момент являются самыми современными, они соединяют в себе передовой опыт и инвестиции в новые разработки. Кроме того, такой каркас решил проблему с отводом дождевой воды посредством жёлоба с уплотнителями для стен и потолка, а также вмонтированным стоком для конденсированной влаги. Эта технология помогает убрать капли, которые при скапывании на растения могут вызывать замедление роста и развитие грибковых патологий.

Алюминиевый каркас очень лёгкий, что делает его монтаж крайне простым и быстрым. Но для защиты от сильных ветров и ураганов его усилили специальными клеммами, которые расположены в верхней точке.

Покрытие

Покрытие является важным фактором для обустройства теплицы. Взамен стандартной полиэтиленовой плёнке пришли современные материалы, позволяющие получать товар высокого качества на протяжении круглого года.

Основные требования к покрытию остаются прежними: низкая теплопроводность для сохранения тепла внутри конструкции и высокая пропускная способность природного света.

Стекло

Стекло в этой сфере применялось и раньше, но теперь технология «флоат» сделала возможным заливать его прямо в подготовленные формы.

Благодаря этому подходу удаётся обеспечить такие моменты:

• система пропускает 93% солнечных лучей;
• она удобно монтируется, гарантирует высокую изоляцию и длительное использование;
• равномерная толщина делает теплицу устойчивой во время снегопада или сильного ветра.

Для монтажа стеклянного покрытия нужны специальные приспособления и умение выполнять подъёмно-монтажные операции, поэтому лучше доверить эту работу опытным специалистам.

Двойное остекление

Технология двойного остекления направлена на создание добавочной воздушной прослойки, которая повышает теплоизоляционные свойства. По сравнению с использованием сотового поликарбоната данный метод имеет такие преимущества:

• более низкая стоимость;
• длительный срок эксплуатации;
• увеличенная светоотдача.

Двойное остекление позволяет уменьшить образование конденсата, который является главным фактором ухудшения выхода товарной продукции.

Зашторивание

Ещё одна голландская технология подразумевает одновременное использование одного слоя стекла и вертикального зашторивания. Специальный механизм автоматически открывает и закрывает экраны, которые регулируют уровень подаваемого внутрь света. Кроме того, зашторивание позволяет сохранить внутреннее тепло.

Материал экранов подбирается в зависимости от конкретной культуры, которую выращивают. Учитывается и климат местности, где оборудуется теплица.

Самой современной на данный момент считается голландская система Smart-Slip, которая равномерно натягивается и плотно прилегает к контуру, что позволяет сэкономить максимальное количество тепловой энергии.

Тенты

Всё большую популярность набирают нетканые материалы, которые используют как самостоятельное укрытие или в качестве вспомогательного слоя внутри теплиц.

Многофункциональные материалы предлагают многие марки, основные из них – Лутрасил, Термоселект, Спанбонд и Агрил. Они могут быть разной толщины, что непосредственно влияет на их качества. Нетканые материалы помогают обеспечить оптимальный уровень влаги и сохранить тепло.

Недостаток таких тентов в том, что их самостоятельное применение круглый год невозможно, к тому же такие материалы достаточно хрупкие и могут рваться. Для того, чтобы продлить срок использования этих недешёвых материалов, необходимо накрывать их полиэтиленовой плёнкой на время ливней и града, а после их завершения – раскрывать.

Системы обеспечения микроклимата

Получение высокого урожая возможно только в том случае, если за всеми параметрами климата внутри теплицы соблюдается тщательный контроль и есть возможность их быстро корректировать в связи с изменениями внешних условий и стадии развития растений.

Отопление

Отопление является самым затратным фактором при выращивании любых растений или грибов, на него приходится до 80% общих расходов. Поэтому специалисты в первую очередь обращают внимание на разработку энергосберегающих систем отопления, которые позволяют снизить затраты энергоресурсов.

Новейшие технологии предлагают использование инфракрасных керамических обогревателей. Такие обогреватели снабжены автоматическими контроллерами, позволяющими включать и выключать длинноволновое излучение по мере надобности, с малейшим перепадом в 0,2°С. Мощность керамических обогревателей подбирается в зависимости от площади обогреваемой зоны и толщины материалов укрытия.

Терморегулятор позволяет снизить участие человека в постоянном контроле за температурой. Такие автономные системы очень долговечны, их можно использовать постоянно или сезонно.

Подогрев грунта

Для получения высоких и ранних урожаев оптимальную температуру нужно обеспечить не только атмосферному воздуху, но и почвогрунту, в котором культивируется рассада или взрослые растения. Особенно этот параметр важен в момент всходов семян.

Температуру почвы не всегда удаётся эффективно отрегулировать при помощи отопления, поскольку тепло поднимается вверх и даже при жаре внутри теплицы грунт может быть недостаточно прогретым. По этой причине все, кто серьёзно занимается выращиванием культур в закрытых условиях, используют почвенный подогрев.

Для повышения урожайности нагревательные магистрали укомплектовываются терморегуляторами, которые позволяют не перегревать грунтосмеси. Контроль происходит автоматически в границах заданных параметров. Эти параметры можно изменять в зависимости от стадии роста и развития растений, что значительно ускоряет созревание и получение урожая.

Плюсы использования обогрева грунта:

• целесообразность и быстрая окупаемость;
• невысокая стоимость и малые трудозатраты во время монтажа;
• автоматический режим работы;
• равномерный прогрев по всему периметру;
• снижение трудозатрат при обслуживании теплицы.

Определение мощности системы, которая обеспечит достаточный уровень прогрева, осуществляется индивидуально в зависимости от наружных температур и времени использования тепличного комплекса.

Искусственное освещение

Добавочное освещение – очень важный параметр, особенно в условиях сокращённого светового дня. Современные технологии предлагают несколько новшеств, позволяющих сделать его экономически выгодным и высокоэффективным. Многие культуры перестают образовывать бутоны и плоды, когда световой день сокращается до 9-7 часов, а после сокращения до 8 часов все части растения прекращают свой рост. Это делает обязательным применение дополнительного освещения.

Все новые подходы исключают перегрев поверхности освещения, что делает возможным их размещение в непосредственной близости от листьев, цветков или плодов.

На данный момент рынок предлагает несколько новых разработок.

Фитолампы

Эти устройства дают спектр излучения именно такой длины, которая наилучшим образом подходит для физиологии растений. Обычные лампы и прожекторы, которые использовались раньше, тратили энергию на свет в неподходящем спектре, что бесполезно расходовало электроэнергию. Фитолампы передают необходимые цвета, подходящие для определённых стадий вегетации растений, что позитивно сказывается на урожайности.

Общую мощность и количество фитоламп нужно оценивать очень тщательно. Учитывается и их расположение, которое обеспечит равномерное освещение без теневых зон.

Натриевые лампы

Передают оранжево-красную область спектра, которая делает фотосинтез максимально активным. Такие лампы надёжны, безопасны и являются очень эффективными. Кроме того, они обеспечивают высокую светоотдачу.

При их приобретении в первую очередь необходимо обращать внимание на влагоустойчивость, так как эксплуатация в условиях теплиц подразумевает высокую влажность или сырость.

Светодиодное освещение

При помощи светодиодов можно обеспечить необходимый спектр излучения, который будет отвечать всем потребностям выращиваемых культур на любых этапах возделывания. Кроме того, светодиоды потребляют наименьшее количество электроэнергии. От светового потока, передаваемого по светодиодам, можно получить самые высокие фотоактивные показатели, поэтому на данный момент эта технология считается наиболее выгодной.

Вентиляция

Системы проветривания прежде всего активны в жаркое время года, когда накопленная тепловая энергия в кратчайшие сроки может погубить растения. Сброс перегретого воздуха возможен благодаря применению автоматических термоприводов, позволяющих контролировать внутреннюю температуру. Эта технология упрощает обслуживание теплиц, поскольку открытие и закрытие проветривателей происходит без участия человека.

Использование автоматической вентиляции целесообразно и с той точки зрения, что срабатывает она только при возникновении избыточного давления. Это уберегает теплицу от попадания внутрь насекомых, способных снизить урожай или поедать растения.

Полив

Дождевание в последние годы уступило место новой технологии – капельному поливу. Главное преимущество такой системы заключается в том, что увлажняется непосредственно активный слой почвы. Это делает возможным экономию воды, поскольку исключается испарение с верхних слоёв и увлажнение неактивной части почвогрунта. Ещё одно преимущество капельного полива заключается в том, что он не нарушает поступление кислорода к корневой системе, уменьшая количество заболеваний корней.

Такие системы могут быть автоматизированными, а могут приводиться в действие человеком. Автоматизация помогает подавать воду для полива с определённой температурой, избегая стресса от воздействия холодной воды.

Кроме капельного полива специалисты по достоинству оценили сплинкерное орошение. При помощи этой методики не только увлажняют почву, но и обеспечивают необходимый уровень влажности, что особенно важно при выращивании грибов.

Применение новых технологий для теплиц помогает увеличить получение товарной продукции в несколько раз. Помимо эффективности современные методы обеспечения микроклимата и использование новейших материалов делают возможным обслуживать теплицы с минимальным участием людей и со значительным снижением трудозатрат.

Агрономия
В настоящее время выращивание овощей, цветов и других культур в теплицах уже невозможно представить без компьютерных систем управления технологическими процессами (полив растений, подкормки удобрениями, регулирование микроклимата).
В связи с этим в тепличном производстве повысились требования к агрономическому персоналу. Современный специалист сегодня должен не только владеть компьютером, но и грамотно вводить технологические параметры управления. Чтобы справляться с поставленными задачами, агрономы должны постоянно совершенствоваться в своих знаниях.
Для получения высоких урожаев агроном учитывает много факторов. Одним из наиболее важных является выбор сорта. Среди огромного разнообразия надо выбрать тот, который больше всего подходит для зоны выращивания, типа теплицы и т.д. Важную роль играет субстрат. Чтобы принять решение, агроном взвешивает все плюсы и минусы и находит оптимальный вариант. Вопросы полива и питания растений требуют грамотного подхода. Ведь очень важно обеспечить растения водой и элементами питания в период роста и плодоношения. А для этого надо знать физиологию растений и владеть агрохимическими знаниями. На рынке сегодня можно встретить разнообразные виды удобрений и подобрать их для конкретного случая — это тоже одна из важнейших задач для агронома.
Таким образом, повышение урожайности в тепличном производстве невозможно без присутствия грамотных специалистов-агрономов, знающих дело и понимающих растения.
Управление микроклиматом в промышленных теплицах
Современные технологии выращивания овощей, рассады, цветов и зеленных культур требуют постоянного поддержания определенных режимов микроклимата в теплицах.
Тепличное производство относится к числу наиболее энергоемких производств. В среднем затраты на обогрев теплиц составляют 40-80% от себестоимости продукции. К примеру, на обогрев 1 Га зимних теплиц расходуется более 200 тонн условного топлива в год, поэтому повышение эффективности его использования имеет важное значение.
Автоматизация систем управления микроклиматом в защищенном грунте позволяет экономить 15-25% тепла при росте урожайности, улучшения условий труда персонала и повышении общей культуры производства.
Современная теплица как объект управления температурно-влажностным режимом характеризуется крайне неудовлетворительной динамикой и нестабильностью параметров, вытекающими из особенностей технологии производства. В то же время агротехнические нормы предписывают высокую точность стабилизации температуры (+/-1градус), своевременное её изменение в зависимости от уровня фотосинтетически активной облученности, фазы развития растений и времени суток. Все эти обстоятельства предъявляют высокие требования к функционированию и техническому совершенствованию оборудования автоматизации управления микроклиматом в теплицах.
Гидропонный метод выращивания овощей в теплицах
Тепличное производство в настоящее время развивается как динамичная и эффективная отрасль сельского хозяйства, имеющая значение для снабжения населения свежими и богатыми витаминами овощами, а также цветами в период, когда из открытого грунта не поступает продукция.
В строительство и эксплуатацию остекленных теплиц вложены значительные средства. Кроме того, на фоне усиливающегося кризиса тепличное производство является одним из наиболее энергоемких в сельском хозяйстве. В настоящее время перед тепличными комбинатами стоит задача повышения эффективности производства. Эта задача может быть решена только путем реконструкции, модернизации и применения новых технологий.
В сельском хозяйстве, особенно в тепличном производстве, научно-технический прогресс охватывает, прежде всего, все факторы интенсификации — удобрение, полив, сортовой состав, микроклимат и способы выращивания культур. Однако существующие традиционные технологии ограничивают возможности улучшения производственных результатов.
Одно из новейших направлений тепличного производства за рубежом и в нашей стране — выращивание овощей на гидропонике с использованием всех достижений химии, биологии и электроники. Интерес к этим технологиям постоянно возрастает, поскольку они предоставляют практике огромные возможности резкого повышения урожаев и качества продукции при несравнимо лучших условиях труда.
С внедрением в производство автоматизированных систем полива и питания растений появилась возможность беспочвенного выращивания овощей. Результаты исследований и внедрения новых технологий отражают следующие преимущества гидропонных способов:
— получение высоких и устойчивых урожаев с повышенным качеством продукции,
— уменьшение энергоемкости на единицу продукции,
— повышение производительности труда за счет исключения трудоемких процессов (пропаривание, обработка, замена грунта и др.), связанных с использованием почвы,
— наличие условий для оптимизации водного, воздушного режимов и минерального питания на основе программирования с использованием микропроцессорной техники,
— возможность стандартизации агротехники и питательных растворов по культурам, что облегчает технологический процесс,
— автоматизация и перевод на базу электроники рабочих процессов, что сводит до минимума расход труда, воды, удобрений,
— более легкая борьба с болезнями и вредителями растений,
— возможность использования территорий, непригодных для обычного выращивания овощных культур,
— значительное улучшение условий для работающих в теплицах.
Настоящее и будущее гидропоники определяются, прежде всего, решением многих организационных и технических вопросов, из которых наиболее важны следующие:
— разработка программы развития гидропоники и помощи тепличным комбинатам при ее внедрении в производство,
— производство технологического оборудования для новых систем — узлов питания, систем капельного полива, портативных измерительных приборов и др.,
— производство дешевых минеральных удобрений с качеством, отвечающим требованиям технологии,
— организация агрохимического контроля и разработка рекомендаций по применению удобрений.
Решение этих вопросов даст возможность путем использования гидропонных методов увеличить производство продуктов сельского хозяйства.
Капельное орошение в промышленных теплицах
Одно из перспективных направлений совершенствования технологии полива в промышленных теплицах заключается в применении капельного орошения, имеющего ряд преимуществ перед традиционными способами полива (шланговый полив, дождевание).
Принцип капельного орошения заключается в подаче требуемого количества влаги и питательных веществ непосредственно к корневой зоне растений, что позволяет обеспечить оптимальный водно-воздушный и питательный режимы тепличного грунта (или субстрата), повышает урожайность, сокращает расход воды и удобрений, снижает заболеваемость растений и возможность распространения болезней.
Капельное орошение является основным способом полива при выращивании растений методом малообъемной гидропоники.
Малообъемная технология выращивания овощей в теплицах, так называемая «малообъемка» предусматривает создание оптимальных водно-воздушных, питательных и температурных параметров в корнеобитаемой зоне растений, которая в отличие от традиционной почвенной технологии сокращена до 2-15 л субстрата на одно растение.
Объем субстрата для жизнедеятельности корневой системы весьма ограничен и представляет собой химически нейтральную среду, поэтому подача воды, питательных элементов и тепла для поддержания заданных условий должны осуществляться своевременно и в требуемых количествах.
При гидропонных технологиях качество воды имеет первостепенное значение. К наиболее важным показателям относятся:
— общая концентрация растворимых солей,
— содержание натрия, хлора, бора и других элементов, усвояемых растениями в малой степени и при накоплении в растворе действующих токсично,
— содержание бикарбонатов, их соотношение и суммарная концентрация кальция и магния,
— жесткость воды.
В состав оборудования для создания оптимальных условий в корневой зоне растений входят:
— пленочные (полиэтиленовые, асбоцементные) желоба или контейнеры, в которых находится субстрат (торфоплиты, плиты из минеральной ваты, перлит и др.), субстрат закрывают белой непрозрачной пленкой, в прорези пленки устанавливают кубики с рассадой;
— растворный узел для приготовления и подачи питательного раствора, состоящий из емкостей с маточными растворами и кислотой, насосов и арматуры для их дозирования, смесительной емкости (миксера), насоса для перемешивания рабочего раствора и подачи его в теплицу, фильтров, датчиков температуры, кислотности, электропроводности, расходомера и автоматизированного контроллера с пультом управления процессом полива;
— магистральный трубопровод и капельная сеть, по которым в теплице распределяется питательный раствор по заданной программе.
Применение новой технологии в тепличном овощеводстве позволяет:
— повышать урожайность (до 40%);
— уменьшить себестоимость продукции;
— снижать потребность в субстратах на торфяной основе, а в ряде случаев исключать их полностью (при использовании минваты, перлита и др.);
— исключать все технологические операции, связанные с обработкой почвы: пахоту, пропаривание, внесение удобрений, поднятие и опускание регистров обогрева и др.;
— улучшать фитосанитарные условия в теплицах, снижать заболеваемость растений;
— полностью автоматизировать процессы приготовления и подачи минерального питания.